La selección de material para MIM equilibra la resistencia a la corrosión, la resistencia mecánica, el magnetismo y el costo. Las tres familias principales son el acero inoxidable 316L (resistente a la corrosión, no magnético), el acero inoxidable 17-4PH (alta resistencia, magnético) y los aceros de baja aleación (costo-efectivos, requieren recubrimiento). Primero, seleccione el material según el requisito dominante y luego optimice el costo.
El moldeo por inyección de metal (MIM) puede producir la misma geometría en docenas de materiales, y esa flexibilidad es precisamente lo que hace que la selección del material sea tan importante. Elegir la aleación incorrecta cuesta más que dinero — puede significar fallos en los ensayos de corrosión, comportamiento magnético inesperado o piezas que no sobreviven al tratamiento térmico. Las tres familias que cubren la mayoría de los proyectos son el acero inoxidable 316L, el acero inoxidable 17-4PH y los aceros de baja aleación. Comprender en qué se diferencian ayuda a los ingenieros a especificar el grado correcto a la primera.
El 316L es el material MIM más utilizado porque equilibra resistencia a la corrosión, tenacidad y costo. El molibdeno añadido le confiere una fuerte resistencia a los cloruros, los ácidos y los ambientes marinos, y su bajo contenido de carbono reduce la precipitación de carburos. En estado recocido es esencialmente no magnético, lo cual es importante para sensores e instrumentos.
El 17-4PH es un acero inoxidable martensítico de endurecimiento por precipitación. Se suministra en condición de solubilizado, se mecaniza o se usa tal como se sinteriza, y luego se envejece para aumentar la resistencia y la dureza. Un único envejecimiento a baja temperatura (H900) puede elevar la resistencia a la tracción por encima de 1.300 MPa y la dureza por encima de 40 HRC manteniendo una resistencia a la corrosión útil. Es magnético, por lo que se adapta tanto a conjuntos electromagnéticos como estructurales.
Los aceros de baja aleación basados en sistemas de hierro–níquel y hierro–níquel–molibdeno (por ejemplo, las familias SAE 4605 y 4650) ofrecen alta resistencia a un costo de material menor que los grados inoxidables. Responden bien al temple y revenido, lo que proporciona un rendimiento excelente frente a la fatiga para engranajes, levas y soportes portantes. La contrapartida es la resistencia a la corrosión: estas piezas suelen necesitar galvanoplastia, óxido negro o un recubrimiento de aceite para su protección.
Más allá de los tres grandes, el MIM admite aceros inoxidables dúplex para servicio marino y químico, aceros para herramientas para resistencia al desgaste, aleaciones magnéticas blandas para motores e inductores, y superaleaciones como el Inconel para aplicaciones de alta temperatura. Cada uno añade capacidades a un punto de costo diferente.
Empareje primero el material con el requisito dominante y luego optimice el costo. Plantee estas preguntas antes de fijar un grado:
Dado que el MIM sinteriza cerca de la densidad total y mantiene tolerancias de ±0,3%, la elección del material rara vez limita la geometría — define el rendimiento. Especificar el grado correcto en la etapa de diseño evita costosos cambios de utillaje posteriores y mantiene predecible el costo total de la pieza desde el prototipo hasta la producción en serie.
El 316L ofrece resistencia a la corrosión y es esencialmente no magnético cuando está recocido, mientras que el 17-4PH es un acero inoxidable de endurecimiento por precipitación que puede alcanzar más de 1.300 MPa de resistencia a la tracción y es magnético.
Los aceros de baja aleación son adecuados para piezas estructurales como engranajes, levas y soportes de carga porque ofrecen alta resistencia a un costo menor, pero requieren recubrimiento electrolítico, óxido negro o recubrimiento de aceite para protección contra la corrosión.
Empareje primero el material con el requisito dominante y luego optimice el costo: comience con 316L o dúplex para corrosión, compare el 17-4PH con acero de baja aleación tratado térmicamente para resistencia, y considere acero para herramientas o recubrimientos para resistencia al desgaste.
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