Materiales MIM

Algunos metales son muy difíciles de fundir y forjar, como las aleaciones de tungsteno, las aleaciones de titanio y las superaleaciones.

Por suerte, Moldeo por inyección de metal (MIM) tiene la capacidad de procesar una amplia gama de materiales metálicos.

Quizás esté familiarizado con algunos de estos materiales, como el acero inoxidable, el acero para herramientas y las aleaciones de cobre.

Además, hay nuevos materiales MIM como Ti-6Al-4V, aleación de aluminio 6061 e Inconel 625.

Echemos un vistazo más de cerca a los materiales MIM:

Acero inoxidable MIM

El acero inoxidable es uno de los materiales MIM más comunes. Según la “Manual de moldeo por inyección de metales, alrededor del 50% (en Europa) al 57% (en Japón) del total MIM partes Están hechos de acero inoxidable.

MIM 316L

El acero inoxidable 316L es el preferido en MIM debido a su brillante resistencia a la corrosión y buenas propiedades mecánicas.

Es posible que lo veas en estas áreas:

• Accesorios para relojes: correas, hebillas, monturas de relojes.
• Médico: implantes dentales, equipos médicos.
• Accesorios de productos electrónicos: accesorios para masajeadores, accesorios para auriculares Bluetooth.
• Componentes automotrices.

Además, algunos teléfonos móviles también lo utilizan para pulir el logotipo, como el iPhone.

Composición química (%)

Hierro	Bal.
Carbono	0.03max
Chromium	16.00 - 18.00
Níquel	10.00 - 14.00
Silicio	1.00max
Molibdeno	2.00 - 3.00
Manganeso	2.00max
Nitrógeno	0.10
Azufre	0.030

Mecánico disponibles

IMF (g/10 min)	600 min
Densidad de sinterización (g/cm3)	7.6 min
Permeabilidad	1.06max
Dureza (HRB)	67 min
Resistencia a la tracción (MPa)	500 min
Alargamiento	45 min

MIM 17-4 PH

El acero inoxidable 17-4 PH, también conocido como SAE Tipo 630, cumple con estrictas normas de materiales, como la ASTM A564. Presenta una alta resistencia a la corrosión, similar a la del acero inoxidable 304. Además, posee una excelente resistencia térmica de hasta 300 °C (600 °F).

El 17-4 PH se utiliza ampliamente en productos aeroespaciales, dentales, médicos y electrónicos. También se aplica en marcos de refuerzo internos para teléfonos celulares, discos duros de computadora y bisagras para teléfonos plegables.

Composición química (%)

Hierro	Bal.
Carbono	0.07max
Chromium	15.00 - 17.50
Níquel	3.00 - 5.00
Silicio	1.00max
Niobio	0.15 - 0.45
Manganeso	1.00max
Cobre	3.00 - 5.00
Azufre	0.030max

Mecánico disponibles

Estado del producto		H900	H1025
Endurecimiento	Temperatura (℃) Tiempo (H)	480	550
		1	4
Resistencia a la tracción (MPa)		1310	1070
Fuerza de rendimiento 0.2% (MPa)		1170	1000
Alargamiento (% en 50mm)		10	12
Dureza		40	35

Acero Inoxidable 440C

Se aplica ampliamente en los siguientes campos:

Herramientas quirurgicas

Instrumentos dentales

herramientas de corte

Rodamientos

Composición química (%)

Hierro	Bal.
Carbono	0.95 - 1.20
Chromium	16.00 - 18.00
Níquel	3.00 - 5.00
Silicio	1.00
Manganeso	1.00
Molibdeno	0.75

Mecánico disponibles

Densidad	7.5 g/cm³ mín.
Resistencia a la tracción	700 Mpa mín.
Límite elástico (0.2 %)	600 Mpa mín.
Fuerza de impacto	115J
Dureza	30-39 HRC
Elongación (% en 25.4 mm)	1% min

Acero inoxidable 420

Composición química (%)

Hierro	Bal.
Carbono	0.15 - 0.40
Chromium	12.00 - 14.00
Fósforo	0.04
Silicio	1.00
Manganeso	1.00
Azufre	0.03

Mecánico disponibles

Densidad	7.55 g/cm³ mín.
Resistencia a la tracción	700 Mpa mín.
Límite elástico (0.2 %)	600 Mpa mín.
Fuerza de impacto	82J
Dureza	30-39 HRC
Elongación (% en 25.4 mm)	1% min

El acero inoxidable 420 tiene un alto contenido de carbono (0.15-0.40), lo que le confiere buena resistencia y dureza. Además, gracias a su contenido de cromo del 12 al 14 %, posee una excelente resistencia a la corrosión.

Puedes ver su aplicación en lo siguiente:

• Herramientas quirurgicas
• Instrumentos medicos
• Rodamientos
• Ejes de engranajes
• Ejes de bomba
• Componentes de la válvula de la bomba
• Sujetadores
• Instrumentos

Acero para herramientas MIM

El acero para herramientas posee alta dureza, buena resistencia al desgaste y a las altas temperaturas. Se utiliza generalmente para herramientas de corte.

M2 Tool Steel

Composición química (%)

Hierro	Bal.
Carbono	0.18 - 0.23
Chromium	0.40 - 0.60
Manganeso	0.70 - 0.90
Níquel	0.40 - 0.70
Silicio	0.15 - 0.35
Molibdeno	0.15 - 0.25
Fósforo	0.035
Azufre	0.04

Propiedades mecánicas

Densidad	8.16 g/cm³ mín.
Resistencia a la tracción	1400 Mpa mín.
Límite elástico (0.2 %)	1200 Mpa mín.
punto de fusión	1420 ℃
Dureza	54 HRC
CTE (20-500 ℃)	12.2 μm/m°C

T15

T15 puede alcanzar una dureza de 65 HRC después del tratamiento térmico.

Composición química (%)

Hierro	Bal.
Wolframio	11.75 - 13.00
Cobalto	4.75 - 5.25
Vanadio	4.50 - 5.25
Chromium	3.75 - 5.00
Silicio	1.50 - 1.60
Molibdeno	1.00
Níquel	0.00
Cobre	0.25
Manganeso	0.15 - 0.40
Silicio	0.15 - 0.40

Propiedades mecánicas

Densidad	8.19 g/cm³ mín.
Resistencia a la tracción	1280 Mpa mín.
Límite elástico (0.2 %)	1090 Mpa mín.
Expansión térmica (20-200 ℃)	9.9 x 10-6/℃
Dureza	46.5 HRC

S7

Composición química (%)

Hierro	Bal.
Carbono	0.45 - 0.55
Chromium	3.00 - 3.50
Molibdeno	1.30 - 1.80
Vanadio	0.20 - 0.30
Manganeso	0.20 - 0.80
Silicio	0.20 - 1.00
Cobre	0.25
Fósforo	0.03
Azufre	0.03

Propiedades mecánicas

Densidad	7.83 g/cm³ mín.
Resistencia a la tracción	1300 Mpa mín.
Límite elástico (0.2 %)	760 Mpa mín.
Expansión térmica (20-200 ℃)	12.6 x 10-6/℃
Dureza	41 HRC

MIM Aluminio

Debido a su baja resistencia y dificultad en proceso de sinterizaciónEl aluminio no se ha utilizado ampliamente en el proceso MIM. El recubrimiento superficial con óxido de aluminio de 4 nm podría representar el mayor desafío del proceso MIM.

Pero el aluminio tiene buena conductividad térmica, es liviano y tiene un precio bajo.

Investigadores del Centro de Excelencia ARC de la Universidad de Queensland, Australia, han desarrollado con éxito piezas MIM de aleación de aluminio sinterizado. Utilizaron la aleación de aluminio 6061 (Al-Fe-Si-Cu-Mg-Cr) para fabricar piezas de aleación de aluminio mediante MIM. El producto final presentó una densidad casi completa y buenas propiedades mecánicas.

Aleación de aluminio 6061

Composición química (%)

Aluminio	95.85 - 98.56
Magnesio	0.80 - 1.20
Silicio	0.40 - 0.80
Hierro	0.70max
Cobre	0.15 - 0.40
Chromium	0.04 - 0.35
Zinc	0.25max
Titanium	0.15max
Manganeso	0.15max

MIM Titanio

Moldeo por inyección de titanio Desempeña un papel importante en la producción de implantes médicos, instrumentos quirúrgicos e implantes dentales.

Probablemente sepa que mecanizar aleaciones de titanio es costoso debido al coste de las herramientas y a las bajas velocidades. Afortunadamente, el MIM es una forma rentable de moldearlas.

Las aleaciones de titanio tienen buena biocompatibilidad, excelente resistencia a la corrosión y son ligeras. Por lo tanto, son prometedoras en el sector. Aplicaciones médicas de moldeo por inyección de metal.

Ti-6Al-4V

Ti-6Al-4V, también llamado Ti64, es ideal para implantes médicos.

Composición química (%)

Titanium	Bal.
Aluminio	5.50 - 6.70
Vanadio	3.50 - 4.50
Hierro	0.30
Carbono	0.80
Nitrógeno	0.05
Oxígeno	0.20
Ti	0.15max
Mn	0.15max

Propiedades mecánicas

Densidad	4.20 g/cm³ mín.
Resistencia a la tracción	750 Mpa mín.
Límite elástico (0.2 %)	650 Mpa mín.
Dureza	30 HRC
Elongación en Break	10%
Módulo de elasticidad	114 Gpa

Ti-6Al-7Nb

Ti-6Al-7Nb es ideal para prótesis de cadera, articulaciones de rodilla artificiales y placas óseas.

Composición química (%)

Titanium	Bal.
Aluminio	5.50 - 6.60
Niobio	6.50 - 7.50
tantalio	0.50max
Hierro	0.25max
Oxígeno	0.20max
Carbono	0.08max
Nitrógeno	0.05max
Hidrógeno	0.009max

Durante el proceso MIM, las aleaciones de titanio son susceptibles a la contaminación y pueden procesarse en un gas protector inerte.

Aleaciones de níquel

Inconel 625

El Inconel 625 es una superaleación a base de níquel. Es popular por su excelente resistencia y excepcional resistencia a las altas temperaturas y la corrosión.

Aplicaciones:

• Sistemas de conductos para aeronaves
• Equipos de agua de mar
• equipo de proceso quimico
• Anillos de cubierta de turbina

Composición química (%)

Níquel	58.0 min
Chromium	20.0 - 23.0
Hierro	5.0max
Molibdeno	8.00 - 10.00
Niobio	3.15 - 4.15
Carbono	0.10max
Manganeso	0.50max
Silicio	0.50max
Fósforo	0.015max
Azufre	0.015max
Aluminio	0.40max
Titanium	0.40max

Propiedades físicas y mecánicas

Densidad (g / cm3)	8.44
Rango de fusión (°C)	1290 - 1350
Resistencia a la tracción (MPa)	827 - 1103
Límite elástico (compensación del 0.2 %)	414 - 758
Dureza (Brinell)	67 min
Alargamiento (%)	175 - 240

Inconel 718

Composición química (%)

Níquel	50 - 55
Manganeso	0.35 máximo
Fósforo	0.015 máximo
Azufre	0.015 máximo
Silicio	0.35 máximo
Chromium	17 - 21
Carbono	0.08 máximo
Molibdeno	2.80 - 3.30
columbio	4.75 - 5.50
Titanium	0.65 - 1.15
Aluminio	0.20 - 0.80
Hierro	Bal.

Propiedades físicas y mecánicas

Densidad (g / cm3)	8.22
Rango de fusión (°C)	1370 - 1430
Resistencia a la tracción (MPa)	965 - 1035
Límite elástico (compensación del 0.2 %)	550 - 725
Dureza (Brinell)	67 min

Metal biocompatible

ASTM F75 (aleación de CoCr)

Tiene buena biocompatibilidad y resistencia al desgaste y es preferido en: implantes ortopédicos e implantes dentales.

Por ejemplo, vástagos femorales para cóndilos de cadera y rodilla, copas acetabulares y bandejas tibiales.

Composición química (%)

Cobalto	Bal.
Molibdeno	27.00 - 30.00
Níquel	0.50max
Hierro	0.75max
Carbono	0.35max
Silicona	1.00max
Manganeso	1.00max
Wolframio	0.2max
Fósforo	0.02max
Azufre	0.01max
Nitrógeno	0.25max
Aluminio	0.1max
Titanium	0.1max
Bor	0.01max

Propiedades de materiales de MIM

• Partículas de polvo de tamaño pequeño

El tamaño de partícula de la mayoría de los polvos de aleación MIM es inferior a 22 μm. Para aleaciones y metales duros, puede ser inferior a 5 μm.

• Alta densidad de empaque
• Alta pureza superficial
• Buena fricción entre partículas

Una buena fricción ayuda a mantener su forma durante el proceso de desengrasado.

• Forma esférica

Métodos de producción de polvo metálico MIM

Los siguientes son algunos m comunesmétodos de producción de polvo metálico.

• atomización de gases

La atomización de gas es un método de producción de polvo metálico que utiliza gas de alta energía cinética para descomponer el metal fundido en gotitas, que posteriormente se solidifican en polvo. Los polvos atomizados por gas suelen tener forma esférica.

• atomización de agua

La atomización con agua funciona de forma similar a la atomización con gas. Si bien el polvo atomizado con agua es rentable, la mayoría de los polvos tienen formas irregulares.

• Descomposición química

La descomposición química es un método común para fabricar polvos de hierro carbonílico y polvos de níquel carbonílico para el proceso de moldeo por inyección de metales.

• Reducción

La reducción es otra forma común de producir polvo de hierro. El polvo de hierro reducido se produce haciendo pasar óxido de hierro a través de un agente reductor, como el carbono o el hidrógeno.

BLUE ofrece tecnología avanzada servicios de moldeo por inyección de metales Utilizamos acero inoxidable, acero de baja aleación, titanio y acero para herramientas. Trabajamos con pesos de piezas de 0.2 g a 300 g y geometrías complejas con alta precisión dimensional. Nuestro proceso garantiza una densidad constante, tolerancias ajustadas y un rendimiento fiable en aplicaciones exigentes.

 

 

Preguntas Frecuentes

1. ¿Cuál es la diferencia entre los materiales de pulvimetalurgia y los materiales de moldeo por inyección de metal?

Materiales de PM Los materiales MIM se producen mediante los mismos procesos. Sin embargo, el PM requiere polvos metálicos más pequeños, de entre 50 y 100 μm, mientras que el moldeo por inyección de metal requiere de entre 2 y 20 μm.

2. ¿El acero inoxidable 420 es magnético?

Sí, el acero inoxidable 420 es magnético. Este tipo de acero inoxidable pertenece a la familia de los materiales martensíticos.