Il termine lavorazione dei metalli “lavorazione a caldo” si riferisce a un processo di metallurgia delle polveri che combina l’azione alternata del calore e della pressione meccanica o del vuoto per creare metalli duri e fragili da polveri metalliche di elevata purezza. È ampiamente utilizzato nell’industria della lavorazione dei metalli per migliorare le proprietà fisiche di metalli come acciaio, titanio e alluminio. La lavorazione a caldo è anche chiamata pressatura a caldo o lavorazione isostatica a caldo. Il processo utilizza tre tipi di riscaldamento: induttivo, resistenza indiretta e pressatura a caldo diretta.
Per effetto della lavorazione a caldo, il metallo lavorato assume le caratteristiche fisiche dei metalli lavorati, sviluppando sia durezza che fragilità. Questa maggiore durezza rende il metallo lavorato a caldo utile per una varietà di applicazioni in cui è richiesta una durata estrema. I metalli e le leghe creati in questo modo sono comunemente usati per attrezzature da taglio pesanti, come punte da trapano con punta in metallo duro e lame per seghe.
La lavorazione a caldo viene eseguita attraverso la sinterizzazione, che è il riscaldamento di un materiale in polvere a uno stato appena al di sotto del punto di fusione in cui diventa flessibile come una plastica. Ciò fa sì che il metallo in polvere si fonda insieme, formando forti legami molecolari. La tecnica della lavorazione a caldo produce anche livelli di purezza più elevati perché la polvere metallica utilizzata per la lavorazione a caldo è generalmente un materiale di elevata purezza all’inizio dell’operazione.
Durante il processo di lavorazione a caldo, la struttura del metallo viene condensata e stabilizzata. Utilizzando la pressatura a caldo sotto vuoto, viene utilizzato un gas inerte, solitamente argon, per esercitare una pressione costante su tutti i lati del metallo di formatura. Questa pressione, combinata con il calore e la sinterizzazione, crea un prodotto finale altamente compatto e denso che è molte volte più duro di quanto sarebbe il metallo non trattato. Inoltre, il processo rimuove i vuoti e le imperfezioni nel metallo mentre la pressione spinge verso l’interno sul metallo formatore per migliorare ulteriormente le proprietà naturali del metallo e affinare ulteriormente le impurità del metallo.
Il processo di sinterizzazione utilizzato nella lavorazione a caldo dei metalli è essenziale per la fabbricazione di una varietà di prodotti in metallo. La sinterizzazione liquida viene utilizzata nella creazione di carburo di tungsteno o carburo cementato per utensili da taglio. Il bronzo è sinterizzato per l’uso nei cuscinetti delle ruote a causa delle sue caratteristiche fisiche e porosità. L’acciaio inossidabile viene sinterizzato e utilizzato per i filtri nell’industria alimentare e farmaceutica. La lavorazione a caldo e la sinterizzazione potrebbero anche essere utilizzate per raffinare e condizionare i metalli preziosi utilizzati nella produzione di gioielli, parti aeronautiche e attrezzature chirurgiche.