La scelta del Niploy e non dell`Inox

Portautensili: Niployati o Inox?
Nel mercato vetro e pietra sono disponibili portautensili prodotti in acciaio rivestito, i
cosiddetti “niploiati” e in acciaio Inox.
Con questa piccola guida cerchiamo di spiegarne le differenze.
I MATERIALI UTILIZZATI
Per la produzione di Portautensili vengono normalmente impiegati acciai da cementazione e
tempra, quali 16CrNi4; 18NiCrMo5 o molto raramente il 9SMnPb36.
Tali materiali non possedendo alcuna proprietà antiossidante, devono essere rivestiti
superficialmente con trattamenti antiossidazione ed anticorrosione che ne consentano l'impiego
in situazioni operative molto critiche.
In alternativa a questi, possono essere impiegati alcuni tipi di acciaio INOX quali:
AISI420C, AISI431, AISI440C ed il nuovo AISI630.
Le diverse composizioni chimiche di detti acciai condizionano il rapporto tra la durezza finale
e la resistenza alla corrosione, pertanto più sono elevati i valori di durezza richiesti, più bassa è
la resistenza alla corrosione, quindi maggiore la probabilità che sui pezzi si riscontri la
formazione della cosiddetta ruggine.
Considerazione non secondaria è la reperibilità costante ed il costo di tali materiali, che
varia dal 40% ad oltre il 100% di quello da cementazione.
IL TRATTAMENTO TERMICO
Gli acciai da cementazione e tempra vengono trattati termicamente con una serie di
operazioni che permettono al pezzo finito, di raggiungere una durezza finale di 58/62 Hrc.
Dalla superficie, tale durezza raggiunge una profondità di soli mm. 0,3/0,4 in modo da evitare
che si trasformi in pericolosa fragilità.
Con la cementazione il metallo indurisce superficialmente i pezzi, mantenendo inalterato
l'interno, che conserva la sua tenacità. Durante la cementazione il pezzo è messo a contatto
con particolari sostanze carburanti, dentro forni ad alta temperatura, in modo da arricchirlo di
carbonio.
SRD Tools di Zoli Derek – Via Palazza, 7 48022 Lugo (Ra) – Italy
Tel. +39 340 1928493 - Fax +39 0545 010824 - email [email protected]
La tempra si esegue riscaldando il metallo fino alla temperatura di 760-870 °C e quindi
raffreddandolo rapidamente in acqua o in olio: il brusco raffreddamento conferisce durezza, ma
questo processo crea nel metallo cospicue tensioni e deformazioni interne, che lo rendono più
fragile.
I difetti della tempra si possono eliminare con il rinvenimento che consiste nel riscaldare
nuovamente l'acciaio a temperatura più bassa, raffreddandolo poi più o meno rapidamente.
Il rinvenimento diminuisce la durezza e la resistenza dell'acciaio e ne accresce la duttilità e
la tenacità. Dopo questi tre processi di indurimento, i pezzi sono pronti per la rettifica finale.
Gli acciai inossidabili citati precedentemente, sono tutti martensitici, con basso contenuto di
carbonio, quindi per raggiungere durezze accettabili richiedono un arricchimento che si ottiene
con una serie di operazioni di tempra, distensione o invecchiamento.
Rispetto agli acciai da cementazione si possono raggiungere le durezze decisamente
inferiori: queste vanno dai 40 ÷ 42 Hrc per l'AISI 630 ad un massimo di 50 ÷ 52 Hrc per l'AISI
420 e con valori tra i 42 ÷ 44 Hrc per gli altri tipi.
Occorre comunque sottolineare che l'intero processo d'indurimento presenta delle fasi molto
delicate e se queste non vengono tenute sotto stretto controllo durante la loro esecuzione
possono provocare delle alterazioni alla struttura molecolare dei pezzi, che pur raggiungendo la
durezza superficiale richiesta, nascondono delle tensioni interne che nel tempo possono
causare criccature estremamente pericolose, provocate dallo stress da fatica e dalle vibrazioni
sopportate durante le lavorazioni.
RIVESTIMENTO: Niploy
I vantaggi del Nipoly sono ben noti da tempo e ne hanno fatto il trattamento adottato da
anni dai maggiori costruttori di macchine per la lavorazione della pietra e del vetro.
Il notevole grado di protezione alla corrosione ed all'usura, sommate alle caratteristiche
meccaniche del supporto, fanno si che sia il trattamento superficiale più idoneo a proteggere i
portautensili utilizzati nella lavorazione del marmo e del vetro.
Un punto debole può essere rappresentato dalla relativa fragilità superficiale del
rivestimento, che in caso di urti con spigoli taglienti, tende ad incrinarsi e dare inizio ad un
processo di sfogliamento (distacco della pellicola protettiva dal supporto); permettendo agli
agenti ossidanti di entrare in contatto con il metallo di supporto, avviando la formazione di
ruggine.
Questo inconveniente può essere notevolmente ridotto da un corretto rapporto tra la
durezza superficiale da ottenere e lo spessore del rivestimento stesso: un rivestimento di
spessore di 25 ÷ 30 µm ed un processo di de-idrogenazione possono risolvere questo
problema in modo soddisfacente.
Gli acciai inossidabili richiedono, prima di procedere alla rettifica finale, di un processo di
decontaminazione, per ridurre la formazione di ruggine nelle zone che non potranno essere
rettificate e quindi in quelle zone dove i residui delle reazioni chimiche presenti su tutto il
pezzo non possono essere eliminati meccanicamente.
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CONCLUSIONI FINALI
Di seguito un riepilogo delle principali caratteristiche delle due tecnologie. Sulla base di queste
considerazioni, con la certezza di offrire un prodotto dalle elevate caratteristiche qualitative,
SRD ha deciso di puntare su portautensili rivestiti con Niploy.
Portautensili cementati/temprati e rivestiti con Niploy
Vantaggi
•
Forniscono ottime e collaudate prestazioni meccaniche.
•
Hanno una durezza media molto vicina a quella dell’albero mandrino.
•
Hanno notevoli proprietà di resistenza alla corrosione ed all'usura.
Svantaggi
•
Sono relativamente vulnerabili agli urti, che in casi estremi, possono criccare il
trattamento superficiale permettendo la progressiva fioritura di ruggine sotto il
rivestimento, provocandone il progressivo sfogliamento.
Questo fenomeno tuttavia può essere limitato con un corretto uso e una semplice
manutenzione del prodotto da parte dell’utilizzatore finale (vedi guida su
manutenzione dei portautensili)
Portautensili realizzati in acciaio Inox
Vantaggi
•
Non soggetti a incrinature superficiali.
Svantaggi
•
Prestazioni meccaniche inferiori: causa la scarsa propensione del materiale con il quale
sono costruiti ad essere temprato, raggiungono durezze relativamente limitate.
Questo può rappresentare un problema, in particolare per portautensili di tipo HSK
che vanno in battuta sul naso mandrino. La maggiore durezza del naso mandrino
rispetto a quella del portautensile, insieme alle micropolveri presenti nell’acqua,
possono portare al deterioramento del piano/cono del portautensile, dando
origine a errori di mancata lettura di presenza dell’utensile, alla progressiva usura
del gruppo di serraggio ISO o HSK e allo snervamento molle di tenuta utensile
dell’elettromandrino.
•
La delicatezza del processo di indurimento (vedi sopra) può generare delle tensioni
interne che nel tempo possono causare criccature estremamente pericolose, provocate dallo
stress da fatica e dalle vibrazioni sopportate durante le lavorazioni, che possono portare
anche alla rottura improvvisa del portautensile.
•
Il carbonio aggiunto durante il trattamento termico provoca in breve tempo la
formazione di ossidazioni superficiali (ruggine). Queste ossidazioni sono facilmente
asportabili dalle parti rettificate, ma di difficile rimozione nelle parti dove non è possibile
esguire la rettifica come gole, fori e filetti, quindi su queste parti la formazione di ruggine è
molto simile a quella che si forma su un qualsiasi pezzo in acciaio da cementazione non
rivestito.
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