La brasatura in vuoto è uno speciale processo di brasatura forte basato sulla capillarità. Durante questo processo un materiale idoneo per la brasatura viene fuso in modo che bagni gli elementi da congiungere. Nel corso del successivo raffreddamento si crea una giunzione per accoppiamento di materiali. L'atmosfera sottovuoto previene reazioni indesiderate con l'ambiente circostante, come ossidazioni, assicurando così condizioni ottimali per la brasatura.

 

Il processo inizia con un’accurata pulizia dei componenti volta a rimuovere grassi, ossidi e altre impurità. Successivamente la lega per brasatura è applicata sotto forma di foglio, filo, pasta o strato galvanico. Quindi i componenti vengono fissati nel forno da vuoto in maniera precisa, in modo da assicurarne un posizionamento esatto.

 

Quando è raggiunta la temperatura target, la lega per brasatura rimane fusa per un tempo di mantenimento definito, in modo da ottenere una bagnatura completa delle superfici da congiungere. Il raffreddamento controllato evita deformazioni dei materiali e assicura una struttura omogenea. Infine i pezzi vengono sottoposti a una verifica della resistenza, della compattezza e della stabilità dimensionale, in modo da garantire i massimi standard qualitativi.

Il processo offre numerosi vantaggi, tra cui giunzioni estremamente resistenti e riproducibili, con superfici senza difetti e resistenti alla corrosione. Poiché non sono richiesti flussanti, non si creano residui e questo permette di eliminare dispendiose rilavorazioni. Inoltre brasatura e tempra possono essere combinate in un’unica fase di processo – una soluzione efficiente, che consente di risparmiare sia sulle tempistiche che sui costi.

 

Sintesi dei principali vantaggi:

 

• Elevata solidità e resistenza alla corrosione della giunzione
• Superfici pulite e senza ossidi, in quanto non si creano residui di flussanti
• Combinazione di materiali differenti, ad esempio giunzioni metallo-ceramica
• Distribuzione uniforme del calore attraverso il vuoto, che minimizza gli scostamenti dimensionali
• Dispendio per le rilavorazioni ridotto, in quanto non si formano strati di ossidazione
• Ideale per applicazioni di alta precisione nel settore aerospaziale e nella tecnologia medicale

Grazie alla sua versatilità, la brasatura in vuoto ha preso piede in diversi comparti industriali. È adatta per acciai altolegati, superleghe, acciaio inossidabile, rame, titanio, alluminio e per materiali impegnativi come ceramiche, metalli duri, CBN e diamante. Questa ampia compatibilità dei materiali rende il processo particolarmente interessante per l’ingegneria meccanica, nella quale viene utilizzato ad esempio per la giunzione di metallo duro e acciaio.

 

Questo processo ha un ruolo essenziale anche nel settore aerospaziale, in quanto rende possibili componenti strutturali estremamente solidi e termoresistenti. Nell'automotive è utilizzato, tra l’altro, nella produzione di sistemi idraulici e di raffreddamento. La tecnologia medicale trae vantaggio dalle giunzioni igieniche e senza fessure rese possibili dalla brasatura in vuoto, mentre nella tecnologia del vuoto e di misura questo processo è usato per fabbricare componenti di alta precisione. Un altro settore di impiego importante è la fabbricazione di scambiatori di calore e di elementi riscaldanti per cui è richiesta una trasmissione del calore ottimale.

La brasatura in vuoto può essere ulteriormente ottimizzata mediante diversi procedimenti speciali, in modo da ottenere risultati ancora migliori. Un metodo comune è la tempra sottovuoto con successivo rinvenimento, che aumenta notevolmente la resistenza dei componenti. Inoltre l’indurimento superficiale mediante nitrurazione contribuisce ad aumentare la resistenza all'usura, migliorando la durata dei componenti.

 

Un altro aspetto importante è la ricottura di distensione che riduce le tensioni interne al materiale diminuendo così il rischio di deformazioni o cricche. Inoltre, grazie all’uso mirato della capillarità, è possibile ottenere una bagnatura ancora più precisa delle superfici da congiungere, il che ottimizza ulteriormente la qualità del giunto brasato. Questi processi specialistici permettono di adattare la brasatura in vuoto alle applicazioni specifiche in maniera mirata e quindi di garantire prestazioni e affidabilità ancora maggiori.

 

Desiderate maggiori informazioni sulla brasatura in vuoto? Contattate il nostro team di esperti!

 

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Nella tempra laser l'area superficiale contenente carbonio di un componente è riscaldata mediante un raggio laser ad alta intensità a temperature da 900 a 1500°C. Tale apporto di calore locale determina l'austenitizzazione dell'acciaio. Mentre il raggio laser si muove, il materiale circostante raffredda rapidamente la zona riscaldata, formando così martensite. Questo autospegnimento rapido rende superflui mezzi di spegnimento supplementari. Il processo permette di temprare in maniera mirata soltanto determinate superfici funzionali e di preservare al contempo la duttilità del resto del componente.

 

La tempra laser è un processo di tempra superficiale senza modifica della composizione chimica. La tempra a raggio laser è adatta in particolare anche per pezzi di grandi dimensioni che devono essere temprati solo parzialmente.

 

Con i raggi laser la superficie in acciaio può essere riscaldata in modo puntiforme o esteso fino a raggiungere la temperatura di austenitizzazione. Il riscaldamento con raggi laser è molto veloce. Ciò favorisce lo spegnimento che, per effetto della rapida conduzione termica, avviene quasi autonomamente.

 

Didascalia: processo: tempra a raggio laser

La tempra laser può rappresentare un processo di trattamento termico alternativo alla tempra ad induzione o alla tempra a fiamma. Inoltre è perfettamente adatta quale trattamento superficiale successivo per proteggere le aree di componenti a rischio usura. È altresì possibile senza problemi l'integrazione in processi di produzione esistenti, ad es. in combinazione con macchine utensili.

• Tempra precisa: tempra locale di aree parziali definite.
• Deformazione minima: lo scarso apporto termico riduce le deformazioni del materiale.
• Riproducibilità elevata: esatto controllo dell'apporto termico.
• Nessun mezzo di spegnimento: l'autospegnimento risparmia processi supplementari.

La tempra laser trova impiego in diversi settori, tra cui la costruzione di utensili, l'industria automobilistica e la tecnologia agraria. È particolarmente adatta per elementi con geometria complessa o componenti fortemente sollecitati, come alberi a camme, utensili da taglio e ruote dentate.

 

I materiali tipici sono:

• acciai da utensili (ad es. acciai per lavorazioni a freddo e a caldo)
• acciai da bonifica
• acciai per stampi
• acciai inossidabili resistenti alla corrosione (da un contenuto di carbonio dello 0,2%)
• ghisa

Il processo PACD si basa sulla diffusione di atomi di carbonio da un gas vettore negli strati superficiali del componente trattato. Il fondamento di ciò è una tensione elettrica applicata, che nel vuoto genera un plasma da gas ionizzato. La profondità dello strato di diffusione può variare a seconda dei parametri del processo (temperatura, tempo, composizione del gas). Ecco come si svolge il processo nel dettaglio:

1. Preparazione del materiale: con la pulizia del pezzo si assicura l'assenza di impurità che potrebbero compromettere il processo PACD.
2. Formazione del vuoto: il componente è posto in una camera da vuoto con un vuoto da 0,1 a 10 millibar. Altrimenti l’aria ambientale impedirebbe la successiva formazione del plasma.
3. Ingresso del gas: nella camera da vuoto viene convogliata una miscela di gas con dei tipici gas vettori di carbonio, come metano o propano.
4. Generazione del plasma: tra la camera da vuoto e il pezzo è applicata un’alta tensione da 100 a 1.000 Volt. Così facendo il gas introdotto è ionizzato e in questo modo viene messa a disposizione l’energia necessaria per la diffusione degli atomi di carbonio. La miscela di ioni ad alta energia, elettroni e particelle neutre così creata forma il plasma.
5. Diffusione del carbonio: le particelle ad alta energia nel plasma rimuovono gli atomi di materiale dalla superficie del pezzo. Al contempo liberano atomi di carbonio nel gas, che possono quindi essere diffusi nella superficie del componente a seconda del gradiente di concentrazione. Ciò avviene tipicamente a temperature comprese tra 300 °C e 400 °C.
6. Raffreddamento: dopo il raggiungimento della profondità di diffusione desiderata, il plasma viene disattivato e il pezzo raffreddato in atmosfera controllata, in modo da ottimizzare ulteriormente le proprietà meccaniche e da impedire l’ossidazione.

Il PACD combina i vantaggi di altri processi di cementazione e tempra e offre anche degli altri benefici:

 

• Proprietà superficiali migliorate: il PACD consente una maggior durezza, una migliore resistenza all’usura e una resistenza alla fatica più elevata.
• Preservazione della resistenza alla corrosione: non trattandosi di rivestimento, bensì di diffusione, in questo caso non vi sono rischi di distacco.
• Nessun incremento della fragilità: la diffusione avviene senza formazione di carburi, il che comporta una minor fragilità della superficie trattata rispetto al processo di cementazione tradizionale.
• Rigoroso controllo del processo: il controllo preciso dei parametri di processo, come temperatura, pressione e composizione del gas, consente una distribuzione del carbonio estremamente uniforme e risultati sempre riproducibili.
• Temperature più basse: le basse temperature del processo minimizzano la crescita di grana e la formazione di carburi, il che riduce nettamente il rischio di deformazioni.
• Sostenibilità ambientale: il PACD genera meno emissioni e meno sottoprodotti dannosi per l’ambiente grazie all’utilizzo di una camera da vuoto chiusa.
• Cementazione e tempra selettiva: tratta esclusivamente la superficie del pezzo, mentre non agisce sugli strati più profondi. Inoltre il trattamento mirato di determinati settori è ideale per pezzi con geometrie complesse.
• Combinazione con altri processi: il PACD può essere ottimamente combinato con altre tecniche di fabbricazione, al fine di ottimizzare diverse proprietà dei componenti.

Lo spessore della zona PACD ottenuta varia, a seconda del tipo di acciaio inox e dei parametri di processo, da 20 fino a 40 micrometri. Poiché non viene applicato alcuno strato supplementare, bensì gli atomi di carbonio sono introdotti direttamente nel materiale, la resistenza alla corrosione della superficie è preservata.

 

La superficie può raggiungere gradi di durezza molto elevati che variano a seconda della lega di acciaio inox. Ad esempio, per l’acciaio inox AISI 316 è possibile ottenere una durezza superficiale superiore a 1.100 HV0.1.

 

Le proprietà positive e il processo relativamente ecologico rendono il PACD interessante per diversi settori e campi d'impiego:

 

• Settori: industria automobilistica, settore aerospaziale, apparecchi medicali, sistemi idraulici, ecc.
• Componenti: pompe, ingranaggi, alberi, strumenti chirurgici, utensili da taglio

Il presupposto fondamentale per la cementazione e tempra PACD è la comprensione di fisica, chimica e scienza dei materiali, in modo da poter valutare correttamente le interazioni tra materiale e processo. Occorre gestire le seguenti sfide:

 

• Parametri di processo adatti: la giusta temperatura, durata del trattamento e composizione del gas nonché una pressione adeguata sono decisive per ottenere tutte le proprietà desiderate sulla superficie del pezzo.
• Diversi tipi di acciaio inox: differenti tipi di acciaio inox reagiscono in modo diverso al trattamento PACD. I relativi parametri di processo devono essere sempre adattati alla lega specifica.
• Pre-trattamento e post-trattamento: soltanto gli esperti sono in grado di valutare che influsso hanno i pre-trattamenti già eseguiti sul processo PACD e quali pre-trattamenti e post-trattamenti sono eventualmente ancora necessari per giungere al risultato finale desiderato.
• Controllo qualità: per garantire risultati riproducibili e una qualità costantemente elevata sono necessari rigorosi controlli qualità.

Volume della camera: 1,25 m3
Dimensioni della camera: diametro 800 mm, altezza 2.500 mm
Alimentazione elettrica: tensione (100-1.000 V), amperaggio (10-300 A)
Regolazione della temperatura: 300°C - 400°C

Per assicurare la buona riuscita del trattamento PACD abbiamo bisogno che ci forniate informazioni precise sulle caratteristiche dei pezzi da trattare e sulle proprietà desiderate. Il nostro servizio clienti sarà lieto di mettervi a disposizione un apposito modulo. Ci servono, tra l’altro, le seguenti indicazioni:

 

• Materiale: quale lega di acciaio inox (ad es. AISI 304, AISI 316) deve essere trattata?
• Dimensioni e geometria: che grandezza e forma ha il pezzo e quanti pezzi devono essere induriti?
• Condizione della superficie: sono stati eseguiti o si desiderano pre-trattamenti specifici (ad es. pulizia, sabbiatura-granigliatura)?
• Proprietà desiderate: quali specifiche si devono ottenere? (grado di durezza, resistenza all’usura, resistenza alla fatica, ecc.)
• Requisiti specifici: sono richiesti dei requisiti supplementari, come un indurimento selettivo di determinati settori?

ALDOX offre una resistenza alla corrosione straordinaria e conferisce ai pezzi una finitura raffinata con colorazione da antracite a nero. È un’alternativa ecologica ai processi di protezione dalla corrosione consueti, come nichelatura, cromatura o nitrurazione in bagno di sale.
 
Utilizziamo ALDOX per componenti tecnici impegnativi – che siano pezzi singoli, con misure speciali o produzioni di serie. Per soddisfare al meglio i vostri requisiti individuali siamo a vostra disposizione per un colloquio di consulenza personale e non vincolante.

Lo svolgimento del processo ALDOX-S è sostanzialmente identico a quello del procedimento NIOX. Tuttavia abbiamo adattato dei parametri, come temperatura, composizione del gas e struttura degli strati, in modo da ottenere un risultato ottimale alla prova in nebbia salina. Ad esempio, dopo la nitrurazione la temperatura è abbassata a quella di ossidazione.

In questo modo sulla superficie del componente si crea uno spesso strato di ossido di ferro Fe3O4 compreso tra 0,5 e 2 µm. È principalmente la combinazione dello strato di nitrurazione (strato di collegamento) e di quello di ossido a determinare il miglioramento della resistenza alla corrosione.

Svolgimento del processo ALDOX-S

LDOX-P si distingue da ALDOX-S per un trattamento intermedio aggiuntivo e un ulteriore processo di ossidazione. In questo modo sulla superficie del componente si formauno strato di ossido di ferro Fe3O4 saldamente aderente spesso da 1 a 3 µm. La combinazione dello strato di nitrurazione, quale strato di collegamento, con tale strato di ossido induce un miglioramento significativo della resistenza alla corrosione del pezzo trattato.

Alla nitrocarburazione ottimizzata viene fatta seguire una post-ossidazione dei pezzi . Lo strato di collegamento generato nella fase precedente viene parzialmente convertito, mediante mantenimento e spegnimento in ambiente ossidante, in uno strato di ossido. Segue quindi un ulteriore processo di ossidazione completo (riscaldamento, ossidazione e spegnimento). Così facendo i pezzi acquisiscono uno strato di ossido aggiuntivo.

Svolgimento del processo ALDOX-P

• Maggior durezza superficiale
• Miglioramento della resistenza alla corrosione
• Innalzamento della resistenza all’usura
• Eccellenti proprietà di scorrimento e antiattrito
• Riproducibilità elevata
• Piacevole colorazione da grigio scuro a nero
• Metodo ecologico
• Minimo incremento della ruvidità superficiale
• Grande precisione dimensionale
• Possono essere tenute in considerazione le variazioni dimensionali causate dalla fabbricazione

I processi ALDOX consentono di trattare un’ampia gamma di materiali, tra cui acciai non legati e bassolegati, acciai da utensili, materiali in ghisa e ferro sinterizzato. I pezzi trattati sono perfettamente adatti per l’impiego nell’industria automobilistica e nella costruzione di macchine e impianti.

Contrariamente alla tempra classica, ad esempio degli acciai da bonifica in olio o acqua, in cui si forma martensite, nella tempra bainitica si ottiene la bainite da cui il trattamento prende il nome. La bainite si forma a partire dall’austenite in condizioni isotermiche ossia nel raffreddamento continuo sotto alla temperatura di formazione della perlite.
 
A seconda dell’intervallo di temperatura, per la formazione di bainite si distingue tra bainite inferiore e bainite superiore. La bainite superiore consiste in una miscela di aghi di ferrite e carburi paralleli tra loro. Nella bainite inferiore i carburi si formano con un angolo di 60° rispetto alla ferrite, che è disposta a pannelli. A seconda delle condizioni di trasformazione, vi è inoltre la bainite inversa, granulare e ad aghi lunghi.
 
Svolgimento della tempra bainitica:

• L'acciaio viene riscaldato a una temperatura di 790 - 950 °C in modo che nella struttura si formi austenite. Questo processo si chiama austenitizzazione.
• Quindi il materiale da temprare viene sottoposto a spegnimento in bagno caldo , ad esempio in bagno di sale. Per una trasformazione isotermica deve essere presente una temperatura costante compresa tra 220 °C e 400 °C. La temperatura esatta dipende dalla lega e dalla posizione specifica dell’area di bainite nel diagramma di trasformazione tempo-temperatura. Dovrebbe essere superiore alla temperatura di inizio formazione della martensite .
• L’acciaio rimane nel bagno di spegnimento fino alla completa trasformazione dell'austenite in bainite nell’intero pezzo. Ciò può richiedere da minuti a ore, a seconda della temperatura, della composizione dell’acciaio e delle dimensioni del componente.
• Segue infine il raffreddamento a temperatura ambiente. Grazie alle scarse tensioni presenti all'interno della struttura che si viene a creare, non è necessario eseguire il rinvenimento.

La tempra bainitica è usata per l’impostazione mirata di determinate proprietà di acciai e ghise e offre i seguenti vantaggi:

 

• Maggiore resistenza e durezza abbinate a una plasticità più elevata
• Deformazione minimizzata (in particolare per i pezzi con pareti sottili)
• Limite di fatica più elevato (rispetto alla bonifica in olio)
• Minore usura e maggior resistenza (ad es. anche all’infragilimento da idrogeno nel caso di un trattamento di rivestimento)

 

La tempra bainitica è un processo con un’ampia gamma di applicazioni. È adatta in particolare per componenti con pareti sottili esposti a carichi elevati e che presuppongono una ridotta deformazione.
 
L’industria automobilistica è uno dei campi d'impiego della tempra bainitica, ad esempio per viti ed elementi di collegamento o per parti in lamiera per applicazioni critiche per la sicurezza, come sistemi di cinture o regolazioni dei sedili. Per non incorrere in rotture, questi elementi richiedono massima duttilità e un elevato carico ammissibile.
 
Altre possibilità d’impiego sono chiodi, molle, alberi a gomiti in ghisa o in generale tutti i componenti in pannelli di lamiera e bobine di materiali in nastri a sezione ridotta.
 
Sono adatti per la tempra bainitica gli acciai con contenuto di carbonio medio o alto e durezza da 35 a 55 HRC e le ghise sferoidali. Alcuni esempi di materiali adatti sono riportati nella tabella dei materiali.

Campi d’impiego

La tempra bainitica è un processo importante per la preparazione dell'acciaio per tutta una serie di settori, tra i quali:

• Impianti eolici
• Semilavorati metallici
• Industria automobilistica
• Tecnologia di sicurezza
• Macchine agricole

Qui trovate le nostre sedi in Germania e in Europa.

Impianto per bonifica continua:

 

Potenza termica: 500 kg/h

Larghezza del nastro: 900 mm

Lunghezza riscaldata del forno: 5,4 m o 7,20 m

Adatto per materiali alla rinfusa fino a ca. 300 g al pezzo

Lunghezza delle parti: <200mm

In questo caso abbiamo bisogno di ricevere da voi le seguenti indicazioni:

 

• Denominazione del materiale
• Durezza necessaria (HRC) con tolleranza
• Massima deformazione ammessa
• Temperatura di tempra o scheda dati e valori empirici del materiale

 

Nel caso sia prescritto un intervallo di controllo vi preghiamo di inviarci il relativo disegno e di inserire nell’ordine un’annotazione.

L’ossidazione è un post-trattamento che, eseguito dopo la nitrurazione, genera sui pezzi uno strato di ossido migliorandone così le proprietà. Il processo avviene con aggiunta di ossigeno a temperature fino a 570 °C.
 
Nella nitrurazione o nitrocarburazione sul pezzo si forma uno strato di collegamento spesso solo qualche micrometro. Nell’ossidazione le molecole di ferro libere e i nitruri di ferro di questo strato di collegamento reagiscono con l’ossigeno formando ossido di ferro stabile che si deposita sulla superficie del componente formando uno strato di massimo 3 µm di spessore. Questo strato è chimicamente estremamente resistente e conferisce al pezzo, in abbinamento allo strato di collegamento, un’elevata resistenza alla corrosione e altre proprietà importanti.
 
Se è prevista una post-ossidazione, questa costituisce l’ultima fase del processo, subito dopo la nitrurazione. All’ossidazione non devono seguire altre lavorazioni superficiali, in quanto queste asporterebbero lo strato protettivo. La formazione di uno strato di collegamento nella nitrurazione è il presupposto fondamentale per un’ossidazione efficace e duratura. Questo è dovuto al fatto che lo strato di collegamento temprato è composto principalmente da nitruro di ferro, mentre lo strato di diffusione sottostante contiene ferrite, su cui lo strato di ossido aderisce molto meno bene.

Dato che l’ossidazione è un post-trattamento per pezzi nitrurati, si presta a tutti i metalli nitrurabili. In linea generale, parliamo di tutti i comuni materiali fusi e sinterizzati, nonché di acciai non legati, bassolegati e altolegati.

 

L’ossidazione è una valida alternativa alla brunitura e può essere eseguita anche su materiali non adatti per la brunitura. Rispetto alla brunitura, tuttavia, la protezione anticorrosione garantita dall’ossidazione è notevolmente maggiore. Stando agli studi, è paragonabile alla protezione anticorrosione di un rivestimento in cromo duro spesso 10 µm.
 
Oltre alle proprietà meccaniche migliorate, anche l'estetica della superficie del componente trae vantaggio dalla colorazione da grigia a nera. Il colore assunto dalla superficie dipende dalla qualità dell'acciaio.
 
L’ossidazione è consigliabile soprattutto per pezzi nitrurati in materiali bassolegati per cui siano richieste una resistenza all’usura e alla corrosione elevate. Questi componenti comprendono, ad esempio, cilindri idraulici, mandrini di trasmissione, altri componenti mobili e soggetti a forte attrito.

 

Quale post-trattamento, l’ossidazione offre tanti vantaggi che, nell'uso pratico, producono effetti positivi soprattutto in combinazione con la nitrurazione:

• protezione anticorrosione elevata
• ottima resistenza all’usura
• proprietà di scorrimento migliorate
• migliore scorrevolezza
• miglioramento estetico grazie alla colorazione nera

 

 

Trovate Härtha in Germania, Italia e Olanda. La nostra mappa delle sedi mostra quali processi vengono offerti, oltre all’ossidazione, nella vostra zona.

 

In linea di principio, possono essere bonificati solamente i materiali temprabili. Per ottenere l’auspicata struttura in martensite o bainite, il contenuto di carbonio deve essere almeno dello 0,2%. La dimensione della grana è un altro fattore che influenza la bonificabilità. Di norma si usa il cosiddetto acciaio da bonifica con un contenuto di carbonio compreso tra lo 0,35% e lo 0,6%. Ma è possibile sottoporre a questo processo anche metalli non ferrosi, come le leghe di titanio. Altri acciai si prestano di più alla tempra superficiale.

La bonifica comprende tre passaggi: il riscaldamento alla temperatura di austenitizzazione ovvero la tempra, lo spegnimento e il rinvenimento..

 

INFORMAZIONI: Qual è la differenza tra tempra e bonifica?
Tempra e bonifica differiscono sia nello scopo che nell’ultimo passaggio del processo. Mentre nella tempra si mira principalmente a ottenere una superficie resistente all'usura, con la bonifica si mira a una resistenza e una plasticità elevate.
Questa differenza di proprietà prevede temperature di rinvenimento notevolmente più alte nella bonifica. Nella tempra la temperatura di rinvenimento è compresa tra 200 °C e 400 °C, nella bonifica invece tra 550 °C e 700 °C.

La tempra

Nella tempra il componente è riscaldato a una velocità superiore a 4 K/min fino a raggiungere almeno la temperatura di austenitizzazione del materiale. La giusta velocità di riscaldamento è essenziale in quanto un incremento della temperatura troppo rapido aumenta il pericolo di cricche e deformazioni.
 

Lo spegnimento

Alla tempra fa seguito lo spegnimento, durante il quale il materiale riscaldato viene raffreddato rapidamente in un mezzo di spegnimento adatto. Solitamente si usano acqua, aria oppure olio. Il mezzo di spegnimento, la temperatura e la velocità determinano la struttura finale del materiale e le sue proprietà.

La velocità massima nel raffreddamento con olio minerale è di 150-200 °C/s. In acqua, la velocità può essere tripla rispetto a questa.

Per gli acciai ipoeutettoidici, la temperatura di spegnimento è da 30 °C a 50 °C superiore rispetto alla temperatura AC3 definita nel diagramma ferro-carbonio. Per gli acciai ipereutettoidici, prima dello spegnimento è necessario raggiungere una temperatura appena superiore ad AC1 nel diagramma ferro-carbonio.

Lo spessore del componente (s) determina il tempo di permanenza (tH) nel mezzo di spegnimento. La seguente formula funge da ausilio per la stima del tempo di permanenza:

Se nell'austenite è presente carbonio dissolto, per la completa dissoluzione dei carburi è possibile aumentare la temperatura di austenitizzazione. Ciò determina la formazione di martensite e infragilimento, che possono essere trattati mediante successivo rinvenimento. Se, d'altra parte, si scende al di sotto della temperatura di austenitizzazione, nella martensite possono crearsi nuclei di ferrite teneri. In questo caso si parla di “punti molli”.
 

Il rinvenimento

Il rinvenimento elimina l'eccessiva durezza dopo lo spegnimento. Può avvenire in diverse fasi. L’ideale è che la prima venga eseguita subito dopo lo spegnimento. In questo caso la temperatura di rinvenimento è di circa 150 °C.

La martensite aghiforme ovvero la struttura martensitica tetragonale derivante dal processo di tempra viene ora trasformata in una struttura martensitica cubica con precipitazione dei carburi da fini a molto fini. Il volume del materiale si riduce e il reticolo della grana si distende.

Si evitano così lo slittamento di dislocazioni sotto carichi elevati e la conseguente formazione di incrinature. Si raggiunge la massima durezza secondaria derivante da durezza e plasticità.

Possono seguire altre fasi di rinvenimento a temperature tra 200 °C e 350 °C per aumentare ulteriormente la durezza del pezzo. Negli acciai altolegati una fase di rinvenimento a più di 500 °C può trasformare il carburo di ferro in carburi speciali più stabili.

Il diagramma mostra le proprietà che possono essere ottenute mediante bonifica del relativo materiale.
 

Panoramica dei vantaggi

La bonifica dei materiali comporta sostanzialmente i seguenti vantaggi:

• Buon equilibrio tra resistenza e plasticità elevate
• Grande resistenza alle deformazioni plastiche (grazie all'alta resistenza)
• Rischi di incrinature e rotture notevolmente ridotti (grazie alla plasticità elevata)

Lo scopo della bonifica è quello di ottenere il miglior rapporto possibile tra resistenza e plasticità. Ciò è importante soprattutto per componenti esposti a carichi molto elevati che richiedono un'elevata resistenza. Si tratta, ad esempio, di:

• Alberi a gomiti
• Pezzi forgiati
• Parti di macchine
• Elementi di bloccaggio
• Componenti per tecnologia agraria

 

 

Determinati elementi della lega possono aumentare la bonificabilità e la resistenza dell'acciaio. Uno degli acciai da bonifica più diffusi è 42CrMo4, un acciaio legato al cromo-molibdeno.

Una panoramica di altri materiali idonei è riportata nella tabella dei materiali.

 

Desiderate affidarci la bonifica dei vostri pezzi? Saremo felici di collaborare con voi. Per poterlo fare ci servono, tra l'altro, le seguenti indicazioni:

 

• Denominazione del materiale
• Durezza finale e proprietà desiderate
• Fasi di lavorazione previste successivamente

 

 

La bonifica fa parte dei trattamenti standard offerti da Härtha. Per maggiori informazioni in merito, rimandiamo alla nostra mappa delle sedi.

 

Per il rivestimento PVD quale materiale dello strato si usano metalli in forma solida e con purezza elevata. A seconda delle proprietà degli strati desiderate, questi includono, ad esempio, titanio, alluminio, cromo o anche zirconio e silicio. Questo materiale è chiamato target.

La composizione, lo spessore e le proprietà dello strato possono essere controllati mediante la scelta del target, dei parametri di processo e delle condizioni di deposizione. In questo modo è possibile gestire, ad esempio, la struttura, la durezza, ma anche la resistenza termica.

Lo spessore dello strato desiderato dipende inoltre dalle dimensioni e dallo scopo d’impiego del pezzo. In linea di principio, sono possibili rivestimenti fino a 10 µm di spessore. Per i microutensili, tuttavia, lo spessore dello strato è solitamente inferiore a 1 µm.

Esistono diversi processi di rivestimento PVD, che possono anche essere combinati fra loro. Alcuni dei più diffusi sono:

• Arc-PVD: nella deposizione ad arco catodico viene creato un arco catodico tra un elettrodo e il materiale dello strato, in modo da staccare le particelle dal target.
• Sputtering: la superficie target viene bombardata con ioni o elettroni deviati da campi magnetici.
• Laser: il materiale viene bombardato con raggi laser al fine di avviare l'evaporazione.

In Härtha offriamo lo sputtering e la deposizione ad arco catodico. In linea di principio, i diversi processi prevedono le medesime fasi.

Evaporazione

Nella deposizione a vapore il target viene riscaldato finché gli atomi presenti sulla superficie non vengono rilasciati sotto forma di gas, in modo da essere disponibili per la fase successiva. A tale scopo si utilizzano diverse tecnologie. In Härtha utilizziamo il processo ad arco catodico.

L'evaporazione avviene sottovuoto in modo da garantire condizioni controllate e da evitare interazioni con le molecole d'aria.

Reazione

Affinché il materiale evaporato si depositi sulla superficie del pezzo, a questo punto viene apportato un gas reattivo che si combina con i vapori metallici. La scelta del gas influisce in modo importante sulle proprietà dello strato. Di norma il gas reattivo è un gas contenente carbonio o azoto. Questi gas raggiungono una forte adesione e formano composti di nitruro e ossido che proteggono da ruggine e corrosione.

Per evitare reazioni chimiche indesiderate questa fase avviene sotto atmosfera chimicamente non reattiva, per cui si può usare un gas inerte come l’argon. Per garantire l'uniformità dello spessore dello strato, durante questa fase il pezzo viene fatto ruotare su più assi.

Deposizione

 
Nell'ultima fase, gli atomi evaporati del target si condensano sulla superficie del pezzo dove formano un sottile rivestimento a film.

Strati di protezione dall'usura in sintesi

I rivestimenti PVD sono indicati come strati di protezione dall'usura. I tipi base più usati sono, ad esempio, nitruro di titanio, carbonitruro di titanio e nitruro di titanio alluminio.

Una panoramica dei sistemi di rivestimento e delle loro proprietà è riportata nella nostra tabella.

I rivestimenti PVD sono utilizzati in tanti settori, per un'ampia varietà di componenti:

• Utensili da taglio
• Utensili per deformazione e formatura
• Stampi in plastica
• Componenti industriali
• Componenti automobilistici
• Gioielli e orologi
• Tecnologia medicale
• Applicazioni decorative e sportive
• Alluminio pressofuso

Il rivestimento PVD è un trattamento superficiale. Per escludere cambiamenti della struttura e della durezza e per garantire la precisione dimensionale, il materiale deve essere sottoposto a un trattamento termico compatibile con il rivestimento.

 

Poiché i rivestimenti PVD possono essere eseguiti a temperature inferiori a 500 °C, il processo è molto adatto per acciai per lavorazioni rapide, acciai per lavorazioni a caldo e per alcuni acciai per lavorazioni a freddo.

 

In linea generale anche gli acciai rinvenuti a temperature molto basse possono essere rivestiti – con sistemi di strati specifici per processi a bassa temperatura (tra 250 °C e 450 °C).

Principali vantaggi dei rivestimenti PVD in sintesi:

• Precisione dimensionale elevata dato il ridotto spessore dello strato
• Aderenza elevata
• Aumento della resistenza all'usura e della durezza
• Riduzione dell'attrito grazie a superfici lisce
• Temperatura di rivestimento fino a 450 °C
• Qualsiasi struttura degli strati (monolayer, multilayer)
• Estetica di pregio

In Härtha vi offriamo il rivestimento PVD e quello DLC. Rivestiamo pezzi di dimensioni anche molto diverse, dal range micro fino a diametri di 500 mm. Oltre a strati standardizzati, sviluppiamo anche soluzioni su misura per applicazioni specifiche.

Ispezioniamo visivamente tutti i rivestimenti PVD. Se sono richieste prove più approfondite possiamo consigliare metodi di prova non distruttivi.

Per potervi sottoporre un'offerta per il rivestimento PVD o per trovare un'altra soluzione di rivestimento che faccia al caso vostro, abbiamo bisogno delle seguenti informazioni:

• Uso previsto
• Denominazione del materiale
• Pre-trattamenti termici
• Spessore dello strato desiderato in µm

Trovate una sede nella vostra zona. La nostra mappa mostra in quali stabilimenti Härtha viene eseguito il rivestimento PVD e quali altri processi di lavorazione dei metalli offriamo.

 

A fronte delle tolleranze sempre più stringenti, la raddrizzatura dell'acciaio sta acquisendo una rilevanza sempre maggiore. È paragonabile alla piegatura. La condizione di partenza del pezzo non è ripristinabile mediante raddrizzatura. È possibile scegliere tra diversi processi.

 

Ormai sono disponibili banchi di raddrizzatura computerizzati, ad azionamento elettromeccanico o idraulico, che offrono vantaggi soprattutto nella lavorazione in serie. In Härtha utilizziamo una pressa a raddrizzare manuale.

 

Requisiti

Lo scopo della raddrizzatura dell'acciaio è il rispetto di un intervallo di tolleranza predefinito per la deformazione. La geometria del componente e gli scostamenti vengono misurati prima, durante e dopo la raddrizzatura manualmente o mediante comando a controllo numerico. Se la deviazione di forma è sempre uguale per le parti in serie, è possibile impostare una deformazione fissa e rinunciare alle misurazioni.
 

 

Raddrizzatura su cilindrici

Per raddrizzatura su cilindrici si intendono diversi processi per la raddrizzatura di componenti cilindrici. Gli scostamenti vengono misurati mediante sensori durante la rotazione. È importante che questi poggino sul componente durante l’intera misurazione. La raddrizzatura su cilindrici si suddivide in raddrizzatura a rullo e mediante piegatura.

Raddrizzatura a rullo

La raddrizzatura a rullo è solitamente usata all’inizio del processo di creazione dei componenti, ad esempio per i pezzi grezzi dopo la fucinatura. L'obiettivo è quello di a ottenere una planarità del materiale ed eliminare le tensioni. Di norma questo tipo di raddrizzatura su cilindrici influisce sull’intero componente.

Raddrizzatura mediante piegatura

Nella raddrizzatura mediante piegatura si mira a correggere gli scostamenti presenti. Ciò richiede la misurazione della geometria del pezzo e delle oscillazioni radiali. Solo in questo modo, infatti, è possibile posizionare il pezzo correttamente nella pressa a raddrizzare. Segue quindi la corsa di piegatura della pressa, che può avvenire manualmente o mediante comando a controllo numerico.

Martellatura ad alta frequenza

La martellatura ad alta frequenza è adatta, ad esempio, per giunti saldati o per allungare la durata utile dei componenti in uso. Con questo processo di raddrizzatura è possibile trattare deformazioni e tensioni interne in determinate zone del componente. Si riesce a ottenere una precisione dimensionale particolarmente elevata.

Raddrizzatura di pezzi temprati

La raddrizzatura di pezzi temprati è adatta per componenti a rotazione asimmetrica, come ad esempio pezzi fusi in alluminio. In questo caso il dispositivo di misura deve essere tarato su un valore nominale. La raddrizzatura avviene mediante piegatura.
 
INFORMAZIONI: Raddrizzatura di tubi
Nella fabbricazione di tubi si verificano spesso scostamenti della rettilineità che richiedono una raddrizzatura. In passato la rettilineità dei tubi veniva determinata a occhio. Oggi vigono specifiche spesso molto precise. Ad esempio, un metro di tubo può presentare uno scostamento della rettilineità di massimo 0,2 mm. Nel caso di lunghezze di riferimento maggiori, gli scostamenti possono essere ancora più elevati. Questi requisiti rendono necessario l’uso di raddrizzatrici moderne.

 

In tutti quei casi in cui si crea deformazione nelle parti in acciaio è possibile far ricorso alla raddrizzatura – quale lavorazione dei metalli sia termica che meccanica. Le deformazioni possono insorgere anche durante l'uso. La raddrizzatura è adatta per tutti i tipi di acciaio, da quello da costruzione non legato fino all’acciaio speciale bonificato.

 

 

A seconda del processo, la raddrizzatura offre i seguenti vantaggi:

 

• Grande precisione dimensionale
• Planarità ottimale
• Adatta per diverse geometrie dei componenti
• Idonea per diversi tipi di acciaio

 

 

Volete commissionarci la raddrizzatura di pezzi in acciaio, acciaio inox o alluminio? Allora ci servono innanzitutto le seguenti indicazioni riguardanti i vostri pezzi:

 

• Denominazione del materiale
• Durezza
• Trattamenti termici
• Peso e pezzatura
• Misure

 

 

Nella nostra mappa delle sedi potete vedere gli stabilimenti Härtha che offrono la raddrizzatura dell'acciaio ed eventuali altri trattamenti.

 

 

Il trattamento criogenico ha senso solamente per i materiali con austenite residua a temperatura ambiente. È usato principalmente per acciai da utensili ledeburitici altolegati, ma anche per acciai da utensili eutettoidi. Negli acciai non legati e bassolegati l’austenite residua si forma solamente a partire da un contenuto di carbonio di almeno lo 0,5 %.

 

Il trattamento criogenico avviene solitamente subito dopo la tempra. Per ridurre l’alto rischio di cricche, il trattamento criogenico viene usato sempre più spesso dopo il primo rinvenimento. La riuscita del processo è garantita dall'escrezione di η-carburi con distribuzione dispersa. Tuttavia questa correlazione non è stata ancora chiarita in maniera definitiva.

 

Se il contenuto di austenite residua possa essere stabilizzato al meglio mediante rinvenimento multiplo o trattamento criogenico dipende dal materiale.

 

 

Con il trattamento criogenico gli acciai sono ulteriormente temprati dopo un trattamento termico e ottengono così stabilità dimensionale. Ciò avviene mediante raffreddamento ad una temperatura da -90 °C a -196 °C. A queste temperature l’austenite residua presente nel materiale si trasforma in martensite.

 

Se l'austenite residua non si riduce, il componente potrebbe subire trasformazioni della struttura e del volume durante l'uso. Il motivo è che l’austenite residua morbida si trasforma nel corso di settimane in martensite, più dura. Il trattamento criogenico dell'acciaio permette di evitare questo cambiamento strisciante della stabilità dimensionale. Ciò è importante soprattutto per componenti di precisione e utensili estremamente precisi.

 

INFORMAZIONI: metodi criogenici
Grazie a metodi diversi, nel trattamento criogenico sono possibili temperature sempre più basse. L'aria viene raffreddata fino a -60 °C in congelatori a pozzetto e ad armadio. Mediante miscele di alcol, ghiaccio secco e gas liquido vengono raggiunte temperature ben inferiori a -60 °C. Il trattamento criogenico con azoto liquido raggiunge i -196 °C, mentre l’elio liquido consente trattamenti criogenici fino a -269 °C.

 

 

Cosa succede nel trattamento criogenico?

Nel trattamento criogenico il processo di raffreddamento successivo alla tempra vieneprolungato in modo da aumentare il tasso di trasformazione da austenite in martensite. Per ottenere questo risultato, il componente è solitamente raffreddato a -90 °C. Per conseguire un tasso di trasformazione ancora più alto è possibile anche il raffreddamento fino a –196 °C per un periodo più lungo. Segue poi almeno un processo di rinvenimento.

 

Mediante questo procedimento la microstruttura, che prima era eterogenea, viene trasformata in una struttura reticolare omogenea. In questo modo si riducono le tensioni interne alla struttura. Inoltre, grazie al maggior contenuto di martensite, aumentano sia la durezza che la resistenza all’usura.

 

 

 

Il trattamento criogenico serve principalmente a evitare cambiamenti striscianti nella stabilità dimensionale e offre i seguenti vantaggi:

 

• Consolidamento della stabilità dimensionale
• Eliminazione delle tensioni interne
• Minor usura grazie alla maggior resistenza all’usura
• Automatizzabile e riproducibile
• Ottimale per utensili di precisione

 

 

Premesse fondamentali per il trattamento criogenico sono un contenuto di carbonio pari ad almeno lo 0,5 % e un sufficiente tenore di elementi della lega con temperatura di fine trasformazione della martensite (Mf) inferiore a 30 °C. Tutti gli acciai che soddisfano queste premesse sono idonei per il trattamento criogenico.
Ecco alcuni esempi:

 

• Acciai cromatici ledeburitici (ad es. 1.2080, 1.2379, 1.2436)
• Acciai rapidi
• Acciai da utensili eutettoidi (ad es. 1.2842)

 

 

I nostri impianti per il trattamento criogenico offrono le seguenti dimensioni:
1.150 x 750 x 600 mm / 500 kg

 

 

Nella nostra mappa delle sedi interattiva potete vedere dove Härtha offre il trattamento criogenico dell’acciaio.

 

 

Volete affidarci la tempra e il trattamento criogenico dei vostri componenti? Saremo lieti di sottoporvi un’offerta. Per poterlo fare dovete indicarci la denominazione del materiale, le dimensioni, il peso e la pezzatura dei pezzi da trattare.