METALLURGIA
delle polveri

La Metallurgia delle Polveri è il processo di produzione e di utilizzo di polveri metalliche per realizzare parti sagomate e prodotti semilavorati e finiti.

Il processo di produzione consiste nel pressare polveri selezionate o miscele di polveri alla forma desiderata e quindi riscaldare il compatto solitamente a temperatura al di sotto del punto di fusione del materiale. Durante la sinterizzazione, le dimensioni del compatto sono ridotte, il che risulta dalla coesione che ne aumenta la densità. Le parti, tuttavia, mantengono tutti i dettagli della loro precedente forma pressata. Le forze che causano un aumento della resistenza e dell’addensamento o del restringimento durante il riscaldamento sono le forze atomiche che agiscono sulla superficie libera della polvere metallica e sono identiche a quelle che determinano la resistenza del metallo prodotto dai processi metallurgici standard, cioè fusione e colata, forgiatura o lavorazione.

Nei processi metallurgici convenzionali il metallo inizia allo stato fuso e viene quindi solidificato, mentre nella Metallurgia delle Polveri la forma desiderata viene raggiunta senza fusione. La materia prima di base dei prodotti metallurgici delle polveri è la polvere di metallo che nel caso di specie viene amalgamato, a seconda del materiale inertizzato, con polvere di Forsterite, Fayalite, Enstatite, Ematite e Larnite. Questo viene quindi pressato in una forma a una pressione da circa 10 (3) a 10 (5) atm ottenendo così un prodotto poroso con una porosità di circa il 20%. Per aumentarne la resistenza, il compatto viene poi sinterizzato, con il risultato che la porosità viene ridotta al 10%. Per aumentare ulteriormente i vuoti e la porosità, il prodotto può essere sottoposto ad un ulteriore trattamento termico.

I primi prodotti della Metallurgia delle Polveri furono prodotti nei primi anni di questo secolo. Un rapido sviluppo però, iniziò solo dopo la seconda guerra mondiale.

Utilizzando i processi della Metallurgia delle Polveri, è possibile produrre un numero di leghe da metalli e leghe ad alto punto di fusione (W, Ta, Nb, metallo duro) che non si mescolano tra loro allo stato liquido né formano soluzioni solide o composti intermetallici.

La Metallurgia delle Polveri è l’unico metodo economico per produrre metalli refrattari di elevata purezza (W, Mo, Nb, Ta). Ciò vale ancora di più nel caso dei carburi metallici, poiché sono estremamente difficili da fondere e colare.

Nella produzione di metalli ad alto punto di fusione come Tungsteno e Molibdeno nonché di metalli duri, ad es. Carburo di Tungsteno-Cobalto, la Metallurgia delle Polveri è ancora l’unico metodo di produzione pratico mentre nel caso di altri materiali di ingegneria, la Metallurgia delle Polveri e il metodo di fusione sono spesso alternative e vengono prese considerazioni tecniche ed economiche quando si decide quale processo scegliere.
Utilizzando i metodi della Metallurgia delle Polveri, la composizione chimica può essere mantenuta in modo più accurato poiché si verifica poca o nessuna ossidazione, evaporazione o precipitazione dei componenti; inoltre, si può ottenere materiale di purezza superiore rispetto a quello prodotto per fusione e colata. I processi della Metallurgia delle Polveri utilizzano basse temperature, per cui ci sono meno possibilità di raccogliere le impurità dall’ambiente. Il processo è molto vantaggioso in quelle applicazioni dove le dimensioni finite possono essere ottenute solo mediante molatura a causa della rigidità e durezza del materiale, come nel caso di leghe magnetiche come Almico, Cunifer, ecc. Rispetto alle parti prodotte da metalli fusi, la sbavatura e gli scarti di lavorazione vengono eliminati e le rese dei materiali vengono ottimizzate e tutte le fasi del processo di produzione possono essere automatizzate. I pori delle parti possono essere riempiti con vari materiali (ad esempio oli, resine e materiale polimerico).

Lo sviluppo tecnologico della Metallurgica delle Polveri è dovuto a due ragioni principali: è possibile eliminare le lavorazioni e le successive operazioni di finitura e persino ottenere proprietà non possibili con nessun altro metodo. Nella fabbricazione di prodotti della Metallurgia delle Polveri è necessario l’uso di Atmosfere Controllate per una serie di fasi di produzione. In uno dei metodi di produzione di polveri metalliche viene utilizzato gas protettivo per la riduzione delle polveri di ossido di metallo. I prodotti finiti vengono trattati termicamente allo stesso modo di quelli prodotti con metodi convenzionali, cioè vengono cementati, induriti, ecc. A tale scopo vengono utilizzate atmosfere esogas o endogas.