Estudio de las propiedades mecánicas de las aleaciones Zn-Cu-Pb y Sn-Cu-Pb obtenidas mediante sinterización en horno mufla con atmósfera controlada
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Date
2026-07-05
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato-Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica-Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
This experimental study evaluated the mechanical properties of Zn—-Cu—Pb and Sn— Cu—Pb alloys produced by powder metallurgy and sintered in a tubular muffle furnace under a vacuum-controlled atmosphere. The research analyzed the behavior of compacted specimens subjected to Brinell hardness and tensile tests. This study allowed for a correlation between the applied thermal cycle and surface strength, deformability, and final structural performance. The methodology involved the selection, weighing, and dosing of copper, zinc, tin, and lead metal powders with compositions of 85% Cu, 13% Zn/Sn, and 2% Pb. The mixtures were compacted at 400 MPa and sintered for 40 minutes at 954 *C for Zn— Cu—Pb and 813 *C for Sn—-Cu—Pb. Subsequently, the samples were tested to determine the yield stress, ultimate stress, elongation, and hardness. The results were compared with reference values for equivalent cast alloys: Cu—Zn— Pb brasses for Zn—Cu—Pb and Cu—Sn—Pb bronzes for Sn—-Cu—Pb. The Zn—Cu—Pb alloy exhibited lower values for hardness, ultimate tensile strength, yield strength, and elongation. In contrast, Sn—Cu—Pb exhibited hardness and elongation values close to some reference values, although with lower tensile strengths, indicating better relative consolidation
Description
El presente trabajo experimental evaluó las propiedades mecánicas de las aleaciones Zn–Cu–Pb y Sn–Cu–Pb, obtenidas mediante pulvimetalurgia y sinterización en horno mufla tubular con atmósfera controlada al vacío. La investigación analizó el comportamiento de probetas compactadas sometidas a ensayos de dureza Brinell y tracción. Este estudio permitió relacionar el ciclo térmico aplicado con la resistencia superficial, la capacidad de deformación y el desempeño estructural final. La metodología comprendió la selección, pesaje y dosificación de polvos metálicos de cobre, zinc, estaño y plomo, con composiciones de 85 % Cu, 13 % Zn/Sn y 2 % Pb. Las mezclas fueron compactadas a 400 MPa y sinterizadas durante 40 minutos, a 954 °C para Zn–Cu–Pb y 813 °C para Sn–Cu–Pb. Posteriormente, las muestras fueron evaluadas para registrar el esfuerzo de fluencia, el esfuerzo máximo, la elongación y la dureza. Los resultados se compararon con valores referenciales de aleaciones equivalentes obtenidas por fundición: latones Cu–Zn–Pb para Zn–Cu–Pb y bronces Cu–Sn–Pb para Sn–Cu–Pb. La aleación Zn–Cu–Pb presentó valores inferiores en dureza, esfuerzo máximo, fluencia y elongación. En cambio, Sn–Cu–Pb mostró dureza y elongación cercanas a algunas referencias, aunque con menores esfuerzos de tracción, evidenciando mejor consolidación relativa.
Keywords
SINTERIZACIÓN, HORNO MUFLA TUBULAR, ATMÓSFERA AL VACÍO, ALEACIONES, PULVIMETALURGIA
Citation
Universidad Técnica de Ambato-Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica-Carrera de Ingeniería Mecánica