Alla fine del secolo scorso, all'estero è stato sviluppato con successo un nuovo processo di formatura dei metalli, la forgiatura delle polveri. Sono stati forgiati ingranaggi planetari per differenziali automobilistici e fucinati per bielle, ed è stata realizzata la prima linea di produzione per la forgiatura delle polveri. Si tratta di un metodo competitivo di lavorazione dei metalli senza asportazione di truciolo, sviluppato combinando organicamente la tecnologia tradizionale della metallurgia delle polveri con la forgiatura di precisione. Utilizzando la polvere metallica come materia prima, il materiale viene preformato e compattato in un'atmosfera protettiva, riscaldato e sinterizzato per ottenere un semilavorato da forgiare, quindi forgiato in una pressa in un'unica operazione, ottenendo una forgiatura di precisione in stampo senza bava e fucinati di precisione con la stessa densità e la stessa forma complessa delle normali forgiature in stampo.
La forgiatura delle polveri è un processo che combina la metallurgia delle polveri e la forgiatura di precisione in stampo, sfruttando appieno i vantaggi di entrambe. Consente di produrre in serie componenti strutturali di alta qualità, elevata precisione e forma complessa, a costi inferiori e con una maggiore efficienza produttiva. Il processo di forgiatura delle polveri è stato ampiamente riconosciuto da quasi tutti i Paesi industrializzati
Non presenta soltanto i vantaggi della buona capacità di formatura della metallurgia delle polveri, ma svolge anche il ruolo della deformazione di forgiatura nel modificare la struttura e le prestazioni dei materiali metallici, apportando nuove innovazioni alla produzione mediante metallurgia delle polveri e alla tecnologia di forgiatura. È una disciplina professionale di confine, particolarmente adatta alla produzione in serie di componenti strutturali ad alta resistenza e di forma complessa. Pertanto, riveste una grande importanza per la diffusione in vari settori industriali.
Processo di forgiatura delle polveri
Il processo generale di forgiatura delle polveri consiste nel preparare una polvere con una formulazione e una miscela adeguate, secondo lo stesso metodo utilizzato per la produzione dei normali componenti sinterizzati, e trasformarla in una preforma a bassa densità, utilizzata come semilavorato da forgiare per la forgiatura a caldo dopo la sinterizzazione. Se la preforma contiene un lubrificante, prima della sinterizzazione è necessario aggiungere un processo di rimozione del lubrificante. Se viene raffreddata dopo la sinterizzazione, deve essere nuovamente riscaldata prima della forgiatura. Dopo la forgiatura, prima del trattamento termico, è generalmente necessaria una certa lavorazione meccanica. Durante l'intero processo, tutti i riscaldamenti, fatta eccezione per la breve fase di forgiatura, vengono eseguiti in un'atmosfera protettiva antiossidante.
Il processo generale di forgiatura delle polveri consiste nel preparare una polvere con una formulazione e una miscela adeguate, secondo lo stesso metodo utilizzato per la produzione dei normali componenti sinterizzati, e trasformarla in una preforma a bassa densità, utilizzata come semilavorato da forgiare per la forgiatura a caldo dopo la sinterizzazione. Se la preforma contiene un lubrificante, prima della sinterizzazione è necessario aggiungere un processo di rimozione del lubrificante. Se viene raffreddata dopo la sinterizzazione, deve essere nuovamente riscaldata prima della forgiatura. Dopo la forgiatura, prima del trattamento termico, è generalmente necessaria una certa lavorazione meccanica. Durante l'intero processo, fatta eccezione per la breve fase di forgiatura, tutti i riscaldamenti vengono eseguiti in un'atmosfera protettiva antiossidante.
Rispetto alla forgiatura in stampo, la forgiatura delle polveri presenta i seguenti vantaggi:
01 Elevato tasso di utilizzo del materiale, superiore al 90%. Il tasso di utilizzo del materiale nella forgiatura in stampo è solo di circa il 50%.
02 Elevate proprietà meccaniche. Il materiale è uniforme e non anisotropo, con elevata resistenza, plasticità e tenacità all'impatto.
03 I fucinati hanno un'elevata precisione e superfici lisce; è possibile ottenere una lavorazione con poca o nessuna asportazione di truciolo.
04 Elevata produttività. La produzione può raggiungere da 500 a 1000 pezzi all'ora.
05 Bassa pressione di forgiatura. Ad esempio, per ingranaggi planetari di differenziali automobilistici da 130, la forgiatura del semilavorato richiede una pressione da 2500 a 3000 kn, mentre la forgiatura delle polveri richiede solo una pressione di 800 kn.
06 È possibile lavorare materiali con scarsa termoplasticità. Ad esempio, le leghe da fusione per alte temperature, difficili da deformare, possono essere utilizzate per forgiare componenti di forma complessa mediante la forgiatura delle polveri.
Il processo di forgiatura delle polveri si è sviluppato molto rapidamente e continuano a emergere nuovi metodi di processo. Tra questi figurano la forgiatura di polveri sfuse, la forgiatura di pellet, la forgiatura a spruzzo, la forgiatura libera delle polveri senza guaina, la forgiatura isotermica delle polveri, la forgiatura superplastica delle polveri in stampo e altri. Esistono inoltre altri metodi di formatura delle polveri: pressatura isostatica a caldo delle polveri, estrusione a caldo delle polveri, laminazione oscillante delle polveri, filatura delle polveri, estrusione continua delle polveri, laminazione delle polveri, stampaggio a iniezione delle polveri, formatura esplosiva delle polveri e altri.
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