Las técnicas de prensado y sinterización son esenciales para transformar los compuestos metálicos, cerámicos y metálicos refractarios intermetálicos en productos utilizables.
Estas técnicas incluyen la sinterización sin presión, la sinterización por prensado isostático en caliente, la sinterización por prensado en caliente, la sinterización por gas a presión y varios métodos especializados.
Cada técnica ofrece ventajas únicas y se elige en función de las propiedades del material, los resultados deseados y las aplicaciones específicas.
¿Cuáles son las técnicas alternativas de prensado y sinterizado? (Explicación de 10 métodos clave)
1. Sinterización sin presión
El sinterizado sin presión consiste en sinterizar sin aplicar presión.
Esto ayuda a evitar variaciones de densidad en el producto final.
Es adecuado para compactos de polvo cerámico creados mediante métodos como el prensado isostático en frío, el moldeo por inyección o el colado por deslizamiento.
Las técnicas de calentamiento para la sinterización sin presión incluyen el calentamiento a velocidad constante (CRH), la sinterización a velocidad controlada (RCS) y la sinterización en dos pasos (TSS).
Cada técnica afecta de forma diferente a la microestructura cerámica y al tamaño de grano.
2. Sinterización convencional
La sinterización convencional es el método más sencillo.
Consiste en calentar el polvo compacto preparado a la temperatura adecuada sin presión externa.
Esta técnica requiere una atmósfera controlada para garantizar la seguridad y unos resultados óptimos.
Puede realizarse utilizando hornos de caja u hornos tubulares.
3. Sinterización a alta temperatura
La sinterización a alta temperatura es similar a la sinterización convencional, pero se realiza a temperaturas elevadas.
Este método reduce la oxidación de la superficie, mejorando la unión metal-metal.
Mejora las propiedades mecánicas, reduce la porosidad y refuerza el metal.
Sin embargo, las piezas sinterizadas a altas temperaturas tienden a encogerse más de lo esperado.
4. Sinterización por prensado isostático en caliente (HIP)
El sinterizado por prensado isostático en caliente (HIP) es una forma de sinterizado a presión.
Utiliza altas temperaturas y presión isostática para lograr una compactación uniforme.
Esto mejora la densificación y las propiedades mecánicas de los materiales.
5. Sinterización por prensado en caliente
El sinterizado por prensado en caliente también aplica presión durante el proceso de sinterización.
Utiliza presión uniaxial para mejorar la densificación y las propiedades mecánicas.
6. Sinterización por presión de gas
La sinterización por presión de gas utiliza presión de gas para evitar la vaporización de los componentes volátiles.
Este método es eficaz para mantener la integridad del material durante la sinterización.
7. Métodos de sinterización especializados
Los métodos de sinterización especializados incluyen la sinterización por microondas, que utiliza energía de microondas para calentar y sinterizar el material.
El sinterizado asistido por presión combina presión y calor para mejorar la densificación.
El sinterizado selectivo por láser (SLS) y el sinterizado por haz de electrones (EBS) son técnicas de fabricación aditiva que utilizan haces de energía para sinterizar materiales en polvo capa por capa, creando objetos tridimensionales complejos.
8. Sinterización por plasma de chispa (SPS)
El sinterizado por plasma de chispa (SPS) utiliza presión y un campo eléctrico para aumentar la densidad de los compactos de polvo cerámico y metálico.
Permite temperaturas de sinterización más bajas y tiempos de procesamiento más cortos.
A pesar de su nombre, no interviene ningún plasma, lo que da lugar a nombres alternativos como Técnica de Sinterización Asistida por Campo (FAST), Sinterización Asistida por Campo Eléctrico (EFAS) y Sinterización por Corriente Directa (DCS).
9. Forja por electrofusión
El forjado por electro sinterización es una tecnología de sinterización asistida por corriente eléctrica que se utiliza para producir compuestos de matriz metálica de diamante.
Este método, derivado de la sinterización por descarga de condensador, se caracteriza por un tiempo de sinterización bajo y se está investigando su uso con diversos metales.
10. Ventajas de cada técnica
Cada una de estas técnicas está adaptada a propiedades de materiales y aplicaciones específicas.
Ofrecen diversas ventajas en términos de densificación, propiedades mecánicas y tiempos de procesamiento.
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