La metallurgia delle polveri per infiltrazione (IPs) comprende in genere materiali a base di rame miscelati o legati con altri metalli. I componenti integrali possono essere facilmente placcati, saldati o sottoposti a saldatura di riporto e possono migliorare la lavorabilità. Innanzitutto, mostriamo che il processo di metallurgia delle polveri consiste in una serie di fasi grafiche:

1. Miscelazione della polvere e degli additivi,
2. Stampaggio e sinterizzazione
3. Post-lavorazione

Questo processo è illustrato chiaramente nella figura seguente. 

Panoramica della tecnologia di permeazione microporosa

Il principio fondamentale della metallurgia delle polveri per infiltrazione e della tecnologia di penetrazione microporosa consiste nell'utilizzare le caratteristiche dei pori dei prodotti metallici ottenuti da polveri per immagazzinare lubrificanti o altri additivi e ottimizzare le prestazioni del materiale. Tuttavia, in alcune applicazioni, i pori possono ridurre la capacità portante del componente, rendendolo insoddisfacente per le esigenze ingegneristiche. Per risolvere questo problema, gli ingegneri hanno sviluppato un metodo che utilizza la tecnologia di infiltrazione con leghe a basso punto di fusione per riempire i pori, migliorando la densità e le prestazioni del prodotto.

Principio della penetrazione di leghe a basso punto di fusione

La chiave della metallurgia delle polveri per infiltrazione è la selezione di leghe a basso punto di fusione:

• Trattamento termico: Il metallo in polvere mantiene la forma e la struttura sinterizzate, mentre le leghe a basso punto di fusione fondono e scorrono dopo il riscaldamento.
• Penetrazione per azione capillare: Il metallo fuso riempie i pori del metallo in polvere per azione capillare, aumentando significativamente la densità del prodotto.
• Controllo della temperatura e del tempo: L'intero processo richiede una gestione rigorosa della temperatura di riscaldamento, del tempo di fluidificazione del metallo e del tempo di mantenimento per garantire il successo del processo di infiltrazione.

Selezione della lega di penetrazione

Nell'infiltrazione di leghe a base di ferro, il rame viene comunemente utilizzato come lega infiltrante a basso punto di fusione:

• Effetto della penetrazione del rame:
  • Aumenta la durezza e la densità dei componenti sinterizzati a base di ferro;
  • Migliora la resistenza alla corrosione;
  • Migliora le prestazioni di saldatura.

I risultati hanno mostrato che i componenti a base di ferro infiltrati sono diventati marroni a causa della densificazione e che le proprietà meccaniche e chimiche sono state notevolmente migliorate.

Oltre al rame, è possibile utilizzare anche sospensioni ceramiche o altri materiali speciali per modificare la matrice metallica porosa e soddisfare diverse esigenze applicative nelle applicazioni di metallurgia delle polveri per infiltrazione.

I principali vantaggi della tecnologia di penetrazione

Il processo di metallurgia delle polveri per infiltrazione è un metodo efficiente di miglioramento secondario delle prestazioni che può migliorare significativamente le prestazioni complessive dei prodotti di metallurgia delle polveri, inclusi, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, i seguenti aspetti:

• Aumento della densità e della durezza: Rende la struttura del materiale più compatta riempiendo il sistema di pori, un vantaggio fondamentale della metallurgia delle polveri per infiltrazione.
• Maggiore resistenza alla corrosione: I metalli a basso punto di fusione utilizzati nell'infiltrazione possono impedire efficacemente la penetrazione di agenti corrosivi.
• Migliore lavorabilità: I materiali con pori sigillati sono più facili da lavorare e formare, rendendo più affidabili la lavorazione meccanica e la formatura.
• Ampliamento dell'ambito applicativo: La metallurgia delle polveri per infiltrazione consente ai materiali metallici originariamente porosi di essere adatti ad ambienti meccanici o chimici più impegnativi.

Caratteristiche

Polvere:
In genere, contenuto di rame > 93%
Dimensione delle particelle - 100 mesh (<150 µm)
Densità apparente tipica 3,0 g/cm³
Polvere prelubrificata, pronta per la pressatura, con eccellente resistenza allo stato verde
Formulata per diversi gradi, per offrire alta efficienza, bassa adesione e residui ridotti, nonché un'erosione minima

Pasta:
Le bricchette PM non richiedono utensili,
nessuna pressatura né manipolazione di bricchette PM fragili,
automazione semplice,
riduzione della polvere,
controllo preciso del peso,
migliore controllo della densità dei componenti

Riepilogo della tecnologia di penetrazione microporosa

Lo sviluppo della metallurgia delle polveri per infiltrazione apre possibilità più ampie per le applicazioni dei metalli in polvere. Selezionando materiali permeabili idonei e controllando con precisione i parametri di processo, questa tecnologia supera gli effetti negativi dei pori sulle proprietà del materiale, migliorando significativamente la qualità, la densità, la durezza, la resistenza alla corrosione e la durata utile del prodotto.

Presso XY-Global, siamo specializzati in componenti strutturali di precisione e sfruttiamo processi avanzati di metallurgia delle polveri per infiltrazione per fornire componenti affidabili e ad alte prestazioni. La nostra esperienza ci consente di personalizzare le soluzioni per diversi settori, aiutando i clienti a ottenere risultati produttivi più efficienti e durevoli.