Aceros sinterizados de altas prestaciones y baja aleación para la industrialización de cubos sincronizadores

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dc.contributor.advisor Campos Gómez, Mónica
dc.contributor.advisor Torralba Castelló, José Manuel
dc.contributor.author García Álvarez, Piedad
dc.date.accessioned 2013-12-02T12:03:37Z
dc.date.available 2013-12-02T12:03:37Z
dc.date.issued 2013-04
dc.date.submitted 2013-06-14
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10016/17981
dc.description.abstract La fabricación de piezas para la industria del automóvil a través de técnicas pulvimetalúrgicas se ha desarrollado con gran rapidez durante el siglo XX gracias a su competitividad desde el punto de vista económico y a que la calidad de los productos ha alcanzado, e incluso en ocasiones superado, a la de los fabricados por técnicas más tradicionales. Sin embargo, las continuas fluctuaciones de los precios de ciertos elementos de aleación, especialmente el níquel y el molibdeno, han promovido las investigaciones destinadas a la obtención de nuevos materiales con menor contenido de aleantes o con nuevos elementos de aleación con mayor estabilidad en cuanto al coste. Materiales como el Astaloy CrM constituyeron en su día una revolución en la pulvimetalurgia, al incluir en su composición química cromo y molibdeno, pero no níquel o cobre. Sin embargo, la ventaja económica debida a la composición, se vio mermada por el hecho de que el sinterizado de este material requiere hornos más sofisticados y atmósferas de sinterización más caras. Frente a las atmósferas tradicionales de endogás y los hornos de cinta metálica, el Astaloy CrM exige hornos cerrados, con robustos y complejos sistemas para controlar la calidad de la atmósfera, generalmente compuesta por diferentes porcentajes de nitrógeno e hidrógeno. La complejidad de los hornos, además de una mayor inversión inicial en la adquisición de los equipamientos, implica también un coste más elevado en operaciones de control y mantenimiento. Por otra parte, los procesos tradicionales de fabricación como los mecanizados, combinados con distintos tratamientos térmicos, se han mantenido en un proceso de mejora continua, haciéndose más competitivos. Este hecho, a su vez, ha obligado a la industria pulvimetalúrgica a buscar la manera de optimizar sus procesos para no perder presencia en el mercado. A lo largo de esta Tesis, se comparan nuevos materiales con menor cantidad de elementos de aleación, frente a otros más tradicionales, como el Distaloy AE, o similares en cuanto a su naturaleza, como el Astaloy CrM. Estos nuevos materiales se procesan según distintas rutas de fabricación que incluyen uno o dos procesos de compactación y sinterizados en distintas atmósferas, N₂-H₂y endogás. Para ello, se han fabricado dos tipos de producto con cada material, probetas de tracción y cubos sincronizadores. Los resultados comparan las propiedades de cada material en función de su ruta de fabricación, pero también se analizan las diferencias existentes entre los distintos productos procesados de manera conjunta, cuyas propiedades pueden variar debido a las características de cada uno de ellos, especialmente la geometría. Tanto los procesos de sinterizado como los de prensado de cubos sincronizadores se llevaron a cabo en líneas de fabricación, utilizando las mismas máquinas, utillajes y elementos de control que para la producción en serie de dichos cubos sincronizadores. Por ello, además de los resultados comparativos referentes al producto (cubos o probetas), a lo largo del desarrollo de este trabajo se han obtenido también interesantes resultados acerca del proceso, es decir, como afecta el material y sus condiciones de procesado al propio proceso de fabricación, como puede ser la capacidad de densificación, el comportamiento de los utillajes o las presiones de compactación entre otros. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
dc.description.abstract Manufacture of parts for the automotive industry via powder metallurgy techniques have been developed rapidly during the twentieth century, due to its competitiveness from the economic point of view and as well since the quality of the powdermetallurgy products has reached and even sometimes exceeded, the properties obtained by traditional techniques. However, the continuous fluctuations in the prices of certain alloying elements, particularly nickel and molybdenum, have promoted the research to develop new materials with lower content of alloying elements or new alloy with greater stability in terms of cost. Materials like Astaloy CrM meant a revolution in powder metallurgy some years ago, once it includes in chemical composition chrome and molybdenum, but nickel or copper. However, the economic advantage due to chemical composition was reduced by the fact that the sintering furnaces require more sophisticated and more expensive sintering atmospheres. Compared to traditional endogas atmosphere and conveyor belt furnaces, Astaloy CrM requires closed, robust and complex systems for controlling the quality of the atmosphere, generally consisting of different percentages of nitrogen and hydrogen. The complexity of the furnace, along with a greater initial investment in the acquisition of equipment, also implies a higher cost from operational and maintenance points of view. Moreover, traditional manufacturing processes such as machining, together with different heat treatments, have been in a continuous improvement process, becoming more and more competitive. This fact has forced the PM industry to find ways to optimize their processes to keep market presence. This Thesis compares new materials with less amount of alloying elements, to more traditional ones, as Distaloy AE, or similar in nature, as Astaloy CrM. These new materials have been processed by different manufacturing routes which include one or two compacting processes and sintering in different atmospheres, N2-H2 and endogas. For this purpose, two different products have been manufactured, tensile bars and synchronizing hubs. The results compare the properties of each material according to their routing, but also discuss the differences between the products, which exhibit different behavior, even being processed jointly. Both sintering and pressing processes of synchronizing hubs were conducted in manufacturing lines, therefore, in addition to the comparative results concerning the product (hubs or bars), along the course of this investigations interesting results about the process were also obtained.
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso spa
dc.rights Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 España
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
dc.subject.other Pulvimetalurgia
dc.subject.other Aceros sinterizados
dc.subject.other Aleaciones
dc.title Aceros sinterizados de altas prestaciones y baja aleación para la industrialización de cubos sincronizadores
dc.type doctoralThesis
dc.type.review PeerReviewed
dc.subject.eciencia Materiales
dc.rights.accessRights openAccess
dc.contributor.departamento Universidad Carlos III de Madrid. Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingeniería Química
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