Sinterizare
Sinterizarea este un proces special de fabricație la temperaturi ridicate care face un obiect prin punerea pulberii de material într-o matriță și încălzirea la o temperatură ridicată, dar mai mică decât temperatura de topire a materialului. Boabele de pulbere se sudează împreună la temperatură ridicată: rezultatul este o componentă mai granulată și mai fragilă decât o piesă obținută prin turnare.
Această tehnică este capabilă să formeze o piesă la o temperatură mai scăzută decât o turnare și, pentru unele forme simple, este posibil să nu necesite prelucrări suplimentare. Poate fi folosit pentru metale sau polimeri . De exemplu, este folosit pentru a produce materiale cu proprietăți particulare, pe care nu le-ar avea dacă ar fi create cu alte tehnici. O altă utilizare este pentru piesele ieftine care nu necesită caracteristici de rezistență ridicată, cum ar fi spărgătoarele de nuci sau unele suporturi mecanice. O altă utilizare este, de exemplu, pentru carbură de tungsten , care este prea fragilă și necesită temperaturi de topire sau sinterizare prea mari pentru a fi utilizate pur, de aceea un amestec de pulberi de carbură de tungsten este sinterizat cu pulberi din alte materiale (care acționează ca din matrice).
Sinterizarea, cum ar fi turnarea , poate fi efectuată la presiune atmosferică sau la presiune ridicată. În primul caz, este precedat de o operație de compactare a prafului .
Sinterizarea poate fi de asemenea înțeleasă ca un proces de densificare a unui compact de pulberi cu reducerea porozității interstițiale.
Metode de sinterizare
Sinterizare termică
Pulberea este presată într-o matriță cu o formă proiectată corespunzător, adesea cu adăugarea de lianți polimerici pentru a menține obiectul împreună odată extras. Verdele (adică materialul brut presat care iese din matriță) este transferat într-un cuptor capabil să efectueze un ciclu de de-legare sau de-ceară în care este eliminat liantul polimeric și apoi un ciclu real de sinterizare în care obiectul își reduce dimensiunea în eliminarea porozităților. Obiectul astfel obținut are o formă foarte asemănătoare cu cea a obiectului definitiv. Timpii și temperaturile procesului sunt corelate cu dimensiunea și natura materialului care alcătuiește componentele. De obicei, acestea pot dura de la câteva minute până la zile pentru temperaturi cuprinse între 400 și peste 2000 ° C.
Sinterizare termomecanică
În această familie de sinterizare, încălzirea și menținerea temperaturii sunt ajutate de controlul presiunii mecanice a produselor sinterizate.
Un exemplu de sinterizare termomecanică este așa-numita presare izostatică la cald (HIP, din engleza Hot Isostatic Pressing [1] ), realizată în matrițe proiectate corespunzător pentru a comprima omogen compacte de pulberi prin presiunea exercitată de un gaz sau un lichid. . Valoarea presiunii pentru acest proces este de obicei în jur de 20-50 MPa [1] în timp ce valorile temperaturii sunt în jur de 600-2100 ° C. [1]
Sinterizare electrotermică sau electro-termo-mecanică
Când pulberile sunt încălzite mai mult sau mai puțin indirect cu ajutorul câmpurilor electromagnetice și în special a curenților electrici, preiau diverse fenomene legate de comportamentul materialelor cu câmpul electromagnetic. În ultimii ani, acestea au făcut obiectul unor cercetări aprofundate în străinătate începând cu anii șaizeci, iar în Italia au devenit din ce în ce mai populare, datorită consumului redus de energie. Acestea absorb toată energia necesară rețelei electrice fără a arde gaze sau hidrocarburi pentru a încălzi un cuptor și transportă curentul în mod eficient și limitat către zona afectată care constă în general dintr-o matriță din grafit. Noile tehnologii capabile să concentreze toată energia electromagnetică numai pe pulberi variază de la sinterizarea cu laser (tehnologia SUA numită sinterizare selectivă cu laser sau SLS) la sinterizarea cu scânteie și formare de plasmă (sinterizare cu plasmă japoneză Spark sau SPS) pentru a ajunge la extremă sinterizare cu un singur impuls, cum ar fi sinterizare capacitivă de descărcare (cea mai recentă sinterizare sau CDS italiană de descărcare a condensatorului ).
Aplicații
Printre principalele aplicații ale sinterizării se numără producția de filtre în materiale rigide și inserții în carbură de tungsten cimentată (metal dur sau widia ) pentru tăierea metalelor pe mașini-unelte. De asemenea, producem biele, rotoare pentru pompe cu lob, scripeți, roți dințate și componente pentru amortizoare. Cermetul se obține prin sinterizare.
În plus, acest proces este utilizat pentru a îmbunătăți „pastele” suprafețelor de frânare ale vehiculelor ( căptușeli ).
Multiplele de profil came folosite în Olivetti calculatoare mecanice produse în anii șaptezeci și funcționează până la 15 cicluri pe secundă, au fost realizate prin sinterizare.
O altă utilizare masivă este pentru conductoarele electrice supuse la frecare, cum ar fi periile alternatoare , pantografele și tijele de terminare a aerului pentru transportul firelor , realizate din cupru sinterizat și grafit .
Adăugarea diamantului sintetic la pulberile metalice permite producerea de unelte diamantate pentru diferite utilizări, de la prelucrarea și tăierea pietrei și a materialelor tehnice până la lustruirea suprafețelor.
În domeniul ingineriei chimice , procesul de sinterizare este exploatat pentru producerea unor membrane .
În ingineria electronică , sinterizarea este utilizată pentru a obține transformatoare cu miezuri magnetice de ferită cu istereză magnetică mică, pentru a reduce pierderile în aplicații de înaltă frecvență.
Sinterizarea este, de asemenea, utilizată pentru realizarea straturilor metalice în fabricarea dispozitivelor semiconductoare.
Bateriile , în special bateriile Ni-Cd , sunt formate din plăci sinterizate.
Tabletele de oxid de uraniu utilizate în reactoarele nucleare cu putere moderată de apă ușoară sunt produse prin sinterizarea pulberii de oxid de uraniu.
Tehnica de sinterizare s-a răspândit și în bijuteriile metalelor prețioase ( aur , argint și platină ) și a fost întotdeauna folosită pentru filamentele de tungsten și componentele din molibden .
Sinterizarea în geologie
Notă
Bibliografie
- ( EN ) Wolfgang A. Kaysser, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, "Metalurgia pulberilor și materialele sinterizate" , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2002, DOI : 10.1002 / 14356007.a22_105 .
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikționarul conține dicționarul lema «sinterizare » -
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre sinterizare
linkuri externe
- ( EN ) Sintering , pe Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
- ( RO ) IUPAC Gold Book, „sinterizare” , pe goldbook.iupac.org .
| Controlul autorității | Tesauro BNCF 45860 · LCCN (EN) sh85122934 · GND (DE) 4140299-6 · BNF (FR) cb11969497k (dată) · BNE (ES) XX541495 (dată) · NDL (EN, JA) 00.572.101 |
|---|
