Remoción del lubricante adicionado al hierro pulvimetalúrgico, con plasma de la descarga luminiscente anormal

Removal of lubricant added to iron powder metallurgy, with abnormal plasma discharge glow

Se emplea el plasma de la descarga luminiscente anormal DLA en la remoción del lubricante de compactos de hierro pulvimetalúrgico en atmósfera de hidrógeno, con el fin de establecer las condiciones óptimas del ciclo térmico en la configuración catódica para mantener las propiedades ofrecidas del hierro. Para la preparación de las mezclas se utiliza un mezclador rotatorio. El material se conforma con presión uniaxial en matriz cilíndrica, calculando su densidad y porosidad. Con TGA y DSC se estudian la descomposición térmica y la eliminación del lubricante; luego, se realizan los ciclos de remoción en la DLA. Con TGA se monitorea el estado de remoción del lubricante de cada ciclo en la DLA. Se caracterizan los compactos en verde y los del proceso de remoción con microscopia óptica y SEM.

Se halló una adecuada remoción en la configuración catódica a 400 ° C durante 10 minutos, removiéndose la totalidad de lubricante. El ciclo propuesto conviene en aplicaciones industriales por las altas tasas de calentamiento alcanzadas con reducción del consumo de energía, así como de la necesaria en mantener la descarga, referidas a los hornos resistivos utilizados.

I. INTRODUCCIÓN

Los lubricantes de prensado son compuestos que se emplean en el proceso pulvimetalúrgico; su función básica es reducir la fricción entre partículas durante la compactación y la del compacto con las paredes de la matriz y con las herramientas de compactación durante el proceso de prensado y extracción de la pieza [1]. La adición de estos compuestos a los polvos metálicos es necesaria para disminuir el costo de producción, pero tiene numerosas implicaciones sobre las diferentes propiedades de las piezas pulvimetalúrgicas, ya que la presencia de este compuesto en el material por compactar actúa modificando la relación entre la densidad y la presión de compactación (compresibilidad), los gradientes de densidad en el compacto, la transferencia de carga axial y radial, la fuerza de extracción y el desgaste de los elementos de matricería, así como las propiedades finales del compacto sinterizado [2].

Los estearatos de zinc y de litio fueron los primeros lubricantes empleados en la industria pulvimetalúrgica, y, de acuerdo con Lawrence [3], se consideran los mejores para la compactación (prensado y expulsión), dada su gran capacidad lubricadora. También es crucial que cualquier lubricante en el compactado (estearatos que contienen carbono, ceras, zinc, estearatos de litio, etc.) se queme completamente, eliminándolo en un tratamiento de remoción, ya que puede causar carburación durante la sinterización, comprometiendo con ello la resistencia a la corrosión y la maquinabilidad. En general, los lubricantes que contienen un componente metálico tienen que ser tratados con una temperatura más alta que los que son puramente orgánicos.