LA METALLURGIA DELLE POLVERI

La metallurgia delle polveri costituisce un processo industriale per mezzo del quale sono prodotti componenti metallici di forma gia' definita, pronti per l’utilizzo senza ulteriori lavorazioni aggiuntive. Le geometrie di tali componenti possono essere anche complesse e di elevata precisione.

La metallurgia delle polveri permette la produzione di pezzi in sostanza senza sperpero di materiali, inoltre rende possibile la lavorazione di metalli altrimenti estremamente difficili da lavorare, ad esempio il tungsteno per l’altissima temperatura di fusione.

Principali vantaggi e limiti

I principali vantaggi riguardano, sotto il profilo tecnico:

  • eliminazione o minimizzazione delle lavorazioni all’utensile
  • elevato grado di precisione dei particolari e delle finiture
  • le caratteristiche specifiche di struttura in funzione degli usi cui sono destinati
  • possibilita' di scegliere la densita' sulla base delle esigenze di applicazione
  • buone proprieta' tribologiche grazie alla porosita' (superficiale o distribuita)
  • l’impiego di materiali innovativi in grado di soddisfare le prestazioni piu' sofisticate
  • l’assenza di sfridi di lavorazione
  • l’elevato grado di utilizzo delle materie prime
  • l’attitudine alla produzione di materiali di tipo composito
  • la facilita' di esecuzione di forme complesse da realizzare con altri processi di lavorazione dei metalli.

Sotto l’aspetto economico i vantaggi riguardano:

  • gli investimenti iniziali relativamente modesti
  • la flessibilita' degli impianti
  • l’elevata velocita' di produzione
  • i consumi energetici specifici ridotti.

I limiti che si possono riscontrare in questo tipo di metallurgia sono da addebitarsi all’impossibilita' di produrre pezzi di grande dimensione e peso a causa degli elevati costi.

Un altro limite e' dovuto alla scarsa divulgazione delle conoscenze di queste tecniche: un pezzo di geometria molto complessa puo' essere si' prodotto con questo tipo di processo, ma la sua progettazione deve tenere conto di molti accorgimenti per non complicare il processo.

Tipologie dei prodotti sinterizzati

I prodotti fabbricati col processo di sinterizzazione si possono classificare in diverse categorie:

  1. Metalli refrattari, ad alta temperatura di fusione, come tungsteno, molibdeno, tantalio, platino ed altri, per i quali, fino a pochi anni fa, non si disponeva di tecniche per raggiungere le temperature occorrenti per portarli a fusione.
  2. Leghe di componenti difficilmente miscibili allo stato fuso, per la forte differenza di temperatura di fusione.
  3. Metalli e leghe di alta purezza, di composizione rigorosamente controllata e di elevata omogeneita'.
  4. Metalli porosi, in cui la caratteristica tipica dei pezzi sinterizzati di presentare una certa porosita', viene volontariamente accentuata in modo da avere un prodotto caratterizzato da un elevatissimo numero di canalicoli microscopici comunicanti.
  5. Materiali compositi formati per sinterizzazione di miscele di polveri metalliche e non metalliche, indicate con il nome di cermet (Prodotti di questo genere sono i compositi per freni e innesti a frizione ottenuti da miscele di sostanze metalliche e polveri abrasive).
  6. Metalli duri, costituiti da miscela sinterizzata di carburi di elevatissima durezza di tungsteno, titanio, tantalio, niobio, con un metallo legante, che di regola e' il cobalto. La durezza e' tanto piu' elevata quanto piu' bassa e' la percentuale di cobalto impiegato nella preparazione delle miscele. Inversamente ad alte percentuali di carburi corrisponde una maggiore fragilita'.

I manufatti metallici descritti al punto 4 possono venire impiegati per la produzione di filtri e per la produzione di cuscinetti autolubrificanti.Questi cuscinetti sono impregnati di olio lubrificante attraverso un trattamento sotto vuoto per liberare i pori dall’aria e dopo un’immersione in un bagno d’olio.Quando l’albero in esso montato comincia a ruotare, si produce calore per attrito, l’aumento della temperatura provoca la dilatazione e la fuoriuscita del lubrificante dai pori che forma un velo che rende impossibile il contatto metallico tra gli elementi volventi e le piste di rotolamento nel cuscinetto.Quando l’albero si arresta, col raffreddamento l’olio diminuisce di volume e viene riassorbito per capillarita' nei pori.Questi cuscinetti sono impiegati in tutti i casi in cui deve essere assicurata l’efficienza per lunghi periodi senza bisogno di interventi di manutenzione. Tale e' il caso degli elettrodomestici, delle macchine da ufficio, di alcuni tipi di attrezzi portatili.