Caracterización, optimización de mezclas y modelización del proceso de metalurgia de polvos

EDGARDO FABIÁN IRASSAR; PAULO, CECILIA INÉS; PETIT, HORACIO ANDRÉS; DI SALVO BARSI, ANTONELA; CORDOBA, GISELA; SANTELLAN, JULIO JOAQUÍN

2018-08-01/2019-05-31

Materiales

Metalurgia

El proceso de metalurgia de polvos que se utiliza para el moldeo de cargas huecasrequiere de la determinación sistemática de sus características en las siguientes etapas:- Primera Etapa: Caracterización de la materia prima. - Segunda Etapa: Caracterización y homogenización de la mezcla de polvosmetálicos.- Tercera Etapa: Caracterización de los proceso de prensado y sinterizado.- Cuarta Etapa: Caracterización del producto final. Primera Etapa: Estudio y caracterización de las materias primas: polvos metálicos conteniendo mayoritariamente Bronce, Plomo y TungstenoEl objetivo de esta propuesta es la caracterización física y química de los polvos metálicos usados para el proceso de moldeado por presión. El proceso es utilizadopara la conformación de matrices cónicas con metales de alto punto de fusión y metales de bajo punto de fusión utilizados como aglutinantes.Para esta primera etapa de trabajo se plantean las siguientes actividades a desarrollar:a) Determinar el encuadre normativo según normas correspondientes a los polvos de metales utilizados y la correspondiente normativa de ensayo de verificación de las características de dichos polvos.b) Caracterización de diez muestras de polvo metálico? Característica geométrica- Forma de partícula.- Tamaño de partícula.- Distribución de tamaño de las partículas.- Área superficial.- Densidad absoluta.- Densidad de empaque y porosidad.? Características de fricción y flujo entre partículas - Fricción entre partículas mediante ángulo de reposo.- Características de flujo dinámico de las partículas.- Resistencia verde.? Composición química y mineralógica del material- Determinación de su composición química por XRF.- Determinación de su composición mineralógica por XRD.Segunda Etapa: Caracterización y homogenización de la mezcla de polvos metálicosEn este punto se determinará la mezcla óptima de acuerdo a las características de los polvos metálicos ya estudiados en la primera etapa. Para ello se plantean las siguientes actividades: - Estudio de máximo empaquetamiento. Propuesta de modelos de empaquetamiento de densidad absoluta y aparente para obtener el mayor factor de empaque de las mezclas.- Efecto de la vibración y presión de compactación sobre la densidad de la mezcla.- Determinación de la porosidad de la mezcla.Tercera y Cuarta Etapas: Caracterización de los proceso de prensado y sinterizado. Caracterización del producto final.Estas dos últimas etapas se desarrollaran y especificarán luego de haber completado las dos primeras etapas, de acuerdo a los resultados obtenidos.Dentro de las posibles actividades se proyectan el análisis de la estructura del cuerpo verde luego del prensado con microscopia electrónica de barrido para determinar:- Distribución de las fases- Porosidad- Puntos de necking- Reducción de porosidad y tamaño de granosParalelamente, de acuerdo a los resultados obtenidos, se podrán realizar:? Trabajos de simulación de la producción óptima de mezclas de polvos metálicos según requerimientos de la empresa. Optimización de las variables involucradas utilizando herramientas de programación matemática avanzada.? Trabajos de simulación de problemas en el prensado de polvos.