La pressatura e sinterizzazione, nota anche come press-and-sinter, è un processo convenzionale di metallurgia delle polveri utilizzato per creare articoli ceramici densi con caratteristiche e proprietà materiali desiderate. Il processo prevede la miscelazione di polveri elementari o leghe con lubrificanti o additivi per produrre una miscela omogenea. Questi additivi possono migliorare la lavorabilità, la resistenza all'usura o la lubrificazione del prodotto finale.
Esistono due metodi principali di sinterizzazione: la sinterizzazione senza pressione e la sinterizzazione con pressione. La sinterizzazione senza pressione prevede il riscaldamento della polvere compattata al di sotto del suo punto di fusione senza applicare una pressione esterna. I metodi di sinterizzazione a pressione, invece, utilizzano energia meccanica e calore per densificare i prodotti. I tre tipi principali di sinterizzazione a pressione sono la sinterizzazione con pressatura isostatica a caldo, la sinterizzazione con pressatura a caldo e la sinterizzazione con pressione di gas.
La sinterizzazione con pressatura a caldo è un processo che utilizza energia termica e meccanica per densificare i prodotti. La temperatura di sinterizzazione può essere inferiore a quella della sinterizzazione a pressione normale, a seconda della pressione applicata. L'energia aggiunta accelera il processo di densificazione, consentendo di ottenere prodotti completamente densi e a grana fine in tempi più brevi e a temperature più basse. La sinterizzazione con pressatura a caldo sotto vuoto può migliorare ulteriormente il processo, riducendo la temperatura di sinterizzazione e rimuovendo efficacemente il gas nei micropori, favorendo il processo di densificazione.
Durante il processo di sinterizzazione, la polvere compatta subisce due fasi. Nella prima fase, la polvere compattata si trasforma in un componente sovradimensionato debole e scarsamente integrato con la forma desiderata. Nella seconda fase, il componente viene cotto per espellere il materiale legante e fondere insieme le particelle rimanenti, ottenendo un pezzo a piena resistenza. Questo approccio è ampiamente utilizzato per la produzione di pezzi complessi di forma netta con eccellenti proprietà meccaniche e basso costo per pezzo.
La sinterizzazione nella metallurgia delle polveri prevede il riscaldamento di una polvere compattata per fondere le particelle, ottenendo un pezzo più duro e resistente. Il processo di compattazione da solo non è sufficiente a creare un componente finale pronto per il lavoro, quindi è necessaria la sinterizzazione. Si tratta della fase finale più importante per la produzione di un pezzo in polvere metallica affidabile.
La sinterizzazione si ottiene riscaldando la polvere compattata al di sotto del suo punto di fusione. Ad alte temperature, le polveri ceramiche subiscono vari cambiamenti, come la crescita dei grani e la riorganizzazione delle particelle, che eliminano i pori tra le particelle di polvere. In questo modo si ottiene un articolo ceramico denso con proprietà meccaniche e ad alta temperatura migliorate, oltre a una maggiore conducibilità elettrica, traslucenza o conducibilità termica.
In sintesi, la pressatura e sinterizzazione è un processo di metallurgia delle polveri che prevede la miscelazione delle polveri con additivi per creare una miscela omogenea. La polvere compattata viene poi sinterizzata, trasformandola in un articolo ceramico denso con le caratteristiche e le proprietà del materiale desiderate. Il processo di sinterizzazione elimina i pori tra le particelle di polvere, ottenendo un prodotto finale più resistente e affidabile.
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