Conformado de piezas cerámicas a partir de suspensiones parafínicas cargadas con polvos

Abstract

En este trabajo se demuestra la posible aplicación de suspensiones parafínicas para la formación mediante inyección o extrusión de piezas cerámicas con forma compleja. Las suspensiones fueron preparadas a partir de polvos cerámicos y metal-cerámicos. La eliminación de los componentes orgánicos así como las propiedades mecánicas después del sinterizado (resistencia a la ruptura σ B y tenacidad a la fractura K Ic ) también fueron evaluadas. Palabras claves: Moldeo por inyección, extrusión, superficie específica, viscosidad, propiedades mecánicas. Shaping of ceramic parts from powder loaded wax suspensionsIn this work is demonstrated the possible application of paraffin wax suspensions for shaping complex ceramic parts by injection moulding or extrusion. These suspensions were prepared from ceramic or metal-ceramic powders. Thermal debinding as well as mechanical properties after sintering (bending strength σ B and fracture toughness K Ic ) were also evaluated.Key words: injection moulding, extrusion, specific surface area, viscosity, mechanical properties. INTRODUCCIÓNEn los últimos años el desarrollo de la tecnología para la formación por reacción de compuestos con matriz cerámica (RBAO, por sus siglas en inglés: Reaction Bonded Aluminum Oxide) ha encontrado mucho interés, debido a las ventajas en sus propiedades (mecanizado en verde, baja contracción por sinterizado, etc.) 1,2 . Por otro lado, tecnologías de procesamiento de cerámicos ya establecidas como el moldeo por inyección (LPIM: Low Pressure Injection Moulding) y la extrusión han sido mejoradas constantemente 3 . La idea de aplicar procesos de conformado (moldeo por inyección, extrusión) a mezclas de polvos RBAO ha surgido por las mejoras que pueden ser obtenidas combinando las ventajas de ambas tecnologías (piezas con forma compleja, bajo costo, etc.). Esto se debe a que la producción de geometrías complejas mediante procesos convencionales de fabricación en Cerámicos Avanzados (por ejemplo el colaje o el prensado en seco) es posible sólo en forma limitada. Es aquí dónde tanto el moldeo por inyección como la extrusión ofrecen una alternativa. El empleo de bajas presiones y temperaturas (presión = 0.2-0.8 MPa, temperatura = 70-100 ° C) hace al proceso muy económico en comparación con otros procesos de producción de cerámicos (por ejemplo moldeo por inyección a alta presión y temperatura). En el caso de la extrusión los costos iniciales son mayores debido a los materiales especiales y el diseño que la extrusora necesita 4 . El proceso permite, sin embargo, la fabricación de perfiles continuos con alto contenido en sólidos bajo las mismas condiciones que en el moldeo por inyección, incrementando al mismo tiempo la producción 5 . Con una adecuada optimación del sistema dispersante, se pueden emplear ambas tecnologías no sólo en la producción de piezas de geometría compleja, sino también en la fabricación de compuestos con mas de un componente. Por ejemplo, se pueden incluir partículas reforzantes no simétricas (whiskers, fibras cortas, plaquetas) con una ori...

Evolución del impacto del Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio

“…Si se pregunta a los encuestados por el tipo de trabajos que les ha resultado más interesante de los publicados en los últimos dos años se observa que los trabajos más apreciados han sido los de revisión (4-10), trabajos generales sobre el sector cerámico (2-4, 11), conformado de materiales cerámicos y diagramas de fase (12)(13)(14), métodos de caracterización y propiedades de materiales cerámicos estructurales (15)(16)(17)(18)(19)(20)(21), materiales electrocerámicos (22)(23)(24)(25)(26), materias primas y materiales o procesos de interés para la industria de pavimentos y revestimientos cerámicos (38), estudios de arqueometría y patrimonio histórico (39-42) y materiales relacionados con el medio ambiente (43-44) y vidrios (45). De entre todos ellos destaca el trabajo de revisión de P. N. de Aza y col. (4), que ha sido considerado en 19% de las encuestas.…”

Production of Oxide Ceramic Matrix Composites by a Prepreg Technique

“…A paraffin-based suspension containing 58 vol% (85,8 wt%) of alumina powder was produced for the lamination of prepregs. For that, a binder system first developed at TUHH for the production of alumina and RBAO parts by Low Pressure Injection Moulding (LPIM) [7,8] was used. Paraffin wax was chosen as the suspension medium because of its low melting temperature range.…”

“…Paraffin wax was chosen as the suspension medium because of its low melting temperature range. In order to produce suspensions with high solid contents and appropriate rheological properties, different polar surfactants were used, which promote the sterical stabilization of the suspension by counteracting the attractive forces among particles [7]. For the preparation of the suspension, all organic ingredients were mixed and preheated at 100 °C in a glass beaker.…”

“…Debinding was performed thermally, according to the literature for the binder system used [7,8]. In this procedure, the organic components of the paraffin suspension were eliminated by a combining effect of capillarity and pyrolysis, in a three-step heating cycle up to 330 °C.…”

Análisis de la distribución temática en el Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio

“…En los aspectos de procesado y conformado se presenta un reducido número de trabajos que abordan procesos de tratamiento láser para texturación (72) o corte (73). Tratamientos en horno solar (74) o conformado de piezas mediante el empleo de suspensiones parafínicas (75).…”