Desarrollo de un nuevo método de obtención de aceros para herramientas pulvimetalúrgicos mediante un proceso de consolidación con almidón

En esta Tesis Doctoral se ha estudiado la posibilidad de desarrollar un nuevo método de procesado para aceros rápidos pulvimetalurgicos. Este método, aplicado ya con éxito en el conformado de materiales cerámicos, se denomina "Consolidación con almidón". El desarrollo de un nuevo método implica una optimización de las etapas por las que el material ha de pasar y por ello se han llevado a cabo experimentos para caracterizar las muestras tras el conformado (en verde), tras la eliminación de los compuestos orgánicos (en marrón), y por último, tras la sinterización. Se ha puesto especial cuidado en evaluar las propiedades reológicas de las diferentes mezclas, así como la influencia de la cantidad de almidón y de polvo en las propiedades finales. La resistencia a flexión de los compactos en verde, así como su densidad también se han tenido en cuenta. Se utilizó el análisis térmico como herramienta básica para el diseño de un ciclo óptimo de eliminación de compuestos orgánicos a la vez que se compararon estos resultados con los obtenidos en un horno convencional. Se consideraron distintas atmósferas, tiempos y temperaturas. La evaluación del contenido en carbono y en oxígeno fue crucial en cada una de las etapas ya que permitió ajustar sus valores de cara a las propiedades mecánicas finales del material. Una vez se eligieron las mezclas con mejores propiedades para cada tipo de acero, se llevaron a cabo tratamientos térmicos con el fin de presentar una vía óptima de procesado para estos aceros.This PhD thesis deals with a new manufacturing method for the production of PjM high-speed steels. This method, already successful with ceramic materials, is called Starch Consolidation. The development of a brand-new process implies the optimization of every step. Therefore, experiments have been conducted in order to characterize the samples after forming, after debinding and after sintering. Special attention has been given to the evaluation of the rheological properties of the different slurries and to the influence óf the amount of starch and solids loading on the final properties. Bending strength of green samples as well as density were also evaluated. Thermal analysis was used as an instrument for the optimum debinding cycle designo The results were compared to the results obtained in a conventional furnace varying time, temperature and atmosphere. Carbon and oxygen content control in every step allowed to improve ultimate mechanical properties. After the evaluation of the results in terms of general properties, the best materials were selected for heat treatment. Finally, it was possible to present a new processing route, optimized for the manufacturing of PjM high-speed steels