The influence of porosity on machinability of sintered fe foam elements

Influencia de la porosidad en la maquinabilidad de los elementos de espuma de fe sinterizada

El objetivo del experimento era estudiar la maquinabilidad de las espumas metálicas porosas formadas por reducción de óxidos metálicos durante la sinterización. El análisis se centró en el proceso de mecanizado de las espumas metálicas con respecto a su porosidad y propiedades mecánicas. Los factores investigados incluyeron la geometría de las probetas, el estado de la superficie en función de los parámetros de mecanizado (fresado) y la porosidad de la espuma metálica. La estructura porosa metálica se obtuvo como resultado de la sinterización de la mezcla de polvos de base de hierro ASC 100.29 y DISTALOY SE (DIST SE) con una porosidad del 67,9 % (SE 1) al 77,8 % (SE 2) para el polvo de base ASC y del 75,7 % al 80,3 % para DISTALOY SE.

INTRODUCCIÓN

Las espumas metálicas pueden producirse de varias maneras. Los primeros intentos se centraron en técnicas similares a las utilizadas para la espumación de polímeros, con un gas como agente espumante. Otras opciones alternativas incluían la obtención de estructuras celulares interconectadas mediante la fundición de metal alrededor de gránulos de polímero en la matriz. Siguieron muchos métodos con variantes de los procesos de espumado [1-9].

Los procesos de pulvimetalurgia (P/M) se emplean en una gran variedad de aplicaciones debido a su capacidad para proporcionar piezas de forma próxima a la red con microestructuras que no son fáciles de conseguir de otro modo [10]. Además de las técnicas de P/M, como el espumado de lodos y la sinterización de polvos metálicos sueltos, la fibrometalurgia se utiliza para obtener porosidades mucho mayores [11]. Otra técnica aplicada en la fabricación de espumas metálicas consiste en emplear la pulvimetalurgia con mezclas de polvo a base de hierro y portadores espaciales de óxido de hierro (III) añadidos. Esta técnica permite combinar estructuras celulares irregulares con poros abiertos o cerrados [12-15]. El rango de porosidad depende en gran medida del tipo y tamaño de las partículas de los materiales componentes y de la proporción entre el óxido metálico y el metal de la matriz. La generación de una estructura porosa requiere el uso de óxidos metálicos que puedan reducirse fácilmente en atmósferas de sinterización. La tecnología de espumas metálicas porosas es adecuada para producir componentes similares a los obtenidos por pulvimetalurgia [12].

Las propiedades físicas de las espumas metálicas dependen de su estructura. Es esencial comprender mejor la relación entre la microestructura y las propiedades de la espuma. Entre los aspectos sustanciales de la estructura de los materiales de espuma se incluyen la porosidad o densidad relativa, la forma de los poros y los sólidos y los puentes que unen los poros y las regiones sólidas [16].