El prensado es un método eficaz para formar partículas de polvo y convertirlas en componentes. Sin embargo, las piezas compactadas suelen carecer de resistencia y se rompen con facilidad.
El proceso de sinterización resuelve este problema, otorgando a las piezas la resistencia y densidad necesarias. La sinterización se realiza en un horno de sinterización.
Según la cantidad y características de sus productos, necesitamos elegir diferentes hornos de sinterización.
Contenido
Sinterización en pulvimetalurgia
La sinterización es el proceso de calentar polvos compactados para conferirles resistencia e integridad estructural, justo por debajo de su punto de fusión. Comprende principalmente las tres etapas siguientes.
1. Presinterización en pulvimetalurgia
El objetivo principal de la presinterización es eliminar los aglutinantes. En este proceso, se calienta el compacto verde a 600-900 °C durante unos 30 minutos.
2. Sinterización a alta temperatura
Durante el proceso de sinterización a alta temperatura, los átomos del polvo metálico se difunden a través de los límites de las partículas y se fusionan para formar una pieza sólida.
Durante este proceso, los átomos del polvo metálico se difunden más allá de los límites de las partículas y se fusionan para formar un sólido.
3. Enfriamiento
Las partículas sinterizadas deben solidificarse completamente y se debe eliminar la tensión térmica del producto. Por lo tanto, es necesario un proceso de enfriamiento. Normalmente, el tiempo de enfriamiento es de aproximadamente 2 horas.
Tipos de sinterización
- La sinterización en estado sólido ocurre en el punto de fusión de todos los materiales metálicos.
- La sinterización en fase líquida es el proceso de introducir elementos líquidos para acelerar la densificación entre partículas de polvo, promoviendo así la sinterización.
- La sinterización por plasma de chispa (SPS) aplica corriente eléctrica pulsada de alta densidad para solidificar el polvo. El proceso se lleva a cabo en un entorno controlado.
Tipos de máquinas de sinterización
Horno de cinta transportadora
El horno de cinta transportadora es una máquina de sinterización continua
El horno de cinta transportadora consta de 3 cámaras:
- Cámara de preenterración
- Cámara de sinterización primaria
- cámara de refrigeración
Debido a la posibilidad de fluencia de la cinta transportadora a altas temperaturas, la temperatura de funcionamiento del horno de cinta transportadora suele ser inferior a 1150 °C. Por lo tanto, los hornos de cinta transportadora suelen ser adecuados para productos a base de hierro y cobre.
Las bandas transportadoras se fabrican principalmente de acero inoxidable 310. Sin embargo, el acero inoxidable 314 y el Inconel® 601 ofrecen mayor resistencia a altas temperaturas. La desventaja de esta máquina de sinterización es que la banda de malla se oxida y carboniza fácilmente, lo que reduce su vida útil.
Además, la velocidad de la cinta transportadora es de aproximadamente 50 a 250 mm/min y su ancho es de aproximadamente 500 mm.
Horno de empuje
El horno de sinterización de empujador también es un horno continuo, conocido por su rápida tasa de producción.
La varilla de empuje impulsa el producto hacia el horno sin cinta transportadora. Además, el horno de empuje es automático.
La temperatura de sinterización del horno de varilla de empuje suele ser superior a 1200 °C y la más alta puede alcanzar los 2200 °C.
Esto se debe a que no hay partes móviles en el área de tratamiento térmico del horno de empuje, por lo que tiene una temperatura de funcionamiento más alta.
El funcionamiento de un horno de empuje generalmente incluye:
- Carga: Primero se cargan los componentes verdes en la placa de empuje o en el empujador fuera del horno.
- Empuje: El horno de empuje empuja los componentes a través de la zona de precalentamiento y la zona de sinterización principal del horno a una velocidad controlada.
- Descarga: El producto sinterizado es descargado por la placa empujadora o empujador para su procesamiento secundario.
Horno de sinterización al vacío
Como todos sabemos, los hornos continuos son adecuados para la producción de grandes lotes. Por el contrario, los hornos discontinuos, como el horno de sintetización al vacío, son adecuados para pedidos pequeños.
O cuando la temperatura y el tiempo de sinterización son diferentes para cada producto, un horno discontinuo es más rentable.
Los hornos de vacío pueden ahorrar el coste de la atmósfera protectora.
Los hornos de sinterización al vacío pueden alcanzar temperaturas más altas que los hornos de cinta transportadora, llegando a los 2500 °C o incluso más.
Y al no haber gas dentro del producto que provoque la contracción de los poros, resulta más fácil densificarlo.
Por lo tanto, para tiempos de sinterización prolongados o atmósferas protectoras costosas, los hornos de vacío son más económicos, especialmente para metales de alta temperatura como acero inoxidable, carburo de tungsteno, molibdeno, etc.
Horno de vacío continuo
Dado que el horno de vacío por lotes tarda mucho tiempo en calentarse, enfriarse y evacuar, y tiene una pequeña capacidad de producción, surgió el horno de vacío continuo.
Este horno de sinterización consta de tres cámaras: cámara de desengrasado, cámara de sinterización y cámara de enfriamiento. Las diferentes cámaras están separadas por tabiques.
Horno de viga móvil
El horno de sinterización de viga móvil también es un horno continuo, con una temperatura máxima de sinterización de 1800 °C. Estos hornos adoptan un movimiento alternativo único para impulsar el producto a través de la máquina de sinterización. Este mecanismo de movimiento permite que el producto se exponga uniformemente a la zona de temperatura requerida.
Generalmente, se utilizan vigas móviles solo en la zona de sinterización, la zona de desparafinado utiliza un mecanismo de empuje y la zona de enfriamiento, un sistema transportador. Estas tres zonas forman un sistema cerrado, lo que reduce considerablemente el consumo de gas protector.
Precios de hornos de sinterización
A continuación se muestra una comparación de hornos de cinta transportadora y hornos de sinterización al vacío, incluidos los precios.
| Tipo | Horno de cinta transportadora | Horno de sinterización al vacío |
|---|---|---|
| Energía | 75KW | 80KW |
| Temperatura maxima | 1150 ° C | 1600 ° C |
| Precisión de control de temperatura | 1 ± ° C | 1 ± ° C |
| Uniformidad de temperatura | 5 ± ° C | 5 ± ° C |
| Tamaño de la cámara (L * W * H) | 6000 300 * * 60mm | 450 300 * * 300mm |
| Tiempo de aumento de temperatura | ≤3H | / |
| Salida | 100KG / H | 200 kg/por horno |
| Vacío definitivo | / | 5×10⁻³ Pa |
| Costo | $25,000 | $22,000 |
Fabricantes de hornos de sinterización recomendados
Compañía de hornos Abbott
Abbott Furnace Company es un fabricante profesional de hornos industriales ubicado en los Estados Unidos.
Sus equipos incluyen máquinas de sinterización, hornos de recocido, hornos de templado, máquinas de tratamiento térmico, etc.
Tecnología Sentro
Sentro Tech, fundada en 1992 y con sede en Ohio, es un fabricante profesional de hornos de alta temperatura.
Ofrecen una línea completa de productos de tecnología de procesamiento de alta temperatura. Además, también proporcionan a sus clientes repuestos para hornos de alta temperatura, como elementos calefactores y tableros de fibra.
Gasbarre
Gasbarre tiene su sede en Pensilvania, EE. UU., y se especializa en equipos de pulvimetalurgia.
Sus equipos incluyen prensas de conformación y formación de polvo, hornos de sinterización al vacío, hornos de cinta transportadora, etc. Además, se especializan en el diseño y producción de hornos de sinterización personalizados.
Equipos de calefacción del este de Ningbo
Ningbo East Heating Equipment es una empresa que se especializa en hornos industriales.
Están comprometidos con la investigación, el desarrollo y la producción de hornos de sinterización de cinta de malla avanzados, hornos de sinterización de placa de empuje, hornos de tratamiento de vapor y hornos de reducción fina de polvo de hierro.
Preguntas Frecuentes
1. ¿Son los hornos de tratamiento térmico lo mismo que los hornos de sinterización?
No.
El tratamiento térmico y la sinterización son procesos diferentes. La temperatura del horno de tratamiento térmico suele ser de 700 a 800 °C, y la del horno de sinterización suele superar los 1000 °C.
2. ¿Cuánto mide de largo el horno de cinta transportadora?
El horno de cinta transportadora incluye una zona de precalentamiento, una zona de sinterización y una zona de enfriamiento. El horno de cinta transportadora convencional tiene una longitud de entre 20 y 30 metros.
3. ¿Cuáles son los resultados del horno de sinterización de empuje y del horno de sinterización de cinta transportadora?
La producción diaria del horno transportador es de aproximadamente 2 a 3 toneladas, y la del horno de varillas de empuje es mayor, de aproximadamente 5 toneladas.
4. ¿Cuál es la temperatura general de sinterización de las piezas de pulvimetalurgia?
- Temperatura de sinterización del cobre: 800°C
- Temperatura de sinterización del hierro: 1120°C
- Temperatura de sinterización del acero inoxidable: 1250 °C
- Temperatura de sinterización de aleación de hierro y cobre: 900 °C
5. ¿Qué son las atmósferas de sinterización?
La atmósfera de sinterización afectará las propiedades mecánicas, la apariencia y la resistencia a la corrosión de sus productos. Por lo tanto, es fundamental. Sus principales funciones son las siguientes:
- Evitar que el aire exterior entre en el horno de sinterización y provoque la oxidación del producto.
- Ayuda a reducir los aglutinantes en las piezas.
- Reduce la capa de óxido en la superficie del polvo compactado.
- Controlar el contenido de carbono del producto.
Las atmósferas de sinterización que utilizamos comúnmente incluyen:
- Hidrógeno
- Nitrógeno
- Argón
- Aspiradora