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 MIM | Composición |
|---|---|
| Acero inoxidable | Fe-Cr-Ni + oligoelementos como Mo, Ti, Nb |
| Acero para herramientas | Fe-Cr-Mo-V + formadores de carburos como W, Cr |
| Aleaciones magnéticas blandas | Fe-Si, Fe-Ni, Fe-Co + Cu, Nb, etc. |
| Aleaciones de cobre | Cu-Zn, Cu-Al, Cu-Sn, etc. |
| Superaleaciones | Ni/Co-Cr + Al, Ti, Nb, Ta, W, etc. |
| Aleaciones de titanio | Ti-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
| Propiedad | Valores deseados | Significado |
|---|---|---|
| Tamaño de las partículas | 10-20 μm | Afecta al flujo de polvo y a la densidad de empaquetamiento |
| Morfología | Esférica, sin satélites | Determina la fluidez del polvo |
| Contenido en oxígeno | <0,5% | Desmoldeo y sinterización de impactos |
| Densidad aparente | >80% de densidad verdadera | Influye en la densidad final de la pieza |
| Densidad del grifo | >90% de densidad verdadera | Determina el comportamiento de la mezcla y el flujo |
| Ratio de Hausner | <1.25 | Indica la fluidez del polvo |
| Densidad picnométrica | Según aleación | Establece el límite superior de la densidad final de la pieza |
| Caudal | >28 s/50 g | Garantizar 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.
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
| Industria | Aplicaciones Típicas | Aleaciones utilizadas |
|---|---|---|
| Aeroespacial | Álabes de turbina, rodetes | Superaleaciones de níquel, aleaciones de titanio |
| Automotor | Engranajes, bielas | Aceros inoxidables, aceros para herramientas |
| Consumidores | Cuerpos de relojes, brackets de ortodoncia | Aceros inoxidables, aleaciones de titanio |
| Electrónica | Sensores, clavijas de conexión | Aleaciones magnéticas, aleaciones de cobre |
| Médico | Hojas de bisturí, pinzas | Aceros inoxidables, aceros para herramientas |
| Armas de fuego | Gatillos, martillos, correderas | Aceros 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
| Estándar | Los grados | Tamaño de partícula | Química |
|---|---|---|---|
| ASTM F2885 | Calidades comunes como SS316L, SS17-4PH, SS410, Inconel 718 | 16-20 μm | Definido según el tipo de aleación |
| ISO 22068 | Grados equivalentes | Similar a ASTM | Similar a ASTM |
| GUÍAS Epma/MIMA | Posibilidad de grados personalizados | 10-22 μm típico | Especificación 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
| Proveedor | Grados ofrecidos | Precios |
|---|---|---|
| Sandvik Osprey | Amplia cartera de grados | $$$ |
| Hoganas | Mejores notas | $$ |
| Grupo AMES | Grados a medida | $-$$ |
| BASF | Grados de gran pureza | $$$ |
| Kymera Internacional | Amplia 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
| Ventajas | Limitaciones |
|---|---|
| Piezas complejas con forma de red | Mayor coste de la pieza frente a otros procesos |
| Excelentes propiedades mecánicas | Tamaños limitados |
| Amplia flexibilidad de materiales | Geometrías restringidas |
| Probado en todos los sectores | Requiere 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.
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.