Ci sono molti modi per alterare il modo in cui i metalli funzionano e reagiscono alla lavorazione di precisione. Uno di questi metodi è il trattamento termico. Il trattamento termico può essere applicato al pezzo prima di rendere il materiale più lavorabile, oppure i componenti possono essere lavorati prima delle fasi finali di indurimento e riscaldamento. Il trattamento termico può influenzare una serie di aspetti diversi del metallo, tra cui la resistenza, la durezza, la tenacità, la lavorabilità, la formabilità, la duttilità e l’elasticità. Può anche influenzare le proprietà fisiche e meccaniche del metallo per cambiare l’uso del metallo o alterare il lavoro futuro sul metallo. Qui diamo uno sguardo più da vicino ai diversi tipi di trattamento termico e come questi influenzano i pezzi durante la lavorazione di precisione.
DUREZZA
Nel trattamento termico per indurire un metallo, il metallo viene riscaldato a una temperatura dove gli elementi nel metallo diventano una soluzione. Prima di fare questo, i difetti nella struttura del reticolo cristallino del metallo sono la fonte primaria del ‘dare’ o della plasticità. Il trattamento termico affronta queste carenze portando il metallo in una soluzione affidabile con particelle fini per rafforzare il metallo. Una volta che il metallo è riscaldato a fondo alla giusta temperatura per produrre una soluzione solida, viene rapidamente raffreddato per intrappolare le particelle in soluzione.
Nella tempra per precipitazione, le particelle di impurità vengono aggiunte alla lega metallica per aumentare ulteriormente la resistenza.
DUREZZA A CASSA
Nel processo di cementazione, lo strato esterno del metallo viene indurito mentre quello interno rimane morbido. Per i metalli con un basso contenuto di carbonio come il ferro e l’acciaio, il carbonio aggiuntivo deve essere infuso nella superficie. La cementazione è un processo spesso usato come fase finale dopo che il pezzo è già stato lavorato. L’alto calore è usato in combinazione con altri elementi e sostanze chimiche per produrre uno strato esterno indurito. Poiché l’indurimento può rendere i metalli più fragili, la cementazione può essere utile per le applicazioni che richiedono un metallo flessibile con uno strato di usura durevole.
RICOTTURA
La ricottura è un metodo di trattamento termico in cui un metallo come alluminio, rame, acciaio, argento o ottone viene riscaldato a una temperatura specifica, tenuto a quella temperatura per qualche tempo per permettere la trasformazione, e poi raffreddato ad aria. Questo processo aumenta la duttilità del metallo e diminuisce la durezza per renderlo più lavorabile. Il rame, l’argento e l’ottone possono essere raffreddati rapidamente o lentamente, mentre i metalli ferrosi come l’acciaio devono sempre essere raffreddati gradualmente per permettere la ricottura. La ricottura può essere usata prima che un metallo sia lavorato per migliorare la sua stabilità, rendendo i materiali più duri meno propensi a creparsi o a fratturarsi.
NORMALIZZAZIONE
La normalizzazione è un processo di ricottura per l’acciaio dove viene riscaldato 150-200°F più in alto rispetto alla ricottura e tenuto alla temperatura critica abbastanza a lungo perché la trasformazione avvenga. L’acciaio trattato in questo modo deve essere raffreddato ad aria. Il trattamento termico nella normalizzazione provoca grani austenitici più piccoli, mentre il raffreddamento ad aria produce grani ferritici più raffinati. Questo processo migliora la lavorabilità, la duttilità e la resistenza dell’acciaio. La normalizzazione è anche utile per rimuovere i grani colonnari e la segregazione dendritica che possono verificarsi durante la fusione di un pezzo.
TEMPERAZIONE
La tempera è un metodo di trattamento termico usato per aumentare la resilienza delle leghe a base di ferro come l’acciaio. I metalli a base di ferro sono molto duri, ma sono spesso troppo fragili per essere utili per la maggior parte degli scopi. Il rinvenimento può essere usato per cambiare la durezza, la duttilità e la forza del metallo, che di solito lo rende più facile da lavorare. Il metallo sarà riscaldato a una temperatura inferiore al punto critico, poiché temperature più basse riducono la fragilità mantenendo la durezza. Per aumentare la plasticità con meno durezza e forza, sono necessarie temperature più alte.
Un’altra opzione è quella di acquistare materiale che è stato indurito o di indurire il materiale prima della lavorazione. Mentre questo rende più difficile la lavorazione, elimina il rischio che le dimensioni del pezzo cambino, a differenza di un processo di trattamento termico post-lavorazione. Può anche eliminare la necessità di un’officina di rettifica per ottenere finiture o tolleranze strette.
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Il trattamento termico può essere una parte essenziale del processo di lavorazione di precisione per trasformare i metalli e garantire che i vostri pezzi e le vostre parti funzionino come avete bisogno. Parlate con uno dei nostri ingegneri di precisione qualificati delle vostre esigenze e di come trovare il giusto metodo di trattamento termico per il vostro progetto di ingegneria di precisione.