L'incollaggio per diffusione avviene tipicamente a temperature comprese tra il 50 e il 70% della temperatura di fusione assoluta dei materiali coinvolti. Questo processo prevede il riscaldamento delle superfici metalliche ad alte temperature, spesso fino a 1400°C (2552°F), e l'applicazione di una pressione per garantire un contatto intimo tra le superfici. La temperatura esatta per l'incollaggio per diffusione può variare a seconda dei materiali specifici e del risultato desiderato; la ricottura per diffusione viene spesso eseguita a temperature comprese tra 1050 e 1250°C per periodi prolungati per migliorare la forza e la resistenza alla corrosione dell'incollaggio.
Spiegazione:
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Intervallo di temperatura per l'incollaggio 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
In sintesi, l'incollaggio per diffusione è un processo preciso che richiede un attento controllo della temperatura e della pressione per garantire l'efficace interspazio di atomi tra due superfici metalliche. Le temperature specifiche possono variare, ma in genere rientrano in un intervallo che è una frazione significativa dei punti di fusione dei materiali, garantendo la mobilità atomica necessaria per l'incollaggio senza causare la fusione dei materiali.
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