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TUTTA LA PASSIONE PER IL METALLO DURO

Dalla materia prima al prodotto finito

Scopri l'intera catena di processo per la produzione di prodotti in metallo duro.

 

CERATIZIT è uno dei pochi produttori che gestisce l’intera catena dei processi di produzione offrendo
tutto da una sola fonte: dall’estrazione dei minerali alla preparazione della polvere, dal grezzo al
semilavorato e al prodotto pronto all’uso. Per voi questo significa: una qualità costante ed elevata
sulla quale potete contare.

La produzione di metallo duro

Il processo di produzione del metallo duro ha una notevole influenza sulla qualità del prodotto finito. Il metallo duro può essere prodotto solamente mediante la metallurgia delle polveri. In ognuna delle numerose fasi di produzione devono essere eliminati tutti i rischi di contaminazione. Grazie al metallo duro si realizzano durate estremamente lunghe. L’alto livello di qualità nella produzione è assolutamente necessario per garantire una qualità omogenea del metallo duro che di seguito costituisce il requisito per una durata prevedibile.





Quali sono le materie prime per la produzione di metallo duro e di componenti in metallo duro?

La base per la produzione di metallo duro e di utensili in metallo duro di elevata qualità è il minerale di tungsteno estratto dalle miniere. Da 2.000 kg di minerale di tungsteno vengono prodotti 4 kg di scheelite o wolframite dai quali si ottengono 2,55 kg di metallo di tungsteno. Attraverso dei processi chimici e fisici wolframite e scheelite vengono trasformate in paratungstato di ammonio (APT). L’APT viene calcinato ad elevate temperature diventando ossido di tungsteno (viene sottratta ammoniaca). L’ossido di tungsteno viene ridotto sotto atmosfera di idrogeno e alte temperature in polvere di metallo di tungsteno. Questa polvere di metallo di tungsteno in presenza di elevate temperature è quindi mescolata con carbonio diventando carburo di tungsteno. Il carburo di tungsteno frantumato viene successivamente mescolato accuratamente con i leganti (cobalto, nichel o ferro) in un processo di macinazione a umido e trasformato in una sospensione omogenea. Per ottenere la massima resistenza all’usura, e a seconda della qualità di metallo duro risultante, al carburo di tungsteno viene aggiunta una certa quantità di cobalto con una granulometria nano cristallina ( <0,2μm).





Produzione della polvere

Il processo di produzione del carburo di tungsteno inizia con l’estrazione del minerale. Durante le prime fasi di separazione e di trasformazione si ottiene un materiale cristallino di estrema purezza: il paratungstato di ammonio. Con la ricottura sotto vuoto si ottiene successivamente l’ossido di tungsteno W2O5 (blu), mentre dalla ricottura in aria risulta l’ossido di tungsteno WO3 (giallo verdastro). A una temperatura fra gli 800 e i 1000°C l’ossido di tungsteno viene ridotto in polvere di puro tungsteno. Alla polvere di tungsteno viene aggiunta fuliggine o grafite riscaldando il tutto in seguito a 1500 – 2000°C. La polvere che sarà lavorata è una miscela di vari carburi in polvere con leganti metallici e vari additivi. Per ottenere la granulometria richiesta il materiale viene macinato a umido per il tempo necessario e successivamente sottoposto a un processo di essiccazione.





Formatura del grezzo in metallo duro

Esistono quattro processi di pressatura per dare una forma alla miscela granulata:

Estrusione: Con questo processo si producono parti come cilindretti o listelli pressando la polvere plastificata in uno stampo, tagliandoli successivamente.

Stampaggio a iniezione della polvere di metallo: Lo stampaggio a iniezione è un processo di produzione industriale in cui la pasta di materiale metallico viene fusa (plastificata) e iniettata ad elevata pressione all’interno di uno stampo chiuso, che viene aperto dopo la solidificazione del manufatto.

Pressatura con stampi rigidi: Nello stampaggio diretto la polvere viene pressata mediante un utensile di pressatura ottenendo così la forma finale.

 

Pressatura isostatica a freddo (dry bag o wet bag): I tubi in gomma sintetica che si trovano in gabbie d’acciaio vengono riempiti di polvere e successivamente montati in una pressa isostatica a freddo che trasforma la polvere in una massa compatta. Mediante il processo seguente di deformazione si ottiene la forma finale.

 

Lavorazione del preformato

Lavorazione del grezzo

La lavorazione del grezzo ovvero della parte pressata avviene prima della sinterizzazione. La lavorazione meccanica viene realizzata mediante metodi convenzionali quali la fresatura, il taglio, la foratura o la tornitura.

Sinterizzazione - la densificazione del grezzo iniziale al grezzo di metallo duro

Le qualità di metallo duro ricevono le loro proprietà meccaniche attraverso il processo di sinterizzazione. Con il riscaldamento a ca. 1.500°C durante il processo di sinterizzazione il grezzo si trasforma in un metallo duro denso e omogeneo. A seconda della qualità di metallo duro il volume del grezzo si riduce fino al 50% durante questa fase. Nella fabbricazione dei grezzi quindi è indispensabile molta esperienza nel campo per ottenere un prodotto finale dalle dimensioni giuste. Il produttore di metallo duro CERATIZIT dispone da decenni del know-how per calcolare il ritiro durante la sinterizzazione e assicurare la qualità del prodotto finale.

Tempo di sinterizzazione: ca. 24 ore
Pressione: fino a 100 bar
Temperatura di sinterizzazione: 1.400 °C – 1.600 °C





Finitura dei grezzi di metallo duro

La lavorazione del metallo duro influenza notevolmente le proprietà e le prestazioni degli utensili finiti. L’esecuzione corretta in termini di qualità delle singole fasi di lavorazione può aumentare in misura considerevole la durata degli utensili. Il metallo duro può essere lavorato con le seguenti tecnologie:

  • Rettifica
  • Lucidatura
  • Elettroerosione
  • Onatura
  • Smussatura
  • Sabbiatura
  • Rivestimento galvanico
  • Con saldante

 

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