81
RMOæ
marzo 2014
Tempra ‘single shot’.
La tempra ‘single shot’ ovvero
con un riscaldamento in un’unica soluzione e in breve
tempo è un processo che prevede che l’induttore ab-
bracci completamente l’anello in modo tale da riscal-
dare nello stesso tempo tutta la regione che deve essere
oggetto di trattamento di tempra. Il grosso vantaggio
di questo processo è la sua velocità, ma d’altra parte ne-
cessita di notevoli potenze dovendo scaldare una zona
molto ampia del pezzo fino a temperature tipiche di
trasformazione austenitica dell’acciaio, ovvero 900 °C.
Alla fine del processo di riscaldamento una doccia op-
portunamente dimensionata in termini di portata e
pressione eseguirà il raffreddamento rapido sotto la
velocità critica.
La tempra progressiva consiste nel mettere in rotazione
il pezzo e porre un induttore di dimensioni limitate e
dimensionato in modo opportuno, affacciato al pezzo
stesso. In questomodo viene scaldata soltanto una certa
zona del pezzo inmodo però continuo ovvero portando
il riscaldamento in tutto il pezzo, che nella sua rotazione
passa tutto in corrispondenza dell’induttore. Il raffred-
damento viene in questo caso effettuato anch’esso in
modo progressivo, disponendo una doccia subito dietro
all’induttore inmodo tale che il pezzo dapprima si trova
a essere riscaldato e subito dopo si trova a essere raffred-
dato sempre mantenendo il suo naturale movimento di
rotazione attorno al suo asse.
Il maggior vantaggio di tale processo è la possibilità di
gestire la velocità di avanzamento del pezzo che con-
sente di trattare pezzi fino a 8 metri di diametro con
potenze limitate (300-400 kW). D’altra parte il rovescio
dellamedaglia è la necessità di lasciare una piccola zona
del pezzo senza trattamento. Questo è dovuto alla zona
di cucitura ovvero l’inizio del processo e la fine dello
stesso. Utilizzando un semplice trattamento di tempra
progressiva si cade nello svantaggio o di ritrattare la
vocata dal rotolamento delle sfere o dei cilindri tra la
parte che rimane ferma e la parte che invece si muove, è
necessario sottoporre la parte superficiale di tali compo-
nenti a un trattamento di tempra superficiale. La tempra
consente di trasformare il materiale in una fase (la mar-
tensite) che è caratterizzata da elevati valori di durezza.
Tipicamente tali processi vengono eseguiti in forni di
carbo-cementazione ovvero in forni che prima portano
tutto il pezzo a temperature superiori a quelle di auste-
nitizzazione (tra 800 e 950 °C a seconda del materiale
e degli elementi usati per legare l’acciaio) poi, tramite
atmosfere particolari, fanno diffondere nel pezzo (nella
parte superficiale di esso) una quantità precisa di carbo-
nio. Alla fine di tale processo il pezzo viene raffreddato
rapidamente (fase di quenching) in modo tale da rag-
giungere una velocità di raffreddamento superiore alla
velocità critica per ottenere la trasformazione diretta da
austenite a martensite senza passare attraverso fasi in-
termedie.
Tale processo se da una parte consente di ottenere du-
rezze superficiali adeguate, dall’altra ha come svantag-
gio quello di produrre notevoli deformazioni del pezzo
e quindi rendere necessaria una successiva lavorazione.
Inoltre il processo di carbo-cementazione risulta essere
poco efficiente (si rende necessario riscaldare una quan-
tità notevole di materiale, molto di più di quanto serve)
e piuttosto inquinante dal momento che di solito i forni
vengono alimentati a metano o combustibile equiva-
lente e all’interno del processo vengono utilizzate at-
mosfere che rilasciano miscele di gas inquinanti.
La tempra a induzione.
L’alternativa a tale processo è
la tempra a induzione. Essa sfrutta le proprietà dei ma-
teriali conduttori e soprattutto magnetici, di interagire
con un campomagnetico, prodotto da un particolare di-
spositivo chiamato induttore, creando le cosiddette cor-
renti indotte che altro non sono che correnti elettriche
che circolano all’interno del materiale. In questo modo
il materiale di scalda fino a raggiungere anche in questo
caso la temperatura di trasformazione in austenite. A
questo punto il processo è identico al precedente, ov-
vero il riscaldamento è seguito da una fase di quenching
per arrivare ad avere la parte superficiale dell’anello o
del cuscinetto completamente trasformata in marten-
site.
I processi di tempra a induzione di grandi anelli o cusci-
netti possono essere realizzati con diverse metodologie
a seconda delle dimensioni del pezzo, delle caratteristi-
che del materiale che si vogliono ottenere, della velocità
con la quale si vuole ottenere il trattamento e della po-
tenza elettrica disponibile.
Possiamo quindi parlare di tempra ‘single shot’, tempra
progressiva o ‘scanning’ e tempra progressiva ‘seamless’.
Brevemente cerchiamo di descrivere tali diversi metodi.
Esempio di uso di anelli e cuscinetti in un generatore eolico.
