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Bonomi Acciai: opuscolo DEW pressocolata ad alta pressione

Pressocolata ad Alta Pressione

Acciai speciali per richieste crescenti dei clienti

Nel presente articolo, vengono fornite informazioni specifiche sui campi di impiego di ciascun acciaio speciale, mettendo a confronto gli aspetti salienti con evidenza nel dettaglio di composizione chimica, designazioni e principali caratteristiche che vanno a soddisfare.

Sono inoltre indicate le relative nozioni sui trattamenti termici e sui corretti parametri di lavorazione meccanica e viene posta particolare attenzione alla classificazione NADCA#207-2018 con relativi Gradi e Tipi di appartenenza delle singole marche.

Deutsche Edelstahlwerke – il vostro partner per soluzioni di acciai da utensile di alta qualità

Deutsche Edelstahlwerke è uno dei principali produttori mondiali di prodotti lunghi in acciaio speciale. Deutsche Edelstahlwerke può vantare oltre 170 anni di esperienza nella produzione di prodotti siderurgici di alta qualità.
La gamma di prodotti è unica in tutto il mondo e comprende acciai da utensile, acciai inossidabili, resistenti agli acidi ed al calore, acciai ingegneristici, e per cuscinetti e materiali speciali.
Il portafoglio prodotti spazia da fili di 4,5 mm a prodotti forgiati fino a 1.100 mm di diametro.
I clienti Deutsche Edelstahlwerke ricevono l’intera catena di produzione da un’unica fonte: dalla produzione alla prefabbricazione, al tratta-mento termico e superficiale.
Deutsche Edelstahlwerke è un’azienda del Gruppo SCHMOLZ+BICKENBACH.

Il Gruppo SCHMOLZ+BICKENBACH è uno dei principali fornitori mondiali di soluzioni individuali nel settore dei prodotti siderurgici lunghi speciali. Il Gruppo è uno dei principali produttori di prodotti lunghi in acciaio da utensili e acciai resistenti alla corrosione sul mercato globale e una delle due più grandi aziende in Europa per acciai legati ed alto legati ed acciai ingegneristici.
Con oltre 10 000 dipendenti, le proprie società di produzione e distribuzione in più di 30 paesi in 5 continenti, l’azienda garantisce supporto e fornitura a livello globale per i propri clienti e offre loro un portafoglio completo di produzione e vendita in tutto il mondo. I clienti beneficiano delle competenze tecnologiche dell’azienda, della qualità del prodotto costantemente elevata in tutto il mondo così come della conoscenza dettagliata dei mercati locali.

Pressocolata ad Alta Pressione

La pressocolata ad alta pressione è uno dei processi di produzione più convenienti utilizzati nel settore della fonderia ed è rinomata per l’elevata precisione dimensionale e l’omogeneità durante la produzione in serie. Questo metodo comporta l’iniezione di metallo fuso in una cavità di uno stampo ad una velocità molto elevata.
La pressione applicata per trasportare il flusso metallico della lega fusa anche nella sezione trasversale più stretta è imperativa per una riproduzione precisa della forma, che è uno dei vantaggi speciali della pressocolata ad alta pressione.

Le parti di pressocolata sono prevalentemente progettate per avere spessori di parete più sottili possibile al fine di consentire tempi di ciclo più brevi e per ridurre il materiale fuso. Tuttavia, gli stampi sono esposti a notevoli carichi meccanici e termici durante la pressocolata, motivo per cui la durata di uno stampo è di particolare importanza.
La vita utile di uno stampo dipende in gran parte dalla qualità dell’acciaio da utensile per lavorazione a caldo, nonché dai suoi mezzi di produzione e dal trattamento termico.
Non devono quindi essere sottovalutati gli effetti che la scelta di acciai adatti e l’adeguamento mirato delle singole leghe possono avere sulla qualità, l’affidabilità e la durata di vita di uno stampo.
Durante il processo di pressocolata, le temperature fluttuano immensamente e gli intervalli di fluttuazione sono estremamente brevi e variano da metallo a metallo. Questo rende la resistenza agli shock termici dell’acciaio da utensile da lavorazione a caldo una priorità assoluta per il pressocolatore.

L’acciaio dovrebbe offrire le seguenti proprietà:

  • Eccellente resistenza alle sollecitazioni termiche
  • Grande resistenza ad alta temperatura
  • Eccezionale tenacità ad elevate temperature
  • Elevata conducibilità termica
  • Eccellente resistenza all’usura a temperature elevate
  • Elevata resistenza alla compressione
  • Buona saldabilità

Le parti pressocolate vengono utilizzate in numerose applicazioni, come mostrato nel diagramma sottostante. L’area di applicazione di gran lunga più importante è l’industria automobilistica, dove le parti vengono utilizzate in auto, camion o due ruote.
Il cambiamento della tecnologia di trasmissione influenzerà in modo significativo il mercato, offrendo allo stesso tempo nuove opportunità nel settore dei veicoli elettrici.

In Deutsche Edelstahlwerke riceverai sempre acciai ad alte prestazioni, che stabiliscono standard globali per gli acciai da utensile per lavorazioni a caldo.

l principale criterio di uno stampo è la sua vita utile come forte figura chiave per l’efficienza del processo. Oltre al materiale dello stampo ci sono vari aspetti che influenzano la vita.

Vantaggi per il produttore delle attrezzature:

– Qualità costante
– Lavorazione conveniente
– Trattamento termico semplice
– Buona saldabilità
– Consulenza competente
– Tempi di consegna brevi

Vantaggi per il pressocolatore

– Lunga vita utensile
– Bassi costi per lo stampo e bassi costi unitari
– Bassa suscettibilità alla criccatura a caldo
– Costi di manutenzione trascurabili
– Buona saldabilità
– Basso ricambio delle attrezzature
– Consulenza tecnica
– Buona stabilità dimensionale
– Qualità del di pressocolata riproducibile

Nell’industria di pressocolata sono riconoscibili nuove e sfidanti tendenze che portano a nuove limitazioni, ma anche a nuove possibilità:

– Maggiore efficienza
– Aumento del numero di battute
(Standardizzazione/Strategia di base)
– Grande diversità di leghe colate
(alluminio, magnesio, zinco, ecc.)
– Riduzione del peso delle parti prodotte per ottenere meno emissioni di CO2
– Maggiore complessità delle parti prodotte
– Utensili stampati con la tecnologia additiva in 3D
– Stampi con dimensioni maggiori per le parti strutturali
– Rivestimento della superficie per evitare l’abrasione e per ottenere migliori proprietà di scorrimento ed estrazione

Selezione dell’acciaio per le più elevate richieste

Per le crescenti richieste nell’industria della pressocolata ad alta pressione consigliamo di utilizzare i nostri acciai da lavorazione a caldo ad alte prestazioni della nostra gamma Thermodur® Superclean per stampi più duraturi, affidabili e convenienti. Questi gradi Rifusi sotto ElettroScoria (ESR) offrono il profilo di proprietà richiesto combinati con i più alti valori di tenacità, con una microstruttura omogenea e la più fine dimensione del grano.
Inoltre offriamo i materiali standard nella nostra condizione speciale con Struttura ExtraFine (EFS) come Thermodur® 2343 EFS, Thermodur® 2344 EFS e Thermodur® 2367 EFS in condizioni .

Thermodur 2343® EFS Superclean è un
acciaio da utensile per lavorazione a caldo rifuso sotto elettroscoria, per applicazioni universali. Offre un’elevata tenacità potenzia-le ed è quindi particolarmente idoneo per stampi di grosse dimensioni destinati alla trasformazione di leghe metalliche leggere. Le proprietà più importanti di Thermodur® 2343 EFS Superclean sono la sua resistenza e tenacità alle alte temperature, nonché l’appropriata conducibilità termica e la bassa suscettibilità alle criccature a caldo.

Thermodur 2344® EFS Superclean è un acciaio da utensile per lavorazione a caldo versatile, che può essere utilizzato in una vasta gamma di applicazioni. Rispetto a Thermodur® 2343 EFS Superclean, è dotato di una maggiore resistenza alla temperatura ed all’usura. Questo lo rende particolarmente adatto per stampi di piccole medie dimensioni nella produzione di getti pressocolati di leghe leggere.

Thermodur® 2367 EFS Superclean combina le proprietà positive di Thermodur® 2343 EFS Superclean e 2344 EFS Superclean, offrendo anche una migliore resistenza alle temperature elevate. La sua eccellente resistenza al rinvenimento ed alla fatica termica rende Thermodur® 2367 EFS Superclean perfetto per la produzione di getti pressocolati di leghe leggere frequentemente soggetti ad alte temperature.

Thermodur® 2999 EFS Superclean è uno speciale acciaio da utensile per lavorazione a caldo con la massima resistenza alle alte temperature, un’eccellente resistenza agli shock termici e un’elevata conducibilità termica. Grazie alla sua forte resistenza all’usura ad alta temperatura, Thermodur ®2999 EFS Superclean è stato sviluppato appositamente per l’uso alle temperature più elevate. Questo profilo di proprietà rende Thermodur 2999 EFS Superclean una soluzione speciale per inserti in pressocolata di leghe leggere e pesanti.

Thermodur® E38K EFS Superclean è un acciaio da utensile per lavorazione a caldo rifuso sotto elettroscoria, di impiego universale. Gli eccezionali valori di tenacità rispetto a Thermodur® 2343 EFS Superclean, rendono Thermodur® E38K Superclean la soluzione migliore per stampi di pressocolata ad alta pressione di grosse dimensioni.

Thermodur® E40K EFS Superclean è un acciaio da utensile per lavorazione a caldo premium per stampi HPDC che migliora la durata di vita grazie a un’eccezionale resistenza alla fatica termica. Combina i più alti valori di tenacità con una migliore resistenza alle temperature elevate ed è quindi la soluzione perfetta per gli stampi di pressocolata. Con la sua elevata resistenza all’usura a temperature elevate e una buona isotropia dei valori meccanici, Thermodur® E40K Superclean è la soluzione migliore per gli stampi di medie e grandi dimensioni.

Cause di avaria nelle applicazioni di pressocolata

Nel settore della pressocolata la richiesta di una maggiore aspettativa di vita è ininterrotta. Per questo motivo DEW si concentra sui principali tipi di avarie degli stampi di pressocolata per identificare lo spazio di miglioramento.
Poiché circa l’80% di tutte le avarie vengono causate dalla fatica termica, l’incremento della resistenza contro questo tipo di difetto è la sfida più grande.

Scelta dell’acciaio

A seconda dell’applicazione, forma, tipo di lega, dimensione dell’utensile e ulteriori fattori, la scelta dell’acciaio dovrebbe essere fatta tenendo conto dell’intero profilo di proprietà che i gradi di acciaio specifici offrono.
Nella tabella sottostante viene fornito un confronto sulle principali proprietà dei nostri acciai da utensile da lavorazione a caldo utilizzati nelle applicazioni di pressocolata.
Dividiamo i nostri acciai da utensile per lavorazione a caldo in materiale standard in condizioni convenzionali, Prime Quality in condizioni ESR e materiali ad elevate prestazioni che sono appositamente sviluppati per raggiungere risultati eccezionali anche in utensili HPDC altamente stressati.

Albero decisionale

Parametri di lavorazione meccanica

Trattamento termico

Ricottura di Distensione
Durante il taglio del metallo e le fasi di sgrossatura si inducono tensioni di lavorazione meccanica. Queste sollecitazioni possono provocare deformazioni e possibilmente costose rilavorazioni nel corso di un successivo trattamento termico. La ricottura di distensione dovrebbe essere eseguita ad una temperatura compresa tra 600 e 650 °C dopo la lavorazione iniziale, in particolare per gli utensili con una geometria complessa.

Riscaldo
A causa della bassa conducibilità termica e delle diverse sezioni trasversali degli utensili, si verificano notevoli sollecitazioni termiche in caso di riscaldo rapido alla temperatura di austenitizzazione. Queste sollecitazioni possono causare la deformazione degli utensili o anche cricche. Devono essere osservate alcune fasi di preriscaldo indicate nelle sequenze tempo-temperatura nelle schede tecniche del materiale.

Austenitizzazione
Dopo l’ultima fase di preriscaldo, gli utensili vengono portati alla temperatura di indurimento elencata nelle schede tecniche del materiale. Dopo riscaldo completo (equalizzazione della temperatura), devono essere mantenuti a questa temperatura per garantire una completa trasformazione.

Tempra
La fase di tempra degli utensili è la più critica del processo di trattamento termico. C’è il rischio che si sviluppino cricche da tensionamento a causa di sollecitazioni di trasformazione termica e microstrutturale. I fattori legati alla progettazione che favoriscono la formazione di cricche sono improvvisi cambi di geometria, differenti spessori delle pareti e grandi sezioni trasversali. Per il materiale, sarebbe l’ideale puntare ad un raffreddamento più veloce possibile al fine di ottenere una trasformazione totalmente martensistica. Tuttavia, sono necessari compromessi a causa del rischio di rotture affrontato in precedenza. Tali compromessi devono essere concordati tra il produttore dell’acciaio, l’azienda di trattamento termico e il costruttore di utensili per ogni singolo caso.

Rinvenimento
Il rinvenimento è necessario per ottenere un’adeguata durezza ed una tenacità necessaria per le caratteristiche di impiego previste. Il rinvenimento deve essere eseguito immediatamente dopo la tempra, e relativo bilanciamento della temperatura, per evitare cricche da tensione.

Nota generale (responsabilità)
Errori di stampa, omissioni e modifiche accettate. Le schede tecniche specifiche del prodotto hanno la priorità sulle informazioni fornite in questo opuscolo. Le caratteristiche di prestazione desiderate sono vincolanti solo se sono esclusivamente concordate alla conclusione in un contratto.

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