L’acciaio sinterizzato è un tipo di metallo che ha subito un processo di sinterizzazione, in cui il metallo in polvere viene riscaldato al di sotto del suo punto di fusione fino a quando le particelle formano un legame molecolare. Metalli come ferro, rame e alluminio vengono comunemente trasformati in acciaio sinterizzato. Gli acciai sinterizzati normalmente possiedono resistenza alle alte temperature e bassa velocità di deformazione.
Ci sono tre fasi principali nella produzione di acciaio sinterizzato: polverizzazione, stampaggio e compattazione. Il primo passo consiste nel trasformare il minerale di acciaio in polvere. La macinazione, l’atomizzazione, la reazione chimica e la disintegrazione centrifuga sono quattro modi per produrre polvere metallica.
La polvere viene trasferita in una pressa per stampi. I prodotti in metallo con forme e dettagli complessi possono essere fabbricati in modo più efficiente con questo metodo perché le particelle si adattano meglio allo stampo. Lo stampo viene quindi pressurizzato e compattato. Il calore viene aggiunto per fondere le particelle. In alcuni casi, il metallo sinterizzato può essere nuovamente pressato per ridurre la porosità.
Sebbene sia facile da modellare, l’acciaio sinterizzato può essere difficile da lavorare. Le particelle irregolari creano una superficie abrasiva che accelera l’usura degli utensili di lavorazione. Per aumentare la lavorabilità, additivi come fosforo, zolfo e tellurio vengono miscelati con il metallo di base per creare una superficie più liscia.
A differenza della metallurgia tradizionale, dove l’acciaio viene fuso in uno stato più o meno liquido prima di essere modellato, l’acciaio sinterizzato viene forgiato mentre è ancora in forma di polvere. Non dovendo essere fusi, si eliminano diverse fasi dal processo convenzionale. Ciò riduce i tempi di produzione, che possono essere cruciali per la produzione di grandi volumi.
Per sinterizzare l’acciaio è necessaria una temperatura relativamente bassa. Di conseguenza, il tungsteno e altri metalli con temperature di fusione elevate vengono spesso trasformati in acciaio sinterizzato. I metalli che non si legano facilmente dalla fusione possono essere combinati mediante sinterizzazione. Il carburo di titanio, un metallo resistente utilizzato nelle punte di lavorazione e negli esterni dei veicoli spaziali, viene prodotto con questo metodo.
Gli spazi tra le particelle creati durante la sinterizzazione aumentano la porosità dell’acciaio. Questo attributo consente la produzione di filtri in acciaio inossidabile sinterizzato, che possono essere utilizzati per filtrare aria e sostanze chimiche. Inoltre, poiché l’acciaio inossidabile sinterizzato può resistere a un calore tremendo, viene spesso applicato in ambienti in condizioni estreme.
Nelle motociclette, l’acciaio al rame sinterizzato viene regolarmente utilizzato come componente delle pastiglie dei freni. Fornisce una potenza di arresto e una resistenza al calore relativamente maggiori rispetto alle pastiglie dei freni organiche. La capacità di rimanere durevole dopo ripetute rotture lo ha reso popolare tra gli appassionati di moto. I cuscinetti a sfera in acciaio sinterizzato si trovano spesso nelle macchine industriali. Gli spazi all’interno dei cuscinetti trattengono il liquido, che aiuta a mantenerli adeguatamente lubrificati.