El estearato de zinc actúa como un lubricante crítico para la pared de la matriz. Al prensar la aleación de tungsteno de alta densidad 93W–4.9Ni–2.1Fe, se aplica específicamente a las superficies internas del molde para reducir la fricción generada entre el polvo metálico y la matriz de acero. Esto asegura que la pieza compactada pueda ser eyectada de forma segura sin daños en la superficie, al tiempo que protege las herramientas del desgaste excesivo.
Conclusión principal Al mitigar la fricción en la interfaz del polvo y la pared de la matriz, el estearato de zinc reduce significativamente la presión de eyección y previene grietas superficiales. Esto es esencial para preservar la integridad estructural del "compacto en verde" y extender la vida útil de las costosas matrices de fabricación de alta precisión.
El desafío de la compactación a alta presión
Para comprender por qué es necesario el estearato de zinc, primero debe comprender las intensas fuerzas mecánicas en juego durante el proceso de prensado.
Mecánica de densificación
Una prensa hidráulica industrial aplica una presión uniaxial precisa, que oscila entre 50 MPa y 300 MPa, al polvo de aleación de tungsteno.
Entrelazamiento mecánico
Esta presión impulsa la reorganización de las partículas y las fuerza a una deformación elástica y plástica. El objetivo es eliminar el aire y lograr la "soldadura en frío", creando una forma sólida conocida como "compacto en verde".
El problema de la fricción
A medida que el polvo se comprime, empuja hacia afuera contra las paredes de la matriz con una fuerza inmensa. Sin lubricación, la fricción resultante durante la fase de eyección sería destructiva tanto para la pieza como para la herramienta.
Cómo el estearato de zinc protege el conjunto
El estearato de zinc aborda el desafío de la fricción creando una barrera delgada y protectora entre el polvo abrasivo de tungsteno y el molde de acero.
Reducción de la presión de eyección
La función principal de este lubricante es reducir el coeficiente de fricción. Esto reduce significativamente la presión de eyección requerida para expulsar la pieza compactada de la matriz.
Prevención de defectos superficiales
La alta fricción durante la eyección puede hacer que la capa exterior de la aleación se pegue o se arrastre. El estearato de zinc asegura una liberación suave, previniendo eficazmente grietas superficiales y daños en el delicado compacto en verde.
Extensión de la vida útil de la herramienta
Las matrices de acero de alta precisión utilizadas para estas aleaciones son costosas y propensas al desgaste. Al actuar como una capa sacrificial, el estearato de zinc minimiza la abrasión directa metal con metal, extendiendo así la vida útil operativa de las matrices.
Consideraciones críticas en la aplicación
Si bien el estearato de zinc es beneficioso, su aplicación debe ser precisa para evitar comprometer el proceso de fabricación.
Aplicación dirigida
Según los datos primarios, el lubricante se aplica específicamente a las superficies internas del molde. Actúa como un lubricante de pared en lugar de mezclarse con el polvo a granel en este contexto específico.
Mantenimiento de la resistencia en verde
El lubricante solo debe reducir la fricción de la pared, no la fricción interna de las partículas. La prensa se basa en la fricción interna y el entrelazamiento para dar al compacto en verde suficiente resistencia para su manipulación y posterior sinterización.
Garantizar la calidad en la fabricación de tungsteno
El uso de estearato de zinc es un acto de equilibrio entre la facilidad de fabricación y la calidad del producto final.
- Si su enfoque principal es la calidad del componente: Asegúrese de que el lubricante se aplique de manera uniforme para prevenir grietas superficiales y garantizar una superficie sin defectos para la sinterización.
- Si su enfoque principal es la eficiencia de costos: Utilice el lubricante para minimizar las fuerzas de eyección, lo que preserva sus costosas matrices de acero y reduce los costos de reemplazo de herramientas.
Dominar el uso de lubricantes de pared de matriz es la clave para cerrar la brecha entre una forma de polvo frágil y un componente de aleación robusto y de alta densidad.
Tabla resumen:
| Característica | Función en el prensado de 93W-4.9Ni-2.1Fe |
|---|---|
| Tipo de lubricante | Estearato de zinc (lubricante de pared de matriz) |
| Rango de presión | 50 MPa a 300 MPa |
| Rol principal | Reduce la fricción entre el polvo y la matriz de acero |
| Beneficio clave 1 | Reduce la presión de eyección para prevenir grietas superficiales |
| Beneficio clave 2 | Extiende la vida útil de las matrices de acero de alta precisión |
| Área objetivo | Solo superficies internas del molde (preserva la resistencia en verde) |
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Referencias
- A. Abdallah, M. Sallam. Effect of Processing Parameters on the Mechanical and Structure Properties of 93W–4.9Ni–2.1Fe Tungsten Heavy Alloy. DOI: 10.21608/asat.2013.22217
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