Polvere sinterizzata

La sinterizzazione della polvere comporta l'aumento della temperatura del compatto verde (parte in polvere pressata) fino a un certo livello e il suo mantenimento a quella temperatura per un certo periodo di tempo.La temperatura di sinterizzazione è solitamente compresa tra il 70% e il 90% del punto di fusione del metallo in polvere.Ciò farà sì che si verifichino meccanismi di legame tra le particelle di polvere pressate insieme nel compatto.Il legame all'interno del compatto verde è debole e questa parte pressata non sinterizzata di solito ha un'integrità strutturale appena sufficiente per essere maneggiata.Il legame che si verifica durante la sinterizzazione rafforza notevolmente la parte.

Durante la sinterizzazione le singole strutture delle particelle scompaiono e il materiale si forma come una massa.La sinterizzazione convenzionale non eliminerà tutta la porosità della parte, tuttavia la ridurrà ulteriormente.Oltre ad essere ridotta in volume, la sinterizzazione può anche isolare aree di porosità aperta interconnessa nel compatto verde.Queste aree isolate diventano porosità chiuse, poiché tagliate fuori dall'ambiente esterno.La sinterizzazione è caratteristica nella combustione degli additivi nella polvere necessari per le fasi di lavorazione precedenti.L'eliminazione dei costituenti non più necessari come lubrificanti, leganti e deflocculati, è essenziale per mantenere la purezza del materiale del prodotto finale.Oltre ad aumentare la resistenza e la densità del materiale della parte, la sinterizzazione aumenta anche la duttilità, la conduttività termica e la conduttività elettrica.Durante la sinterizzazione si verificherà un restringimento, ma verrà calcolato quando i fattori del processo di produzione vengono controllati.

I meccanismi che causano il legame durante la sinterizzazione sono vari e complessi.Il meccanismo principale attraverso il quale avviene l'incollaggio è considerato la diffusione; i meccanismi varieranno in base ai fattori del processo di produzione e alle caratteristiche della polvere.Alcuni altri meccanismi che possono verificarsi insieme alla diffusione sono il flusso plastico, la ricristallizzazione, la crescita dei grani, il trasporto di materiale in fase liquida e il trasporto di materiale in fase vapore.Le caratteristiche fisiche dei diversi tipi di legame possono essere diverse.Il legame delle particelle mediante due diversi meccanismi è illustrato di seguito.Il legame per diffusione riduce la distanza tra le particelle, riducendo lo spazio.Il trasporto del materiale in fase aggiunge materiale, mantenendo le particelle alla stessa distanza.

I meccanismi di legame durante la sinterizzazione sono complicati e diversi, tuttavia la principale forza motrice che mette in atto questo legame delle particelle è considerata una riduzione di energia dovuta ad una ridotta area superficiale.Le polveri con un'area superficiale maggiore avranno una maggiore forza trainante verso il legame e un abbassamento di questa energia potenziale.

Durante la sinterizzazione avviene anche la lega di polveri metalliche diverse.La temperatura di sinterizzazione deve essere sempre inferiore alla temperatura di fusione di almeno uno dei costituenti della polvere.In alcuni casi, la temperatura di sinterizzazione è superiore al punto di fusione di uno dei materiali ma inferiore al punto di fusione dell'altro.Questa si chiama sinterizzazione in fase liquida.La sinterizzazione in fase liquida può eliminare la porosità e produrre parti con eccellenti proprietà del materiale.