Metallurgia delle polveri
Nella metallurgia delle polveri, i componenti metallici vengono prodotti mediante la formatura e la compattazione di polveri metalliche, seguite dalla sinterizzazione. Questo processo è una componente fondamentale della produzione industriale in serie, in particolare quando si desidera ridurre al minimo la lavorazione di finitura con asportazione di trucioli. La formatura a partire dalla polvere consente inoltre di realizzare geometrie complesse con contorni molto vicini a quelli finali. In questo modo si riducono le perdite di materiale e si accorciano le catene di processo.
Il processo inizia con la preparazione di polveri metalliche definite. In questo contesto, la dimensione e la forma delle particelle, la fluidità e la purezza sono parametri decisivi del materiale. Se necessario, le polveri possono essere miscelate con additivi di lega, lubrificanti o leganti. Segue poi la compattazione in estrusori, presse, matrici o tramite pressatura isostatica. Durante la successiva sinterizzazione, le particelle vengono unite termicamente al di sotto del loro punto di fusione. In questo modo si formano strutture metalliche solide con porosità definita. Un importante campo di applicazione è la lega meccanica. In questo processo, diversi componenti in polvere vengono miscelati intensamente e desagglomerati. Nei mulini planetari o ad alta energia si formano cristalli misti fini e fasi metastabili. In questo modo è possibile realizzare concetti di lega non accessibili con i processi di fusione convenzionali.
La legatura meccanica pone requisiti elevati alla tecnica di miscelazione. L'omogeneità della miscela di polveri è determinante per la successiva composizione chimica a livello micro. Ciò vale in particolare quando vengono utilizzate quantità molto piccole di additivi nanodispersi. Questi additivi devono essere depositati il più possibile in modo completo e uniforme sulle superfici delle particelle dei restanti componenti, senza presentarsi essi stessi come frazione di particelle. A tal fine è necessaria una tecnica di miscelazione che, da un lato, raggiunga un'elevata qualità di miscelazione e, dall'altro, generi un movimento relativo controllato sulle superfici delle particelle.
I miscelatori di polveri amixon® vengono impiegati nella metallurgia delle polveri per risolvere tali compiti. Consentono di applicare quantità minime di additivi nanodispersi, fino a livelli di tracce, in modo quasi completo sulle superfici delle particelle disponibili dei componenti di base. In questo modo è possibile regolare in modo mirato le proprietà di scorrimento, il comportamento alla pressatura, la cinetica di sinterizzazione o la reattività superficiale, senza danneggiare in modo inaccettabile la struttura granulare o favorire la segregazione.
La metallurgia delle polveri si sovrappone ad altre tecnologie dei materiali a base di polveri. Ad esempio, anche le ceramiche ad alte prestazioni vengono prodotte, miscelate, formate e sinterizzate a partire da polveri fini. Anche in questo caso sono determinanti tolleranze strette per la distribuzione granulometrica, la qualità della miscelazione e il grado di compattazione. Principi simili valgono per i metalli duri, i cermet e i materiali funzionali a gradiente, in cui vengono combinati diversi profili di proprietà all'interno di un unico componente.