68

Capitolul III

ELEMENTE DE METALURGIA PULBERILOR

3.1. Principiul fabricrii materialelor i produselor sinterizate

O metod relativ nou de obinere a unor aliaje metalice cu proprieti deosebite este

cunoscut sub denumirea de metalurgia pulberilor. Metoda const n obinerea unor semifabricate

sau produse finite din pulberi metalice supuse unor presiuni i temperaturi ridicate. Prin

metalurgia pulberilor, piesele sunt obinute fr ca metalele i aliajele s treac prin faza topit. La

acest procedeu n prima etap se fabric, prin diferite metode, pulberile metalice care dup o

dozare, amestecare, omogenizare sunt compactizate prin presare n matrie din oel.

Semifabricatele obinute sunt supuse sinterizrii respectiv legarea particulelor printr-un tratament

specific realizat n atmosfer protectoare. Sinterizarea produselor presate este condus la

temperaturi inferioare temperaturii de topire a componentului principal din amestecul de pulberi.

n figura 3.1 se red schematic operaiile tehnologice de obinere a pieselor prin

metalurgia pulberilor.

Fig. 3.1 Succesiunea operaiilor tehnologice n metalurgia pulberilor

Pulbere metalic

Omogenizare

Compactare

Sinterizare

Operaii de finisare

69

Metalurgia pulberilor asigur materialelor i produselor sinterizate o compoziie

precis, uniform i o mare constan proprietilor. Spre deosebire de materialele complete,

proprietile mecanice ale materialelor sinterizate depind n afar de compoziia chimic de

structura aliajului i de porozitatea materialului sinterizat (fig. 3.2).

Fig. 3.2 Influena porozitii asupra caracteristicilor mecanice

ale unui material sinterizat din pulberi de fier

Cu ct porozitatea este mai mare rezistena la traciune, alungirea, duritatea, reziliena

vor fi mai mici. Pentru a diminua influena negativ a porozitii se poate alege o tehnologie

care s asigure o porozitate fin i sferoidizarea porilor cum ar fi: dubl predare, presare

izostofic, mrirea duratei i temperaturii de sinterizare, aplicarea sinterizrii activate etc.

Materialele sinterizate asigur ns i o serie de proprieti specifice i anume:

scderea coeficientului de frecare i funcionarea silenioas a materialelor de antifriciune

(datorit proprietii de autolubrifiere), duritate i rezisten la uzare mare chiar la temperaturi

70

ridicate (la aliajele dure sinterizate), conductivitate termic i rezisten la coroziune (la

materialele de contacte electrice), proprieti magnetice superioare (n cazul materialelor

magnetice fabricate sin pulberi metalice) i altele. Este posibil nlocuirea unor materiale

scumpe i deficitare cu altele mai ieftine i uor de procurat. Prin metalurgia pulberilor se pot

obine materiale i produse care nu ar putea fi elaborate prin procedeele clasice: wolframul,

pseudoaliajele W-Cu, W-Cu-Ag (pentru contactele electrice sinterizate), materialele periilor

colectoare pe baz de cupru i grafit (folosite la mainile electrice). Tehnologia de fabricaie a

produselor sinterizate este i avantajoas, utilajele necesare fiind universale necesitnd doar

nlocuirea matrielor de presare i calibrare. Se preteaz la mecanizare, automatizare,

robotizare crescnd productivitatea muncii. Fa de avantajele amintite pot fi enumerate ns

i o serie de dezavantaje: preul ridicat de obinere a pulberilor metalice, limite impuse de

dimensiunea i complexitatea formei geometrice a piesei determinate de capacitatea utilajelor

i preul ridicat al matrielor, compactitatea mai mic i fragilitatea mai mare a pieselor

sinterizate fa de cele turnate sau obinute prin deformare plastic. Cu toate acestea montarea

pieselor sinterizate din pulberi metalice pe diferite maini, aparate i instalaii poate ridica

simitor performanele tehnice i competitivitatea acestora.

3.2. Elaborarea pulberilor metalice

Pulberile metalice sunt particule foarte fine cu dimensiunea cuprins ntre 1 1,4 mm.

Materialele din care sunt alctuite pot fi: metale pure, aliaje, compui chimici ai metalelor

(oxizi, carburi, nituri etc.) compui intermetalici sau nemetale (grafit, stearat de Zn etc.). n

funcie de scopul urmrit i proprietile cerute, pulberile se pot folosi n starea lor iniial

(pur) sau n amestecuri de diferite compoziii. Metodele de fabricare ale pulberilor metalice

pot fi grupate n metode mecanice (de achiere, mcinare, cnd materialul de pornire se

gsete n faz solid sau pulverizare-atomizare cnd materialul de pornire se gsete n faz

lichid) i fizico-chimice (reducerea metalelor din oxizi, electroliza soluiilor apoase sau a

srurilor topite etc.).

Pulberea metalic utilizat n metalurgia pulberilor trebuie s prezinte urmtoarele

caracteristici:

- compoziie chimic adecvat;

- mas volumic, fluiditate, compresibilitate ridicat;

71

- proprieti bune la curgere; analiza granulometric, forma i aspectul particulelor;

- variaii dimensionale minime n timpul sinterizrii;

- produsul format s aib o rezisten mecanic bun i alungire mare.

3.2.1. Tehnologii utilizate pentru producerea pulberilor metalice

Pulberile metalice, fiind n general produse pure, gradul lor de puritate, mrimea i

forma particulelor sunt determinate de metoda de fabricaie.

Metodele numeroase folosite n practica industrial se clasific astfel:

a. metode mecanice (achierea, mcinarea, pulverizarea din faza lichid); b. metode fizico-chimice (reducerea metalelor din oxizi, electroliza, descompunerea

carbonililor din metale etc.).

3.2.1.1. Metode mecanice

1. Achierea metalelor i aliajelor este utilizat rar ca metod direct pentru fabricarea

pulberilor metalice, dei cantitatea mare de achii ce rezult n urma prelucrrilor prin

achiere a pieselor reprezint o surs ieftin de materie prim pentru obinerea pulberilor

metalice (fie n stare fin, fie n stare semifin din care prin mcinare sau alte metode se

obine pulberea).

Recuperarea achiilor rezultate n urma operaiilor de prelucrare prin achiere (a celor

de finisare i superfinisare) rmne o problem de viitor ce va duce la importante economii de

materie prim.

n momentul de fa se aplic la scar industrial metoda fabricrii pulberii de

magneziu.

Pulberea de magneziu fiind inflamabil i prezentnd pericol de explozie se obine

astfel: blocul de magneziu (seciune 50-350 mm) este achiat cu vitez mic de un cilindru

rotativ pe care se nfoar n spiral o band pieptene cu dini fini din srm de otel clit.

2. Mcinarea din diferite tipuri de mori (vibratoare cu bile, cu vrtejuri). Morile

vibratoare cu bile au o cptueal rezistent la uzur (oel manganos sau aliaje dure

sinterizate), iar bilele sunt confecionate din acelai material dur. Gradul de umplere al

72

tamburului de mcinare cu bile i material de mcinat este de 40-60%. Schia morii vibratoare

cu bile este prezentat n figura 3.3. Tamburul de mcinare, sprijinit pe arcuri, nu se rotete, ci

execut o micare vibratoare cu frecvena de 900-3000 Hz, de mic amplitudine (2-10 mm)

datorit maselor excentrice fixate pe arborele principal care este cuplat elastic direct cu

motorul electric de antrenare.

Pe lng avantajul obinerii unei granulaii fine a pulberii, morile cu bile prezint i un

randament de mcinare foarte un. Astfel de mori se folosesc pentru obinerea pulberilor fine i

foarte fine de Al, grafit, materiale ceramice, carburi de W i Ti, ferite pentru magnei

sinterizai i benzi de magnetofoane etc.

Un utilaj de mare productivitate i eficien este moara cu vrtejuri prezentat n

figura 3.4. Alimentarea acesteia se face cu material pregranulat: achii, pan, buci de srm

( 1-1,5 mm, l = 3-4 mm), buci mici de tabl, pulberi grosolane. Cele dou elice 2 se rotesc

n sensuri opuse i imprim granulelor o energie cinetic mare. Astfel granulele se ciocnesc

ntre ele i cu pereii tobei 1.

Fig. 3.3. Moar vibratoare cu bile

1 tambur de mcinare; 2 arbore cu excentric; 3 bile i pulbere; 4arcuri

Fig. 3.4 Moara cu vrtejuri

1 tob metalic; 2 elice; 3 micarea granulelor pulberii; 4 u pentru alimentare i golire

73

Avantajele folosirii acestei mori: se pot mcina metale cu tenacitate ridicat (otel

moale, Cu, Al); se obine o pulbere funciar de disc cu reborduri ce are o capacitate de presare

i sinterizare foarte bune.

Ca dezavantaje putem aminti: pulberea astfel obinut are o duritate ridicat i un nalt

grad de ecruisare; necesit un tratament de recoacere n atmosfer reductoare; consum

energetic ridicat (2,5-3 kWh/kg); productivitate redus (10-15 kg/h)

Ca urmare a celor artate mai sus metoda se folosete numai pentru fabricarea unor

pulberi nalt aliate (fabricarea magneilor n tehnica vidului i industria electrotehnic).

3. Pulverizarea din faz lichid este un procedeu cu productivitate foarte ridicat (3-

10 t/h) n care granulele au o form apropiat de cea sferic. Schia de principiu este

prezentat n figura 3.5.

Fig. 3.5 Pulverizarea din faz lichid

1 oal de transport; 2 creuzet intermediar; 3 duz; 4 camera de pulverizare

Jetul de metal topit ce curge din creuzetul 2 este antrenat de aerul comprimat (5-6

atmosfere), v = 300-400 m/s sau ap sub presiune (100-180 daN/cm2) din cauza 3: astfel

metalul este pulverizat i cade ntr-un bazin cu ap din camera de pulverizare.

Aceast metod se folosete pentru obinerea pulberilor din metale pure i aliaje, dar i

pseudoaliaje ale cror componente sunt michibile numai n stare lichid (Cu-Pb, Cu-Fe, Ag-

Pb etc.)

Pulberea rezultat este oxidat la suprafa datorit mediului de rcire (oxigenul din

aer). Cele mai importante cantiti de pulbere se obin din fier, oeluri slab i nalt aliate,

oeluri inoxidabile i superaliaje.

74

Ca variante ale acestei metode se pot aminti: pulverizarea centrifugal, pulverizarea cu

jeturi multiple de ap.

3.2.1.2. Metode fizico-chimice

Aceste metode permit obinerea unor pulberi cu puritate ridicat cu finee reglabil de

obicei fine (0,1-10 mm), form determinat i aptitudine bun de presare. n practica

industrial se utilizeaz urmtoarele metode:

a. Reducerea oxizilor este metoda cea mai rspndit la fabricarea pulberilor de fier i

majoritatea pulberilor de Ni, Cu, Co, W, Mo. Reducerea are loc la temperaturi ridicate n

general cu hidrogen, obinndu-se granule cu structur spongioas i proprieti de presare

foarte bune.

b. Metoda electrochimic se bazeaz pe depunerea metalului sau aliajului la catod sub

form de pulbere ca urmare a trecerii unui curent electric continuu prin soluiile apoase ale

unor sruri metalice sau ale unor topituri la temperaturi ridicate. Prin alegerea unor parametrii

optimi la electroliz (compoziia electrolitului, temperatura acestuia, densitatea de curent,

starea de agitare a electrolitului, vibrarea electrozilor), proprietile pulberilor electrolitice pot

fi influenate n direcia dorit. Acest procedeu permite obinerea pulberilor de Cu, Sn, Fe,

Ag, Nb, Ti, Zr, dar i pulberi de aliaje (Fe-Ni, Fe-Mo, Fe-Cr, Fe-Ni-Mo) sau combinaii

chimice (boruri, siliciuri).

c. Metoda carbonil dei este metod costisitoare asigur obinerea unor pulberi de

calitate necesare n industria electronic, nuclear, tehnica vidului, unde se cer produse de

mare puritate. Metoda const n descompunerea carbonililor metalici i condensarea vaporilor

metalici rezultai dup reaciile:

Fe(CO)5 Fe + 5CO

Ni(CO)5 Ni + 5CO

Oxidul de carbon rezultat este refolosit la sinteza carbonililor metalici n reactoare la

temperaturi i presiuni ridicate. Pe germenii de cristalizare aprui din faza gazoas se depun

straturi succesive concentrice formndu-se granule sferice cu diametrul 1-10 mm i structura

stratificat. Pulberea obinut trebuie supus unui tratament de recoacere n atmosfer de

hidrogen, reductoare i decarburant, la 500-650C. n acest fel se obine i o scdere a

duritii pulberii uurnd operaia de presare ulterioar. Prin aceast metod se fabric pulberi

de Fe, Ni, Co, Cr, Mo, W dar i pulberi aliate Fe-Co, Fe-Mo, Fe-Ni, Ni-Co i altele.

75

d. Obinerea pulberilor din prealiaje are loc prin mcinarea unor prealiaje casante,

pulverizarea unor aliaje topite cu compoziii corespunztoare, reducerea unor amestecuri de

oxizi ale metalelor cerute, electroliza amestecurilor de sruri dizolvate n ap sau a celor

topite la temperaturi ridicate i pron coroziunea intercristalin a unor deeuri de aliaje (oeluri

inoxidabile i oeluri Cr-Ni). Un exemplu de folosire a pulberilor prealiate l constituie

lagrele autolubrifiante de bronz i grafit.

3.3. Proprietile pulberilor metalice. Metode de determinare

Pentru a asigura calitatea produselor obinute din pulberi metalice se pune problema

cunoaterii i determinrii proprietilor fizice, chimice i tehnologice ale acestora.

a. Proprieti fizice

- Forma granulelor depinde de metoda de fabricaie a pulberii i poate fi: sferic,

ovoidal, poliedric, lamelar, acicular, dendritic etc. Determinarea formei

granulelor se poate face cu lupa sau microscopul;

- Structura intern a granulelor poate fi compact, poroas, spongioas i se

apreciaz la microscop, nglobnd granulele ntr-o mas plastic i pregtindu-le

sub form de probe metalografice;

- Calitatea granulelor se refer la aspectul suprafeei care poate fi neted, rugoas,

cu crpturi, pori, capilare etc. Suprafaa specific a pulberii se exprim n cm2/g i

este cu att mai mare cu ct pulberea este mai fin i particulele au o suprafa mai

rugoas i structur intern mai poroas;

- Mrimea granulelor i distribuia granulometric. La majoritatea pulberilor

mrimea particulelor se extinde ntr-un domeniu dimensional mai larg care se

mparte n mai multe clase granulometrice precis definite. Distribuia

granulometric se poate exprima sub form tabelar sau sub form de grafice (fig.

3.6). Determinarea repartiiei granulometrice se face prin analiza de cernere

folosind un set de site standardizate aezate pe un vibrator electromagnetic.

- Densitatea materialului pulberii (m) reprezint raportul dintre masa unei probe de

pulbere i volumul efectiv, excluznd volumul porilor dintre granule i cel din

interiorul granulelor. Determinarea experimental a densitii reale a pulberilor se

poate face cu picnometrul;

76

Fig. 3.6 Repartiia granulometric a dou pulberi metalice

b. Proprieti chimice

- Compoziia chimic este dat de cantitatea procentual a componentelor dintr-un

aliaj sau amestec de pulberi a elementelor nsoitoare i a impuritilor. n special

determinarea coninutului de oxigen;

- Rezistena la coroziune i oxidare prezint o mare importan practic. n cazul

pulberilor de metale sensibile la oxidare este necesar aplicarea unui tratament de

pasivizare naintea livrrii pulberii. De asemenea trebuie stabilite condiii speciale

de depozitare ale materialelor pulverulente cu structura spongioas cu tendin de a

absorbi vapori de ap i de diferite gaze.

c. Proprieti tehnologice

- Densitatea aparent la umplere (u) se calculeaz fcnd raportul dintre masa

pulberii dintr-un recipient exprimat n grame i volumul cunoscut al recipientului

(cm3);

- Compactitatea de umplere Cu [%] arat ct din volumul ocupat aparent de o

pulbere este efectiv umplut cu materialul pulberii. Se calculeaz:

[%]100m

uuC

=

- Porozitatea de umplere Pu = 100 Cu [%];

77

- Densitatea de tasare rt [g/cm3] este densitatea aparent a pulberii dup o scuturare

intens ntr-un recipient. Ca i n cazul densitii de umplere, dup tasare se poate

calcula compactitatea de tasare Ct [%] i porozitatea de tasare Pt [%]. Rezult deci

c aceast compactitate mic obinut la vrsarea liber a pulberii metalice va

trebui mrit ulterior printr-o serie de operaii: scuturare, vibrare, presare,

sinterizare, calibrare prin care produsele sinterizate finite s ajung la o

compactitate mai mare apropiat de cea a materialului compact (cu excepia

produselor poroase).

- Fluiditatea reprezint timpul [s] n care o anumit cantitate de pulbere (50 g) trece

printr-un orificiu calibrat ai unei plnii standardizate. Pulberile line au fluiditate

ridicat pentru a asigura umplerea rapid a cavitii matrielor de presare chiar n

cazul unei forme geometrice complexe.

- Presabilitatea (compresibilitatea) arat densitatea comprimatului obinut prin

presarea unei anumite mase de pulberi la o presiune dat, ntr-o matri cilindric.

Efectund mai multe determinri la diferite presiuni de comprimare se stabilete

curba de presare a pulberii respective.

Fig. 3.7 Diagrama de presare pentru dou pulberi metalice cu presabiliti diferite

Determinnd masa [g] i volumul [cm3] comprimatului cilindric se determin

densitatea de presare p [g/cm3]. Curba pornete din punctul corespunztor densitii de

umplere u i la presiuni masive se apropie asimptotic de densitatea real m a materialului

pulberii sau amestecului de pulberi pentru care compactitatea de presare Cp este 100% i

porozitatea de presare Pp este 0%. n practic se utilizeaz presiuni de compactizare de 3-8

tf/cm2 (zona haurat de pe diagram).

- Coeficientul de umplere U este necesar la proiectarea i reglarea matrielor de

presare pentru a asigura introducerea n cavitatea matriei a cantitii de pulbere

exact necesar realizrii unei piese cu greutatea i dimensiunile cerute.

78

- Stabilitatea formei semifabricatului dup compactizare va caracteriza de fapt

rezistena mecanic a acestuia, care va permite manipularea semifabricatelor de la

prese pn la intrarea n cuptoarele de sinterizare. Aceast proprietate se exprim prin

rezistena muchiilor care va fi proporional cu presiunea de compactizare. Rezistena

muchiilor M se determin prin introducerea n tamburul unui aparat a 5 pastile

cilindrice standardizate, care supuse unor rotiri i cderi un anumit timp vor pierde o

anumit cantitate de pulbere ce se va desprinde de pe muchii. Msurnd masa

pastilelor nainte (m1) i dup ncercare (m2) se poate calcula rezistena muchiilor:

( )1

21100100m

mmM = [%] (3.1)

3.4. Procesul tehnologic de obinere din pulberi a pieselor i

semifabricatelor n vederea obinerii pieselor i semifabricatelor din pulberi sunt necesare o serie de

operaii: pregtirea pulberilor, formarea, presarea i sinterizarea acestora.

3.4.1. Pregtirea amestecurilor de pulberi Realizarea produsului finit cu compoziia chimic prescris necesit amestecuri de

pulberi crora li se adaug liani (rini, cear, parafin) i lubrifiani (uleiuri, glicerin,

alcool, acid stearic etc.) pentru uurarea presrii i uniformizarea densitii n interiorul

semifabricatelor presate.

Dozarea componentelor amestecului se realizeaz reetei prescrise prin cntrire

(metoda gravimetric), din mai multe sortimente de pulberi metalice, eventual nemetalice,

adugndu-se materialele lubrifiante care vor favoriza operaia ulterioar de formare.

Omogenizarea componentelor amestecului urmrete obinerea unei repartiii

uniforme a componentelor cu ajutorul omogenizatoarelor dublu conice. Acestea sunt

prevzute cu tamburi rotitori de capaciti cuprinse ntre 50-500 litri, durata omogenizrii

fiind 15-30 minute.

Verificarea omogenizrii se realizeaz prin metode microscopice, microchimice sau cu

ajutorul izotopilor radioactivi.

79

3.4.2. Formarea pieselor i semifabricatelor

Metodele de formare a pieselor i semifabricatelor din pulberi se pot clasifica n

metode de formare cu aplicarea i fr aplicarea presiunii.

a. Metode de formare cu aplicarea presiunii

Presarea n matrie de oel este cea mai utilizat metod deoarece asigur precizie

ridicat i forme geometrice complexe, o calitate bun a suprafeei semifabricatului,

posibilitatea mecanizrii i automatizrii procesului. Utilajele de presare sunt presele

mecanice i hidraulice universale, pentru obinerea produselor diferite fiind necesar

schimbarea matriei de presare. Matriele sunt foarte scumpe din cauza preciziei de execuie

ridicate, a oelurilor de scule nalt aliate i tratate termic, astfel nct tehnologia metalurgiei

pulberilor devine rentabil numai la producii de serie mare (5000 piese/an).

Presarea la cald n matrie asigur de fapt unirea celor dou operaii, presarea i

sinterizarea. In timpul presrii materialul este nclzit pn la temperatura de sinterizare astfel

c presiunile de compactizare vor fi mai mici dect la presarea la rece. Este necesar ins ca

materialul din care sunt confecionate matriele s reziste la temperaturi ridicate. Se pot utiliza

oeluri refractare, iar la temperaturi mai mari, grafit sau materiale ceramice. Datorit

dificultilor tehnice, acest procedeu se recomand doar la presarea materialelor rigide (boruri,

carburi metalice, nitruri etc.).

n figura 3.8 se red schematic procesul de presare simpl a pulberilor metalice n

matri.

Fig. 3.8 Fazele presrii simple a pulberilor metalice

1 poanson superior; 2 matri; 3 poanson inferior; 4 pulbere metalic; Ps presiune superioar; Pi presiune inferioar; 5 pies semipresat;

6 pies din pulberi metalice presat

80

Sintermatriarea const ntr-o presare obinuit a pulberilor i o sinterizare n scopul

obinerii unor semifabricate cu forma apropiat de a piesei finite, care se supun ulterior

matririi la cald. Se realizeaz astfel compactiti mari (98%), structur omogen lipsit de

defecte, proprieti mecanice ridicate n condiiile unei mari complexiti a formei geometrice

(roi dinate conice).

Extrudarea pulberilor permite obinerea unor produse cu seciune uniform, cu

lungimi mari i proprieti constante. n variant clasic pulberile se amestec cu un liant fiind

extrudate la temperatura mediului ambiant, la temperaturi ridicate nefiind nevoie de adaos.

Pentru ridicarea compactitii se poate utiliza ca material de pornire o capsul metalic

compactizat n prealabil prin scuturare sau vibrare i supus extrudrii la cald.

Laminarea pulberilor se realizeaz prin dozarea i antrenarea amestecului de pulberi

ntre doi cilindri de laminare. Dac acetia sunt aezai n plan orizontal, alimentarea se face

prin curgere gravitaional, iar dac sunt aezai n plan vertical va fi nevoie de plnii cotite

sau dispozitive mecanice de alimentare. Acest procedeu asigur prin folosirea unor

dispozitive de dozare adecvate, fabricarea tablelor bimetalice sau cu mai multe straturi.

Presarea izostatic necesit o camer de presiune cu perei rezisteni n care se

introduce sub presiune un lichid i cantitatea necesar de pulberi (aflat ntr-o form flexibil)

care va fi supus forelor de compactizare ce vor aciona n mod uniform din toate direciile.

b. Metode de formare fr aplicarea presiunii

Turnarea pulberilor n form de ipsos se utilizeaz pe larg n industria ceramic.

Metoda const n turnarea unei suspensii de pulbere metalic ntr-o form cu perei poroi

care va absorbi lichidul suspensiei. Particulele de pulberi din suspensie se depun i se

compactizeaz pe peretele formei absorbante, viteza de depunere a fazei solide scznd pe

msur ce grosimea stratului metalic format crete. Semifabricatele sunt meninute n form

10-16 ore dup care sunt scoase i lsate n vederea uscrii complete.

Presrarea pulberilor fr tasare se aplic la obinerea produselor de mare porozitate de

tipul filtrelor. Pe o plac suport cu suprafaa vopsit astfel nct s fie mpiedicat sinterizarea

semifabricatului se presar i se niveleaz un strat de grosime convenabil din amestecul de

pulberi. Plcile suport se stivuiesc fiind introduse ntr-un cuptor de sinterizare. Produsul obinut se

desprinde uor de pe placa suport sub forma de discuri, lamele. Se pot obine i corpuri filtrante de

form conic sau tronconic prin tehnologia de umplere simpl cu pulbere a unor turme retractare.

Compactizarea pulberilor prin vibrare utilizeaz vibraiile cu frecvene sonore (2-5000

Hz), timpul de vibrare fiind scurt (10 s) pentru a evita segregarea pulberilor n funcie de mrimea

81

i densitatea granulelor. Amplitudinea vibraiilor trebuie corelat cu nlimea coloanei de pulbere

ce se vibreaz deoarece creterea peste o anumit valoare conduce la scderea densitii.

Alte metode de formare aprute recent sunt: presarea cu impulsuri electromagnetice,

presarea cu ultrasunete, presarea prin explozie etc.

Proprietile mecanice i tehnologice ale pieselor i semifabricatelor obinute prin

presare vor depinde de compactitatea i porozitatea acestora. n acest scop se vor determina:

- densitatea aparent la presare, cu ajutorul balanei hidrostatice;

- uniformitatea densitii, fie microscopic prin stabilirea mrimii i cantitii porilor

n diferite zone, fie cu ajutorul razelor X prin nnegrirea neuniform a imaginii

piesei secionate pe un film Roentgen;

- porozitatea total, tot prin metoda cntririi hidrostatice, fcndu-se impregnarea

corpului poros cu un lichid insolubil n ap (ulei, parafin);

- conductivitatea electric care caracterizeaz compactizarea granulelor prin

legturile care s-au format ntre acestea;

- rezistena la compresiune i ncovoiere;

- duritatea semifabricatelor presate, prin metoda Brinell folosind bile cu diametrul

mare (5 sau 10 mm);

- stabilitatea formei semifabricatului dup formare (rezistena muchiilor descris

anterior).

3.4.3. Sinterizarea pieselor i semifabricatelor

Sinterizarea este un proces termic realizat n atmosfer controlat n cursul cruia are

loc consolidarea complet a pulberilor ca urmare a proceselor de sudare prin difuzie.

nclzirea pentru sinterizare se execut la temperaturi superioare celei de recristalizare a

constituentului cel mai greu fuzibil din amestecul de pulberi. n mod curent, sinterizarea se

execut n atmosfer reductoare sau neutr (de hidrogen) care reduce peliculele de oxigen de

la suprafaa particulelor favoriznd difuzia:

MeOn + nH2 Me + nH2O

n figura 3.9, a, b, c, d, e, f, se prezint operaiile de baz ale proceselor de fabricaie a

pieselor metalice prin metodele metalurgiei pulberilor. Acestea sunt operaii de presare i

compactare, de presinterizare, sinterizare, combinate cu procese mecanice de nclzire, de

82

extrudare, rectificare, tratare prin impregnare, tratare prin nanooxidare. Procesul de realizare a

pieselor n form de srm din wolfram thoriat (WThO2), se red n figura 3.9, a.

Fig. 3.9, a Procesul de fabricaie a sistemelor de wolfram

n figura 3.9, b, se red schema procesului de realizare a pastilelor din carburi metalice

pentru scule.

Fig. 3.9, b Procesul de realizare a pastilelor din carburi metalice

83

n figura 3.9, c, se red schema procesului de realizare a pieselor din pulbere metalice

de cupru.

Fig. 3.9, c Proces de realizare a bucelor autolubrifiante cupru-grafit

n figura 3.9, d, se red schema procesului de realizare a filtrelor poroase din metal.

Fig. 3.9, d Proces de realizare a filtrelor poroase din bronz, srm

n figura 3.9, e, se red schema procesului de realizare a pieselor din pulberi de fier

ordinare.

Fig. 3.9, e Procesul de realizare a pieselor din pulberi de fier ordinare

n figura 3.9, f, se red schema procesului de realizare a pieselor din aliaje fier-carbon

i grafit.

84

Fig. 3.9, f Procesul de realizare a pieselor prin sinterizare din pulberi i de aliaje feroase

cu structur de rezisten ridicat

3.4.3.1. Transformri structurale ce au loc n timpul sinterizrii

Un corp presat din pulberi metalice formeaz un sistem termodinamic instabil. n

prima etap a sinterizrii, prin nclzire, crete energia cinetic i mobilitatea atomilor care

ncep s se deplaseze ocupnd poziii de echilibru mai stabile. Consolidarea particulelor n

operaia de sinterizare se realizeaz prin procesele de difuzie ce au loc la suprafaa de contact

dintre particule, respectiv dintre particule i pori. Reducerea energiei libere n vederea

realizrii echilibrului termodinamic se poate obine prin mrirea suprafeelor de contact ntre

particulele comprimatului, diminuarea porozitilor, recristalizarea i creterea grunilor. Au

loc de asemenea o serie de interaciuni chimice avnd ca efect reducere peliculelor de oxizi,

eliminarea produselor rezultate, descompunerea i vaporizarea substanelor introduse la

presare ca lubrifiani i liant precum i alierea prin difuzie a componenilor provenii din

pulberi diferite formndu-se soluii solide i compui intermetalici. Consolidarea i alierea ce

se produc n timpul sinterizrii pot fi explicate prin teoria punilor (fig. 3.10). Astfel la

nceputul sinterizrii particulele neconsolidate prezint doar puncte de contact. La temperatura

de sinterizare datorit creterii mobilitii atomilor, ei difuzeaz de la o particul la alta

stabilind puni de legtur care favorizeaz sudarea particulelor i scderea volumului porilor.

Totodat la limitele particulelor are loc formarea unei noi generaii de gruni care vor crete

85

prin deplasarea limitelor avnd ca efect dispariia granielor ntre fostele particule de pulbere,

comprimatul transformndu-se ntr-o pies masiv n care porii devin izolai.

Fig. 3.10 Consolidarea pulberilor la sinterizarea explicat prin teoria punilor

Durata de sinterizare poate fi micorat i gradul de densificare mrit prin apariia unei

faze lichide la temperatura de sinterizare. Aceast faz ptrunde i umple porii comprimatului

accelernd toate procesele dependente de difuzie: consolidarea particulelor, eliminarea porozitii,

alierea ntre componenii diverselor particule. Faza lichid poate apare n urma topirii unuia sau

mai multor constitueni din amestecul de pulberi sau poate fi infiltrat n porii comprimatului ntr-

o etap a sinterizrii cnd porii au caracter intercomunicant (cazul aliajelor dure de achiere pe

baza de carburi metalice i cobalt care poate fi introdus n stare lichid prin infiltrare).

3.4.3.2. Parametrii tehnologici ai sinterizrii

a. Viteza de nclzire nu prezint restricii, n general poate fi mare deoarece piesele

sunt mici;

b. Temperatura de sinterizare se situeaz ntre 2/3-4/5 din temperatura absolut de topire a componentului principal din amestecul de pulberi;

86

c. Durata sinterizrii este de -1 h, se stabilete experimental n funcie de proprietile dorite (structur, proprieti mecanice, porozitate etc.);

d. Viteza de rcire trebuie s fie mic mai ales la sinterizarea pulberilor din materiale cu clibilitate mai ridicat sau a pieselor de forme complexe care ar putea duce la

apariia unor tensiuni interne;

e. Mediile de sinterizare pot fi neutre (argon sau azot) cnd au fost folosite pulberi lipsite de oxizi, sau reductoare (hidrogen, amoniac disociat, gaz metan ars parial)

folosite n cazul pulberilor metalice cele mai frecvent utilizate (Fe, Cu, Al, Sn,

bronz etc.). Se mai poate utiliza vidul n cazul materialelor sensibile la oxidare;

Cuptoarele utilizate pentru aplicarea sinterizrii sunt: cuptoare tubulare cu band

transportoare, cuptoare tunel cu role transportoare, cuptoare clopot, cuptoare cu inducie,

cuptoare cu tub de grafit. n general sistemul de nclzire este electric cu rezisten sau cu

inducie, mai rar cu flacr, iar alimentarea poate fi continu sau discontinu. Aceste cuptoare

sunt racordate la instalaii de preparare a mediilor protectoare sau pomp de vid.

3.4.4. Operaii aplicate produselor sinterizate

a. Infiltrarea cu metale sau aliaje topite se aplic n cazul n care se urmrete creterea compactitii prin micorarea porozitii i obinerea unor proprieti

mecanice superioare. Pentru infiltrarea pieselor poroase din oel se poate utiliza

cupru pur aplicnd ulterior o clire urmat de revenirea scheletului de oel carbon,

sau un aliaj de cupru cu 8% Mo i 25 Fe urmat de o durificare prin precipitare

pentru aliajul de cupru. Se obine astfel un ansamblu optim de proprieti:

rezisten la traciune 650 N/mm2 corelat cu proprieti bune de plasticitate.

Infiltrarea se poate realiza prin absorbie sau prin scufundare n bi de cupru topit

la 1100-1200C.

b. mbinarea cu lubrifiani lichizi se aplic pieselor sinterizate, poroase pentru a asigura autolubrifierea lagrelor sau pieselor care lucreaz prin frecare. Aceast

mbibare se realizeaz de obicei prin fierbere n ulei pn la ncetarea degajrii

bulelor de aer (mbibare n vid).

c. Calibrarea se aplic n vederea realizrii unei mai mari precizii dimensionale i const ntr-o presare n matrie de calibrare. n timpul calibrrii este necesar s se

asigure o ungere ct mai bun folosind lubrifiani solizi (MoS2) sau lichizi.

87

d. Tratamentele termice se aplic n funcie de compoziia i structura iniial a aliajului sinterizat. Apar restricii doar la utilizarea unor medii lichide de nclzire

la tratamentele termochimice sau a unor medii de rcire, n cazul pieselor cu

porozitate mare.

e. Prelucrarea prin achiere este mai dificil n cazul produselor sinterizate. Se recomand scule armate cu plcue din aliaje dure sinterizate, prelucrare cu viteze

mari (80-300 m/min) i avansuri mici (< 0,3 mm/rot) fr a folosi lichide de

achiere.

3.5. Materiale sinterizate i domenii de utilizare

3.5.1. Aliaje dure sinterizate

Aceste materiale sunt fabricate din pulberi fine de carburi de wolfram i de titan,

utiliznd ca liant de sinterizare cobaltul. Pulberile de materii prime se obin prin: reducerea de

hidrogen a bioxidului de wolfram, amestecarea pulberii de W cu grafit i sinteza carburii de

W n cuptoare electrice; reducerea cu grafit a oxidului de titan i sinteza carburii de titan;

obinerea pulberii de cobalt prin reducerea cu hidrogen a oxidului de cobalt. Prin mcinare i

sortare se obin pulberi foarte fine (< 10 mm) care dup dozare conform reelelor stabilite se

omogenizeaz n mori cu bile n mediu umed timp ndelungat. Urmeaz o granulare n

prezena unui plastifiant (soluie de cauciuc, parafin), compactizarea n matrie i o

presinterizare la 750-1000C n atmosfer protectoare de hidrogen sau amoniac disociat. Dac

este necesar blocurile sau plcuele pot fi prelucrate prin achiere dup care are loc

sinterizarea final la 1350-1550C n cuptoare cu vid. Aliajul astfel obinut are duritate i

rezisten la uzare foarte mari, care se menin pn la temperaturi ridicate. Sculele achietoare

armate cu plcue din aliaje dure sinterizate sunt superioare celor de oel carbon, oel rapid sau

stelit (fig. 3.11) permit realizarea unor viteza de achiere mari, crescnd deci productivitatea

prelucrrilor prin achiere.

Lipirea tare a plcuelor sinterizate pe un suport de oel (scule armate cu aliaje dure)

necesit precauiuni datorit coeficientului de dilataie termic de dou ori mai redus a

acestora fa de oel, tensiunile rezultate din diferena contraciilor la rcire, fiind mari.

88

Fig. 3.11 Variaia duritii cu temperatura a diferitelor materiale de scule achietoare

Din aliaje dure sinterizate mai pot fi realizate filiere pentru trefilare, matrie,

poansoane, sape de foraj. n construciile de mecanic fin, coeficientul redus de dilataie

termic confer pe lng rezistena la uzare i constan dimensional, materialele sinterizate

fiind utilizate la realizarea suprafeelor de contact a instrumentelor de msur, elemente de

ghidare etc.

Plcuele mineralo-ceramice sunt fabricate din pulbere de alumin (98,7% Al2O3,

restul fiind SiO2, CaO, Fe2O3). Pulberea se calcineaz la 1400-1600C, se macin umed pn

la o finee de 1-2 mm, se presar n matrie de oel i se sinterizeaz la 1700-1800C timp de 1

or. Avantajul acestor plcue este duritatea i rezistena ridicat pn la 1000-1100C, dar

rezistena la ncovoiere este mai mic dect a aliajelor dure, sinterizate pe baz de carburi.

Sculele diamantate pentru condiii uoare de lucru se pot fabrica prin nglobarea

granulelor de diamant n liani organici, rini sintetice, cauciuc dur. Sculele diamantate cu

condiii de exploatare (foraj de mare adncime, scule de prelucrare a materialelor foarte dure).

Ca liant metalic se pot folosi: aliaje sinterizate pe baz de Cu, Fe, W, Mo sau pe baz de

carbur de W i Ti cu liant de Co sau Ni.

89

3.5.2. Materialele refractare metalice sinterizate

Pentru a se putea ncadra n categoria materialelor refractare este necesar ca piesele i

semifabricatele sinterizate s ndeplineasc o serie de condiii: temperatur de topire,

temperatur de recristalizare, ridicate, meninerea unor proprieti mecanice ridicate chiar la

temperaturi nalte, rezisten la oxidare la temperaturi ridicate, rezisten la ocuri termice,

limit de fluaj ridicat chiar la temperaturi foarte mari. n acest scop se utilizeaz trei categorii

de materiale:

a. Metale greu fuzibile (W, Mo, Ta, Nb) se obin prin metalurgia pulberilor

prezentnd avantajul unor puriti nalte iar la temperatura de lucru la elaborare s

ating temperatura de topire. Pulberile de wolfram i molibden se obin prin

reducerea oxizilor de W sau de Mo cu hidrogen la temperaturi de max. 900C.

Pulberile astfel obinute cu dimensiuni de 2-8 mm se preseaz i se sinterizeaz n

dou etape, o presinterizare la 1200C iar a doua sinterizare la temperaturi apropiate de cele

de topire (3000C pentru W i 2200-2400C pentru Mo) n H2. Semifabricatele sinterizate

obinute se prelucreaz n continuare prin tehnologii clasice (forjare, trefilare, laminare i

tanare etc.). Pentru obinerea srmelor de W foarte subiri (0,009 mm) dup trefilare se

aplic o dizolvare chimic sau electrochimic n instalaii speciale.

Srmele de W se utilizeaz la fabricarea filamentelor lmpilor incandescente, a

tuburilor fluorescente, elementelor de nclzire n cuptoare electrice, contactelor electrice din

diferite aparate de msur i control i altor produse speciale.

Srmele de Mo se utilizeaz la fabricarea susintorilor pentru filamentele lmpilor

electrice obinuite, elementelor de nclzire din cuptoare electrice pentru temperaturi pn la

1800C, elementelor componente din tuburile electronice, tuburile cinescop ale cuptoarelor i

instalaiilor de prelucrare cu fascicul de electroni i a altor produse specifice tehnicii de vrf.

Srmele de Ta sunt destinate fabricrii termocuplelor pentru temperaturi nalte,

elementelor componente ale aparaturii medicale, utilajelor din industria chimic, capsulelor

pentru depozitarea izotopilor radioactivi, anozilor tuburilor electronice din staiile de emisie

radio-TV etc.

n construcia reactoarelor nucleare i n alte domenii speciale se utilizeaz produse

sinterizate din pulberi de U, Th, Zr sau combinaii ale acstora.

b. Materiale sinterizate refractare pe baz de carburi, boruri, nitruri, siliciuri

utilizeaz ca liant pulberi metalice de Cr, Ni, Mo, Co etc. astfel nct n timpul

90

sinterizrii se formeaz aliaje i pseudoaliaje cu proprieti complexe (mecanice,

termice, electrice, chimice). Un exemplu l constituie fabricarea prin metalurgia

pulberilor a paletelor de turbine cu gaze.

c. Materiale refractare pe baz de cermei (materiale metalo-ceramice). Cermeii sunt

materiale sinterizate din amestecuri de pulberi metalice i pulberi ceramice (oxizi

refractari, carburi, boruri, siliciuri) utiliznd ca liant metalic pulberi de Fe, Ni, Cr,

W, Mo, Nb sau prealiaje pe baz de Fe. Cei mai utilizai cermei sunt pe baz de

oxid de aluminiu fcnd parte din sistemele: Al2O3-Fe; Al2O3-Ni; Al2O3-Cr;

Al2O3-Mo, Al2O3-W; Al2O3-Al (SAP Sinter Aluminium Pulver) i altele. Ca

oxizi superrefractari mai pot fi utilizai: MgO, BeO; ZrO2; TiO2; Cr2O3 dar i

compui de forma 3Al2O3-2SiO2 (mullit); MgO-Al2O3 (spinel); ZrSiO4 (zircon)

etc. Domeniile de utilizare ale cermeilor sunt:

- ca materiale refractare (teci de termocuple, mufle de cuptoare, inele, tije, dopuri

pentru reglarea jeturilor topiturilor metalice, piese pentru rachete i motoarele

acestora etc.);

- ca materiale de achiere pentru armarea sculelor;

- ca materiale de friciune;

- elemente de nclzire ale cuptoarelor electrice pentru temperaturi ridicate;

- straturi acoperitoare de protecie pe alte metale (la sistemele de eapare ale gazelor

fierbini, palete de turbine cu regim greu etc.).

3.5.3. Materiale sinterizate poroase

a. Cuzineii poroi autolubrifiani se fabric din pulberi de fier sau de bronz.

Materialele sinterizate cu baz de Fe conin 0,5-1,5% grafit i 3-12% Cu pur, iar

cele din pulberi de bronz conin 6% Sn, 6% Zn, 3% Pb i 1-4% grafit. Porozitatea

acestor cuzinei este 18-30% i pot absorbi ulei n cantitate de 1,8-3,5% din

greutatea piesei. Impregnarea porilor cu ulei asigur caracteristici funcionale

foarte bune: coeficient de frecare mic (0,004-0,1), cu rezisten bun la uzare i

tendin redus la gripare, funcionare silenioas i economie de lubrifiant.

Cuzineii poroi sinterizai sunt ieftini, pot lucra ani de zile fr ntreinere sau

supraveghere asigurnd o ungere foarte bun. La condiii grele de ncrcare este

91

necesar o ungere suplimentar, iar n cazul solicitrilor termice se adaug un

lubrifiant solid (grafit, MoS2 etc.). Dintre domeniile de utilizare se pot specifica:

lagre ale automobilelor, avioanelor, mainilor unelte i mainilor agricole,

mainilor textile i n industria alimentar, aparatelor de mecanic fin, mainilor

i aparatelor de uz casnic.

b. Filtrele i electrozii poroi utilizeaz materiale sinterizate de porozitate fin i

uniform ce variaz n limite largi. n cazul filtrelor se utilizeaz pulberi de bronz

cu granule sferice, iar pentru utilizri deosebite pulberi din oel inoxidabil, monel,

nichel, wolfram, molibden. n acest fel se asigur o rezisten mecanic bun chiar

la temperaturi ridicate i rezisten la coroziune. Aceste filtre sunt utilizate pentru

filtrarea unor lichide sau gaze, ca plci repartizatoare ale paturilor fluidizate i n

transportul pneumatic, plci opritoare de flacr i de explozii n instalaiile de

sudare cu gaze etc. Electrozii poroi se folosesc la fabricarea bateriilor de

acumulatoare i a pilelor electrice moderne. n funcie de natura electrolitului se

folosesc diferite pulberi metalice de nichel i argint cu granulaia de 2-10 mm,

porozitatea electrozilor metalici ajungnd la 70%.

3.5.4. Materiale magnetice sinterizate

Aceste materiale prezint proprieti superioare celor ce se pot realiza la materialele

obinute prin turnare i deformare plastic. Apelnd la metalurgia pulberilor se pot obine

diferite tipuri de materiale magnetice cu compoziii precise. Se utilizeaz pulberi de mare

puritate cu granulaie fin ceea ce conduce la obinerea unei structuri fine i omogene ce

asigur proprieti mecanice i tehnologice foarte bune.

a. Materialele magnetice moi se obin din pulberi fine de fier de mare puritate sau

amestecuri de pulberi de Fe i 2-4% Si; Fe cu 9-11% Si 5-6% Al sau Fe i 45-55%

Ni. Legarea acestor pulberi se realizeaz prin intermediul unui liant organic ceea

ce asigur un histerezis magnetic redus i permeabiliti magnetice ridicate.

b. Materialele magnetice dure utilizate ca materiale pentru magnei permaneni fac

parte din sistemele Fe-Al-Ni (Alni) i Fe-Al-Ni-Co (Alnico). O importan tot mai

mare o au materialele magnetice pe baz de cobalt i pmnturi rare (samariu)

SmCo5N i cele obinute din pulberi de oxizi (BaO6Fe2O3 - baferit). n general

92

structura acestor materiale este eterogen alctuit din faze magnetice fin

dispersate ntr-o matrice nemagnetic. Materialul magnetic avnd granulaia de

ordinul monodomeniilor se amestec cu un liant, se compactizeaz n matrie i se

sinterizeaz la 1300C n H2 sau n vid timp ndelungat (20 h). Urmeaz o

recoacere de precipitare i un tratament termomagnetic (clire n cmp magnetic)

urmat de o revenire la 600C.

3.5.5. Materiale sinterizate pentru contacte electrice

Sunt materiale care se preteaz la fabricarea prin procedeele metalurgiei pulberilor

deoarece prin metodele clasice, topire, turnare, nu se pot obine (componentele respective nu

se aliaz ntre ele). Astfel, se pot realiza combinaii cum ar fi: Cu-grafit, bronz-grafit, W-Cu,

W-Ag, Mo-Ag, Ag-Ni, Ag-CdO etc., care presate i sinterizate vor realiza conductiviti

electrice i termice mari, dar i rezisten la deteriorare prin coroziune sau eroziune electric.

Exist dou posibiliti de a obine acest tip de materiale i anume: amestecarea pulberilor n

proporia dorit urmat de presare i sinterizare sau sinterizarea unui semifabricat poros din

componentul greu fuzibil i impregnarea porilor acestuia cu componentul uor fuzibil.

Produsele realizate pot fi:

a. Contacte electrice de rupere utilizate la deschiderea i nchiderea circuitelor

electrice. n aceast categorie se ncadreaz contactele W-Cu; W-Ag la care se

asociaz proprietile wolframului (densitate mare, tendin redus de sudare,

eroziune minim) cu cele ale argintului sau cuprului (conductivitate termic i

electric ridicat, oxidare lent etc.) i contactele Ag-Ni, Ag-CdO cu sensibilitate

redus la suprasarcin favoriznd stingerea rapid a arcului la deschiderea

curentului.

b. Contacte electrice glisante la care datorit faptului c prile n contact alunec una

peste alta este nevoie de o bun rezisten la uzare, tendin redus de a produce

scntei, coeficient mic de frecare, rezisten la aciunea arcului electric etc. Se

utilizeaz materiale sinterizate metal-grafit ca metale putnd fi utilizate Sn, Zn, Pb,

Cu, iar grafitul este n proporie de 5,70%. De exemplu pentru periile glisante pe

firul de cale a troleibuzelor se poate folosi material poros sinterizat alctuit din

95% pulberi de fier i 5% grafit care se umple prin infiltrare cu sulf topit.

93

3.5.6. Aliaje sinterizate pentru construcia de maini

n construcia de maini piesele sinterizate ocup un loc important n special n

industria de automobile (>50%), industria utilajelor electrocasnice (20%) i maini de birou

(10%), condiia care se pune fiind alegerea corespunztoare a parametrilor de fabricaie pentru

reducerea la minim a porozitii i crearea unor piese de rezisten. n acest scop se pot folosi:

a. Materiale sinterizate pe baz de fier care utilizeaz drept pulberi de baz oel aliat

cu Cr, Ni i Mo la care se adaug pulberi de Cu n proporie de 2-3%. Prezena

cuprului este favorabil pentru reducerea porozitii prin formarea unei faze

lichide la sinterizare care va determina obinerea unor structuri omogene, creterea

rezistenei i a stabilitii dimensionale. Astfel se pot realiza piese de tipul

bucelor, camelor, prghiilor, roilor dinate, pistoane, segmeni de piston etc.

Obinerea unor proprieti optime n exploatare este asigurat prin aplicarea unor

tratamente termice sau termochimice identice cu cele aplicate pieselor obinute

prin tehnologii clasice.

b. Materiale sinterizate pe baz de cupru se utilizeaz la obinerea unor benzi cu

proprieti mecanice i electrice superioare. Bronzul sinterizat aliat cu Zn (1-2%)

sau cu Ni (8-15%) este utilizat pentru piese att rezistente la coroziune dar i

rezistente la traciune atingndu-se valori de 45 daN/mm2. Alamele sinterizate (10-

30% Zn, restt Cu) i gsesc aplicaii n mecanic fin i industria electronic. Se

mai pot realiza piese din pulberi de alpaca sau bronz, cu beriliu cu proprieti

ridicate i la un pre de cost cu 50% mai mic dect cel al pieselor obinute prin

tehnologii clasice.

c. Materiale din aluminiu sinterizat se obin prin extrudarea la cald a pulberilor de

aluminiu. Datorit faptului c n timpul extrudrii are loc fragmentarea reelei de

oxizi i nglobarea lor n masa metalic de baz, semifabricatele obinute sub

form de bare conin 7-13% oxid de aluminiu. Se mai pot realiza piese cu

rezisten ridicat de tipul pistoanelor pentru motoare, palete de turbine sau

ventilatoare, din pulberi de aluminiu aliat cu Fe, Ni, Cr, Ta, V obinute prin

pulverizare.

94

3.5.7. Materiale de friciune din pulberi metalice

Aceste materiale trebuie s asigure un coeficient de frecare ridicat, bun conductivitate

termic, rezisten bun la uzare, coeficient de dilatare redus. Sunt utilizate ca garnituri la

frnele i ambreiajele moderne de mare capacitate. Aceste materiale au baza de fier, cupru sau

bronz pn la 35% i componeni nemetalici (grafit, SiO2, Al2O3, azbest etc.). n adugarea

cuprului crete conductivitatea termic i este favorizat lipirea prin sinterizare a amestecului

pe suportul de oel al discurilor i lamelor. Plumbul i grafitul mbuntesc rezistena la

uzare, micoreaz tendina la gripare i asigur o cuplare sau o frnare fin, fr ocuri.

Componenii nemetalici vor mri coeficientul de frecare i rezistena la uzare. Aplicarea pe

suportul de oel supus n prealabil cuplrii electrochimice se face prin presarea unor plci sau

inele din pulberi urmat de o sinterizare sub sarcin sau presrare i presare direct pe suport,

urmat de sinterizare i calibrare.