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Aumentare la durata delle attrezzature di foggiatura dei metalli

Alcuni ricercatori finanziati dall'UE hanno sviluppato nuovi materiali e metodi per il trattamento superficiale delle macchine per la foggiatura dei metalli, che promettono di aumentare la durata delle stesse, riducendo così i costi di lavorazione.
Aumentare la durata delle attrezzature di foggiatura dei metalli
I componenti metallici sono largamente utilizzati nell'industria. Tra i metodi utilizzati per produrli vi sono la forgiatura a stampo e la colata in forma.

La forgiatura a stampo è un procedimento durante il quale un metallo viene sostanzialmente martellato con forze molto rilevanti tra due matrici, allo scopo di creare una certa forma, in modo molto simile a quanto si otteneva con i classici martello e incudine. La colata in forma utilizza elevate pressioni per forzare il metallo fuso in uno stampo che gli darà forma.

Date le condizioni di servizio decisamente estreme degli stampi per forgiatura e colata, tipicamente si utilizzano numerosi metodi per indurire le superfici metalliche, aumentarne la resistenza all'usura e prolungarne così la durata. Tra tali metodi si utilizza una combinazione di laser alloying e successiva nitridazione o nitrocarburazione.

Il laser alloying utilizza sorgenti laser concentrate per fondere rivestimenti in polvere metallica, dotate di particolari proprietà, su altri metalli (una lega è una struttura di due o più metalli). Nitridazione e nitrocarburazione sono procedimenti termici di indurimento delle superfici che introducono rispettivamente azoto o azoto, carbonio e ossigeno, nella superficie di un metallo.

I ricercatori europei che hanno lavorato al progetto FORBEST ("Increased service lifetime of forging tools by combined surface treatments") miravano a sviluppare trattamenti superficiali avanzati mediante nuovi materiali, composti e procedimenti per il laser alloying e la nitridazione, allo scopo di prolungare la durata degli stampi per la forgiatura e lo stampaggio dell'alluminio.

Il team ha analizzato nuovi materiali additivi e le loro proprietà per l'utilizzo nel processo di laser alloying con campioni di struttura semplice. Dopo il laser alloying i ricercatori hanno effettuato la nitridazione o nitrocarburazione al plasma.

I ricercatori hanno quindi applicato il nuovo trattamento superficiale a matrici e stampi selezionati, ottimizzando i parametri a seconda della specifica applicazione e confrontando i trattamenti superficiali e la loro combinazione rispetto ai metodi convenzionali, secondo criteri tecnici e anche economici.

I materiali e le tecniche FORBEST hanno prolungato la durata degli stampi per forgiatura e colata sino a tre volte, dimostrando una superiore resistenza all'usura che ha portato a ridotti costi di produzione.

Per tale motivo, l'utilizzo dei nuovi materiali e dei procedimenti modificati sviluppati dal team del progetto FORBEST per il trattamento delle superfici delle attrezzature per forgiatura a stampo e colata in forma ha il potenziale di migliorare significativamente la posizione competitiva dei produttori europei un questo ampio settore dell'economia.

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