Atomización con gas inerte

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En el mundo en constante evolución de la metalurgia y la ciencia de los materiales, la producción de polvos metálicos de alta calidad es crucial para diversos procesos avanzados de fabricación. Un método que destaca por su precisión y eficacia es la atomización con gas inerte (IGA). Esta técnica se utiliza ampliamente para producir polvos metálicos finos y esféricos con tamaños de partícula uniformes, esenciales para aplicaciones en fabricación aditiva, pulvimetalurgia y otras industrias de alta tecnología.

En este artículo, nos adentraremos en el mundo del Atomización con gas inerteEl polvo metálico es la materia prima para la fabricación de metales, su proceso, ventajas, aplicaciones, etc. También estudiaremos modelos específicos de polvo metálico, sus propiedades y aplicaciones, todo ello presentado en un formato detallado y estructurado para garantizar una comprensión exhaustiva.

Visión general de la atomización con gas inerte

La atomización con gas inerte (IGA) es un proceso utilizado para crear polvos metálicos finos. El proceso consiste en fundir un metal o una aleación y, a continuación, desintegrar la corriente fundida en diminutas gotas mediante el impacto con un chorro de alta velocidad de gas inerte, como argón o nitrógeno. Estas gotitas se solidifican en partículas esféricas, formando un polvo con excelentes propiedades de fluidez y una distribución uniforme del tamaño de las partículas.

Detalles clave:

  • Proceso: Fusión y desintegración del metal en polvo
  • Gas utilizado: Gases inertes (argón, nitrógeno)
  • Salida: Polvos metálicos esféricos
  • Aplicaciones: Fabricación aditiva, pulvimetalurgia, pulverización térmica
Atomización con gas inerte

Modelos de polvo metálico producidos por Atomización con gas inerte

A continuación figura una lista de modelos específicos de polvo metálico producidos mediante atomización con gas inerte, en la que se destacan sus propiedades y aplicaciones únicas.

Modelo de polvo metálicoComposiciónPropiedadesAplicaciones
Acero inoxidable 316LFe-Cr-Ni-MoResistencia a la corrosión, alta resistenciaImplantes médicos, componentes aeroespaciales
Ti-6Al-4VTi-Al-VElevada relación resistencia/peso, biocompatibilidadImplantes médicos, piezas aeroespaciales
Inconel 718Ni-Cr-FeResistencia a altas temperaturas, resistencia a la oxidaciónTurbinas de gas, componentes aeroespaciales
AlSi10MgAl-Si-MgLigero, buenas propiedades térmicasPiezas de automóvil, componentes aeroespaciales
CoCrMoCo-Cr-MoAlta resistencia al desgaste, biocompatibilidadImplantes médicos, prótesis dentales
CuSn10Cu-SnAlta resistencia al desgaste, buena conductividadRodamientos, casquillos, conectores eléctricos
Acero inoxidable 316Fe-Cr-NiResistencia a la corrosión, buenas propiedades mecánicasProcesamiento químico, aplicaciones marinas
Hastelloy XNi-Cr-Fe-MoExcelente resistencia a altas temperaturas y a la oxidaciónTurbinas de gas industriales, procesamiento petroquímico
Acero martensítico envejecidoFe-Ni-Co-Mo-TiAlta resistencia, tenacidadUtillaje, componentes aeroespaciales
NiCrMoNi-Cr-MoExcelente resistencia a la corrosión, alta resistenciaAplicaciones marinas, procesamiento químico

Proceso de atomización con gas inerte

El proceso de atomización con gas inerte implica varios pasos críticos para garantizar la producción de polvos metálicos de alta calidad.

  1. Fundición: El metal o la aleación se funde en un crisol mediante calentamiento por inducción u otro método adecuado.
  2. Desintegración: La corriente de metal fundido se desintegra en finas gotas mediante un chorro de gas inerte a alta velocidad.
  3. Solidificación: Las gotitas se solidifican rápidamente en partículas esféricas al enfriarse.
  4. Colección: El polvo metálico solidificado se recoge y se procesa para su uso posterior.

Ventajas de Atomización con gas inerte

La atomización con gas inerte ofrece varias ventajas que la convierten en el método preferido para producir polvos metálicos.

  • Tamaño uniforme de las partículas: El proceso produce polvos con una distribución granulométrica uniforme.
  • Alta pureza: El uso de gases inertes evita la oxidación y la contaminación del metal.
  • Partículas esféricas: Los polvos resultantes tienen forma esférica, lo que mejora sus propiedades de fluidez.
  • Versatilidad: Puede utilizarse con una amplia gama de metales y aleaciones.

Desventajas de la atomización con gas inerte

A pesar de sus ventajas, la atomización con gas inerte también tiene algunas limitaciones.

  • Costo: El equipo y los gases utilizados pueden ser caros.
  • Complejidad: El proceso requiere un control preciso y experiencia.
  • Consumo de energía: Se necesita mucha energía para fundir los metales y mantener el flujo de gas.

Aplicaciones de la atomización con gas inerte

La atomización con gas inerte se utiliza en diversas industrias gracias a su capacidad para producir polvos metálicos de alta calidad.

AplicaciónDetalles
Fabricación aditivaProduce polvos para impresión 3D con excelente fluidez y uniformidad.
PulvimetalurgiaSe utiliza para crear piezas de gran densidad y resistencia.
Pulverización térmicaProduce revestimientos de gran resistencia al desgaste y a la corrosión.
Moldeo por inyección de metal (MIM)Crea polvos finos para piezas intrincadas y de alto rendimiento.
Implantes biomédicosProduce polvos biocompatibles para dispositivos médicos e implantes.

Especificaciones, tamaños, calidades y normas

Las especificaciones y normas de los polvos metálicos producidos por atomización con gas inerte varían en función de la aplicación y los requisitos de la industria.

PolvoGama de tamaños (µm)GradoEstándar
Acero inoxidable 316L15-45ASTM F138ISO 5832-1
Ti-6Al-4V20-50ASTM B348ISO 5832-3
Inconel 71810-63AMS 5662ASTM B637
AlSi10Mg20-60EN 1706ISO 3522
CoCrMo15-45ASTM F75ISO 5832-4
CuSn1020-50EN 1982ISO 1338
Acero inoxidable 31610-45ASTM A276ISO 4957
Hastelloy X15-50AMS 5754ASTM B572
Acero martensítico envejecido20-63AMS 6514ASTM A579
NiCrMo10-50UNS N10276ASTM B575

Proveedores y precios

Varios proveedores ofrecen polvos metálicos producidos mediante atomización con gas inerte. El precio varía en función del metal, el grado del polvo y la cantidad.

ProveedorPolvo metálicoPrecio (por kg)Notas
Tecnología CarpenterAcero inoxidable 316L$50Descuentos por volumen
Arcam ABTi-6Al-4V$100Grado médico de alta calidad
Höganäs ABInconel 718$200Disponible en varios tamaños de partícula
Sandvik OspreyAlSi10Mg$70Distribución de tamaños a medida
Tecnología LPWCoCrMo$150Grado biocompatible superior
GKN HoeganaesCuSn10$40Aplicaciones de alta conductividad
AP&CAcero inoxidable 316$55Calidad constante
ATI Polvos MetálicosHastelloy X$250Aplicaciones industriales
ErametAcero martensítico envejecido$180Aeroespacial y utillaje
KennametalNiCrMo$220Aplicaciones de procesamiento químico

Comparación de pros y contras de Atomización con gas inerte

ProsContras
Distribución uniforme del tamaño de las partículasCostes elevados de equipamiento y gas
Polvos de gran purezaControl de procesos complejos
Las partículas esféricas mejoran el flujoAlto consumo de energía
Apto para diversos metales y aleacionesRequiere experiencia y un control preciso
Atomización con gas inerte

Preguntas frecuentes

PreguntaRespuesta
¿Qué es la atomización con gas inerte?Proceso para producir polvos metálicos finos mediante la desintegración del metal fundido con chorros de gas inerte.
¿Qué metales pueden procesarse?Acero inoxidable, aleaciones de titanio, superaleaciones a base de níquel, aleaciones de aluminio, aleaciones de cobalto-cromo, etc.
¿Por qué utilizar gases inertes?Los gases inertes evitan la oxidación y la contaminación del metal durante el proceso.
¿Cuáles son las principales aplicaciones?Fabricación aditiva, pulvimetalurgia, pulverización térmica, moldeo por inyección de metales, implantes biomédicos.
¿Cuáles son las ventajas?Granulometría uniforme, gran pureza, partículas esféricas, versatilidad.
¿Cuáles son los inconvenientes?Alto coste, complejidad y consumo de energía.
¿Cómo se recogen los polvos?Las partículas solidificadas se recogen en una cámara y se procesan para su uso posterior.
¿Qué tallas hay disponibles?El tamaño de las partículas suele oscilar entre 10 µm y 63 µm, dependiendo de la aplicación.
¿Quiénes son los principales proveedores?Carpenter Technology, Arcam AB, Höganäs AB, Sandvik Osprey, LPW Technology, GKN Hoeganaes, AP&C, ATI Powder Metals, Eramet, Kennametal.

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