Uso del bórax como lubricante pulvimetalúrgico

Borax as a lubricant in powder metallurgy

En este trabajo se reportan los primeros resultados de la investigación del uso del Bórax (di Sodio tetraborato decahidrato) Scharlau ®, como lubricante pulvimetalúrgico. Se prepararon dos grupos de probetas, adicionando en el primer grupo el lubricante comercial Estearato de Zinc y en el segundo grupo el polvo bórax en concentraciones de 0.5% en peso, usando como matriz el hierro pulvimetalúrgico Ancor Steel 1000®. El polvo pulvimetalúrgico se mezcló con los lubricantes en un homogenizador rotacional durante 30 min, se compactaron las probetas a 700 Mpa en una prensa uniaxial de 15 toneladas. Se realizó un análisis DSC -TGA a la mezcla con bórax. Las probetas se sinterizaron en un reactor de plasma a 1000ºC durante 30 minutos, con una atmosfera combinada de Hidrogeno y Argón. Se caracterizó la densidad y la microdureza de las probetas sinterizadas. Se realizó un análisis de DRX para detectar formación de posibles compuestos por la interacción del bórax. Este trabajo muestra que el Bórax puede ser utilizado como lubricante en la pulvimetalurgia.

1. INTRODUCCIÓN

La pulvimetalurgia es una técnica desarrollada para la obtención de piezas en grandes series con un alto grado de calidad y excelentes propiedades de dureza, debido a la distribución homogénea de sus componentes químicos. Entre sus bondades se encuentran el ahorro de tiempo y energía, además permite obtener productos que requieren menor uso de mecanizados para su acabado. Esta tecnología emplea polvos metálicos que se mezclan con diferentes elementos para obtener composiciones químicas precisas, que luego son prensadas en matrices y sinterizadas en homos, reduciendo la pérdida de materias primas y permitiendo tener un control más detallado de sus características físicas y químicas, Un elemento muy importante en esta técnica y que influye en la densidad de las probetas, es el lubricante (Hwang et al., 1992) , el cual es añadido a la mezcla de polvos pulvimetalúrgicos entre 0.5 y 1 % de porcentaje en peso para disminuir la fricción con la matriz en el proceso de compactación, y así poder extraer la probeta compactada.

Otro procedimiento utilizado para el desmolde es lubricar la matriz electrostáticamente antes de compactar la mezcla de polvos (Yang et al., 2006) y así obtener una mayor densidad. Se podría generar otro estudio sobre la posible aplicación del bórax electrostáticamente. En este trabajo se incorpora el lubricante mezclándolo con polvo pulvimetalúrgico Ancor Steel 1000.

El estearato de zinc es uno de los lubricantes usados en la pulvimetalurgia, se ha utilizado en estudios de polvos de aceros estructurales, añadido en una proporción de 0.9 % (Selecká et al., 2003). Otros lubricantes también han sido utilizados en la pulvimetalurgia, como Acrawax-C, Cera EBS, y el estearato de litio.