Trattamenti termici utensili: tempra.

In questo articolo avevamo già accennato come i trattamenti termici siano fondamentali per ottenere utensili resistenti, duri e longevi.

Dal punto di vista tecnico, infatti, questi processi creano strati protettivi o alterano le caratteristiche strutturali e chimiche degli utensili.

Gli utensili per la piegatura della lamiera, così, vengono sottoposti a uno o più trattamenti termici che ne migliorano le performance durante la lavorazione.

Parliamo nello specifico di punzoni e matrici, ovvero gli utensili impiegati nella piegatura della lamiera. Poiché essi devono garantire alte performance e funzionalità, anche in quelle condizioni di stress che caratterizzano la piegatura, vengono sottoposti a trattamenti termici.

Grazie a tali trattamenti gli utensili sono in grado di sopportare:

• elevati carichi
• ripetizione ciclica dei processi
• abrasione dovuta allo scorrimento della lamiera.

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Come abbiamo visto in precedenza, Eurostamp effettua principalmente due tipi di trattamenti termici: nitrurazione e tempra ad induzione.

In questo articolo, dopo una breve panoramica sul processo della tempra, ci soffermeremo in particolare sulla tempra a induzione.

Tempra: che cos’è.

Questo processo consiste nel riscaldare l’acciaio ad alte temperature per un determinato tempo e poi raffreddarlo rapidamente al fine di modificarne le caratteristiche meccaniche (ad esempio: la durezza, la duttilità, la resistenza a trazione).

In base a:

• temperature raggiunte in fase di riscaldamento
• tempo di raggiungimento della temperatura
• tempo di mantenimento in temperatura
• velocità
• mezzo di raffreddamento,

si possono ottenere valori differenti delle caratteristiche sopraelencate.

La caratteristica meccanica che tendiamo a modificare nel campo utensili per presse piegatrici, è la durezza. Poiché la durezza è direttamente collegata alla fragilità (per esempio una lastra di vetro è estremamente dura, ma anche la sua fragilità è elevata), occorre tendere a un bilanciamento fra queste due caratteristiche. Per questo motivo abbiamo scelto la tipologia di tempra ad induzione.

Tipi di tempra.

I tipi di tempra sono quattro: a cuore, a induzione, a laser, a fiamma.

La tempra a cuore.

Si tratta di un trattamento termico massivo (che coinvolge l’utensile nella sua interezza), caratterizzato da un doppio ciclo di riscaldamento, permanenza in temperatura, raffreddamento.

Al termine del primo ciclo il materiale ha raggiunto un valore molto elevato di durezza, praticamente in tutto il suo volume, ma la sua struttura è estremamente carica di tensioni residue (che tendono a deformarlo). Inoltre, dato che la durezza è proporzionale alla fragilità, abbiamo ottenuto un blocco di acciaio che tenderebbe a rompersi con facilità (analogamente a un blocco di vetro, se provassimo a piegarlo potrebbe spezzarsi con proiezione di schegge).

Ecco perché viene sottoposto a un secondo ciclo (chiamato rinvenimento): con questo trattamento “più dolce” vengono ridotte le tensioni all’interno della struttura e, contemporaneamente, viene ridotto il valore di durezza fino a raggiungere il compromesso ideale che, una volta misurato, si aggira intorno a 40-44 HRC. La misura della durezza viene eseguita applicando una determinata forza ad una punta appoggiata sulla superficie dell’utensile e misurando la profondità raggiunta.

Tempra a induzione, a laser, a fiamma.

Si tratta di trattamenti termici non massivi, ma superficiali: vanno a modificare le caratteristiche meccaniche dell’acciaio solo sulle superfici desiderate (nel nostro caso solamente nelle aree maggiormente soggette a sollecitazioni meccaniche e fisiche).

Con questa soluzione si lascia inalterata la durezza del “corpo utensile”, ma si possono raggiungere valori di durezza “localizzata”, ovvero solo dove ci interessa, molto più elevati di quelli ottenibili con la tempra a cuore: fino a 58-60 HRC.

I tre metodi si distinguono per le diverse modalità di riscaldamento della superficie di interesse:

• tempra a induzione, attraverso induttori in rame
• tempra laser, mediante laser
• tempra a fiamma, mediante cannello ossiacetilenico o fiamma ossidrica.

Analizziamo nello specifico la tempra a induzione, che è il trattamento scelto da Eurostamp perché è stato ampiamente sperimentato e perché fornisce i migliori risultati di durezza superficiale con il minor costo, permettendoci di offrire ottima qualità a un prezzo conveniente e competitivo.

Tempra a induzione: come avviene.

È un particolare tipo di tempra localizzata, che comporta l’applicazione di un campo elettromagnetico generato da induttori in rame alle superfici che vogliamo indurire. Quando gli induttori vengono attraversati dalla corrente elettrica alternata, generano un campo magnetico che riscalda la superficie dell’acciaio. Variando opportunamente la frequenza e l’intensità della corrente, unitamente alla forma degli induttori, siamo in grado di variare la dimensione della zona riscaldata, la velocità di riscaldo, la penetrazione del calore.

Immediatamente dopo il riscaldamento, gli utensili vengono raffreddati con emulsioni liquide.

L’esperienza accumulata nel corso degli anni ci permette di scegliere opportunamente i parametri da utilizzare in funzione del risultato che intendiamo ottenere e della forma dell’utensile.

Tempra a induzione: i vantaggi.

Il largo impiego della tempra induzione è dovuto ai notevoli vantaggi che porta con sé:

• è un processo rapido
• può essere controllato con facilità
• è riproducibile su utensili di diversa forma
• ha un rapporto costo/risultati vantaggioso
• rispetto alla tempra a cuore permette di raggiungere livelli di durezza superficiale maggiori.

Utensili di qualità: affidati a Eurostamp.

Eurostamp effettua sugli utensili trattamenti termici di alta qualità, che garantiscono prodotti performanti, funzionali ed estremamente precisi.

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