desaglomerar

El desaglomerado es la eliminación térmica controlada de aglutinantes orgánicos de compactos metálicos, típicamente aquellos fabricados por metalurgia de polvos o moldeo por inyección de metales (MIM). Antes de que una pieza sinterizada pueda alcanzar su densidad y resistencia completas, los polímeros, ceras o resinas que mantienen unidas las partículas de polvo durante el conformado deben eliminarse. Esto se realiza en un horno bajo condiciones cuidadosamente controladas para evitar daños al propio compacto.

El sistema aglutinante en el moldeo por inyección de metales generalmente consiste en un aglutinante primario (a menudo polipropileno o cera de parafina) y un aglutinante secundario (como ácido esteárico o polietilenglicol) que mejora el flujo durante la inyección. Al enfriarse, esta red aglutinante le da a la pieza en verde suficiente resistencia para manipularla sin que se desmorone. En los compactos de metalurgia de polvos formados por prensado, el aglutinante puede ser un pequeño porcentaje de un polímero o incluso un recubrimiento metálico delgado. El desaglomerado elimina completamente estos materiales, dejando solo el esqueleto de polvo metálico listo para la sinterización.

El proceso típicamente ocurre en el rango de temperatura de 150 a 450 grados Celsius, dependiendo de la composición del aglutinante y la geometría de la pieza. Las tasas de calentamiento deben ser lentas, a menudo de 1 a 3 grados Celsius por minuto, para evitar que el aglutinante hierva y cree presión interna que agriete el compacto. Muchos hornos utilizan un desaglomerado multietapa: calentamiento inicial a baja temperatura para ablandar el aglutinante, una fase de absorción donde el aglutinante drena de la pieza a un medio poroso, y una fase final a alta temperatura para eliminar la materia orgánica residual. El control de la atmósfera es importante: el nitrógeno o el vacío previenen la oxidación del polvo metálico, mientras que el desaglomerado al aire se usa solo cuando el metal puede tolerar la oxidación superficial.

Problemas comunes y elección de materiales

Un desaglomerado incompleto deja carbono y oxígeno atrapados en la pieza final, reduciendo la ductilidad y la resistencia a la fatiga. Se forman grietas si el compacto se calienta demasiado rápido, especialmente en secciones gruesas donde los gradientes de evaporación del aglutinante exceden la resistencia mecánica de la pieza. Algunos operadores utilizan el desaglomerado catalítico con hidrógeno a temperaturas más bajas para acelerar el proceso y reducir los defectos, aunque esto requiere equipo especializado. La elección del sistema aglutinante en la etapa de moldeo afecta directamente el tiempo y el costo del desaglomerado; los aglutinantes con menor punto de fusión se desaglomeran más rápido pero pueden dar piezas en verde más débiles.

Los hornos de desaglomerado varían desde simples hornos de caja hasta sistemas sofisticados con múltiples zonas de calentamiento, control de atmósfera y recuperación automatizada de aglutinante. Las tiendas industriales de MIM a menudo combinan hornos de desaglomerado con hornos de sinterización de alta temperatura en una línea continua. El término en sí proviene de la necesidad de revertir el proceso de unión que hizo que los compactos de polvo fueran manejables; es el paso intermedio crítico entre el conformado y la densificación que determina si una pieza moldeada por inyección de metal se convierte en un componente de alto rendimiento o en chatarra.