MX2013007653A - Polvos a base de hierro para moldeo por inyeccion de polvo. - Google Patents

Abstract

Una composición en polvo a base de hierro para moldeo por inyección de metal con un tamaño de partícula promedio de 20-60µm, y con 99% de las partículas de menos de 120 µM en donde la composición en polvo a base de hierro comprende un porcentaje en peso de la composición en polvo a base de hierro; Mo: 0.3-1.6 P: 0.1 - 0.6, opcionalmente máx 3.0 de Cu, opcionalmente máx 0.6 de Si, opcionalmente máx 5 de Cr, máx 1.0 de impurezas inevitables, de lo cual el carbono es menor que 0.1, el equilibrio es hierro, y en donde la suma del contenido de Mo y 8*P está dentro de la escala de 2-4.7.

Description

POLVOS A BASE DE HIERRO PARA MOLDEO POR INYECCIÓN DE POLVO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una composición en polvo a base de hierro para moldeo por inyección de polvo, el método de elaboración de componentes sinterizados a partir de la composición en polvo, y los componentes sinterizados elaborados a partir de la composición en polvo. La composición en polvo se diseña para obtener partes sinterizadas con densidades por arriba del 93% de la densidad teórica, combinada con propiedades mecánicas optimizadas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El moldeo por inyección de metal (MIM, por sus siglas en inglés) es una técnica interesante para producir componentes sinterizados con alta densidad de formas complejas. En general se utilizan en este procedimiento, polvos de hierro carbonilo fino. Otros tipos de polvos utilizados son gas atomizado y agua atomizada de tamaño muy fino de partícula. Sin embargo, el costo de estos polvos finos es relativamente elevado. Pará mejorar la competitividad del procedimiento de MIM es deseable reducir el costo del polvo utilizado. Una manera de lograr esto, es utilizar polvos más gruesos. Sin embargo, los polvos gruesos tienen una energía de superficie más baja que los polvos finos y de este modo son mucho menos activos durante la sinterización. Otro asunto es que los polvos más gruesos e irregulares tienen una densidad más baja de empacado y de este modo se limita el contenido máximo de polvo de la materia prima. Un contenido más bajo de polvo da como resultado una contracción más alta durante la sinterización y puede conducir a inter alia una dispersión dimensional alta entre los componentes producidos en una corrida de producción.

La literatura sugiere reducir la cantidad de hierro carbonilo al agregar cierta cantidad de polvo de hierro más grueso y optimizar la relación de mezclado, para no perder demasiada sinterabilidad y densidad de empacado. Otra manera de incrementar la sinterabilidad es al agregar estabilizadores de fase ferrita tal como Mo, W, Si, Cr y P. Las adiciones de 2- 6% de Mo, 2-4% de Si o hasta 1 % de P a mezclas de hierro carbonilo y atomizado se han mencionado en la literatura.

La patente de E.U.A. 5,993,507 describe composiciones en polvo fino y grueso mezcladas que contienen silicio y molibdeno. La composición comprende hasta aproximadamente 50% de polvo grueso y el i ; contenido de Mo + Si - varía de 3-5%.

La patente de E.U.A. 5,091 ,022 describe un método para fabricar un producto de metal en polvo de Fe-P sinterizado que tiene alta permeabilidad magnética y excelentes características magnéticas suaves, ¦ utilizando moldeo por inyección con hierro carbonilo por debajo de 5pm.

La patente de E.U.A. 5,918,293 describe un polvo a base de hierro para compactación y sinterización que contiene Mo y P.

Normalmente la carga sólida (es decir la porción de polvo a base de hierro) de una materia prima de MIM a base de hierro (es decir el polvo a base de hierro mezclado con aglutinante orgánico listo para inyectarse) es de aproximadamente 50% en volumen lo que significa que para alcanzar alta densidad después de sinterizar (por arriba de 93% de · la densidad teórica) el componente crudo debe encogerse casi 50% en volumen, en contraste con los componentes de PM producidos a través de la compactación uniaxial la cual ya en estado crudo obtiene densidad relativamente alta. Por lo tanto los polvos finos que tienen alta actividad de sinterización normalmente se utilizan en MIM. Al elevar la temperatura de sinterización se pueden utilizar polvos más gruesos, sin embargo un inconveniente con el uso de temperaturas elevadas de sinterización es que se puede obtener el engrasamiento del grano y en consecuencia menor resistencia al impacto. La presente invención proporciona una solución para este problema.

Se ha encontrado inesperadamente que una materia prima que comprende una composición en polvo atomizado a base de hierro grueso de acuerdo con la invención, con una cantidad total relativamente baja de estabilizadores de ferrita, se puede utilizar para moldeo por inyección de polvo para obtener componentes con una densidad sinterizada de ¡por lo menos 93% de la densidad teórica. Además, se ha observado que además de obtener componentes con una densidad sinterizada por arriba del 93%, se puede obtener una resistencia al impacto con dureza sorprendentemente alta, si el polvo contiene una cantidad especificada de molibdeno y fósforo y tiene una cierta estructura metalográfica.

OBJETIVOS DE LA INVENCIÓN Uno de los objetivos de la invención es proporcionar una composición en polvo a base de hierro relativamente grueso con bajas cantidades de elementos de aleación y que sea adecuada para moldeo por inyección de metal.

Otro objetivo de la invención es proporcionar una composición de materia prima para moldeo por inyección de metal que comprenda dicha composición en polvo a base de hierro relativamente grueso con bajas cantidades de elementos de aleación y que sea adecuada para moldeo por inyección de metal.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un método para producir componentes sinterizados moldeados por inyección de la composición de materia prima con una densidad de 93% y más, de la densidad teórica.

Incluso otro objetivo de la presente invención es proporcionar un componente sinterizado producido de acuerdo con el procedimiento de MIM con una densidad de 93% y más, de densidad teórica y resistencia al impacto por arriba de 50 J/cm2 y resistencia a la tracción por arriba de 350 MPa BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Por lo menos uno de estos objetivos se logra por medio de: Una composición en polvo a base de hierro para moldeo por inyección de metal con un tamaño de partícula promedio de 20-60 pm, preferiblemente 20-50 µ?t?, más preferiblemente 25-45 pm, e incluye un polvo que contiene fósforo, tal como Fe3P.

- Una composición de materia prima de moldeo por inyección de metal que comprende una composición en polvo a base de hierro atomizado con un tamaño de partícula promedio de 20-60 pm, preferiblemente 20-50 pm, más preferiblemente 25-45 pm, y un aglutinante orgánico. Dicha composición en polvo a base de hierro incluye un polvo que contiene fósforo, tal como Fe3P.

Un método para producir un componente sinterizado que comprende los pasos de: a) preparar una materia prima de moldeo por inyección de metal como se sugirió anteriormente, b) moldear la materia prima en una preforma no sinterizada, c) remover el aglutinante orgánico d) sinterizar la preforma obtenida en una atmósfera de reducción a una temperatura entre 1200-1400° C en la región de ferrita (BCC) e) enfriar el componente sinterizado a través de un área de dos fases de austenita y ferrita para proporcionar la formación de granos de austenita (FCC) en los bordes de grano de los granos de ferrita, y f) someter opcionalmente el componente a tratamiento de sinterización posterior tal como cementación, nitruración, carburización, nitrocarburización, carbonitruración, endurecimiento por inducción, laminado de superficie y/o granallado.

Preferiblemente cuando pasa el área de dos fases, el índice de enfriamiento debe ser por lo menos 0.2°C/s, más preferiblemente al menos 0.5°C/s hasta que se haya alcanzado una temperatura de aproximadamente 400°C, para suprimir el crecimiento del grano.

Un componente sinterizado hecho a partir de la composición de la materia prima. El componente que tiene densidad de por lo menos 93% de densidad teórica, una resistencia al impacto por arriba de 50 J/cm2 resistencia a la tracción por arriba de 350 MPa, y granos que contienen una microestructura ferrítica con mayor contenido de fósforo que el contenido nominal de fósforo (contenido de P- promedio del componente) que se fijan en los granos con un contenido de fósforo menor que el contenido nominal idel fósforo. Los granos que tienen contenido más bajo de fósforo se forman de granos transformados de austenita.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Composición en polvo a base de hierro La composición en polvo a base de hierro incluye por lo menos un polvo a base de hierro y/o polvo de hierro puro. El polvo a base de hierro y/o polvo de hierro puro se puede producir por atomización de gas o agua de un material fundido de hierro y opcionalmente elementos de aleación. El polvo atomizado puede someterse adicionalmente a un procedimiento de recocido por reducción, y opcionalmente alearse además al utilizar un procedimiento de aleación por difusión. Alternativamente, el polvo de hierro se puede producir por reducción de óxidos de hierro.

El tamaño de partícula de la composición en polvo a base de hierro o hierro es tal que el tamaño de partícula promedio es de 20-60pm, preferiblemente 20-50 µ??, más preferiblemente 25-45 pm. Además se prefiere que D99 sea a lo sumo 120 µ?t?, preferiblemente a lo sumo 100 pm. (Ü9g significa que el 99% en peso del polvo tiene un tamaño de partícula menor que Dgg) El molibdeno puede agregarse como un elemento dé aleación en forma de polvo de molibdeno, polvo de ferromolibdeno o como otro polvo de aleación de molibdeno, al material fundido antes de la atomización, formando así un polvo prealeado. El molibdeno también puede ser unido por difusión en la superficie del polvo de hierro por un procedimiento de unión por difusión térmica. Como un ejemplo el trióxido de molibdeno se puede mezclar con un polvo de hierro y de aquí en adelante someterse a un procedimiento de reducción que forma el polvo unido por difusión. El molibdeno, en forma de polvo de molibdeno, polvo de ferromolibdeno o como otro polvo de aleación de molibdeno también se puede mezclar con un polvo de hierro puro. La combinación de estos métodos también se puede aplicar. En el caso de que un polvo que contiene molibdeno se mezcle con el hierro o polvo a base de hierro el tamaño de partícula del polvo que contiene molibdeno nunca será más alto que el del hierro o polvo a base de hierro.

La composición en polvo a base de hierro además incluye un polvo que contiene fósforo y opcionalmente polvos que contienen silicio y/o cobre y/o otros elementos estabilizadores de ferrita tal como cromo. En el caso del cromo el contenido puede ser de hasta 5% en peso de la composición en polvo. El tamaño de partícula del polvo que contiene fósforo o polvos que contiene silicio y/o cobre y/u otros elementos estabilizadores de i : ferrita tal como cromo nunca debe ser preferiblemente más alto que el del hierro o polvo a base de hierro.

El fósforo y molibdeno estabilizan la estructura de ferrita, la estructura de BCC (Cúbica Centrada en el Cuerpo). El índice de autodifusión de los átomos de hierro es aproximadamente 100 veces más alto en la estructura de ferrita en comparación con el índice en la estructura ele austenita, la estructura de FCC- (Cúbica Centrada en la Cara) y de este modo los tiempos de sinterización se pueden reducir drásticamente cuando se realiza la sinterización en la fase de ferrita.

Sin embargo la sinterización prolongada a alta temperatura en la fase de ferrita provocará crecimiento excesivo del grano influyendo así negativamente inter alia en la resistencia al impacto. Siempre que el contenido de fósforo y el contenido de molibdeno se mantengan dentro de ciertos límites, los granos de FCC se formarán en los bordes de grano de los granos de BCC provocando un refinamiento de la estructura tras la refrigeración.

La figura 1 muestra la trayectoria de enfriamiento principal para el componente hecho de la composición de acuerdo con la presente invención. La sinterización se realiza en el área de BCC como se indica por T1 , mientras que durante el enfriamiento el componente sinterizado debe pasar a través del área de dos fases, BCC/FCC, es decir entre las temperaturas T2 y T3. Cuando el componente ha pasado el área de dos fases, se realiza el enfriamiento adicional a un índice de enfriamiento relativamente alto, suficientemente alto para evitar el engrpsamiento bel grano. Preferiblemente el índice de enfriamiento por debajo del área de dos fases (T2-T3) está por arriba de 0.2°C/segundos, más preferiblemente por arriba de 0.5°C/segundos hasta que se ha alcanzado una temperatura de aproximadamente 400°C. La estructura metalográfica resultante se muestra en la figura 2. A temperatura ambiente un componente de acuerdo con la invención tendrá una estructura metalográfica que consiste en dos tipos de granos de ferrita. En la figura 2 se muestra una red de granos más ligeros que se formaron durante el enfriamiento a través del área de dos fases. Estos granos fueron austeníticos en el área de dos fases y de este modo tienen un contenido de fósforo más bajo que los granos que rodean que permanecieron ferríticos durante todo el procedimiento de enfriamiento. Los granos que se formaron cuando el material pasó a través del área de dos fases tendrán un contenido de fósforo más bajo y los granos que fueron ferríticos a la temperatura de sinterízación tendrán un contenido de fósforo más alto.

El molibdeno tiene el efecto de empujar el área de dos fases en la figura 1 a la izquierda y también disminuir el área de dos fases tanto en la dirección horizontal como vertical. Eso significa que un contenido incrementado de molibdeno disminuirá la temperatura mínima de sinterízación para sinterizarse en la región ferrítica y disminuir la cantidad de fósforo necesaria para enfriarse a través del área de dos fases.

El contenido total de Mo en el polvo debe estar entre 0.3 -1.60% en peso, preferiblemente 0.35 - 1.55% en peso, e incluso más preferiblemente 0.40 - 1.50% en peso.

Un contenido por arriba de 1.60% de molibdeno no contribuirá a la densidad incrementada en la sinterízación sino sólo incrementará el costo del polvo y también hará muy pequeña el área de dos fases, es decir, será difícil proporcionar la microestructura deseada de granos ferríticos con alto contenido de fósforo rodeado por granos ferríticos con bajo contenido de fósforo que se ha transformado de granos austeníticos formados en el área de dos fases. Un contenido de molibdeno por debajo de 0.3% incrementará el riesgo de crear estructuras metalográficas no deseadas, influyendo asi negativamente en las propiedades mecánicas tal como la resistencia al impacto.

El fósforo se mezcla con la composición en polvo a base de hierro para estabilizar la fase de ferrita pero también inducir la fase líquida así denominada y de este modo promover la sinterización. La adición se hace preferiblemente en forma de polvo fino de Fe3P, con un tamaño de partícula promedio por debajo de 20 µ??. Sin embargo, P debería estar siempre en la región de 0.1 - 0.6% en peso, preferiblemente 0.1- 0.45% en peso, más preferiblemente 0.1-0.40% en peso de la composición a base de hierro. También pueden utilizarse otras sustancias que contienen P tal como Fe2P. Alternativamente, el hierro o el polvo a base de hierro se puede revestir con un revestimiento que contiene fósforo.

El contenido total de P depende del contenido de Mo en la composición en polvo como se describió arriba. Preferiblemente el contenido combinado de molibdeno y fósforo estará de acuerdo con la siguiente fórmüla: Mo% en peso+8* P % en peso = 2-4.7, preferiblemente 2.4-4.7% en peso El silicio (Si) puede incluirse opcionalmente en la composición en polvo a base de hierro como un elemento prealeado o unido por difusión a un polvo a base de hierro en la composición en polvo a base de hierro, alternativamente como un polvo mezclado con la composición en polvo a base de hierro. Si se incluyen, los contenidos no deben ser de más de 0.6 %' en peso, preferiblemente por debajo de 0.4% en peso y más preferiblemente por debajo de 0.3% en peso. El silicio reduce el punto de fusión del acero fundido antes de la atomización, facilitando así el procedimiento de atomización. Un contenido de silicio por arriba de 0.6% en peso influirá negativamente en la posibilidad de enfriar el componente sinterizado a través de la región mezclada de austenita/ferrita.

Las impurezas inevitables serán mantenidas tan bajas como sea posible, de éstas los elementos de carbono serán de menos de 0.1% en peso ya que el carbono es un estabilizador de austenita muy fuerte.

El Cobre, Cu mejorará la resistencia y dureza a través del endurecimiento de la solución sólida. El Cu también facilitará la formación de cuellos de sinterización durante la sinterización, como fusiones de cobre antes de que se alcance la temperatura de sinterización proporcionando la llamada sinterización de fase líquida. El polvo puede mezclarse opcionalmente con Cu, preferiblemente en forma de un polvo de Cu en una cantidad de 0-3% en peso, y/u otros elementos estabilizadores de ferrita tal como cromo. En el caso del cromo el contenido puede ser de hasta 5% en peso del polvo.

Otras sustancias tal como materiales de fase dura y agentes mejoradores de la maquinabilidad, tal como MnS, M0S2, CaF2, diferentes tipos de minerales etc. se pueden agregar opcionalmente a la composición en polvo a base de hierro.

Composición de la materia prima La composición de la materia prima se prepara al mezclar la composición en polvo a base de hierro descrita anteriormente y un aglutinante.

El aglutinante en forma de por lo menos un aglutinante orgánico debe estar presente en la composición de la materia prima en una concentración de 30-65% en volumen, preferiblemente 35-60% en volumen, más preferiblemente 40-55% en volumen. Cuando se utiliza el término aglutinante en la presente descripción también se incluyen otras sustancias orgánicas que están comúnmente en las materias primas de MIM tal como, por ejemplo, agentes de liberación, lubricantes, agentes humectantes, modificadores de reología, agentes dispersantes. Ejemplos de aglutinantes orgánicos adecuados son ceras, poliolefinas, tales como polietilenos y polipropilenos, poliestirenos, cloruro de polivinilo, carbonato de polietileno, polietilen glicol, ácidos esteáricos y polioximetileno.

Sinterización La composición de la materia prima se moldea en una preforma. La preforma obtenida luego se trata con calor, o se trata en un solvente o por otros medios para remover una parte del aglutinante como se conoce en la técnica, y luego además se somete a sinterización en una atmósfera de reducción al vacío o a una presión reducida, a una temperatura de aproximadamente 1200—1400° C en el área de ferrita.

Enfriamiento después de la sinterización Durante el enfriamiento el componente sinterizado pasará a través del área de dos fases, austenita (FCC) + ferrita (BCC). Por lo tanto los granos de austenita se formarán en los bordes de grano de los granos de ferrita y se obtiene el refinamiento del grano.

Después de pasar el área de dos fases, el índice de enfriamiento está preferiblemente por arriba de 0.2°C/segundos, más preferiblemente por arriba de 0.5°C/segundos, para evitar el engrasamiento del grano. Los granos de austenita previamente formados serán transformados a ferrita que tiene un contenido más bajo de fósforo en comparación con los granos de ferrita no transformados ya que las austenita tiene una capacidad más baja para disolver el fósforo.

Tratamientos posteriores a la sinterización El componente sinterizado puede someterse a un procedimiento de tratamiento térmico, para obtener la microestructura deseada, por tratamiento térmico y por índice controlado de enfriamiento. El procedimiento de endurecimiento puede incluir procedimientos conocidos como templado y temperado, cementación endurecimiento, nitruración, carburización, nitrocarburización, carbonitruración, endurecimiento por inducción y similares. Alternativamente, se puede utilizar un procedimiento de endurecimiento por sinterización con alto índice de enfriamiento.

Se pueden utilizar otros tipos de tratamientos posteriores á la sinterización, tales como laminado de superficie o granallado, lo cual introduce tensiones residuales de compresión aumentando la vida de fatiga.

Propiedades del componente acabado Los componentes sinterizados de acuerdo con la invención alcanzan una densidad sinterizada de por lo menos 93% de la densidad teórica, y resistencia al impacto por arriba de 50 J/cm2, resistencia a la tracción por arriba de 350 MPa, y una microestructura ferrítica caracterizada porque contiene granos con mayor contenido de fósforo que el contenido de fósforo nominal y los granos que tienen contenido de fósforo más bajo que el contenido de fósforo nominal. Los granos que tienen contenido más bajo de fósforo se forman de granos transformados de austenita.

EJEMPLO 1 Se prepararon cinco composiciones en polvo a base de hierro con diferentes contenidos de fósforo y molibdeno. Las composiciones A, B, C y E se prepararon al mezclar un polvo de hierro prealeado con un contenido de molibdeno de aproximadamente 1.4% en peso con un polvo de hierro puro con un contenido de hierro por arriba de 99.5% y un polvo de Fe3P. El tamaño de partícula promedio del polvo de hierro prealeado fue de 37 um y 99% de todas las partículas tuvieron un tamaño de partícula de menos de 80 prn. ;EI tamaño de partícula promedio del polvo de hierro puro fue de 34 ípm y 99% de todas las partículas tuvieron un tamaño de partícula de menos de 67 µ?t?. El tamaño de partícula promedio del polvo de Fe3P fue de 8 pm.

La composición D se preparó a partir del polvo a base de hierro prealeado y el polvo de Fe3P sólo.

Para estimular el comportamiento de densificación durante la sinterización relacionada con el procedimiento de MIM las composiciones se compactaron a una densidad de aproximadamente 4.5 g/cm3 (58% de la densidad teórica) en muestras estándar de tracción de acuerdo con SS EN ISO 2740 y de aquí en adelante se sinterizaron a 1400°C en una atmósfera de 90% de N2/10% de H2 en volumen, durante 60 minutos.

El cuadro 1 muestra los resultados de prueba.

CUADRO 1 En la figura 3 se puede trazar la relación entre la suma de % de Mo y 8*% de P y la densidad sinterizada. De la figura 3 es evidente que para obtener una densidad sinterizada de por lo menos 93% la suma;de % de Mo y 8*% de P debe estar por arriba de 2 y para obtener una densidad sinterizada por arriba de 94% la suma de % de Mo y 8*% de P debe estar por arriba de 2.4 %.

EJEMPLO 2 El siguiente ejemplo ilustra que las composiciones en polvo F, G, y H de acuerdo con una modalidad de la invención darán la densidad sinterizada de por lo menos 93% de la densidad teórica. Las composiciones en polvo F-H se prepararon y probaron de acuerdo con el ejemplo 1 . En la composición H solamente se utilizaron el polvo prealeado y el polvo de Fe3P. La preparación de las muestras compactadas y la sinterización se realizaron de acuerdo con el ejemplo 1.

CUADRO 2 Agregar Mo a la aleación ayudará a la densificación y aumentará la densidad sinterizada. Sin embargo si el contenido de Mo está por arriba de aproximadamente 1.5% en un contenido de fósforo de aproximadamente 0.5% no se nota un incremento en la densidad.

EJEMPLO 3 Para incrementar las propiedades mecánicas el carbono con frecuencia se utiliza como un elemento de aleación. Una composición I en polvo del cuadro 3 se sinterizó en una atmósfera de reducción. La densidad sinterizada fue muy pobre en comparación con la correspondiente composición E libre de carbono del cuadro 1.

CUADRO 3 EJEMPLO 4 Las muestras de las composiciones en polvo C, E¡ G y H fueron preparadas de acuerdo con el ejemplo 1 y probadas con respecto a las propiedades mecánicas.

El siguiente cuadro 4 muestra los resultados de prueba. La resistencia al impacto se probó de acuerdo con ISO 5754. La prueba de tracción también fue realizada según S EN ISO 2740.

CUADRO 4 Como se puede ver del cuadro 4 la alta densificación se obtiene de la composición E, G y H, sin embargo la prueba de los componentes de las composiciones G y H muestran bajo valores de resistencia al impacto. En la prueba de tracción de la muestra C se obtuvo la resistencia a la tracción menor que 350 MPa la figura 4 muestra la trayectoria de enfriamiento principal para las diferentes muestras de acuerdo con el ejemplo 4.

EJEMPLO 5 Una composición X en polvo de acuerdo con el cuadro 5 se sinterizó en una atmósfera de reducción. La densidad sinterizada fué similar, a la composición E del cuadro 4. Sin embargo, se incrementó la resistencia a la tracción.

CUADRO 5 EJEMPLO 6 Una materia prima que contiene la composición J en polvo se preparó al preparar una composición en polvo de acuerdo con el ejemplo 1 y mezclar la composición en polvo con un aglutinante orgánico. El aglutinante orgánico consistió en 47.5% de polietileno, 47.5% de cera de parafina y 5% de ácido esteárico. Todos los porcentajes están en porcentaje en peso. El aglutinante orgánico y las composiciones en polvo se mezclaron en la relación 49:51 en volumen.

La materia prima se moldeó por inyección en barras de tracción de MIM estándar de acuerdo con ISO- SS EN ISO 2740 y las muestras de prueba de impacto de acuerdo con ISO 5754. Las muestras fueron separadas en hexano durante 4 horas a 60°C para remover la cera de parafina, seguido por sinterización a 1400°C en una atmósfera para 90% de nitrógeno, 10% de hidrógeno durante 60 minutos. La prueba se realizó de acuerdo con el ejemplo 4. El siguiente cuadro 6 muestra el resultado de la prueba de tracción. Para mediciones de dispersión dimensional se utilizaron 5 muestras de prueba.

CUADRO 6 Como se puede ver del cuadro 6, la densidad sinterizada y las propiedades mecánicas fueron muy similares a los resultados obtenidos cuando se probaron las muestras preparadas de acuerdo con el ejemplo 4, es decir, las muestras preparadas de la compactación a 150 MPa. La dispersión dimensional se evaluó como la desviación estándar de la longitud de las barras de tracción sinterizadas. A pesar de utilizar polvo de metal relativamente grueso y bajo contenido de sólidos en la materia prima, la dispersión dimensional muestra un valor normalmente obtenido de los componentes producidos de acuerdo con el procedimiento de MIM.

Claims (10)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.- Una composición en polvo a base de hierro para moldeo por inyección de metal con un tamaño de partícula promedio de 20-60 µ?t?, y con 99% de las partículas de menos de 120 µ?t? en donde la composición en polvo a base de hierro comprende un porcentaje en peso de la composición en polvo a base de hierro; Mo: 0.3-1.6, P: 0.1 - 0.6, opcionalmente máx 3.0 de Cu, opcionalmente máx 0.6 de Si, opcionalmente máx 5 de Cr, máx 1.0 de impurezas inevitables, de lo cual el carbono es menor que 0.1 , el equilibrio es hierro, y en donde la suma del contenido de Mo y 8*P está dentro de la escala de 2-4.7.

2. - La composición en polvo a base de hierro de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la composición a base de hierro incluye un polvo de hierro prealeado con MO en tales cantidades que la composición en polvo incluye 0.3-1.6% de Mo en peso.

3. - La composición en polvo a base de hierro de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizada además porque P está presente en forma de un polvo de Fe3P.

4. - La composición en polvo a base de hierro de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizada además porque i el contenido de Mo es de 0.35-1.55%, preferiblemente 0.40-1.50% en peso de la composición en polvo a base de hierro.

5. - La composición en polvo a base de hierro de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada además porque el contenido de P es de 0.1-0.45%, preferiblemente 0.1-0.40% en peso de la composición en polvo a base de hierro.

6. - Una composición de materia prima de moldeo por inyección de metal que comprende: la composición en polvo a base de hierro de cualquiera de las reivindicaciones 1-5 y un aglutinante.

7 - La composición de materia prima de moldeo por inyección de metal de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque el aglutinante es por lo menos un aglutinante orgánico en una concentración de 30-65% en volumen de la composición de la materia prima.

8.- Un método para producir un componente sinterizado que comprende los pasos de: a) preparar una materia prima de moldeo por inyección de metal de la reivindicación 6 o 7, b) moldear la materia prima en una preforma no sinterizada, c) remover el aglutinante orgánico d) sinterizar la preforma obtenida en una atmósfera de reducción a una temperatura entre 1200-1400 C e) enfriar el componente sinterizado a través del área de dos fases de austenita y ferrita para proporcionar la formación de granos de austenita (FCC) en los bordes de grano de los granos de ferrita, y f) someter opcionalmente el componente a tratamiento posterior a la sinterización ; tal como cementación, nitruración, carburización, nitrocarburizacíón, carbonitruración, endurecimiento por inducción, laminado de superficie y/o granallado.

9. - Un componente sinterizado producido de acuerdo con la reivindicación 8 con una densidad de por lo menos 93% de la densidad teórica.

10. - El componente sinterizado de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque tiene una resistencia al impacto por arriba de 50 J/cm3 y resistencia a la tracción por arriba de 350MPa.