Estesi i confini della metallurgia delle polveri d'acciaio
La metallurgia delle polveri è una tecnica produttiva di precisione per fabbricare in massa componenti delle automobili in metallo, come gli ingranaggi, da polveri di acciaio al ferro e al carbonio. Innanzitutto, le polveri di metallo fini vengono pressate in uno stampo rigido per ottenere un materiale poroso e leggermente coeso, il cosiddetto materiale verde. La seconda fase consiste in un trattamento termico sotto al punto di fusione del materiale verde, durante il quale il compatto di polveri viene trasformato in un solido coerente. La durezza dei materiali trattati termicamente che risulta dalla formazione di forti legami tra particelle di polvere individuale è una caratteristica particolarmente desiderata. Tuttavia, è fondamentale controllarla per ridurre il bisogno di costose operazioni di finitura. Con lo scopo di far fronte alla mancanza di informazioni esaustive sulla sinterizzazione di compatti di polveri d'acciaio, gli ingegneri dell'Institut National Polytechnique de Grenoble hanno adottato un approccio innovativo. Un'analisi approfondita della deformazione macroscopica dei compatti di polveri d'acciaio durante il ciclo di sinterizzazione è stata unita alle osservazioni tridimensionali (3-D) dei cambiamenti microstrutturali. I test dilatometrici convenzionali sono stati effettuati su campioni cubici estratti dalle provette per seguire la deformazione evolutiva nella direzione di compressione o in una direzione trasversale. È stato possibile comprendere meglio i principali fenomeni responsabili della deformazione dei compatti di polveri d'acciaio tramite la microtomografia ad assorbimento di raggi X. Nel compatto di polveri d'acciaio erano presenti due diversi tipi di pori: a cuspide e oblunghi. I pori oblunghi sono stati rilevati nell'area di contatto tra le particelle di polvere, in larga misura perpendicolari alla direzione di compattazione. Questi pori di contatto sono stati attribuiti al microdanno e alle particelle di lubrificante schiacciate tra le particelle d'acciaio durante lo scarico e l'estrazione del compatto dallo stampo. Mentre i pori di contatto si aprono, il compatto di polveri si gonfia e si riduce quando la sinterizzazione inizia e i pori si avvicinano. Ulteriori studi avranno lo scopo di studiare l'effetto della composizione del materiale sulla deformazione dei compatti di polveri di metallo. I partner del progetto PM-MACH sperano di usare le informazioni raccolte per sviluppare tecniche efficaci per lavorare i compatti di polveri prima della sinterizzazione, riducendo così i costi di produzione.
