{"id":5360,"date":"2022-04-08T08:52:51","date_gmt":"2022-04-08T08:52:51","guid":{"rendered":"https:\/\/www.publiteconline.it\/newsmec\/?p=5360"},"modified":"2022-06-08T10:52:30","modified_gmt":"2022-06-08T10:52:30","slug":"limportanza-di-scegliere-la-giusta-atmosfera-di-sinterizzazione-secondo-tav-vacuum-furnaces","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.publiteconline.it\/newsmec\/?p=5360","title":{"rendered":"L\u2019importanza di scegliere la giusta atmosfera di sinterizzazione secondo TAV VACUUM FURNACES"},"content":{"rendered":"\n

Azoto, argon, idrogeno e miscele di idrogeno: tutti questi gas sono utilizzabili con successo nella sinterizzazione delle parti in acciaio inossidabile. Per ottenere un certo tipo di prestazioni, per\u00f2, \u00e8 fondamentale la scelta della giusta atmosfera di sinterizzazione, perch\u00e9 solo in questo modo \u00e8 possibile raggiungere il miglior compromesso tra risultati e costi operativi. TAV VACUUM FURNACES<\/a> spiega come svolgere questo tipo di analisi e quali parametri bisogna valutare (e quali da non sottovalutare).  <\/h2>\n\n\n\n

Per trasformare parti porose e fragili in componenti robusti e completamente densi, diverse tecnologie si affidano alla sinterizzazione: dalla pressatura della polvere allo stampaggio ad iniezione dei metalli, passando per la manifattura additiva a getto di legante e il FDM del metallo (Fused Deposition Modelling). I componenti in acciaio inossidabile rappresentano gran parte del mercato dei pezzi sinterizzati; possono essere prodotti utilizzando una qualsiasi delle tecnologie sopra menzionate e hanno un\u2019ampia variet\u00e0 di applicazioni (settore automobilistico, metalmeccanica, industria biomedica,\u2026). Tra gli acciai inossidabili pi\u00f9 diffusi utilizzati per la sinterizzazione vi sono i 304L, 316L, 440, 410 e 17-4 PH, scelti per le loro propriet\u00e0 meccaniche oltre che per l\u2019elevata resistenza alla corrosione. In che modo i parametri di sinterizzazione, e in particolare l’atmosfera di sinterizzazione, possono influenzare la qualit\u00e0 ottenibile dai particolari in acciaio inossidabile sinterizzato? Esistono diverse opzioni utilizzando i forni da sinterizzazione in vuoto TAV VACUUM FURNACES che, in alcune circostanze, offrono soluzioni interessanti in grado di soddisfare differenti esigenze.  <\/p>\n\n\n\n

Sinterizzare in vuoto assicura diversi vantaggi, parola di TAV VACUUM FURNACES <\/h3>\n\n\n\n

Secondo TAV VACUUM FURNACES la scelta dell\u2019atmosfera riveste un ruolo fondamentale nella buona riuscita del processo di sinterizzazione, motivo per cui deve essere accuratamente selezionata in relazione al materiale e all\u2019applicazione finale. Sinterizzare in vuoto (che, di fatto, \u00e8 un\u2019atmosfera riducente) presenta diversi vantaggi, come la disponibilit\u00e0 di parti luminose dopo il processo, l\u2019assenza di ossidazione e\/o contaminazione dell\u2019atmosfera, la precisa impostazione e il monitoraggio dei parametri di processo. Alcuni materiali devono essere sinterizzati in vuoto con una pressione compresa tra 10-2 millibar e 10-4 millibar. Queste rappresentano, ad esempio, le migliori condizioni per la sinterizzazione di materiali estremamente reattivi, come il titanio. Tuttavia, la maggior parte dei materiali sinterizzati richiede atmosfere arricchite con gas inerti, come avviene anche per gli acciai inossidabili.  <\/p>\n\n\n\n

La condizione di partenza \u00e8 sempre un forno freddo che ha raggiunto il livello di vuoto adeguato, che viene in un secondo momento riempito (pressione parziale o sovrapressione) con gas inerte. Numerosi sono i vantaggi ottenibili. Per cominciare, si evita l\u2019esaurimento degli elementi di lega (come, ad esempio, cromo e manganese). Altro vantaggio riscontrato \u00e8 l\u2019eliminazione del legante residuo facilitata da un flusso continuo di gas, che viene costantemente pompato fuori dalla camera del forno. Ennesimo plus \u00e8 il contenuto di ossigeno sulle parti, che pu\u00f2 essere controllato sfruttando le capacit\u00e0 riducenti dei gas di processo utilizzati e\/o del vuoto stesso. In ultimo, non certo per importanza, segnaliamo la possibilit\u00e0 di controllare il contenuto di carbonio delle parti lavorate.  <\/p>\n\n\n\n

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\"Forno
Forno TD 30-30-45 da deceraggio di TAV VACUUM FURNACES. <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Forno
Forno TD 30-30-45 da deceraggio di TAV VACUUM FURNACES. <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Dettaglio
Dettaglio della camera termica di un forno MIM5 da deceraggio e sinterizzazione ad alta temperatura di TAV VACUUM FURNACES. <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Forno
Forno MIM3 da sinterizzazione di TAV VACUUM FURNACES. <\/figcaption><\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\n

Quali gas di processo utilizzare per la sinterizzazione in vuoto <\/h3>\n\n\n\n

Per la sinterizzazione in vuoto dell\u2019acciaio inossidabile, i gas di processo impiegati come atmosfera protettiva all’interno di un forno a vuoto TAV VACUUM FURNACES sono generalmente tre: azoto, argon e idrogeno. L\u2019azoto \u00e8 un gas inerte ed \u00e8 il meno costoso tra i gas di processo che lo rendono molto diffuso nelle applicazioni di sinterizzazione. L\u2019argon \u00e8 pi\u00f9 costoso dell’azoto e viene quindi scelto come gas principalmente inerte quando il materiale lavorato \u00e8 sensibile all’azoto. L\u2019idrogeno \u00e8 il pi\u00f9 costoso dei tre gas e presenta delle limitazioni per quanto riguarda il discorso sicurezza, sia per il forno sia per il luogo di installazione del forno stesso. Malgrado ci\u00f2, l’idrogeno \u00e8 un agente estremamente riducente. Se si parla per\u00f2 di sinterizzazione degli acciai inossidabili, tutte le atmosfere sopra menzionate rappresentano scelte valide e percorribili.  <\/p>\n\n\n\n

L\u2019azoto rafforza gli acciai inossidabili austenitici <\/h3>\n\n\n\n

In questo paragrafo, entriamo nel merito dei pro e dei contro dei tre gas di processo sopra descritti. L\u2019azoto \u00e8 un gas solubile nella matrice dell\u2019acciaio e agisce come una soluzione solida rafforzando gli acciai inossidabili austenitici. Oltre a formare nitruri in presenza di alte temperature, un aspetto degno di nota \u00e8 che, concentrandosi sull\u2019acciaio inossidabile, la precipitazione dei nitruri di cromo pu\u00f2 influenzare la resistenza alla corrosione del componente formando regioni sensibilizzate che agiscono come iniziatore di corrosione. Per questa ragione, dopo la sinterizzazione in azoto, per minimizzare tali fenomeni spesso si adottano velocit\u00e0 di raffreddamento elevate. Per alcuni acciai inossidabili, la nitrurazione durante il processo di sinterizzazione \u00e8 un requisito per ottenere le propriet\u00e0 e la microstruttura desiderate. \u00c8 il caso, ad esempio, dell\u2019acciaio inossidabile nichel free X15CrMnMoN17-11-3 (Catamold\u00ae PANACEA), che solitamente viene sinterizzato utilizzando un\u2019elevata pressione parziale di azoto di circa 700 mbar.  <\/p>\n\n\n\n

Argon e idrogeno: pro e contro <\/h3>\n\n\n\n

Generalmente l\u2019argon non viene utilizzato puro, in quanto non rappresenta la scelta ottimale nella lavorazione dell\u2019acciaio inossidabile. L’argon non \u00e8 infatti solubile nella matrice di acciaio e pu\u00f2 generare porosit\u00e0 a causa del gas intrappolato all’interno del pezzo. L’idrogeno \u00e8 ampiamente utilizzato per la sinterizzazione dell\u2019acciaio inossidabile, grazie alla sua capacit\u00e0 di ridurre gli ossidi, che contribuisce all\u2019ottenimento di parti pulite. Tale gas svolge anche un ruolo importante nel controllo del carbonio delle parti, perch\u00e9 rimuove il carbonio residuo lasciato dal legante al termine della combustione del legante stesso (i leganti tipicamente utilizzati nella metallurgia delle polveri sono a base di carbonio). L’idrogeno pu\u00f2 essere utilizzato in forni a vuoto sia con pressione parziale (0,1 – 10 mbar) che con leggera sovrapressione (il riempimento prevede circa 1,1 bar di idrogeno). Come \u00e8 stato detto in precedenza, i forni da vuoto che funzionano con idrogeno richiedono misure di sicurezza aggiuntive. Per questo motivo, vengono adottate specifiche soluzioni progettuali (come le doppie guarnizioni su tutte le flange del forno) e un software sicuro.  <\/p>\n\n\n\n

Miscele di idrogeno, una valida alternativa <\/h3>\n\n\n\n

Nonostante il maggior grado di complessit\u00e0 delle apparecchiature e i costi di processo superiori, i forni a vuoto funzionanti con sovrapressione di idrogeno assicurano numerosi vantaggi. Per cominciare, l’ossigeno non pu\u00f2 in nessun caso entrare nel forno perch\u00e9 \u00e8 pressurizzato. Sono inoltre disponibili pi\u00f9 molecole di idrogeno reattive nel forno rispetto all\u2019atmosfera a pressione parziale, massimizzando cos\u00ec il potere riduttivo. In alcune circostanze, l’uso di miscele di gas inerti (azoto o argon) e idrogeno pu\u00f2 risultare un buon compromesso. Infatti, conservano parte della capacit\u00e0 riducente specifica dell’atmosfera di idrogeno puro e, allo stesso tempo, abbassano i costi di esercizio e di investimento. Un altro aspetto degno di nota \u00e8 che le miscele di gas inerti a bassa percentuale di idrogeno (>5,5 mol% di idrogeno in azoto e >3 mol% di idrogeno in argon) possono essere utilizzate senza attuare le misure di sicurezza richieste invece dalla sovrapressione di idrogeno. Le miscele a base di argon sono soprattutto impiegate nel caso in cui si desideri evitare la precipitazione di nitruri di cromo durante il raffreddamento quando non \u00e8 possibile raggiungere velocit\u00e0 di raffreddamento elevate, mentre in tutti gli altri casi si utilizzano miscele a base di azoto. Dalle considerazioni fatte grazie al contributo di TAV VACUUM FURNACES, le alternative di gas sin qui descritte sono dunque scelte pi\u00f9 che valide per la sinterizzazione delle parti in acciaio inossidabile, ma per ottenere determinati risultati \u00e8 fondamentale svolgere un\u2019analisi approfondita per scegliere la giusta atmosfera di sinterizzazione, decisiva per ottenere il miglior compromesso tra risultati e costi operativi. <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Per ottenere un certo tipo di prestazioni \u00e8 fondamentale la scelta della giusta atmosfera di sinterizzazione, perch\u00e9 solo in questo modo \u00e8 possibile raggiungere il miglior compromesso tra risultati e costi operativi. 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