Che cos’è il filo per stampaggio a freddo sottoposto a ricottura di sferoidizzazione?

La ricottura di sferoidizzazione è un processo termico impiegato principalmente per acciai a medio tenore di carbonio, acciai ad alto tenore di carbonio, acciai al boro, acciai legati e, in parte, per acciai a basso tenore di carbonio con elevate esigenze di formabilità a freddo. Il suo obiettivo è trasformare, mediante riscaldamento prolungato e raffreddamento lento, la cementite (Fe₃C) presente all’interno del materiale, originariamente sotto forma di “lamelle” o di “reticolo”, in una distribuzione sferoidale dispersa. Fenomeno fisico: Immaginiamo che la cementite lamellare assomigli a frammenti di vetro, capaci di perforare la matrice metallica e causare fratture; al contrario, la cementite sferoidale è simile alle sfere di un cuscinetto: sotto compressione, gli atomi metallici possono scorrere agevolmente attorno a queste “sfere”.

La vergella ordinaria (allo stato di laminazione a caldo) presenta durezza elevata e fragilità; se sottoposta direttamente a stampaggio a freddo, provocherebbe un rapidissimo deterioramento degli stampi, con il rischio addirittura che i pezzi si fratturino istantaneamente. Il filo per stampaggio a freddo ottenuto mediante ricottura di sferoidizzazione offre i seguenti tre vantaggi principali: · Eccellente duttilità: il metallo, sottoposto a forti sollecitazioni, può subire deformazioni notevoli senza sviluppare microfratture. Questo è fondamentale per la produzione di elementi complessi e profilati, come rivetti cavi e bulloni a stadi. · Ridotta resistenza alla deformazione: l’impegno richiesto alla pressa per stampaggio a freddo e agli stampi si riduce, prolungando in modo significativo la durata degli stampi costosi. · Uniformità della microstruttura: garantisce fluttuazioni minime della durezza da un lotto all’altro, assicurando la stabilità della produzione su linee completamente automatizzate.

La ricottura di sferoidizzazione non è una semplice “cottura al fuoco”; si tratta infatti di un processo di controllo della temperatura estremamente preciso: 1. Decapaggio e fosfatazione: rimozione della scala ossidica superficiale e applicazione di uno strato di fosfato come base lubrificante. 2. Trefolatura: riduzione del diametro del filo fino a raggiungere con precisione il valore richiesto. Ricottura di sferoidizzazione: in un forno a atmosfera protettiva (generalmente utilizzando miscele di N₂+H₂, gas DX, gas RX o atmosfera endogena), il materiale viene riscaldato in prossimità dei punti critici, mantenuto a temperatura per alcune ore e quindi raffreddato a una velocità controllata. La velocità di raffreddamento va definita in funzione del tipo d’acciaio e della microstruttura desiderata; i valori tipici si collocano nell’intervallo 5–40 °C/h.

RA: PC-RA SA: PC-SA RAIP: PC-RA-PC-D (S)AIP: PC-SA-PC-D SAF: PC-D-SA-PC SAIP: PC-D-SA-PC-D PASAF: PC-LA-PC-D-SA-PC PASAIP: PC-LA-PC-D-SA-PC-D PSASAIP: PC-SA-PC-D-SA-PC-D Dove: PC = decapaggio e fosfatazione LA = ricottura a bassa temperatura RA = ricottura normale SA = ricottura di sferoidizzazione D = trafilatura HD = tiro diretto AIP = ricottura interprocesso

I criteri per valutare la qualità di una vergella ricotta di sferoidizzazione destinata allo stampaggio a freddo sono generalmente due: Tasso di sferoidizzazione: il valore richiesto del tasso di sferoidizzazione va definito in base al tipo d’acciaio e all’impiego finale. In genere, per gli acciai da stampaggio a freddo si richiede un intervallo del 60%–90%, mentre per gli acciai ad alto tenore di carbonio e per quelli da cuscinetti è previsto un grado di sferoidizzazione ancora più elevato. Durezza: ad esempio, dopo la ricottura di sferoidizzazione del 10B21 la durezza viene normalmente mantenuta nell’intervallo 65–78HRB; il valore preciso viene regolato in funzione della difficoltà dello stampaggio a freddo e delle specifiche del cliente. Per il filo profilato SCM435 la durezza post-ricottura è di solito compresa tra 75 e 88HRB, così da bilanciare le prestazioni nello stampaggio a freddo con le esigenze dei successivi trattamenti termici.