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Processi di lavorazione del metallo
METALLO LIQUIDO:
- Iniezione di gas
- Agenti che rilasciano gas
- Gasar
- Fonderia
- Formazione di spray metallici
METALLO IN POLVERE:
- Sintetizzazione di polveri o fibre
- Sintetizzazione di sfere cave
- Gas intrappolato
- Schiumatura con impasti
- Deposizione elettrochimica
- Deposizione di vapore
METALLO GASSOSO:
Le proprietà della schiuma dipendono dalla geometria e sono importanti anche le caratteristiche interne al materiale.
METALLO LIQUIDO - INIEZIONE DI GAS NEL FUSO (METODO CYMAT):
Questo processo utilizza alluminio puro (o di lega) che viene fuso con sistemi di fonderia. Si usano come carburo di silicio (SiC) o allumina.
STABILIZZATORI CERAMICI:
La percentuale di peso può variare dal 5 al 25% e le particelle vanno da 25 a 27. Queste particelle ceramiche scivolano troppo velocemente lungo le pareti delle bolle di gas rischiando di non creare una schiuma stabile durante la solidificazione. Il materiale viene riempito con gli stabilizzatori ceramici.
riduce la viscosità). Si possono usare diversi gas, inerti o ossidanti, per creare bolle! 125-28 maggio/1° giugno SCIENZE DEI MATERIALI solidificare portandosi sulle superfici. AGITATORE In funzione del gradiente termico nella schiuma, posso determinare il tempo in cui la schiuma tende a rimanere liquida oppure semisolida, quindi, posso determinare il tempo del drenaggio. Drenaggio indica il flusso di metallo fuso che per gravità abbandona le pareti cellulari. schiume Controllando il processo di iniezione del gas, produco a celle chiude con bassa DENSITÀ RELATIVA ossia il rapporto tra la densità della schiuma ottenuta e la densità del metallo in cui si trova la schiuma. Vado poi ad utilizzare altri metodi, inoltre, riesco a creare delle lunghe 1 m e spesse circa 20 cm, le quali contengono pori LASTRE a celle chiude con diametro medio di pochi cm. Quindi, questo processo è tra i ; esso ci dà una schiuma con densità relativa dello 0.08 ed
èMENO COSTOSIutilizzato per , avendo la possibilità di ottenere diverse geometrie.
SCHIUME DI ALLUMINIO ):PARTICELLE CHE RILASCIANO GAS NEL FUSO (METODO ALPORASintitanio ( ) che si decompone in titanio ed idrogeno quando viene riscaldato a temperaturesuperiori a 450°C. gassoso che mi forma delle bolle ed ottengo unprocesso molto lento dovuto ad una .VISCOSITÀ MOLTO ALTA
Il processo inizia:
- si stabilizza la temperatura tra i 670 e i 690°C.Aumento la viscosità aggiungendo il calcio che si ossida rapidamente, quindi, si forma ossido dicalcio e ossido di alluminio che sono dispersi nel metallo liquido;
- Il sistema di agitazione viene spento e si forma la schiuma;
- Viene fatto solidificare (coalescenza) e si forma la schiuma, la quale ha dimensioni fino a 4/5mm e una densità relativa tra 0.2 e 0.77
Questo processo è MOLTO COSTOSO.
METALLO:In seguito, si ha la solidificazione e si forma metallo solido ed idrogeno, i quali danno origine ad
Nota bene: un processo variante è la la colata del COLATA INTORNO A DELLE SFERE (GRANULI) inorganici, i quali rimangono nel metallo a fine solidificazione (molto spesso essi vengono riscaldati prima).
DECOMPOSIZIONE DI PARTICELLE CHE RILASCIANO GAS (METODO ALULIGHT): si utilizza alluminio in polvere che viene miscelato con un agente schiumante (idruro di titanio). ma. alla crescita delle bolle (deformazione plastica)
Fasi del processo:
- clo dialluminio stesso);
- La polvere miscelata viene pressata con una pressatura a freddo ed ottengo il PRECURSORE;
- Il precursore viene riscaldato in forno in contenitori di acciaio fino a raggiungere e superare
La temperatura di fusione è 4. Il materiale si decompone e si formano le bolle, successivamente si crea la schiuma che riempie lo stampo con una densità che arriva a 0.1. Ci sono diverse varianti del processo ed esso si utilizza solo per il metallo solido. Vediamo la curva di espansione, ossia come si espande un precursore in funzione del tempo. Superato un certo intervallo di tempo, si ottiene l'effetto del peso proprio. Inoltre, i precursori possono essere inseriti tra 2 lamine di lega di alluminio (si ottiene un pannello sandwich) schiuma. 325-28 maggio/1° giugno SCIENZE DEI MATERIALI SINTETIZZAZIONE E DISSOLUZIONE (SDP): si utilizza un metallo solido di partenza. In questo processo si producono schiume mediante un metodo in cui si utilizza un elemento per far mantenere dello spazio tra la polvere di alluminio e si divide in tre fasi:
- Miscelazione e compattazione di una miscela costituita da:
- Alluminio in polvere;
- Cloruro di sodio;
- Piccole
2. Viene scaldato per un tempo indefinito e si forma una struttura solida reticolare.SINTETIZZAZIONE
3. Le particelle di cloruro di sodio vengono rimosse in acqua calda (DISSOLUZIONE) ed ottengo laporositàschiuma.
Questo processo molto spesso avviene allo stato liquido.
Molto importante è il tempo di sintetizzazione:
- Se troppo lungo ossidazione delle particelle di alluminio;
- Se troppo breve i legami sono deboli.
Vediamone le PROPRIETÀ:
- Possibilità di produrre forme complesse e i pezzi sono formati da:
- schiume;
- alluminio allo stato solido;
- Otteniamo la porosità molto simile a quella delle spugne (celle comunicanti tra loro);
- porosità aperta
La è un vantaggio;
Durante la fase di dissoluzione del sale, può esserci il problema di corrosione (bisogna avere concentrazione di sale bassa);
PROCESSO DI SINTETIZZAZIONE DI SFERE CAVE molto
utilizzato a livello industriale (produzione di sfere cave). Si considera un impasto composto da piccole particelle ceramiche + legame organico + solvente evado a creare delle sfere liquide e cave che vengono essiccate mediante la caduta da una torre. Queste sfere cave vengono riscaldate per far evaporare il solvente, in seguito si ha un trattamento di tempra che decompone gli idruri metallici (come schiume). LASCIANDO LE SFERE DI METALLO. Le sfere possono essere soggette a sintetizzazione per aumentare la loro resistenza. Si ottengono materiale con densità relativa pari a 0.05 ed è un processo utilizzato per produrre GRANDI QUANTITÀ DI SCHIUMA.
PROCESSO DI INTRAPPOLAMENTO GAS: scatola si intrappola un gas inerte all'interno di una a forma di , la quale viene LEGA DI TITANIO messa sottovuoto per eliminare l'ossigeno poiché rovina il titanio. In seguito, riempio la scatola con argon (3,4 o 5 atm) (0.3/0.5 Mpa) ed essa viene compressa in una massa compatta ad alta
intensità (densità relativa 0.97/0.98) con una pressatura idrostatica a caldo esercitata in maniera uniforme. pressione interna
Questa scatola conterrà la cui è data dal rapporto tra il volume
PICCOLI PORI
iniziale e il volume finale moltiplicato per la pressione iniziale dei pori.: per pressioni iniziali di 0.6 e finali di 0.95 si ha una crescita della pressione interna di
NOTA BENE
circa 8 volte, in seguito, il campione viene raffreddato fino a temperatura ambiente.
Questa pressione interna è troppo bassa per far espandere la lega di titanio e, inoltre, ci sono anche
piccoli pori.
Quindi, uso un , ossia vado a rompere la struttura dei pori e creo una
PROCESSO DI LAMINAZIONE
distribuzione di pori più omogenea e più piccola. 425-28 maggio/1° giugno SCIENZE DEI MATERIALI
La laminazione avviene tra 900°C-940°C e provoca un appiattimento ed allungamento dei grani =>si formano delle facce di contatto tra le cavità interne che si
legano per diffusione, perciò, si formano strisce di piccoli pori che contengono gas. Eseguendo una laminazione trasversale e quindi, all'amiglioramento dell'uniformità della distribuzione dei pori, si ha una nuova espansione in un forno nel quale si porta il componente a 900°C (20/30 ore). L'alta temperatura determina un incremento della pressione interna dei pori di un fattore 4 (tra 10-16 Mpa) e si riduce la resistenza a creep della lega (riduzione della densità del campione). Si generano componenti con struttura interna a sandwich in lega di titanio (l'interno contiene fino al 50% di vuoto). (Se volessi una % di vuoti maggiore, devo ridurre la pressione dei pori). Le celle variano da qualche a dimensioni che arrivano a centinaia di . Questo processo è un processo a causa della laminazione a caldo. MOLTO COSTOSO SCHIUMATURA CON IMPASTI Le schiume metalliche possono essere prodotte da un impasto: - polveri metalliche; - agenti schiumanti; - additivi (reattivi). QuestoImpasto viene versato nello stampo, fatto reagire a temperature elevate e grazie agli elementi additivi si ha l'espansione di gas e creazione di pori (si crea la schiuma). Tende a ridurre la sua viscosità.
Se uso allora si usa l'acido ortofosforico o idroclorico come agente schiumante.
L'alluminio ioni di metallo elettrodeposizione: usa una soluzione di ioni all'interno di un elettrolita. Si comincia andando a depositare per via elettrica il metallo su una superficie della schiuma (rimossa in seguito per lasciare i vuoti della schiuma metallica).
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