El papel principal de agregar lubricantes a los polvos metálicos durante la preparación de la materia prima es reducir críticamente la fricción en la interfaz entre las partículas del polvo y el molde de prensado. Esta adición es esencial para facilitar el flujo suave del polvo, minimizar el desgaste de las herramientas y garantizar que la pieza compactada pueda ser expulsada sin daños.
Conclusión Clave Los lubricantes son un facilitador fundamental del proceso en la sinterización; al gestionar la fricción, protegen las costosas herramientas del desgaste y preservan la integridad estructural del compactado "en verde" durante la fase de expulsión de alto estrés.
La Mecánica de la Reducción de la Fricción
Mejora de la Compatibilidad del Molde
La función central del lubricante es mejorar la compatibilidad entre el polvo metálico (como el polvo de hierro atomizado con agua) y las paredes internas de la matriz. Sin esta gestión de la interfaz, el contacto metal con metal sería destructivo.
Suavizado del Flujo del Polvo
Los lubricantes facilitan el movimiento de las partículas durante el proceso de compactación. Al reducir la resistencia, permiten que el polvo fluya suavemente y llene la cavidad de la matriz de manera uniforme. Esto asegura que la materia prima se distribuya de manera consistente antes de aplicar presión.
Reducción de la Fricción Interna y Externa
La reducción de la fricción ocurre en dos niveles: entre las partículas del polvo y entre el polvo y las paredes del molde. Esta doble acción es necesaria para transmitir la presión de manera efectiva a lo largo de todo el compactado.
Protección de las Herramientas y la Pieza
Minimización del Desgaste del Molde
La compactación de polvo metálico genera una presión y fricción inmensas. El lubricante actúa como una barrera protectora que minimiza significativamente el desgaste del molde de prensado. Esto extiende la vida útil de las herramientas y mantiene la precisión dimensional durante las series de producción.
Garantía de una Expulsión Exitosa
Quizás el papel más crítico del lubricante aparece después de la compactación. Asegura la expulsión exitosa del "compactado en verde" (la pieza prensada pero sin sinterizar) de las herramientas. Al evitar que el metal se adhiera a la matriz, el lubricante permite que la pieza se deslice suavemente.
Preservación de la Resistencia en Verde
Más allá de simplemente facilitar la expulsión, el lubricante ayuda a mantener la integridad de la pieza. Evita fallas estructurales o grietas que podrían ocurrir si la pieza se adhiriera a las paredes del molde durante la extracción, preservando así la "resistencia en verde" necesaria para el manejo antes de la sinterización.
Riesgos Comunes Sin Lubricación
Daño Inmediato a las Herramientas
Omitir lubricantes o no utilizar las proporciones específicas correctas (por ejemplo, concentraciones alrededor del 0.9%) crea un entorno de alta fricción. Esto conduce a un daño rápido y severo en las paredes del molde durante el proceso de compactación.
Falla Estructural del Compactado
Sin la lubricación proporcionada por el lubricante, es probable que el compactado en verde se adhiera a la matriz. Esta adhesión resulta en fallas estructurales, provocando que la pieza se agriete o se desintegre al ser expulsada antes de llegar al horno de sinterización.
Tomando la Decisión Correcta para su Objetivo
Para optimizar la producción de engranajes sinterizados de alta resistencia, considere los siguientes principios:
- Si su enfoque principal es la Longevidad de las Herramientas: Asegúrese de que su mezcla de lubricante esté optimizada para minimizar la fricción en la interfaz de la pared del molde, evitando el desgaste prematuro de la matriz.
- Si su enfoque principal es la Calidad de la Pieza: Concéntrese en la capacidad del lubricante para facilitar una expulsión suave, asegurando que el compactado en verde conserve su forma e integridad estructural.
La lubricación correcta no es solo un paso aditivo; es el requisito previo para un proceso de compactación viable.
Tabla Resumen:
| Función | Beneficio Principal | Impacto en la Producción |
|---|---|---|
| Reducción de Fricción | Minimiza la resistencia metal con metal | Mejora la distribución de la presión y el flujo del polvo |
| Protección de Herramientas | Reduce el desgaste de la pared de la matriz | Extiende la vida útil del molde y mantiene la precisión |
| Soporte de Expulsión | Evita la adhesión de la pieza | Asegura la integridad del compactado en verde y previene grietas |
| Flujo del Polvo | Llenado uniforme de la cavidad de la matriz | Densidad de pieza y control de peso consistentes |
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Referencias
- Ali Rajaei, Christoph Broeckmann. Numerical Modelling of the Powder Metallurgical Manufacturing Chain of High Strength Sintered Gears. DOI: 10.1186/s10033-021-00646-4
Este artículo también se basa en información técnica de Kintek Press Base de Conocimientos .
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