Cuatro procesos para fabricar polvo metálico

Hacer polvo de metal

El primer paso en el proceso general de pulvimetalurgia (PM) es la producción de polvos metálicos. Hay cuatro procesos principales utilizados en la producción de polvo: reducción de estado sólido, atomización, electrólisis y química.

Reducción de estado sólido

En la reducción en estado sólido, el mineral seleccionado se tritura, generalmente se mezcla con carbón y se pasa a través de un horno continuo. En el horno tiene lugar una reacción que reduce el carbono y el oxígeno del polvo, lo que deja una torta de metal esponjoso que luego se tritura, se separa de todo el material no metálico y se tamiza para producir el polvo. Dado que no se trata de ninguna operación de refinado, la pureza del polvo depende de la pureza de las materias primas. Las partículas irregulares parecidas a esponjas son blandas, fácilmente comprimibles y dan compactos de buena resistencia previa a la sinterización ("verde").

Atomización

En este proceso, el metal fundido se separa en pequeñas gotas y se congela rápidamente antes de que las gotas entren en contacto entre sí o con una superficie sólida. Normalmente, una fina corriente de metal fundido se desintegra sometiéndola al impacto de chorros de gas o líquido de alta energía. En principio, la técnica es aplicable a todos los metales que puedan fundirse y se utiliza comercialmente para la producción de hierro; cobre; aceros aleados; latón; bronce; metales de bajo punto de fusión como aluminio, estaño, plomo, zinc y cadmio; y, en casos seleccionados, tungsteno, titanio, renio y otros materiales de alto punto de fusión.

Electrólisis

Al elegir las condiciones adecuadas, como la composición y concentración del electrolito, la temperatura y la densidad de corriente, muchos metales pueden depositarse en estado esponjoso o en polvo. A menudo se requiere un procesamiento adicional (lavado, secado, reducción, recocido y trituración) para, en última instancia, producir polvos de alta pureza y alta densidad. El cobre es el metal principal producido por electrólisis, pero también se producen polvos de hierro, cromo y magnesio de esta manera. Debido a los elevados costes energéticos asociados, la electrólisis se limita generalmente a polvos de alto valor, como los polvos de cobre de alta conductividad.

Químico

Los tratamientos químicos en polvo más comunes implican la reducción de óxidos, la precipitación de soluciones y la descomposición térmica. Los polvos producidos pueden tener una gran variación en propiedades y aún así tener un tamaño y forma de partícula estrechamente controlados. Los polvos reducidos en óxido a menudo se caracterizan como "esponjosos" debido a los poros presentes dentro de las partículas individuales. Los polvos precipitados en solución pueden proporcionar distribuciones estrechas de tamaño de partículas y alta pureza. La descomposición térmica se utiliza con mayor frecuencia para procesar carbonilos. Estos polvos, una vez molidos y recocidos, superan el 99,5% de pureza.