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Come viene effettuata la sinterizzazione di polveri metalliche

La sinterizzazione permette di garantire maggiore resistenza a strutture solide, modellando la polvere di metallo e realizzando manufatti su misura. Il processo di sinterizzazione viene svolto, nell’ambito della metallurgia delle polveri, con lo scopo di produrre manufatti rigidi e resistenti, tra cui: filtri, inserti in carburo di tungsteno cementato, manufatti in metalli duri ed elementi applicabili all’interno di macchine utensili.

Come si svolge il processo di sinterizzazione delle polveri metalliche? Quali sono i vantaggi offerti dai materiali sinterizzati?

Sinterizzazione: materiali di base e vantaggi

I materiali di base utili per la produzione di manufatti sinterizzati sono, essenzialmente, due: lo stampo e la polvere metallica. Per la realizzazione di materiali sinterizzati occorre prevedere quattro fasi:

  • la selezione della lega metallica;
  • la miscelazione delle polveri;
  • la compattazione e pressatura;
  • la fase di sinterizzazione vera e propria.

Al termine del processo produttivo, qualora necessario, si può procedere con una quinta fase: la rifinitura del materiale sinterizzato.

Il processo di sinterizzazione consente di ottimizzare le performance e la produttività del manufatto. È possibile, inoltre, realizzare materiali sinterizzati dalle caratteristiche specifiche, ad esempio un’elevata porosità. Infine, la lavorazione rende molto più resistente il metallo duro lavorato.

Gli step del processo di sinterizzazione

Le operazioni vengono svolte all’interno di un forno a temperatura controllata. Il forno raggiunge una temperatura leggermente inferiore rispetto al punto di fusione del materiale.

In questo modo, il materiale metallico mantiene le sue proprietà e viene fuso, andando a formare un manufatto altamente solido e resistente.

Il processo di sinterizzazione rientra nel novero dei trattamenti termici nell’ambito della metallurgia delle polveri. Vediamo ora le quattro fasi del processo di sinterizzazione.

Scelta della lega metallica

La prima fase del processo di sinterizzazione prevede la selezione della lega metallica e dei materiali da lavorare. Sulla base del materiale che si desidera realizzare, occorre valutare quali polveri rispondono chimicamente alle esigenze.

Si utilizzano, generalmente, polveri metalliche:

  • di metallo puro, come il rame o il ferro;
  • legate, ovvero acciaio, ottone e bronzo.

È possibile utilizzare anche polveri non metalliche (laminari, spugna, sferiche o irregolari) per conferire determinate caratteristiche al manufatto sinterizzato.

La miscela, quindi, dipende dalle specifiche tecniche che deve presentare il materiale sinterizzato al termine delle operazioni. Esistono miscele standard o speciali, create su misura in base alle esigenze del cliente.

La fase di miscelazione

Dopo aver scelto la lega, occorre miscelare le polveri metalliche. Questo step viene svolto con l’ausilio di speciali miscelatori industriali per polveri. Si utilizzano, al fine di compattare adeguatamente il materiale, lubrificanti organici o additivi speciali. È fondamentale miscelare le polveri in modo controllato, dosando con attenzione il materiale.

La fase di pressatura

Durante la fase di pressatura, il materiale sinterizzato viene immesso nello stampo: grazie a questa operazione, otterrà la forma desiderata. Vengono usati stampi, matrici e presse idrauliche a doppio effetto durante questa fase.

Sinterizzazione metalli: la fase finale

Il processo di sinterizzazione prevede un’ultima fase, che precede la finitura finale (eseguita mediante cromatura, galvanizzazione, nichelatura o impregnazione in resina/olio).

A seconda della grandezza del lotto, il materiale sinterizzato viene posizionato all’interno della scatola. Tutte le scatole vengono inserite all’interno del forno ad atmosfera controllata. Il forno agirà a diverse temperature, a seconda delle esigenze tecniche. Il manufatto subirà delle fasi di raffreddamento e di innalzamento della temperatura.

Successivamente, si eseguirà la calibrazione immettendo il manufatto all’interno di una pressa, che ne regola la forma.

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