Diamoci un taglio! Ma con l’acciaio giusto
Se devo produrre uno strumento da taglio, chiaramente non ha senso che mi accontenti di un acciaio qualunque. Al contrario, dovrò sceglierlo oculatamente avendo valutate durezza e tenacità perché ciò che gli si richiede, una volta prodotto ed entrato in funzione, è una grandissima resistenza all’usura dovuta all’utilizzo.
Ovvio? Non così tanto. Raccomandabile, direi… e voglio cominciare così questa riflessione, che vuole parlarti di scelte e della loro importanza.
Perché pregiudicare una produzione per delle leggerezze è un gran peccato. Non vale soltanto per gli strumenti da taglio, ma per ognuno di quei prodotti che, realizzati in acciaio, dovrà rispondere a richieste diverse, soddisfacendole.
E perché nel nostro mondo, quello del metallo, è sempre più conveniente sforzarsi di evitare un danno piuttosto che correre ai ripari ‘dopo’. Insomma ci siamo già capiti alla perfezione. Ti parlerò di scelte. Di come farle correttamente, anche con la consulenza giusta, magari, perché ha il suo peso!
Scelto il metallo, siamo solo all’inizio, perché c’è da scegliere il trattamento…
Caratteristiche meccaniche e temprabilità dell’acciaio
Cominciamo proprio da qui. Dell’acciaio pensiamo quasi sempre di sapere tutto, ma non basta mai. Bisogna assolutamente conoscerne bene le caratteristiche meccaniche, visto che sono proprio loro a determinare l’idoneità del materiale ai diversi impieghi che ognuno di noi può variamente avere in testa.
Non meno essenziale risulta, d’altra parte, saper determinare con esattezza la temprabilità del materiale. Mi riferisco alla possibilità di determinare in quale modo e misura l’acciaio possa essere sottoposto alla tempra, che è il trattamento termico in grado di modificare le caratteristiche meccaniche: di donare, per esempio, una maggiore durezza.
È possibile effettuare il trattamento di tempra, ad esempio,
- su semilavorati di acciaio
- su prodotti finiti con sovrametallo
- sui particolari sottoposti a sollecitazioni meccaniche.
Ci sono diverse tipologie di tempra
Eseguita su diversi tipi di leghe metalliche, ma soprattutto acciai, di cui mi occupo in queste righe, il trattamento termico di tempra è senza dubbio tra i più conosciuti e comuni.
Dalle lame dei coltelli fino a fusioni, tubi, forgiati, la tempra si effettua per ottenere un incremento della durezza dell’acciaio. A parte il valore che ha di per se stessa, alla caratteristica della durezza sono associate altre proprietà meccaniche molto importanti, come
- l’aumento della resistenza a trazione e
- l’aumento del limite di elasticità.
Per contro, la qualità della resilienza, invece, diminuisce ma assume un valore proporzionalmente elevato rispetto alle caratteristiche di partenza.
Esistono diverse tipologie del trattamento denominato tempra. L’elenco delle più richieste è tutto sommato breve;
- la tempra di durezza o ordinaria,
- la tempra sottovuoto
- tempra a induzione
Ognuna di queste tecnologie si articola, a sua volta, in diverse fasi. L’elemento che le accomuna, comunque, è il brusco raffreddamento successivo alla fase di riscaldo e mantenimento che ha luogo all’interno dei forni.
Focus sulla tempra sottovuoto
Volendo esaminare più da vicino una di queste tipologie, vediamo quella sottovuoto. Con questa definizione s’intende quel trattamento termico composto da bonifica più rinvenimenti (il numero dei quali dipende dall’acciaio trattato).
Considerato che l’oggetto della mia attenzione è in questo momento la tempra sottovuoto, ne voglio sottolineare la caratteristica essenziale. È proprio la velocità del raffreddamento a conferire all’acciaio l’elevata resistenza meccanica obiettivo del trattamento. In altri trattamenti, la velocità di raffreddamento procede di norma in maniera più graduale)
Più in generale, è possibile affermare che il processo d tempra sottovuoto arriva a inibire i processi di diffusione del carbonio necessari alla stabilizzazione termodinamica. Inoltre, trasferisce e riesce mantiene anche a temperatura ambiente uno stato termodinamico che caratterizza i metalli a temperature maggiori.
Sembra quindi di poter concludere che la tecnologia sottovuoto rappresenta la risposta ideale alle più elevate esigenze di qualità delle finiture superficiali e delle caratteristiche meccaniche degli elementi costruttivi.
Ma va anche messo in evidenza come, applicando questo trattamento, si abbia la certezza di ridurre al minimo le variazioni di forma e misura dovute alla deformazione.
Un must nei moderni processi di tempra
Il sottovuoto è un trattamento termico di tempra martensitica o bainitica da svolgere su acciai speciali per lavorazioni a caldo e freddo e acciai rapidi e ghise con temperature prestabilite.
I motivi del suo successo sono parecchi. Innanzitutto, va detto che il vuoto come ambiente rappresenta una valida alternativa ai trattamenti termici che richiedono un’atmosfera protettiva quando si desidera che l’acciaio mantenga un aspetto brillante.
Negli ultimi anni, la grande diffusione dei trattamenti sottovuoto ha offerto una soluzione ad almeno due problematiche:
- evitare la decarburazione degli acciai a elevata percentuale di carbonio
- impedire l’ossidazione superficiale degli acciai.
La tecnologia del vuoto è massivamente impiegata per il trattamento di solubilizzazione di acciai inox austenitici, indurenti per precipitazione (PH) e per il trattamento delle superleghe di Ni e Co. La sua applicazione risulta vantaggiosa quando si ha a che fare con
- gli acciai rapidi e super-rapidi,
- gli acciai per utensili per lavorazioni a caldo e a freddo
- gli acciai inossidabili martensitici
- gli acciai da metallurgia delle polveri.
Il sottovuoto è la tua opzione? Parlane con SteelBetter
Una volta esaminato l’argomento passiamo ai fatti. Ci sono casi in cui il trattamento di tempra sottovuoto è veramente la migliore – se non l’unica – possibilità di procedere bene.
Dopo tanta teoria, ti porto un esempio pratico. Forse simile a quelli che prima o poi ognuno di noi del settore si trova ad avere per le mani. L’acciaio, tipo l’1.2343 per lavorazioni a caldo (stampi), molto utilizzato nella realizzazione delle matrici, viene sempre trattato in forni sottovuoto. E come mai?
Semplice e chiaro: il forno sottovuoto garantisce, infatti, che si riducano le possibilità di distorsioni sul pezzo.
In un forno sottovuoto, infatti, la temperatura si mantiene uniforme in tutta la camera del forno (differenza massima di 2 °C). Una simile caratteristica fa di questo trattamento il trattamento in assoluto più indicato per stampi di piccole e grandi dimensioni.
Ma passiamo oltre, alla seconda fase, quella di raffreddamento . Essa viene realizzata attraverso l’investimento dei pezzi nel forno con un flusso di azoto introdotto con una pressione fino a 6 bar, raffreddato attraverso uno scambiatore di calore ad acqua.
Risultato: l’impiego della tecnologia del vuoto con spegnimento tramite gas pressurizzati, unito ai sistemi di controllo e gestione dei parametri di trattamento termico tramite software consente di rispondere alle sempre crescenti richieste in termini qualitativi dei materiali dopo trattamento termico.
Direi che potrebbe bastarci; però c’è da aggiungere che con il trattamento termico sottovuoto continuo si ottengono finiture superficiali irrinunciabili per il rivestimento in PVD e CVD.
Posso mettere in elenco molti altri buoni motivi per farti prendere in seria considerazione questa tecnologia, che in SteelBetter effettuiamo da sempre, in condizioni di elevata sicurezza, in condizioni che possono interessarti sotto il profilo economico e quello ecologico.
Rispetto ai trattamenti eseguiti con tecnologie tradizionali, che pure eseguiamo in azienda ogni giorno, con il sottovuoto potresti garantirti
- la possibilità di ottenere superfici esenti da ossidazione e decarburazione,
- la possibilità di gestire la velocità di raffreddamento in funzione del materiale, della geometria dei pezzi e delle caratteristiche meccaniche richieste tramite l’intervento sulla pressione di spegnimento, sui tempi e sulle zone di raffreddamento.