Descripció del projecte
Actualment, les mescles de pols utilitzades en sectors com l’automobilístic o el de béns d’equips per generar components pulvimetal·lúrgics (PM) sota sol·licitacions mecàniques o estructurals es generen a partir de mescles desenvolupades pels proveïdors de pols, dels quals actualment n’existeixen tres de qualitat a nivell mundial. A tal efecte, es desencadenen dificultats relacionades amb la competitivitat tecnològica perquè la flexibilitat del procés no es pot optimitzar, ja que el contingut i la forma dels elements d’aleació són inalterables. L’única solució és modificar plausiblement el procés productiu, assegurant la qualitat unitària dels milions de peces fabricades. A més, aquesta situació provoca una major dependència i un fort lligam amb els costos que apliquen els proveïdors de pols.
Seguint la mateixa línia, cal destacar la continuada i exigent demanda, sobretot del sector automobilístic, per incrementar l’homogeneïtat i l’estabilitat dimensional final de les peces, així com la seva complexitat en el procés de fabricació, ja que actualment es consumeixen pols metàl·liques de diferents origens: aliades prèviament, pre-difundides o híbrides, així com pre-mescles comercialitzades per grans empreses productores de pols metàl·liques que fan impossible el desenvolupament de noves formulacions químiques i dificulten la flexibilitat de generar diferents composicions en funció de les sol·licitacions requerides per a cada peça. Com a conseqüència, el rang vigent de formulacions comercials és molt estret i gira entorn dels aliatges del tipus Fe-Cu-Ni-C o Fe-Mo-Cu-Ni-C amb diferents proporcions entre elles que, en definitiva, permeten obtenir un joc de propietats mecàniques i microestructures basades en paràmetres de temperatures/temps de sinterització i els seus posteriors tractaments tèrmics.
Davant d’aquesta situació neix la necessitat de desenvolupar formulacions pròpies, per tal de dispersar elements aliats o de partícules diferents en materials de base ferro mitjançant l’ús de tècniques col·loïdals, obrint un escenari disruptiu per la formulació final i millorar els paràmetres i ratis de cost dels elements que es vulguin afegir. Concretament, les tècniques col·loïdals són una solució per processar pols de mida petita de partícula, així com generar la interacció dels elements amb propietats totalment diferents (com poden ser la densitat o la morfologia estructural) i al mateix temps poder controlar la seva estabilitat i homogeneïtat. Per aconseguir-ho, s’han d’incorporar ciències diferents, com ara la fisicoquímica de superfícies o la reologia. A més, el processament col·loïdal no només permet un major control sobre l’empaquetament de pols, també un augment de la homogeneïtzació de les fases al mesclar-se pols en un medi líquid. L’estabilitat química del metall base, en aquest cas el Fe en un medi aquós, determina les condicions de dispersió de la mescla.
Paral·lelament, des del punt de vista tecnològic, la granulació dels òxids a partir de suspensions de mescles de pols és un procés àmpliament conegut en l’àmbit industrial, sobretot de productes ceràmics. No obstant això, no hi ha proves vigents de l’existència de la granulació de suspensions de pols metàl·lica, ja que no és comú trobar publicacions que abordin el processament col·loïdal de metalls. Concretament, els antecedents d’aquesta tecnologia es circumscriuen en la síntesi de partícules nanomètriques metàl·liques o en la preparació de suspensions estables i disperses de partícules ceràmiques sense òxids.
Així doncs, en aquest projecte es pretén desenvolupar, mitjançant la química col·loïdal, suspensions en les quals cada metall estarà modificat superficialment per evitar la corrosió/dissolució, però al mateix temps les condicions d’estabilitat de cada partícula metàl·lica serà compatible amb les de la resta de partícules que formen la mescla. D’aquesta manera, es pretén desenvolupar mescles homogènies de diferents partícules metàl·liques, evitant la sedimentació/segregació o forçar la coagulació heterogènia de les partícules de diferent naturalesa i càrrega elèctrica.
