Metal·lúrgia i siderúrgia/Pulverimetal·lúrgia

La pulverimetal·lúrgia, també anomenada metal·lúrgia de les pólvores, és una tècnica per donar forma a materials metàl·lics a partir de components que fonen a molt altes temperatures, que tenen una extremada duresa o altres característiques especials que fan que no es pugui aplicar uns processos d'obtenció més tradicionals o habituals. Aquest procés consta de tres fases: Producció de les pólvores, Compressió i Sinterització.

Aplicacions

Les distintes aplicacions que té la pulverimetal·lúrgia són:

Fabricació d'objectes amb materials refractaris.
Fabricació d'objectes amb materials de molta puresa i de composició d'alta precisió.
Fabricació de peces amb materials difícils d'emmotllar.
Fabricació de carburs metàl·lics.
Fabricació de peces metàl·liques poroses per utilitzar com a filtres.

Producció de les pólvores

La producció de les pólvores generalment es realitza de metalls purs, principalment ferro, coure, estany, alumini, níquel i titani, aliatges com llautons, bronzes, acers i acers inoxidables o pólvores pre-aliats. Processos típics són:

Atomització en estat líquid. El metall fos s'aboca a través d'un embut refractari en una càmera d'atomització, fent-li passar a través de dolls d'aigua polvoritzada.

Atomització amb elèctrode fungible (electròlisi). Es col·loquen barres o làmines com ànodes en un tanc que conté un electròlit. S'aplica corrent i després de 48 hores s'obté en els càtodes un dipòsit de pólvores d'aproximadament 2mm. Es retiren els càtodes i es graten els pólvores electrolítiques.

Reducció d'òxids metàl·lics. Es reduïxen els òxids metàl·lics a pólvores metàl·liques posant-los en contacte amb gas reductor a una temperatura inferior a la de fusió.

Polvorització mecànica. Útil en metalls fràgils. Es mol o es llima el metall i es duu a través d'un gas, separant-se aquest metall del gas en un corrent turbulent dins d'un separador ciclònic.

Condensació de vapors metàl·lics. Aplicable en metalls que poden bullir condensant el vapor en forma de pòlvores (magnesi, cadmi i cinc).

Compressió

La compressió consisteix en introduir les pólvores en un motlle de la peça desitjada i amb unes premses hidràuliques se'ls aplica una pressió altíssima, que produeix una unió entre els àtoms més superficials, anomenada difusió. Aquest procés pot ser comparat a una soldadura en fred.

Sinterització

Per aconseguir que el producte obtingut es comporti com una massa compacta, el producte s'introdueix en un forn i aquest se sotmet a unes elevades temperatures que perfeccionen la unió. Aquestes altes temperatures solen estar una mica per sota del punt de fusió del material utilitzat i el temps que hi està pot oscil·lar entre els 20 minuts i les 2 hores. Això és el que anomenam sinterització. Generalment, els forns són continus amb tres càmares:

Càmara de purga. On es consumeix l'aire i es volatilitzen els lubricants, mentre es calenta el compactat.

Càmara d'alta temperatura. On es produeix la unió de partícules per difusió en estat sòlid.

Càmara de refredament. On finalment es fa rebaixar la temperatura del producte sinteritzat.

Carbur de Tungstè

També conegut com widia, que és l'acrònim de la veu alemanya wie diamant: com el diamant. La seva primera producció es va desenvolupar a l'acereria alemanya Krupp Stahl AG.

El wolframi o volframi, també anomenat tungstè és un element químic de nombre atòmic 74 que es troba en el grup 6 de la taula periòdica dels elements. El seu símbol és W.

És un metall escàs en l'escorça terrestre, es troba en forma d'òxid i de sals en certs minerals. És de color gris acerat, molt dur i dens, té el punt de fusió més elevat de tots els metalls i el punt d'ebullició més alt de tots els elements coneguts. S'usa en els filaments de les làmpades incandescents, en elèctrodes no consumibles de soldadures, en resistències elèctriques, i aliat amb l'acer, en la fabricació d'acers especials.

La seva varietat de carbur de wolframi o de tungstè sinteritzat s'empra per a fabricar eines de tall. Aquesta varietat absorbeix més del 60% de la demanda mundial de wolframi.

El wolframi és un material estratègic i ha estat en la llista de productes més cobejats des de la Segona Guerra Mundial. Per exemple, el govern dels Estats Units manté unes reserves nacionals de sis mesos al costat d'altres productes considerats de primera necessitat per a la seva supervivència.

Aquest metall és fonamental per entendre les societats modernes. Sense ell no es podrien produir d'una forma econòmica totes les màquines que ens envolten i les coses que es poden produir amb elles.

Aplicacions

En estat pur s'utilitza en la fabricació de filaments per a làmpades elèctriques, resistències per forns elèctrics amb atmosfera reductores o neutres, contactes elèctrics per als distribuïdors d'automòbil, anticátodos per tubs de raigs X i de televisió.

Té usos importants en aliatges per a eines de tall a elevada velocitat (W2C), en la fabricació de bugies i en la preparació de vernissos (WO3) i mordents a Tintoreria, en les puntes dels bolígrafs i en la producció d'aliatges d'acer dures i resistents.

Els wolframatos de calci i magnesi s'utilitzen en la fabricació de tubs fluorescents.

El carbur de wolframi, estable a temperatures de l'ordre de 500 ° C, també es fa servir com a lubricant sec.

Referències