I MATERIALI PER UTENSILI 1° Parte

REQUISITI

I materiali per utensili devono avere le seguenti caratteristiche:

• Resistenza all’usura (per avere elevata durata).
• Buona resilienza (per mantenere agli urti).
• Durezza a caldo (per mantenere la resistenza all’usura anche ad elevate temperature)
• Basso coefficiente di attrito
• Bassa conducibilità termica (il calore si deve disperdere prevalentemente mediante il trucciolo).
• Bassa dilatazione termica (per garantire anche ristrette tolleranze di lavorazione).
• Convenienza economica a seconda del tipo di lavorazione da eseguire.

CARATTERISTICHE

INNOVAZIONI TECNOLOGICHE

Le innovazioni tecnologiche sui materiali hanno permesso nel tempo di ottenere:

• Il mantenimento della durezza anche a caldo.
• La possibilità di lavorare materiali sempre più duri, oggigiorno con il superamento dei cicli di lavoro tradizionali, secondo i quali non era permesso ad esempio la lavorazione per asportazione di truciolo dell’acciaio temperato.
• L’utilizzo di velocità di taglio sempre più elevate, con conseguente riduzione dei tempi di lavorazione e quindi dei costi di produzione.

IN DETTAGLIO

ACCIAIO AL CARBONIO

Utilizzati dalla fine del 1800, oggi non in pratica più usati.

Contengono circa l’1% di C_e percentuale da 0,1% a 0,4% di Si e Mn; Si tratta di utensili integrati allo stato bonificato, che raggiungono accettabili durezza e resistenza all’usura. La durezza varia tra fra 59 e 67 HRC, ma decade drasticamente se la temperatura sale oltre 200÷250 Cº

ACCIAI LEGATI e ALTOLEGATI

Vengono aggiunti altri elementi di lega, in particolare:

• Cromo Cr per migliorare la resistenza all’usura.
• Tungsteno W, cobalto Co, molibdeno Mb, manganese Mn per migliorare la resistenza a caldo.
• Nickel Ni e vanadio V per migliorare la tenacità.
• Silicio Si per migliorare la resistenza all’abrasione.

Es. 55WCrV8 con circa 0,55% di carbonio e 2% di Tungsteno

Es. X153CrMoW12 con circa 1,5% di carbonio e 12% di Cromo

ACCIAI RAPIDI E SUPERRAPIDI

Hanno permesso un ulteriore aumento della velocità di taglio.

Sono particolari categorie di acciai altolegati, così designati:

LEGHE FUSE NON FERROSE (STELLITE)

Si tratta di lega ottenuta fondendo Cobalto Co, Cromo Cr e Tungsteno W, preparate sotto forma di barrette (la testa dell’utensile viene in questo caso realizzata per molatura) o sotto forma di placchette da brasare o fissare meccanicamente su uno stelo di acciaio.

La composizione chimica è nell’ordine di grandezza di:

• Co  =  50%
• Cr  =  25%
• W  =  20%
• Altri elementi  =  5%

CARBURI METALLICI SINTERIZZATI (METALLO DURO o WIDIA)

Furono messi in commercio nel 1924 dalla ditta Krupp con il nome di Widia (dal tedesco Wie-Diamant che significa “come diamante” con riferimento alla elevata durezza).

Hanno le seguenti caratteristiche:

• Notevole resistenza a compressione, ma modesta resistenza a flessione.
• Elevata durezza a caldo (1300¸1800 HV) e basso coefficiente di attrito.
• Basso coefficiente di dilatazione termica (circa metà dell’acciaio).
• Discreta conducibilità termica.
• Bassa resilienza.

Sono prodotti per “metallurgia delle polveri” (sinterizzazione) sotto forma di placchette da fissare meccanicamente o per brasatura su codolo d’acciaio.

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