Sono 3 i parametri fondamentali da tenere sotto controllo per sinterizzare correttamente le polveri metalliche a base ferro.
- La temperatura del forno
- Il tempo di permanenza
- Il potenziale di carbonio
La temperatura del forno di sinterizzazione
La temperatura del forno non è costante lungo tutto il processo di sinterizzazione ma segue delle curve ben precise nelle diverse camere di riscaldo.
Nella prima parte del forno si ha la cosiddetta zona di “destearificazione”. Qui avviene ” l’espulsione” dei lubrificanti che sono stati aggiunti in fase di miscelazione della polvere per facilitare il processo di stampaggio. In questa zona la temperatura è mantenuta più bassa rispetto al resto del forno. Ciò è necessario per evitare il rischio che il lubrificante, in fase di uscita dal pezzo, vada a creare delle micro fratture all’interno dello stesso.
Nella seconda parte del forno si ha il vero e proprio processo di sinterizzazione. La temperatura in questa zona è molto maggiore di quella precedente e serve per attivare il processo di saldatura tra i grani della polvere (che prima erano uniti solo dalla forza di compressione data in stampaggio)
Il tempo di permanenza dei pezzi nel forno
Molto importante è il tempo di permanenza nella “camera calda”, ovvero la seconda parte del forno, dei pezzi da sinterizzare.
Differenti geometrie, ma, soprattutto, differenti dimensioni (e quindi differenti masse), necessitano di tempi diversi per permettere ai grani di saldarsi adeguatamente tra loro.
Il tempo di permanenza in camera calda viene controllato dalla velocità di avanzamento del nastro di trasporto dei pezzi.
Nella fase di set-up iniziale di un forno da sinterizzazione è molto importante costruire la cosiddetta “curva di riscaldo”. Questa altro non è che una minuziosa misurazione, effettuata tramite una termocoppia a filo legata al nastro, di ogni punto del forno lungo tutta la sua lunghezza.
Il potenziale di carbonio dell’atmosfera protettiva
Il potenziale di carbonio all’interno dell’atmosfera protettiva (nel nostro caso specifico, atmosfera di gas endotermico da metano) svolge un ruolo fondamentale per il buon risultato del pezzo da sinterizzare.
I diversi tipi di polvere hanno una loro propria percentuale di carbonio all’interno. E’ molto importante che questa percentuale di carbonio non venga “persa” a causa di un’atmosfera di endogas male impostata (ovvero, decarburante). Si otterrebbe così un prodotto con caratteristiche fisico-meccaniche inferiori alle normali, e corrette, aspettative.
D’altra parte, un’atmosfera troppo carica di carbonio può portare ad un eccessiva “carburazione” dei pezzi, rendendoli così più fragili rispetto a ciò che si vorrebbe ottenere.
Conclusioni
In questo breve articolo abbiamo passato in ressegna i punti fondamentali per sinterizzare correttamente componenti in acciaio prodotti mediante la metallurgia delle polveri.
Vi sono, ovviamente, altri accorgimenti da tenere in considerazione durante il processo di sinterizzazione, ma questi tre sono i più importanti in questa fase così delicata.