Mejoras en el proceso de fabricación de piezas porosas metálicas de base Fe mediante el método de solidificación direccional

Abstract

El objetivo principal de este trabajo es mejorar el proceso de fabricación de piezas porosas metálicas mediante el método de solidificación direccional. En tal contexto, se han empleado diferentes polvos de base de Fe, FeCo y Fe-Co/Ni en primer lugar, y Fe2O3 / NiO finalmente. El método de solidificación direccional, ampliamente usado para la generación de material poroso cerámico, ha empezado a usarse en los últimos años para su aplicación a materiales metálicos. En este método, se suspenden partículas sólidas en un líquido que actúa como agente vehicular del proceso. Al solidificar dicho líquido, se generan unas determinadas estructuras dendríticas que empujarán a las partículas sólidas al espacio interdendrítico. Ahí, es donde tiene cabida este TFG, pues según las condiciones de solidificación, entre otros factores, se puede controlar el crecimiento de las dendritas a través del gradiente térmico. Así, en este trabajo se van a fabricar muestras en diferentes equipos de solidificación a diferentes temperaturas y determinando la influencia de imanes. Durante la preparación de la suspensión se emplearán bolas de acero para intentar mejora esta etapa. Tras un proceso de sublimación posterior a la solidificación de líquido, se obtiene una muestra en verde compuesta por las partículas sólidas y poros y/o canales que replican la forma y posición de las dendritas iniciales. Finalmente, se somete a las muestras a un ciclo de sinterización-reducción para densificar las paredes y obtener una estructura porosa de Fe-Ni tras la reducción por parte del hidrógeno. Como líquido vehicular del proceso se ha escogido al canfeno por presentar varias ventajas. Las temperaturas de trabajo del proceso oscilan entre la temperatura ambiente y aproximadamente 60℃, lo que reduce la necesidad de un instrumental relativamente complejo. Las condiciones de sublimación se producen a condiciones ambientales de presión y temperatura. Aunque también se ha utilizado una liofiliadora para acelerar dicha sublimación. Por otro lado, debido a la importancia en el proceso del tamaño de las partículas sólidas, se han realizado moliendas de Fe − Co para la obtención de granos nanométricos. Así, se ha realizado un estudio de la distribución de tamaños de las partículas. La molienda se realizó en diferentes medios; acetona, etanol y agua.