Introducción al polvo metálico MIM

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Tabla de contenido

el polvo metálico mim es un proceso de fabricación en el que se inyecta una materia prima de polvo metálico en un molde para producir piezas metálicas complejas de alta densidad. El proceso MIM combina la flexibilidad de diseño del moldeo por inyección de plástico con la resistencia y la integridad de las piezas metálicas mecanizadas.

Por polvo MIM se entienden los polvos metálicos utilizados como materia prima en el proceso MIM. La composición y las características del polvo MIM influyen considerablemente en las propiedades, la calidad y la rentabilidad de las piezas MIM.

Tipos y composición del polvo MIM

Los polvos MIM están disponibles en una amplia gama de aleaciones, como acero inoxidable, acero para herramientas, aleaciones magnéticas, aleaciones de cobre, superaleaciones y aleaciones de titanio. El hierro, el níquel y el cobalto constituyen la base de la mayoría de los polvos MIM.

Las categorías más comunes de Polvos metálicos MIM incluyen:

Tipo de polvo MIMComposición
Acero inoxidableFe-Cr-Ni + oligoelementos como Mo, Ti, Nb
Acero para herramientasFe-Cr-Mo-V + formadores de carburos como W, Cr
Aleaciones magnéticas blandasFe-Si, Fe-Ni, Fe-Co + Cu, Nb, etc.
Aleaciones de cobreCu-Zn, Cu-Al, Cu-Sn, etc.
SuperaleacionesNi/Co-Cr + Al, Ti, Nb, Ta, W, etc.
Aleaciones de titanioTi-Al-V, Ti-Mn, Ti-Mo, etc.

La composición exacta puede variar para obtener las propiedades específicas requeridas por la aplicación. Los oligoelementos se controlan cuidadosamente.

La composición y la química de la aleación determinan el rendimiento, la procesabilidad y el precio del polvo MIM.

Propiedades y características del polvo MIM

Además de la composición, los polvos MIM tienen ciertas propiedades físicas y químicas que los hacen adecuados para el proceso MIM:

Cuadro 1: Principales propiedades y características de los polvos MIM

PropiedadValores deseadosSignificado
Tamaño de las partículas10-20 μmAfecta al flujo de polvo y a la densidad de empaquetamiento
MorfologíaEsférica, sin satélitesDetermina la fluidez del polvo
Contenido en oxígeno<0,5%Desmoldeo y sinterización de impactos
Densidad aparente>80% de densidad verdaderaInfluye en la densidad final de la pieza
Densidad del grifo>90% de densidad verdaderaDetermina el comportamiento de la mezcla y el flujo
Ratio de Hausner<1.25Indica la fluidez del polvo
Densidad picnométricaSegún aleaciónEstablece el límite superior de la densidad final de la pieza
Caudal>28 s/50 gGarantizar un moldeo por inyección sin problemas

Para producir piezas MIM de alta calidad es necesario un control preciso de las características del polvo, como el tamaño, la forma, la densidad y el flujo de las partículas.

mim polvo metálico
Introducción al polvo metálico MIM 3

Aplicaciones y usos del polvo MIM

El MIM se utiliza para fabricar piezas pequeñas y complejas con excelentes propiedades mecánicas en sectores como:

Tabla 2: Principales aplicaciones de los polvos MIM

IndustriaAplicaciones TípicasAleaciones utilizadas
AeroespacialÁlabes de turbina, rodetesSuperaleaciones de níquel, aleaciones de titanio
AutomotorEngranajes, bielasAceros inoxidables, aceros para herramientas
ConsumidoresCuerpos de relojes, brackets de ortodonciaAceros inoxidables, aleaciones de titanio
ElectrónicaSensores, clavijas de conexiónAleaciones magnéticas, aleaciones de cobre
MédicoHojas de bisturí, pinzasAceros inoxidables, aceros para herramientas
Armas de fuegoGatillos, martillos, correderasAceros inoxidables, aceros para herramientas

El MIM permite consolidar varias piezas en un solo componente complejo. La flexibilidad de los polvos MIM permite su uso en diversas industrias de alto valor.

Especificaciones y normas del polvo MIM

Los polvos MIM están disponibles en varios grados estándar y personalizados adaptados a las necesidades de la industria/aplicación:

Tabla 3: Especificaciones, tamaños y normas del polvo MIM

EstándarLos gradosTamaño de partículaQuímica
ASTM F2885Calidades comunes como SS316L, SS17-4PH, SS410, Inconel 71816-20 μmDefinido según el tipo de aleación
ISO 22068Grados equivalentesSimilar a ASTMSimilar a ASTM
GUÍAS Epma/MIMAPosibilidad de grados personalizados10-22 μm típicoEspecificación del cliente

La mayoría de los fabricantes de polvo MIM ofrecen calidades estándar y personalizadas adaptadas a las necesidades de la industria.

Existen calidades especiales para aplicaciones más exigentes en el sector aeroespacial, médico, etc.

Proveedores y precios del polvo MIM

Los siguientes grandes proveedores mundiales suministran polvos MIM de alta calidad:

Tabla 4: Principales proveedores de polvo MIM y precios indicativos

ProveedorGrados ofrecidosPrecios
Sandvik OspreyAmplia cartera de grados$$$
HoganasMejores notas$$
Grupo AMESGrados a medida$-$$
BASFGrados de gran pureza$$$
Kymera InternacionalAmplia gama$-$$

Los precios oscilan entre $20/kg para las calidades comunes de acero inoxidable y $200/kg para las superaleaciones exóticas, en función del volumen del pedido y de la composición exacta.

Los polvos MIM exigen un estricto control de calidad y un importante procesamiento, lo que se refleja en el elevado precio de los productos acabados.

Ventajas e inconvenientes del polvo MIM

Cuadro 5: Ventajas y limitaciones de los polvos MIM

VentajasLimitaciones
Piezas complejas con forma de redMayor coste de la pieza frente a otros procesos
Excelentes propiedades mecánicasTamaños limitados
Amplia flexibilidad de materialesGeometrías restringidas
Probado en todos los sectoresRequiere grandes conocimientos

El proceso MIM permite fabricar piezas metálicas de alto rendimiento inalcanzables con otras técnicas, siempre que se sigan las directrices de diseño.

El polvo MIM ha ampliado el ámbito de aplicación del MIM a pesar del mayor coste de las piezas que conlleva.

mim polvo metálico
Introducción al polvo metálico MIM 4

Preguntas frecuentes sobre Polvo metálico MIM

P: ¿Cuál es la composición típica del polvo MIM?

R: La mayoría de los polvos MIM son aleaciones a base de hierro, níquel o cobalto con 15-30% de cromo, hasta 20% de molibdeno, trazas de titanio, niobio, etc. La composición del polvo se adapta a los requisitos de la aplicación.

P: ¿Qué características del polvo son más críticas para la materia prima del MIM?

R: El tamaño de las partículas, la morfología, la densidad aparente, la velocidad de flujo y el contenido de oxígeno son los factores que más influyen en el comportamiento de la materia prima del MIM y en las propiedades de las piezas sinterizadas. Estos atributos del polvo requieren un control estricto.

P: ¿Permite el proceso MIM el uso de metales preciosos?

R: Sí, los metales preciosos como las aleaciones de oro y la plata de ley pueden utilizarse fácilmente en MIM para joyería y aplicaciones de alto valor, gracias a la utilización del material 100% de MIM.

P: ¿Qué normas rigen las especificaciones del polvo MIM?

R: Las principales normas son ASTM F2885, ISO 22068 y las guías de Epma y MIMA, que enumeran las calidades y los procedimientos de ensayo habituales. También son posibles los grados personalizados.

P: ¿Cómo se determina el precio del polvo MIM?

R: El precio del MIM depende en gran medida de la composición, el volumen de producción, el nivel de calidad y el método de procesamiento. En general, el coste aumenta para polvos muy limpios, esféricos y personalizados.

Conclusión

El MIM sigue desplazando a las rutas de fabricación convencionales en diversos sectores, gracias a los polvos MIM especializados adaptados a cada aplicación. Gracias a un estricto control de calidad y a la innovación en aleaciones, los proveedores de polvo MIM como Sandvik Osprey y BASF garantizan un rendimiento óptimo de la materia prima y la calidad de las piezas sinterizadas lote tras lote, lo que facilita una mayor adopción del moldeo por inyección de metales.

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