Cuando se comprime metal caliente, el proceso implica tanto la aplicación de calor como de presión, lo que se conoce como prensado en caliente. Este método es especialmente eficaz para conformar materiales duros y quebradizos, como polvos metálicos y cerámicos, y se utiliza ampliamente en la consolidación de herramientas de corte y cerámicas técnicas.
Resumen del proceso:
El prensado en caliente implica la aplicación simultánea de calor y presión a un polvo o compacto de polvo a temperaturas lo suficientemente altas como para inducir procesos de sinterización y fluencia. Esto conduce a la densificación mediante la reordenación de las partículas y el flujo plástico en los contactos de las partículas.
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Explicación detallada:
- Aplicación de calor y presión:
- El proceso comienza llenando un molde de grafito con el polvo suelto o la pieza precompactada. Este molde permite el calentamiento por inducción o resistencia hasta temperaturas extremadamente altas, normalmente en torno a 2.400 °C (4.350 °F), y las presiones pueden alcanzar hasta 50 MPa (7.300 psi).
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La combinación de alta temperatura y presión favorece el proceso de sinterización, en el que las partículas se unen en sus puntos de contacto, lo que provoca una reducción de la porosidad y un aumento de la densidad.
- Tipos de calentamiento:
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Hay tres tipos principales de calentamiento utilizados en el prensado en caliente: calentamiento por inducción, calentamiento por resistencia indirecta y técnica de sinterización asistida por campo (FAST) o prensado en caliente directo. Cada método sirve para calentar el material de manera uniforme y eficiente, facilitando el proceso de sinterización.
- Efectos de la temperatura, la presión y el tiempo:
- La temperatura y la presión aplicadas durante el prensado en caliente influyen significativamente en la contracción y la densidad final del producto. Las temperaturas más altas y las presiones más elevadas provocan inicialmente una contracción más fuerte del tocho prensado, y el tiempo necesario para que la densidad se estabilice es más corto.
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El tiempo de mantenimiento también desempeña un papel crucial. Una vez que se alcanza un determinado umbral, los nuevos aumentos del tiempo de mantenimiento no mejoran la densidad, lo que indica la finalización del proceso de densificación.
- Desoxidación y control atmosférico:
Las altas temperaturas pueden provocar la oxidación de los metales, lo que es indeseable en el proceso de sinterización. Para evitar la oxidación, se crea una atmósfera inerte en la cámara de sinterización introduciendo nitrógeno y extrayendo oxígeno. Este gas inerte actúa como barrera, impidiendo la oxidación y garantizando la integridad del metal sinterizado.Conclusiones:
