Glossario II esonero Tecnologia della produzione

CALDA FREDDA

In Gravità • Sorgente Materiali (leghe) Materiali (leghe)

• Laterale Alluminio 650 - 700 °C Piombo / Stagno 250 -

• leghe leggere • Dall’alto (sempre Rame 1000 - 1100 °C 300 °C

• struttura na dei grani basculante) Zinco 500 - 600 °C

• nitura super ciale Compressione: cilindro- Magnesio 600 - 700 °C

1.8-5 μm e stantu o 150 Mpa Compressione

tolleranze buone Il metallo viene Gas in pressione 2 - 6

• Angoli di sformo 3° sup introdotto nella camera MPa

parallele di pressione ad una Pistone tu ante 4 -15

alla dir di sformo temperatura compresa MPa

• gas disciolti (canali di nell’intervallo di fusione.

sfogo) Le macchine possono

• uidità del metallo Fasi di una macchina a essere a camera

liquido camera oscillante: orizzontale o verticale.

• estraibilità del getto -riempimento

(anime) -compressione

• colata veloce per -estrazione

evitare premature

solidi cazioni in parti

sottili ( 4 mm)

• Anime in base

all’estraibilità

Sotto-pressione

Costi elevati, ottime

niture, grandi serie,

pezzi piccoli.

Finitura dei getti (Operazioni)

- Sterratura: getti medio / grandi (griglie a scossa, martelli pneumatici, spazzole metalliche),

getti piccoli (Buratti - contenitori rotanti)

- Sabbiatura (elevata richiesta di manodopera)

- Smaterozzamento (elevata richiesta di manodopera) (urto, con mole, taglio ad arco)

- Sbavatura (mole, barilatura)

Principali categorie di difetti

1. Escrescenze metalliche:

Bave in corrispondenza del piano di divisione: Distacco di sabbia

Gioco elevato, temperatura getto elevata, spinta Erosione parti non raccordate, scarsa coesione,

metallostatica non compensata. scarsa permeabilità.

2. Cavità

So ature: Cavità di ritiro:

cavità interne o esterne tondeggianti, sono in regolari, hanno super cie

dovute a assenza canalizzazioni di tifato e poca interna frastagliata.dovute a parti del getto ad alto

permeabilità materiale di formatura. modulo di ra reddamento non alimentate da

materozze.

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3. Soluzioni di continuità Ripresa Cricche

Fratture a freddo (interessano

tutta la sezione di una parte del

getto)

Durante ultima fase di Due parti incollate, temperatura di Frattura super ciale di diversa

ra reddamento, ritiro in fase colata troppo bassa, tempo di profondità.concentrazioni di

solida, eccessive tensioni per riempimento troppo elevato, tensione per brusche variazioni di

anime troppo rigide, parti del sistema di colata mal progettato. spessore.

getto con modulo di

ra reddamento di erente.

4. Super ci difettose (a buccia di arancia) originate da reazioni ad alta temperatura. Terra mal

rigenerata e agenti inquinanti.

5. Pezzi incompleti perché la lega non riesce a riempire tutta la forma, spesso avviene nelle parti

più sottili del pezzo, quando la temperatura è troppo bassa, quando vi è un'errata progettazione

del sistema di colata.

6. Deformazioni o forme scorrette

Fuori-sta a Incurvamento Disallineamento anima

Eccessivo gioco tra semi-modelli

o sta e.

7. Inclusioni o anomalie strutturali (Rottura forma, distacco zolle).

DEFORMAZIONE PLASTICA

Metal forming: in questi processi di Metal Forming, la forma nale del componente da realizzare

è ottenuta senza variazioni di volume e senza fusione del materiale.

Processo di progettazione: nella progettazione del processo, è necessario considerare:

le leggi che governano il usso del materiale, le pressioni, le forze e le potenze necessarie per il

processo

Deformazione massiva (Bulk deformazione process): durante il processo tutte le principali

dimensioni del pezzo come lo spessore, la lunghezza, o il diametro possono subire una variazione

(nessuna dimensione è trascurabile rispetto alle altre)

Deformazione delle Lamiere (Sheet Metalworking Processes): deformazione è realizzata sulle

lamiere che sono prodotti ottenuti per deformazione massiva (attraverso la laminazione) ed in cui

la dimensione dello spessore è trascurabile rispetto alle dimensioni nelle altre direzioni.

Comportamento del materiale in funzione della temperatura:

• al di sotto della temperatura di ricristallizzazione la velocità di incrudimento è superiore alla

velocità di riassetto

• al di sopra della temperatura di ricristallizzazione il fenomeno è opposto

Leggi che governano il usso plastico

1) la tensione e la deformazione ingegneristica (tensione e deformazione nominale) sono prive di

signi cato perché sarà necessario superare il limite elastico del materiale;

2) si farà riferimento alla tensione reale ed alla deformazione reale

3) Sigma rappresenta la tensione che è necessario applicare al materiale per deformarlo

ulteriormente e quindi per superare la resistenza alla deformazione dovuta all’incrudimento

4) la tensione reale viene de nita anche tensione di usso perchè quanto descrive la tensione

necessaria per garantire il usso plastico del materiale

Temperatura di deformazione

Lavorazione Temperatura

Cold Working (sensibilità alla epsilon) T < 0.3 Tf

Hot Working (sensibilità alla epsilon puntata ) T > 0.5 Tf

Warm Working (ridotta sensibilità a entrambe) 0.3 Tf < T < 0.5 Tf

Hot working

-Vantaggi: Valori bassi di tensione di usso, forze e potenze basse, maggiore duttilità metallo,

distruzione struttura ottenuta con processo di fusione

-Svantaggi: consumo di energia, ossidazione ad alte temp, sollecitazioni termiche utensili.

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Cold working

- Vantaggi: Assenza di ossidazione,Rispetto delle tolleranze e migliore nitura super ciale,

Spessori nali più sottili, Proprietà nali più strettamente controllate, Lubri cazione più

semplice

- Svantaggi: tensioni di usso alte, forze e potenze alte, duttilità <.

Scopo processi primari:

•distruzione della struttura ottenuta con la solidi cazione del getto;

•i prodotti in questo caso sono destinati ad ulteriori processi di lavorazione,

•le operazioni sono generalmente condotte a caldo e su larga scala.

Scopo processi di deformazione secondari:

•vengono operate trasformazione sui prodotti dei processi primari

•l’obiettivo è di realizzare componenti niti o semilavorati.

Processi stazionari: tutte le regioni del pezzo sono soggette allo stesso modo di deformazione;

Processi non stazionari: la geometria del pezzo cambia continuamente nel tempo.

Pressioni: ogni materiale ha il suo limite di resistenza, per evitare rotture vanno e ettuati studi.

Sono stati sviluppati diversi approcci con diversi gradi di approssimazione (esempio: metodo

dell'elemento sottile)

Fucinatura: stampo aperto, sgrossatura, lingotti. Applicazione di forze mediante presse e magli.

Stampaggio: stampo chiuso, nitura, componenti niti. Applicazione di forze di compressione

mediante presse e magli.

Magli possono essere a doppio e etto o a contraccolpo

Scelta del piano di bava

La dipende da sottosquadri, ridurre altezza del pezzo, lavorazione

impronte, brosità della struttura.

Raggi di raccordo vengono inseriti per evitare concentrazioni di tensioni e distacco del materiale

durante il riempimento.

Fasi del ciclo di stampaggio

Forgiatura di 1°grado: quando lo scopo è quello di produrre manufatti o semilavorati utilizzabili

per ulteriori lavorazioni meccaniche.

Laminazione: Riduzione di sezione di un componente (generalmente prismatico) nel passaggio

attraverso la luce fra due cilindri contro-rotanti, sappiamo che: •Allargamento trascurabile

•Andamento delle forze d’attrito

•Andamento delle velocità

•Andamento delle pressioni

•Raggio dei cilindri

•Rapporto di riduzione

•Arco di contatto

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Attriti in laminazione

A sinistra la velocità del laminato è minore della velocità del laminando, a destra, del punto neutro,

la velocità del laminato è maggiore della velocità del laminando. Si ha un’accelerazione ed in un

solo punto la velocità periferica dei cilindri è uguale alla velocità del laminato. A destra accade

opposto.

condizione di imbocco trascinamento.

la è più restrittiva di quella di

Allargamento striscia

L’incremento in larghezza aumenta con: Rapporti bassi tra larghezza e spessore del laminato.

L’incremento in larghezza diminuisce con:

• aumento rapporto tra larghezza e spessore materiale in entrata

• Diminuendo l’attrito

• Aumentando il rapporto tra raggio rulli e spessore striscia

Prodotti laminazione

Semilavorati: lumi, bramme, billette e bidoni

Finiti: barre (tonde, quadre), piatti, pro lati, vergella, lamiere, materiale ferroviario, nastri e tubi.

Laminatoio continuo: tandem rolling - rolling mill.

Calibratura

Realizzazione in diverse passate di forme particolari con tolleranze assegnate. Diverse velocità

periferiche quindi:

• Orientare il pro lo per la minima altezza radiale

• Opportuno angolo di spoglia per facilitare l’uscita

• piccole riduzioni spessore

• sequenza di passate

• pro li simmetrici

Ringrolling: produzione cuscinetti

Mannesmann & Passo di pellegrino: produzione tubi

Estrusione

È un processo di deformazione plastica che permette di ottenere principalmente semilavorati, di

sezione anche complessa. Il massello viene inserito in un contenitore e costretto a fuoriuscirvi

passando attraverso una matrice la cui forma riproduce il prodotto che si desidera realizzare.

utilizzano materiali che presentano una elevata deformabilità (ottone, leghe di alluminio,

➢Si

ma anche su acciai)

produttività

➢Elevata riduzioni di sezioni e nessuna necessità di partire da forme sbozzate

➢Elevate

lavora sia caldo che a freddo, anche se in alcuni casi è necessario lavorare a caldo (acciai)

➢Si

L’estrusione è indiretta, idrostatica o laterale.

Estrusione in base ai moti è diretta o inversa (moti opposti).

Si ha attrito tra pareti contenitore e materiale

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fi fi fi

La forza totale di estrusione durante il processo segue un andamento che può essere diviso in tre

fasi:

FASE 1: la forza cresce no al completo riempimento della camera di estrusione

FASE 2: la forza decresce nel caso di estrusione diretta (la super cie a contatto col contenitore

diminuisce) o rimane costante nel caso di estrusione inversa

FASE 3: la forza aumenta rapidamente perché la deformazione plastica diventa più di cile, visti i

moti radiali che deve compiere il materiale (l’ultimo