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4. SINTERIZADO
El Sinterizado es una operación de tratamiento térmico que se ejecuta sobre un compactado
para unir sus partículas metálicas, incrementado de esta manera su dureza y resistencia.
La temperatura de sinterización debe ser lo suficientemente alta para que el aumento de
movilidad de los átomos superficiales de cada partícula le produzca un aumento de sus
superficies de contacto, hasta conseguir una recristalización total, que haga desaparecer los
límites de cada partícula y queden englobadas en una masa total. Dependiendo de la
temperatura podemos hablar de:
SINTERIZACIÓN DE FASE SÓLIDA.
La Ta nunca debe llegar a la de fusión. La Sinterización de Fase Sólida, es la más común, se
combinan dos o más polvos (componentes) de diferentes Tas de fusión. El compactado verde
debe calentarse al 60 u 80 % de la Ta de fusión del componente de más baja Ta de fusión. Esto
requiere, por lo general, más de dos horas en un horno de sinterización para producir los
enlaces metalúrgicos.
SINTERIZACIÓN DE FASE LÍQUIDA.
Cuando se trata de sinterizar mezclas de polvos de diferentes metales con diferentes Tas de
fusión, la Ta de sinterización puede ser superior a la de fusión de algún metal, lo que
acelera la difusión de los componentes y permite obtener verdaderas aleaciones de
características físicas y mecánicas muy parecidas a las aleaciones masivas correspondientes. Sin
embargo, no conviene que la parte fundida en la sinterización sea superior a un 30 % de la
masa total para evitar deformaciones de las piezas.
El polvo principal nunca se funde. El polvo del metal que tiene Ta de fusión inferior a la Ta de
sinterización, la fase líquida de ese metal llena los huecos que hay entre las partículas que no se
funden. De esta manera aumenta la densidad y la resistencia mecánica y se reduce la
porosidad.
En la Sinterización en fase líquida ocurre un proceso conocido como infiltración en el cual los
poros o huecos de la pastilla sinterizada o no sinterizada se llenan con un metal o aleación de
menos temperatura de fusión.
Por ejemplo: un compacto de hierro o de acero se calienta junto con una aleación de cobre
fundida a una temperatura inferior a la de fusión del compactado de acero. El cobre fundido se
difunde hacia los poros del compactado e, idealmente, llena todo el volumen de los huecos. Este
proceso incrementa considerablemente las densidades y la resistencia a la tracción.
SINTERIZACIÓN HOLGADA.
La alta densidad y la baja porosidad no siempre son deseables. Se pueden producir filtros
porosos y cojinetes prelubricados mediante sinterización holgada o combinado el polvo con
una sustancia combustible o volátil, como por ejemplo aserrín, la cual se elimina durante el
proceso de sinterización después de hacer el compacto verde. Algunas partes muy grandes se
pueden formar con presiones muy bajas o sin presión, y se someten al proceso de
sinterización holgada, también conocida como sinterización sin presión, tras lo que se forjan en
frío.
PROCESO DE SINTERIZADO
El tratamiento de sinterizado se lleva a cabo, por lo general, a temperaturas entre 0.7 y 0.9 del
punto de fusión del metal (en escala absoluta), con tiempos de sinterización comprendidos entre
quince minutos y dos horas. Estos tiempos no deben ser muy largos para evitar el crecimiento
de los granos.
En un proceso típico de sinterización, el compactado en verde se coloca sobre una cinta
transportadora que se mueve lentamente en la zona de precalentamiento hasta alcanzar la
temperatura de sinterización real. Esta temperatura se mantiene esencialmente constante
durante un tiempo, y se pasa a la zona de enfriamiento donde desciende la temperatura de la
pieza de manera controlada. La temperatura de sinterización se mantiene por debajo del punto
de fusión del metal principal. Algunos de los aditivos mezclados pueden llegar a fundirse, lo que
causa la sinterización en fase líquida.
El horno típico de sinterización consta de una atmósfera protectora adecuada, que previene la
oxidación debida a altas temperaturas de las piezas en esta zona, y ayuda a reducir los óxidos
presentes.
Las tres etapas que se dan dentro de un horno de sinterización son:
1. PRECALENTADO: se volatilizan los lubricantes de las piezas que son expulsados
como vapor a la atmósfera.
2. SINTERIZADO: aquí se desarrollan las uniones metalúrgicas entre las partículas
y tienen lugar las aleaciones en estado sólido.
3. ENFRIADO: Enfriamiento progresivo de la pieza. La Microestructura que se desarrolla
durante la sinterización determina las propiedades de la pieza.
(NO ES EL TEMA COMPLETO – ES UNA MUESTRA DEL TEMA)