¿Qué es la pulvimetalurgia?
La metalurgia de polvos es un proceso que produce formas complejas con una gama de propiedades. El mercado predominante para las piezas de pulvimetalurgia es el sector automotriz, los sistemas de turbinas de gas con motor a tierra y terrestres, el cuidado de la salud, la industria de petróleo y gas, etc. Es más rápido que la forja o fundición y permite el uso de más aleaciones que mejoran el rendimiento que otras Técnicas predominantes.
El polvo utilizado en el proceso tiene un ingrediente principal como el hierro, que forma el 96% al 97% de la mezcla final. Otros metales utilizados son cobre / níquel (aproximadamente 2%), que fortalece el hierro, grafito (0.8% a 0.9%), para endurecer la mezcla y lubricante (0.75%) como los estearatos de zinc y aluminio, en cantidades mínimas para reducir la fricción entre las partículas y la pared del troquel durante la compactación. Algunas mezclas usan floculantes, que inhiben la aglomeración de polvos para mejorar las características de flujo durante el procesamiento sucesivo.
¿Por qué es tan importante mezclar?
La mezcla o mezcla de polvo se lleva a cabo principalmente por dos razones:
1. Para introducir adiciones de elementos de aleación en una forma homogénea, las materias primas de prensado de troquel generalmente consisten en mezclas elementales para mantener el mayor nivel de compresibilidad posible.
2. Para incorporar un lubricante de prensado: los lubricantes populares son ácido esteárico, estearina, estearatos metálicos u otro compuesto orgánico de naturaleza cerosa. Los propósitos de agregar el lubricante son reducir la fricción (y, por lo tanto, igualar las variaciones de densidad) durante la compactación, reducir las fuerzas de expulsión y minimizar la tendencia a grietas de expulsión en el compacto.
¿Cómo se prueba la mezcla de mezcla?
Los siguientes parámetros son monitoreados y controlados para asegurar una buena mezcla:
- Densidad aparente (AD): es un método estandarizado para caracterizar el volumen ocupado por una masa dada de polvo de metal cuando se vierte libremente en un recipiente calibrado. La densidad aparente está influenciada por la forma de partículas, el tamaño y la distribución del tamaño del polvo, entre otras propiedades.
- Fluidez: es la característica de un polvo que le permite fluir fácilmente y adaptarse a la cavidad del molde. Se puede describir como la velocidad de flujo a través de un orificio fijo.
- Compresibilidad: es la relación entre el volumen del polvo inicial y el volumen de la pieza comprimida.
¿Cuál es el proceso de mezcla actual y cuáles son sus problemas?
Convencionalmente, la mezcla homogénea se produce a partir de una geometría de doble cono o Y.
Estos mezcladores convencionales generalmente giran en un eje y producen fuerza centrífuga. Esto genera calentamiento local de partículas, segregación de partículas y contribuye a más tiempo para alcanzar la homogeneidad. Debido al movimiento solo en la periferia axial, las partículas chocan entre sí dando variación en la densidad aparente en la producción de lote a lote.
En base a la retroalimentación dada al equipo de hexágonos en una de las mayores empresas de fabricación de piezas de pulvimetalurgia de la India, aprendimos que se tomaron ciclos de mezcla repetitivos para alcanzar los requisitos requeridos de AD y Flujo. Esto conduce a resultados de mezcla de lotes no consistentes que provocan variaciones en las propiedades de la parte final.
¿Qué es el mezclador agitador 3D?
Es una batidora mezcladora que se mueve en 3 dimensiones girando en 2 ejes, basada en el mecanismo de inversión cinemática. A diferencia de los mezcladores convencionales como los mezcladores tipo V o de doble cono o barril, que gira solo en un solo eje, los mezcladores 3D giran en los 3 planos. Se llama mezclador agitador porque realiza 2 movimientos rotacionales y 2 lineales en cada ciclo de revolución.
¿Por qué el mezclador agitador 3D se considera mejor que el convencional?
Los mezcladores agitadores son adecuados para una mezcla completa de material en polvo como polvos densos, sólidos frágiles y materiales abrasivos. Se usan comúnmente para hacer mezclas precisas cuando los componentes traza están presentes (<1%), o cuando los ingredientes son muy diferentes en tamaño y densidad.
No hay cuchilla giratoria o agitador dentro del tambor mezclador, por lo que se denominan mezcladores de fuerza de corte cero. No hay cizallamiento o rotura de partículas ya que no hay fuerza centrífuga. ¡Esto no es rotación, es inversión!
¿Cómo el mezclador 3D Shaker es mejor para la aplicación de pulvimetalurgia?
La razón más importante es la homogeneidad asegurada. Cuando necesita un par de ciclos más largos con un período más largo en el mezclador de doble cono convencional, se archiva mucho más rápido y de manera consistente en el mezclador 3D. La mezcla mixta de pulvimetalurgia necesita una mezcla uniforme como requisito principal, manteniendo el tiempo y el factor de costo como secundario. Ver este cuadro:
¿Qué opciones de diseño se ofrecen en 3D Mixer?
Los mezcladores 3D se ofrecen en dos variantes de diseño:
1. Tambor extraíble: donde el polvo a mezclar se llena en un tambor sellado extraíble y se inserta en el mezclador y se retira después de mezclar. Hexagon ofrece contenedores de apertura inferior cónica especialmente diseñados. El diseño de tambor extraíble ofrece la ventaja de una mezcla de polvo no expuesta y sin contacto con la máquina y el entorno circundante. Sin embargo, necesita un polipasto de manejo de tambor u otro sistema de carga.
2. Tambor fijo: donde el tambor giratorio tiene una construcción de doble cono y se mantiene vertical para la carga y descarga de polvo. Muy similar al DCB, el polvo se llena desde el lado superior y se recoge desde el fondo una vez que se realiza la mezcla. En el tambor fijo, el sistema convencional de alimentación y descarga de polvo puede continuar sin muchos cambios.
Cada uno de los diseños viene con una característica de seguridad: enclavamiento con protección, dispositivo de muestreo, control de tiempo y velocidad basado en PLC, válvula de mariposa neumática, etc.
¿Qué otras opciones de personalización / opciones ofrece hexagon?
Podemos ofrecer la batidora con aprobación CE y ATEX también, si el cliente lo necesita. También podemos ofrecer la construcción de diseño Thro-wall, donde el tambor de mezcla y la unidad de accionamiento se mantienen en diferentes habitaciones con una partición de pared. Esto asegura que el riesgo de explosión y las situaciones de chispas eléctricas nunca se expongan entre sí.
Conclusión: los resultados se analizaron para varios ensayos tomados en el mezclador Alphie 3D en la misma compañía. Descubrimos que, no solo la mezcla ocurrió en mucho menos tiempo, también mejoró la consistencia de AD. Para lotes múltiples, los resultados de AD y flujo se lograron en un rango más cercano, ayudándoles a minimizar la variación de propiedad de lote a lote.
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