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progettare 440 SETTEMBRE 2021 89 mentare la resistenza e la durevolezza dei cuscinetti in condizioni di carico variabili. La maggior parte degli acciai con tenore di carbonio superiore allo 0,4% sono adatti alla tempra a induzione, incluso E52100, un acciaio ad alto contenuto di carbonio (1,1%), debolmente legato e usato spesso per cuscinetti e altri componenti sottoposti a forti sollecitazioni nelle applicazioni a contatto volvente. Finitura delle guide Dopo il processo di tempra a induzio- ne, le guide possono essere sottoposte a ulteriore lavorazione per migliorare le capacità antiattrito. Rollon sottopone le piste a un trattamento di rettifica per conferire loro una superficie più liscia e quindi garantire il funzionamento efficien- te del sistema riducendo la rumorosità e garantendo una scorrevolezza costante. In alcune applicazioni, la bassa rumorosità delleguide èparticolarmente importante. Si pensi alle applicazioni in ambito medicale, come quelle che permettono lamovimenta- zione dei sistemi di imaging o delle lettighe. Le guide applicate in questi sistemi devono lavorare in modo fluido e silenzioso, non soloper la qualità delle immagini,ma anche per il maggior comfort del paziente. Tipicamente, lefiniture superficiali di rettifi- ca oscillano da circa 4 a 8 Ra (micropollici). Le piste sottoposte a nitrurazione, invece, non possono essere rettificate né subire processi simili. Data l’estrema sottigliezza della superficie cementata, la rettifica la rimuoverebbe completamente. La tempra a induzione e la successiva rettifica rimuo- vono i segni degli attrezzi e le asperità, consentendo alla superficie di mantenere la sua profondità di tempra per tutta la durata di vita della guida. Insieme, fluidità di scorrimento e durezza, permettono di prolungare la vita utile del sistema guida/ cuscinetto. Sulle piste nitrurate, la finitura superficiale - e quindi la durezza - sono de- stinate a consumarsi nel tempo, portando a una perdita di rivestimento e di durezza. che riesce a includere il punto di massimo stress situato al di sotto della superficie della guida. In questo tipo di trattamento termico il metallo viene riscaldato per induzione, un processo senza contatto che sfrutta il passaggio di una corrente elettrica per generare calore nello strato superficiale di un materiale conduttivo. Successivamente la superficie è sottoposta ad un raffreddamento rapido, inducendo così una trasformazione martensitica che porta a un aumento della durezza rispetto al metallo base. In confronto al riscalda- mento in forno a gas e ad altri trattamenti termici tradizionali, la tempra a induzione offre diversi vantaggi: riscaldamento rapi- do, basso consumo energetico, risparmio sui costi. Poiché lo sforzo interno in una pista sotto carico può sfiorare i 500.000 psi, la durezza della guida e la profondità della tempra so- no entrambi valori essenziali da misurare durante il processo. La profondità della tempra di una guida varia in funzione delle dimensioni della guida stessa e in base all’applicazione. I modelli più piccoli, come Compact Rail 18 di Rollon, prevedono una profondità di tempra di 2 mm. Le guide più grandi, come Compact Rail 63, hanno invece una profondità di tempra compresa tra 4 e 5 mm. Acciaio di alta qualità Per ottenere guide dall’elevata durata non basta soltanto scegliere il processo di lavo- razione giusto. Bisogna anche considerare il materiale che le compone. Per ottenere livelli di tempra che possano reggere gli sforzi quotidiani delle applicazioni indu- striali, le guide lineari di prima qualità devono essere prodotte con acciaio puro con una composizione precisa e un alto tenore di carbonio. L’impiego di acciai ad alto contenuto di carbonio permette alla tempra a induzione di far risaltare le pro- prietà naturali del metallo, inclusa la sua resistenza allo snervamento, lamalleabilità e la durezza, che a loro volta fanno au- Tempra a induzione Per indurire le guide spesso i produttori ricorrono alla nitrurazione, un processo di trattamento termico che prevede la diffu- sione di azoto nella superficie di unmetallo (solitamente acciai debolmente legati a basso tenore di carbonio), creando una superficie cementata di spessore compre- so tra 0,2 e 0,3 mm. Considerando i tipi di carico applicati alle piste di rotolamento nei contesti di automazione di magazzino, all’interno di celle robotizzate o nell’auto- mazione di centri di lavoro, o addirittura in applicazioni outdoor come nel settore fer- roviario, le guide che presentano superfici nitrurate di spessore limitato tenderanno a formare crepe da sforzo. Per evitare cedimenti, è importante identifi- care con esattezza il punto di sollecitazione tra il cuscinetto e la guida. Le sollecitazioni massime, denominate tensioni di contatto hertziano, si trovano al di sotto della su- perficie. Per questo motivo, è necessario che lo strato superficiale di una guida sia temprato in sufficienteprofondità, una con- dizione che molti processi di nitrurazione non sono in grado di raggiungere. Entra quindi in gioco la tempra a induzione. Anziché produrre una superficie cementata di soli 0,2/0,3 mm, la tempra a induzione crea una zona attorno alla pista con una profondità effettiva fino a 5 mm, a seconda delle specifiche e della sezione del pezzo,