En el sistema de pulvimetalurgia existen numerosos tipos de materias primas. Los diferentes tipos de polvos tienen características únicas en términos de fuente, morfología, composición y propiedades. Estas diferencias determinan las rutas de proceso aplicables y las aplicaciones finales. Aclarar estas diferencias ayuda a lograr una combinación óptima entre rendimiento y costo durante las etapas de selección de materiales y diseño.
La principal diferencia radica en la matriz del material. Los polvos a base de hierro-son abundantes y relativamente económicos, poseen buena resistencia mecánica y maquinabilidad, y se usan ampliamente en componentes estructurales para automóviles y electrodomésticos. Los polvos a base de cobre-tienen una excelente conductividad eléctrica y térmica, lo que los hace adecuados para materiales electrónicos de disipación de calor y fricción. Los polvos a base de níquel-y cobalto-son resistentes a las altas temperaturas y a la corrosión, y sirven para entornos más exigentes, como las industrias aeroespacial y química. Las diferencias en la composición del material determinan directamente la capacidad de servicio térmica, eléctrica y química del material.
Las diferencias en la morfología se originan en el proceso de preparación del polvo. Los polvos atomizados con gas-son en su mayoría esféricos o casi-esféricos, con superficies lisas y buena fluidez, lo que facilita el prensado y el llenado automatizados de cavidades complejas, pero la fuerza de unión del cuerpo verde es relativamente débil. Los polvos-atomizados o reducidos con agua tienen en su mayoría forma irregular, con superficies rugosas y grandes áreas de contacto, lo que da como resultado una alta resistencia del cuerpo verde y una fuerte fuerza impulsora de sinterización, pero pueden afectar la fluidez. La morfología no sólo afecta el comportamiento de formación sino que también está estrechamente relacionada con la densidad y la microestructura del producto terminado.
Las diferencias de composición se manifiestan en tres formas: metales puros, polvos pre-aleados y polvos mezclados mecánicamente. Los polvos de metal puro tienen una composición única, lo que hace que el comportamiento de sinterización sea fácilmente predecible, pero el control del rendimiento es limitado. Los polvos pre-aleados tienen una composición uniforme y una composición de fase estable, adecuados para aplicaciones de alto-rendimiento. Los polvos mezclados mecánicamente permiten un ajuste flexible de las proporciones de múltiples elementos-, son de bajo costo- y tienen formulaciones variables, pero presentan un riesgo de segregación de componentes, lo que requiere un control de proceso optimizado.
Además, también se diferencian los materiales auxiliares y las fases de refuerzo. Los lubricantes mejoran la fricción de prensado, los aglutinantes proporcionan plasticidad temporal y las fases de refuerzo de cerámica o carburo mejoran significativamente la dureza y la resistencia al desgaste, cada una complementándose entre sí en términos de función y ventana de proceso, al tiempo que tiene su propio énfasis.
En resumen, las diferencias en las materias primas para la pulvimetalurgia abarcan categorías de material, morfología, composición y funcionales. Comprender estas diferencias permite seleccionar las materias primas más adecuadas para diferentes escenarios de aplicación, logrando procesos robustos y un rendimiento óptimo del producto.