Che cos'è la metallurgia delle polveri?

La metallurgia delle polveri è un processo che prevede la conversione della polvere in un oggetto solido. Di solito, la polvere è un tipo di metallo, come il ferro, e l'oggetto da realizzare è di solito modellato con una matrice o un cast. Per formare e fabbricare oggetti metallici attraverso la metallurgia delle polveri, sono richieste pressioni estremamente elevate e temperature elevate. La sinterizzazione, un processo di riscaldamento e lo stampaggio a iniezione di metalli sono tecniche comunemente utilizzate nella metallurgia delle polveri.

Il primo passo nella metallurgia delle polveri è la conversione di materie prime in polvere. Schiacciare, macinare e usare reazioni chimiche sono modi comuni per produrre polvere. L'atomizzazione è una tecnica in cui il materiale viene fuso in un liquido fuso e forzato attraverso un piccolo ugello o tubo ad alta velocità. Questo fa sì che il liquido si separi in singole goccioline quando esce dal tubo. Le goccioline vengono raccolte e lasciate indurire, dando luogo a particelle fini e granulose.

Una volta prodotta, la polvere viene compattata in uno stampo ad alta pressione. Di solito, la polvere viene versata nello stampo e una piastra di stampa viene abbassata per comprimerla. L'oggetto risultante viene espulso dal dado. In genere, la pressione varia da 80 a 1.000 psi.

Un altro metodo per comprimere la polvere si chiama compattazione isostatica della polvere. Questa tecnica utilizza uno stampo flessibile situato all'interno di uno stampo a pressione. La polvere viene posizionata nello stampo flessibile, mentre una macchina eroga liquido o gas in pressione nello stampo a pressione. La pressione varia da 15.000 psi a 40.000 psi. Questo metodo non richiede lubrificanti quando la polvere viene compattata, ma lo fa la compattazione di stampi standard. Successivamente, l'oggetto viene rafforzato dalla sinterizzazione.

La sinterizzazione è un processo di riscaldamento che unisce le singole particelle di polvere metallica insieme. Di solito si svolge in un forno di sinterizzazione, dove la temperatura è impostata appena al di sotto del punto di fusione del metallo. Questo metodo è comunemente usato nella produzione di ceramiche. Il processo è stato brevettato da AG Bloxam nel 1906, ma ci sono prove che la pratica di fondere polveri metalliche in oggetti solidi abbia le sue origini nei tempi antichi.

Alcuni metodi combinano la compattazione della polvere e il processo di sinterizzazione, come la pressatura isostatica a caldo. Il processo prevede tipicamente l'uso di gas argon pressurizzato e temperature comprese tra 900 ° F (480 ° C) e 2250 ° F (1230 ° C). La polvere viene contemporaneamente compattata e sinterizzata, risparmiando tempo e materiale. Questo metodo produce anche pareti più sottili e parti più grandi rispetto ai metodi standard di compressione della polvere.