Che cos'è l'elaborazione a caldo?
Il termine di lavorazione dei metalli "lavorazione a caldo" si riferisce a un processo di metallurgia delle polveri che combina l'azione alternata di calore e pressione meccanica o del vuoto per creare metalli duri e fragili da polveri metalliche di elevata purezza. È ampiamente usato nell'industria metalmeccanica per migliorare le proprietà fisiche di metalli come acciaio, titanio e alluminio. L'elaborazione a caldo è anche chiamata elaborazione a caldo o elaborazione isostatica a caldo. Il processo utilizza tre tipi di riscaldamento: induttivo, resistenza indiretta e pressatura a caldo diretta.
Come risultato della lavorazione a caldo, il metallo lavorato assume le caratteristiche fisiche dei metalli lavorati, sviluppando sia durezza che fragilità. Questa durezza aggiunta rende il metallo lavorato a caldo utile per una varietà di applicazioni in cui è richiesta una durata estrema. I metalli e le leghe creati in questo modo sono comunemente usati per attrezzature da taglio per impieghi gravosi, come punte di metallo duro e lame.
La lavorazione a caldo viene effettuata mediante sinterizzazione, che è il riscaldamento di un materiale in polvere ad uno stato appena sotto il punto di fusione in cui diventa flessibile come una plastica. Questo fa sì che il metallo in polvere si fonda insieme, formando forti legami molecolari. La tecnica della lavorazione a caldo produce anche livelli di purezza più elevati poiché la polvere di metallo utilizzata per la lavorazione a caldo è generalmente un materiale di elevata purezza all'inizio dell'operazione.
Durante la procedura di lavorazione a caldo, la struttura del metallo viene condensata e stabilizzata. Usando la pressatura a caldo sotto vuoto, un gas inerte, di solito argon, viene utilizzato per esercitare una pressione costante su tutti i lati del metallo di formatura. Questa pressione, combinata con il calore e la sinterizzazione, crea un prodotto finale altamente compatto e denso che è molte volte più duro di quanto il metallo non trattato sarebbe. Inoltre, il processo rimuove i vuoti e le imperfezioni nel metallo mentre la pressione spinge verso l'interno sul metallo formante per migliorare ulteriormente le proprietà naturali del metallo e perfezionare ulteriormente le impurità del metallo.
Il processo di sinterizzazione utilizzato nella lavorazione a caldo dei metalli è essenziale per la fabbricazione di una varietà di prodotti metallici. La sinterizzazione liquida viene utilizzata nella creazione di carburo di tungsteno o carburo cementato per utensili da taglio. Il bronzo è sinterizzato per l'uso nei cuscinetti delle ruote a causa delle sue caratteristiche fisiche e porosità. L'acciaio inossidabile è sinterizzato e utilizzato per filtri nell'industria alimentare e farmaceutica. La lavorazione a caldo e la sinterizzazione potrebbero persino essere utilizzate per raffinare e condizionare i metalli preziosi che vanno nella fabbricazione di gioielli, parti aeronautiche e apparecchiature chirurgiche.