Al ingresar a la industria de la pulvimetalurgia (PM), es recomendable consultar las normas de PM para lograr el rendimiento deseado del producto. Estas normas especifican la composición química, las propiedades mecánicas y físicas de diversos materiales de PM, lo que proporciona una valiosa guía para los ingenieros en el diseño y la fabricación de... piezas de pulvimetalurgia.
Quizás esté familiarizado con la norma MPIF 35, la más utilizada en Estados Unidos y a nivel mundial. Además, también se suelen citar la norma alemana DIN 30910 y la japonesa JIS Z 2550.
Contenido
Estándar 35 del MPIF
Las normas MPIF 35 son publicadas por la Federación de Industrias de Polvos Metálicos. Proporcionan información detallada sobre materiales de pulvimetalurgia para ingenieros de materiales y profesionales de la pulvimetalurgia.
MPIF espera promover el desarrollo y la aplicación de materiales y tecnologías de pulvimetalurgia.
Especifica los rangos aceptables de elementos químicos en materiales PM.
También define las propiedades mecánicas mínimas (como resistencia a la tracción, límite elástico y dureza) que las piezas de PM deben alcanzar después de la sinterización.
El Estándar MPIF consta de las siguientes cuatro partes:
Normas de materiales para piezas estructurales de PM
Ejemplos de codificación de designación de materiales PM.
| Materiales | Composiciones nominales | Código completo para el material |
|---|---|---|
| PM Bronce | Cu-90%, Sn-10% | CT-1000-13 |
| PM Brass | Cu-90%, Zn-10% | CZ-1000-11 |
| Hierro PM | Fe, 99%, C-0.2% | F-0000-20 |
| PM acero | Fe, 98%, C-0.8% | F-0008-35 |
| Acero de cobre PM | Fe, 96%, Cu-2%, C-0.8% | FC-0208-60 |
| Acero al níquel PM | Fe, 96%, Ni-2%, C-0.5% | FN-0205-35 |
| Hierro infiltrado por PM | Fe, 78%, Cu-20% | FX-2000-25 |
| Acero inoxidable PM (austenítico) | AISI 316 (modificado) | SS-316N1-25 |
Hierro PM
El hierro PM sin alear (F-0000) se utiliza a menudo en aplicaciones estructurales con carga ligera, como Anillos sensores ABSTambién se utiliza para autolubricar piezas estructurales donde la resistencia no es importante.
A continuación se muestran algunas propiedades comunes de los materiales de hierro PM.
| Código de designación de material | F-0000-10 | F-0000-15 | F-0000-20 |
|---|---|---|---|
| Densidad | 6.1 g / cm³ | 6.7 g / cm³ | 7.3 g / cm³ |
| Fuerza final | 120 MPa | 170 MPa | 260 MPa |
| Fuerza de rendimiento (0.2%) | 90 MPa | 120 MPa | 170 MPa |
| Resistencia a la fluencia por compresión (0.1%) | 110 MPa | 120 MPa | 130 MPa |
| Dureza | 40 HRF | 60 HRF | 80 HRF |
Hierro-Cobre y Acero al Cobre
Los materiales de hierro-cobre y cobre-acero de PM consisten en una mezcla de polvos elementales de hierro y cobre, a veces combinados con polvo de grafito (carbono). Estos materiales se utilizan ampliamente en aplicaciones estructurales de resistencia media.
Entre los materiales de hierro y cobre se incluyen el FC-0205, el FC-0208 y el FC-0508. Entre las piezas sinterizadas comunes fabricadas con FC-0208 se incluyen: Rotores de bomba de aceite y engranajes, piezas de amortiguadores, poleas de bombas de agua, bridas de bombas de agua, piñones de distribución y más.
La siguiente tabla muestra las características de FC-0205 y FC-0208.
| Código de designación de material | FC-0205-40 | FC-0205-90HT | F-0208-50 |
|---|---|---|---|
| Densidad | 6.7 g / cm³ | 7.0 g / cm³ | 6.7 g / cm³ |
| Resistencia máxima (MPa) | 340 | 690 | 410 |
| Límite elástico (0.2 %) (MPa) | 310 | / | 380 |
| Resistencia a la fluencia por compresión (0.1 %) (MPa) | 310 | 660 | 340 |
| Dureza | 60 horas | 36 HRC | 73 horas |
Hierro y acero infiltrados con cobre
Infiltración de cobre Es el proceso de rellenar los poros interconectados de las piezas de pulvimetalurgia con cobre puro fundido con un punto de fusión más bajo a través de la acción capilar.
Las piezas con infiltración de cobre se fabrican prensando piezas metálicas en polvo a base de hierro hasta obtener las formas finales e infiltrando los poros interconectados con materiales a base de cobre durante el proceso de sinterización. La infiltración de cobre puede mejorar eficazmente la resistencia, la dureza y las propiedades de impacto de las piezas sinterizadas.
En la norma MPIF 35, las piezas con infiltración de cobre se indican con FX. Por ejemplo, FX-0808 representa un 8 % de cobre y un 0.8 % de carbono.
| Código de designación de material | FX-1010-25 | FX-1005-110HT | FX-2005-45 |
|---|---|---|---|
| Densidad (g / cm³) | 7.3 | 7.3 | 7.3 |
| Resistencia máxima (MPa) | 350 | 830 | 520 |
| Límite elástico (0.2 %) (MPa) | 220 | / | 410 |
| Resistencia a la fluencia por compresión (0.1 %) (MPa) | 230 | 760 | 410 |
| Dureza | 65 horas | 38 HRC | 85 horas |
Acero inoxidable – Aleación serie 300
Los aceros SS 316 y SS 304 ofrecen buenas propiedades de resistencia y resistencia a la corrosión, lo que los hace adecuados para una amplia gama de aplicaciones. El acero SS 303 es fácil de procesar, mientras que el acero SS 310 se utiliza comúnmente como material refractario.
Las aplicaciones comunes de los materiales de acero inoxidable sinterizado incluyen guías de válvulas, engranajes y levas.
Propiedades comunes de los materiales de acero inoxidable PM.
| Código de designación de material | SS-303N1-25 | Acero inoxidable 304L-18 | Acero inoxidable 316L-22 |
|---|---|---|---|
| Densidad (g / cm³) | 6.4 | 6.9 | 6.9 |
| Resistencia máxima (MPa) | 270 | 390 | 390 |
| Límite elástico (0.2 %) (MPa) | 220 | 180 | 210 |
| Resistencia a la fluencia por compresión (0.1 %) (MPa) | 260 | 190 | 200 |
| Dureza | 62 horas | 45 horas | 45 horas |
Normas de materiales para cojinetes autolubricantes de PM
Es posible que encuentres autolubricantes bujes sinterizados Se utiliza en diversas aplicaciones, como herramientas eléctricas, lavadoras, cafeteras, ventiladores eléctricos, máquinas de coser, fotocopiadoras y más.
La norma MPIF 35 define la composición química, la densidad, el contenido de aceite y la resistencia al aplastamiento para diferentes designaciones de materiales de bujes impregnados con aceite.
La siguiente tabla muestra el contenido de aceite, la densidad y la resistencia mínima al aplastamiento de algunos bujes de bronce, hierro, hierro-cobre e impregnados con aceite.
| Atributo | CT-1000-K19 | CT-1000-K40 | F-0000-K15 | FC-2000-K25 |
|---|---|---|---|---|
| Resistencia mínima al aplastamiento | 130 MPa | 280 MPa | 100 MPa | 170 MPa |
| Contenido mínimo de aceite | 24% | 9% | 21% | 22% |
| Densidad (impregnada en aceite) | 6.0-6.4 g / cm³ | 7.2-7.6 g / cm³ | 5.6-6.0 g / cm³ | 5.6-6.0 g / cm³ |
| Fe | / | / | 96.2-100.0% | 75.7-82.0% |
| Cu | 87.2-90.5% | 87.2-90.5% | 0-1.5% | 18.0-22.0% |
| Sn | 9.5-10.5% | 9.5-10.5% | 0 | 0 |
| Grafito | 0-0.3% | 0-0.3% | 0 | 0 |
Normas de materiales para piezas moldeadas por inyección de metal
Este documento define la composición química, las propiedades mecánicas y las propiedades físicas de varios materiales MIM.
Al formular las especificaciones técnicas para los materiales MIM, la Asociación de Moldeo por Inyección de Metal utiliza el mismo sistema de clasificación que AISI-SAE.
El acero inoxidable 316L y 17-4 PH se encuentran entre los materiales de acero inoxidable más utilizados en el moldeo por inyección de metal.
Normas de materiales para piezas de acero PF
Esta norma cubre cuatro forja en polvo Materiales: acero al carbono, acero al cobre y acero de baja aleación PF-42XX y PF-46XX. Se especifica la composición química, la resistencia última, el límite elástico, la elongación, la reducción de área, la dureza Rockwell, la energía de impacto, el límite elástico a la compresión y otras propiedades de los materiales PF.
Norma ASTM
ASTM B438
Esta norma es aplicable a cojinetes impregnados con aceite PM de base de bronce.
Clasifica los rodamientos en diferentes grados y tipos según su composición química y rango de densidad. Especifica el contenido mínimo de aceite para cada grado de rodamiento.
La norma ASTM B438 proporciona una especificación completa para rodamientos de pulvimetalurgia a base de bronce. Guía a los fabricantes en la producción de rodamientos de alta calidad que cumplen con los estándares de la industria.
Esta norma abarca los cojinetes metálicos porosos de manguito, brida, axiales y de base esférica de bronce. Estos cojinetes se fabrican mediante un proceso convencional de pulvimetalurgia y se impregnan con aceite para lograr propiedades autolubricantes.
ASTM B439
La composición química de los cojinetes de aceite a base de hierro incluye hierro, cobre, estaño, bronce prealeado o grafito.
ASTM B783 es aplicable a cojinetes impregnados con aceite PM a base de hierro.
Los rodamientos con aceite de hierro se presentan en diferentes modelos según su composición química. Cada modelo debe cumplir con los requisitos de composición química, propiedades mecánicas y contenido de aceite.
ASTM B783
Esta especificación abarca diversos materiales estructurales de pulvimetalurgia ferrosa. Proporciona la composición química y las propiedades mecánicas de cada grado de material. Sus datos se basan en el MPIF.
JIS Z 2550
JIS Z 2550 es una norma industrial japonesa que especifica los requisitos generales para materiales metálicos sinterizados.
Proporciona orientación sobre lo siguiente:
- Definición de los tipos de materiales metálicos sinterizados y sus composiciones químicas.
- Establecer estándares de resistencia, densidad, dureza y otras propiedades mecánicas de materiales de pulvimetalurgia.
- Describe procedimientos para verificar la calidad y el rendimiento de productos metálicos sinterizados.
La norma proporciona una referencia para que los fabricantes y usuarios mantengan la consistencia de los materiales y las propiedades durante la producción y el uso de piezas metálicas sinterizadas.
DIN 30910
DIN 30910 es una norma alemana, emitida por el Deutsches Institut für Normung, que especifica las propiedades y características de los materiales metálicos sinterizados.
A continuación se muestran algunos materiales DIN típicos, como Sint-C 10, Sint-C 11.
| Materiales | Sint-C 10 | Sint-C 11 | Sint-D 11 |
|---|---|---|---|
| Densidad (g / cm³) | 6.4 - 6.8 | 6.4 - 6.8 | 6.8 - 7.2 |
| Dureza (HRB) | > 40 | > 80 | > 95 |
| Resistencia máxima (MPa) | 200 | 390 | 460 |
| Fuerza de producción (MPa) | 140 | 290 | 370 |
| Fe | Bal. | Bal. | Bal. |
| Cu | 1.5% | 1.5% | 1.5% |
| C | / | 0.6% | 0.6% |
Comparación de materiales de PM de diferentes estándares
La siguiente tabla es una comparación de materiales en diferentes normas, incluidas MPIF, JIS, DIN, ISO.
| Estándar MPIF/35 | DIN-30910 4 | JIS Z 2550 | ISO 5755 / 1 |
|---|---|---|---|
| La visa F-0005 | SINT C01/D01 | P1033 (SMF 3030) | La visa F-05 |
| FC-0205 | SINT C11/D11 | P2043 (SMF 4040) | F-05C2 |
| FN-0205 | SINT C32/D32 | P1094 (SMF 5030) | / |
| FD-0205 | SINT D39 | P3084 (SMF 5030) | FD-05N2C |
| C-0000 | / | P4045 | / |
| CZ-2000 | / | P4065 | / |
| CT-1000 | SINT A50 | P4011Z (SBK 1218) | C-T10 |
| FX-1005 | / | P2165 | FX-08C10 |
| FX-2005 | / | P2185 | FX-08C20 |
| SS-303L | / | P3504 | FL303 |
| SS-304L | / | P3514 (SMS 1025) | FL304 |
| SS-316L | SINT C40 | P3524 (SMS 1035) | FL316 |
| SS-410L | SINT C43 | P3535Z (SMS 2025) | FL410 |
| SS-430L | SINT C42 | P3544 (SMS 2035) | FL430 |
Todos los datos anteriores son sólo de referencia.
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