Optimización del sinterizado de piezas metálicas estructurales utilizando atmósferas inertes base N2 con diferentes contenidos de O2 como impurezas: Un enfoque de eficiencia y costes

Abstract

En aquest treball de final de grau s'ha dut a terme una anàlisi detallada de la relació entre la puresa del nitrogen utilitzat com a atmosfera en el procés de sinterització i les propietats físiques, mecàniques i químiques resultants de les peces elaborades. L'estudi inclou la realització de diversos assaigs de sinterització sota una atmosfera controlada, composta en un 95% del volum de nitrogen i un 5% d'hidrogen. Per avaluar l'impacte de la puresa del nitrogen, s'han portat a terme dos tipus de sinterització. La primera es va realitzar mitjançant nitrogen de puresa 99,995%, mentre que la segona sinterització va fer servir nitrogen amb una puresa del 99,9%. En tots dos casos, les provetes estaven compostes per materials a base de ferro, coure i carboni. Els resultats van mostrar que una menor puresa de nitrogen provoca la formació d'òxids a les peces sinteritzades, afectant lleument les seves propietats. Per tant, es conclou que l'ús de nitrogen amb una puresa de 99,9% no és viable per a aquest procés. No obstant això, aquest estudi destaca la importància de progressar amb la investigació per tal de minimitzar els efectes causats per un contingut d'impureses més gran en la sinterització.En este trabajo de fin de grado se ha llevado a cabo un análisis detallado de la relación entre la pureza del nitrógeno utilizado como atmósfera en el proceso de sinterización y las propiedades físicas, mecánicas y químicas resultantes de las piezas elaboradas. El estudio incluye la realización de diversos ensayos de sinterización bajo una atmósfera controlada, compuesta en un 95% de su volumen de nitrógeno y un 5% de hidrógeno. Para evaluar el impacto de la pureza del nitrógeno, se han llevado a cabo dos tipos de sinterización. La primera se realizó mediante nitrógeno de pureza 99.995%, mientras que la segunda sinterización empleó nitrógeno con una pureza del 99.9%. En ambos casos, las probetas estaban compuestas por materiales a base de hierro, cobre y carbono. Los resultados mostraron que una menor pureza de nitrógeno provoca la formación de óxidos en las piezas sinterizadas, afectando levemente a sus propiedades. Por lo tanto, se concluye que el uso de nitrógeno con una pureza de 99.9% no es viable para este proceso. No obstante, este estudio destaca la importancia de progresar con la investigación con tal de minimizar los efectos causados por un mayor contenido de impurezas en la sinterización.In this final degree project, a detailed analysis of the relationship between the purity of the nitrogen used as an atmosphere in the sintering process and the resulting physical, mechanical and chemical properties of the manufactured parts has been carried out. The study includes conducting various sintering tests under a controlled atmosphere, composed of 95% of its volume of nitrogen and 5% of hydrogen. To evaluate the impact of nitrogen purity, two types of sintering have been carried out. The first was conducted using nitrogen of 99.995% purity, while the second sintering used nitrogen with a purity of 99.9%. In both cases, the specimens were composed of materials based on iron, copper and carbon. The results showed that a lower purity of nitrogen causes the formation of oxides in the sintered parts, slightly affecting their properties. Therefore, it is concluded that the use of nitrogen with a purity of 99.9% is not viable for this process. However, this study highlights the importance of progressing research in order to minimize the effects caused by a higher content of impurities in sintering