Deformazione: il tuo acciaio si rovina così

La variazione di forma dovuta a cause meccaniche o termiche, problema ricorrente delle deformazioni innescate da trattamenti termochimici dell’acciaio, è da sempre conosciuto come uno degli aspetti di maggiore criticità.

 

Omogeneo, isotropo, ugualmente resistente a trazione e a compressione: è sempre lui, l’acciaio. Per definizione, il materiale di più semplice modellazione. Peccato che l’esperienza di ogni giorno ti dimostra come le definizioni e gli standard lascino il tempo che trovano.

La resistenza meccanica è notoriamente la risposta del materiale strutturale

alle sollecitazioni provocate dai carichi? Il tuo lavoro ti porta a mettere spesso alla prova tanto il campo elastico quanto quello plastico del materiale che in teoria – e solo in teoria – sarebbe facile da modellare.

E non manca mai qualche sorpresa…vediamo insieme quali sono i problemi e, soprattutto, le possibili soluzioni.

(Attenzione: non voglio “gufare” sui problemi, ma ti ricordo che SteelBetter è sempre a disposizione per le soluzioni!)

 

Pezzi deformati: c’è il problema? C’è anche il trattamento adatto

Il trattamento termico (nel suo senso più ampio) incide per una percentuale modesta sul costo industriale del prodotto finito. Eppure, nelle produzioni massive a basso contenuto tecnologico il trattamento termico può innescare varie problematiche. E risolverle significa – accanto alle operazioni di finitura superficiale – che quelle stesse lavorazioni vanno a costituire un valore di quasi (se non superiore) al 40% del costo industriale del prodotto finito. E siccome non c’è mai fine al peggio, ti lasciamo far due conti su quello che potrebbe accadere se i pezzi in questione fossero complessi e con un alto grado di precisione richiesta!

Ci sono casi in cui è possibile salvarsi con opportune tecniche (tempra sotto pressa, lavorazioni meccaniche a pezzo bianco per la compensazione delle deformazioni, raddrizzatura meccanica).

Ma ci sono tragici casi in cui

 

• sia per la complessità del particolare,
• sia per la massa metallica globale da trattare

 

le deformazioni raggiungono valori talmente elevati che il pezzo deformato deve essere necessariamente scartato.

 

Se devi affrontare un cliente imbufalito, ti converrà essere bene informato sulle cause che innescano un meccanismo così deleterio. I parametri in gioco sono molti e spesso di difficile individuazione, ma l’aspetto su cui soffermarsi principalmente è

l’elevato shock termico che il pezzo deve sopportare

• sia in fase di raffreddamento
• sia in fase di riscaldamento

 

Le deformazioni da trattamento termico

Possono essere suddivise in due specie:

•  Variazioni volumetriche o dimensionali, legate alle modificazioni microstrutturali

indotte dal trattamento termico,

• Distorsioni o variazioni permanenti della geometria dei pezzi, legate a vari fattori, come le espansioni e le contrazioni termiche differenziate, oltre ai cambiamenti microstrutturali.

 

La rapida variazione di temperatura, generando dei gradienti termici tra cuore e superficie, innesca l’insorgere di tensioni termiche o di variazioni microstrutturali e in ultima analisi provoca variazioni di forma del pezzo. Se l’intensità di queste tensioni restasse entro i limiti elastici, il pezzo non subirebbe alterazioni. Le tensioni, infatti, si annullerebbero al raggiungimento della temperatura ambiente. Cosa che non avviene praticamente mai, perché il limite di snervamento dell’acciaio alle alte temperature è basso e può essere facilmente superato dalle tensioni termiche.

 

È pur vero che esistono particolari che statisticamente, più di altri, tendono a deformazioni elevate e poco controllabili. Ed è altrettanto vero, purtroppo, che sono quasi sempre prodotti di valore elevato valore del prodotto e che vengono realizzati in piccoli lotti: si tratta tipicamente di quelle commesse che fanno il tuo miglior biglietto da visita. Ecco perché vale la pena di confrontarsi con chi ha messo a punto la corretta procedura capace di controllare l’insorgere delle deformazioni. Ecco perché ti conviene rivolgerti a SteelBetter.

 

Pezzo trattato e salvato… a prezzo SteelBetter

Dopo aver scrutato questo complesso ‘panorama’, pieno di rischi per il tuo lavoro e la reputazione della tua azienda, noi sappiamo che esistono strategie per gestire i clienti… poco comprensivi.

Immaginiamo che tu abbia da poco per le mani un nuovo progetto per la produzione di un componente. Buon momento, vero? E allora con entusiasmo parti, ben conoscendo l’esistenza di diversi parametri che influenzano la buona riuscita del trattamento oltre la composizione dell’acciaio:

• la temperatura del bagno di tempra
• il tempo di permanenza in temperatura
• la velocità di raffreddamento
• quando previsto, anche la durata del rinvenimento.

 

La sai lunga quanto vuoi sulle lavorazioni meccaniche. Ma sai benissimo, d’altra parte che i trattamenti termici sono un ‘male’ necessario. Tante (cementazione, tempra e rinvenimento, nitrurazione, carbonitrurazione, tempra a induzione, ecc) e complesse, queste operazioni conferiscono resistenza ad usura, sviluppa eccellenti proprietà meccaniche e aumenta la resistenza a fatica.

Noi di SteelBetter la vediamo come te: sappiamo che il trattamento termico nasconde molte potenziali insidie. Oltre alla distorsione, ci sono le simpatiche tensioni residue già presenti nel particolare e indotte da lavorazioni precedenti (come la produzione dell’acciaio, la forgiatura, le lavorazioni meccaniche e la rettifica) saranno rilasciate e si manifesteranno sotto forma di un ulteriore e imprevedibile deformazione che non è sempre controllabile.

 

Diciamo che il raggiungimento di tutti i requisiti è una grossa sfida, e noi siamo qualificati e pronti per affrontarla in tuo nome, senza soprattutto farti spendere un capitale. SteelBetter sa come conferire con continuità e ripetitività le caratteristiche richieste al prodotto, in rispetto a tutte le specifiche geometriche e metallurgiche.

Decidi da subito di incontrare chi è in grado di eseguire i trattamenti e insieme, a tavolino e con molta calma, ragionate di rischi, prevedendoli e prevenendoli e valutando con oggettività i costi (così scoprirai che anche su questo fronte siamo competitivi!). Potresti da subito accorgerti che SteelBetter ti leva qualche preoccupazione di troppo, perché la nostra mission è evitare a te l’ansia in produzione e al tuo cliente il malumore da consegna non proprio a parametro.

Possiamo proporti  – ma soprattutto effettuare insieme a te – attività di campionatura volte a identificare tutti i potenziali problemi ed evitare che questi si verifichino dopo che la produzione sia stata avviata. Insomma, ti facciamo perdere un po’ di tempo per evitarti di perderne tantissimo quando magari è troppo tardi, le percentuali di elevate e il buon cliente è ormai un treno perso.

Possiamo occuparci delle problematiche pre-lancio, ma in fase di campionatura si arriva alla concretezza, stabilendo e documentando i processi di trattamento termico ripetitivi. Così risulta assicurata l’integrità delle geometrie del particolare e si crea per i fornitori l’obbligo di segnalare e documentare eventuali cambiamenti di processo.

 

Contattami senza alcun impegno e potrò offrirti una valutazione ben particolareggiata e ponderata sulla fattibilità. Le tue richieste specifiche sono il vero campo d’azione di SteelBetter, e noi siamo sempre operativi…mettici alla prova!