L'incollaggio per diffusione è un processo che richiede un controllo preciso della temperatura e della pressione per garantire un'efficace interposizione di atomi tra due superfici metalliche.
A quale temperatura avviene il legame per diffusione? (6 punti chiave spiegati)
1. Intervallo di temperatura per il legame per diffusione
Il processo di legame per diffusione richiede che gli atomi delle due superfici metalliche si intersechino, il che richiede temperature elevate.
Queste temperature sono in genere fissate al 50-70% della temperatura di fusione assoluta dei materiali da incollare.
Questo intervallo garantisce che i materiali siano sufficientemente malleabili da consentire la diffusione atomica, ma non così caldi da fondere.
2. Metodi di riscaldamento
Le superfici vengono riscaldate con un forno o con metodi a resistenza elettrica.
L'obiettivo è raggiungere la temperatura richiesta, che può arrivare a 1400°C (2552°F) per alcuni materiali.
Questa temperatura elevata è fondamentale per attivare il processo di diffusione, in cui gli atomi si spostano da aree ad alta concentrazione ad aree a bassa concentrazione, portando infine a un forte legame.
3. Applicazione della pressione
Oltre al calore, ai componenti viene applicata una pressione con una pressa idraulica o con pesi morti.
Questa pressione assicura che le superfici siano a stretto contatto, il che è essenziale perché la diffusione atomica avvenga in modo efficace.
Per mantenere questo stretto contatto durante tutto il processo di incollaggio, si utilizzano spesso dei dispositivi di fissaggio.
4. Ricottura per diffusione
La ricottura per diffusione è una tecnica specifica utilizzata per eliminare le disomogeneità o le differenze di concentrazione all'interno del materiale.
Questo processo viene condotto a temperature molto elevate (da 1050 a 1250°C) e per periodi prolungati (fino a 50 ore).
Ad esempio, i giunti brasati a base di nichel vengono spesso ricotti per diffusione a circa 1000°C per spostare la concentrazione di metalloidi nel materiale di saldatura verso il materiale di base, migliorando così la forza e la resistenza alla corrosione del giunto.
5. Considerazioni ambientali
Per evitare l'ossidazione, che può influire negativamente sul processo di saldatura, i forni per il trattamento termico operano spesso sotto vuoto spinto.
Questo ambiente controllato garantisce che le superfici rimangano pulite e prive di contaminanti che potrebbero ostacolare il processo di diffusione.
6. Sinterizzazione e diffusione
Nella sinterizzazione, che spesso comporta un'ampia diffusione, la temperatura richiesta è in genere elevata, spesso superiore al 60% della temperatura di fusione (0,6Tm).
L'alta temperatura stimola il processo di diffusione, che mira a ridurre l'area superficiale e la curvatura locale, rafforzando così il legame.
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