Lavorabilita' Acciai Inox

[Aldebaran]

vorazione degli acciai inossidabili

CESOIATURA

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Nella cesoiatura, gli acciai inossidabili della serie 300 non si rompono, nè si spezzano, come molti altri materiali metallici. Per questa ragione si raccomanda che le lame della cesoia non abbiano molto gioco nella loro sede e presentino un filo di taglio il più affilato possibile. Nelle operazioni di tranciatura e punzonatura si consiglia un gioco pari ad 1/10 dello spessore dell'acciaio inossidabile, ciò per eliminare l'attrito superficiale ed evitare la formazione di bordi sbavati. E' buona norma ridurre la velocità della macchina ed aumentarne la potenza.
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Le operazioni di tranciatura e di cesoiatura sugli acciai inossidabili della serie 400 si effettuano generalmente con gli stessi procedimenti usati per gli acciai al carbonio. Anche in questo caso, tuttavia, le lame della cesoia devono presentare giochi ristretti e possedere un filo di taglio il più affilato possibile. Come norma generale si lavori con un gioco pari ad 1/10 dello spessore del materiale.



STAMPAGGIO

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Nello stampaggio degli acciai inossidabili della serie 300 si deve tener presente che, a parità di deformazione, essi richiedono una potenza praticamente doppia di quella impiegata per gli acciai ordinari. Una velocità operativa pari all'incirca alla metà di quella usata nello stampaggio normale dà risultati soddisfacenti. Il gioco fra punzone e matrice dev'essere circa due volte quello ammesso fra gli acciai comuni; si deve anche applicare delle superfici soggette ad attrito, uno strato uniforme di un buon lubrificante. Le proprietà di incrudimento degli acciai inossidabili austenitici possono richiedere delle solubilizzazioni intermedie durante lo stampaggio di parti da sottoporre a rilevanti deformazioni totali.
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Lo stampaggio dei tipi 410 e 430 è simile a quello degli acciai in carbonio. Il gioco fra punzone e matrice si può mantenere all'incirca uguale a quello usato per gli acciai ordinari. La riduzione iniziale varia generalmente dal 25 al 35%.



IMBUTITURA AL TORNIO E FORMATURA

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Tutti gli acciai inossidabili della serie 300 si possono imbutire al tornio. Tuttavia il tipo 305 è un materiale creato appositamente per tale operazione e viene preferito soprattutto perchè ha una minore tendenza all'incrudimento e, quindi, comporta minori costi di solubilizzazione e decapaggio. L'elevata resistenza di tutti gli acciai inossidabili al cromo- nichel richiede sforzi superiori e macchine più potenti e robuste; la velocità di rotazione del mandrino dev'essere ridotta all'incirca a metà di quella adottata per l'imbutitura degli acciai ordinari. Si consiglia l'impiego di utensili a rulli. Si consigliano infine gli stessi lubrificanti adottati nell'imbutitura degli acciai ordinari.
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Per l'imbutitura al tornio degli acciai inossidabili della serie 400 si devono impiegare macchine più robuste e potenze superiori a quelle occorrenti per gli acciai al carbonio. Si raccomandano velocità minori ed utensili a rulli.



LAVORAZIONE CON RULLI DI PARTI SAGOMATE

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Gli acciai inossidabili si possono sagomare con rulli come gli altri metalli, purché si adottino determinate precauzioni. Nella progettazione dei rulli si evitino gli spigoli vivi e si dia un raggio di curvatura molto grande, uguale almeno -quanto sia possibile- allo spessore del materiale. La superficie dei rulli dev'essere lucida e pulita; si preferiscano guide rotanti a quelle di tipo fisso. E' molto importante un'abbondante e buona lubrificazione.



FORMATURA ALLA PRESSA OD AL FRENO

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Per gli acciai inossidabili si possono usare gli stessi stampi impiegati nella formatura degli acciai al carbonio, con l'avvertenza di mantenerli accuratamente puliti. Per eliminare l'attrito o l'adesione del metallo su di essi, si può usare un lubrificante simile a quello impiegato nello stampaggio e nella formatura con rulli. Per evitare la comparsa di graffiature o di ammaccature nelle operazioni di formatura di materiali altamente politi, si consiglia di rivestire gli stampi con carta adesiva, oppure di proteggere con carta o materiale plastica il materiale in lavorazione.



LAVORAZIONE DI MACCHINA

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tutti i tipi della serie 300 si possono lavorare alle macchine utensili; si tenga presente, tuttavia, che la loro lavorabilità è pari solo al 45% di quella dell'acciaio Bessemer per viti. Il tipo 303 è destinato particolarmente alla lavorazione di macchina, per la quale presenta caratteristiche di gran lunga superiori a quelle degli altri materiali della serie 300 (circa il 70% della lavorabilità dell'acciaio Bessemer per viti). Ecco alcune norme fondamentali per conseguire un buon rendimento nella lavorazione degli acciai inossidabili alle macchine utensili: 1- Si usino utensili di acciaio rapido od al carburo; 2- Si impieghi una potenza sufficiente a mantenere costante la velocità e l'avanzamento; 3- Si assicuri una grande rigidità degli utensili e dei porta- utensili; 4- Si usi un buon refrigerante, o lubrificante, sistemato in modo da raggiungere in abbondanza il tagliente; 5- Si adottino adeguate velocità e giusti avanzamenti.
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Tra gli acciai inossidabili della serie 400 i tipi 416 e 430 sono stati ideati, appunto, per ottenere buoni requisiti di lavorabilità, sì da permettere una velocità di lavorazione di macchina pari all'incirca il 90% di quella dell'acciaio Bessemer per viterie. Si possono lavorare anche altri tipi di questa serie adottando un corretto profilo dell'utensile ed opportune precauzioni operative.



FORATURA

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La velocità della punta elicoidale deve essere diminuita proporzionalmente all'aumentare del diametro del foro da effettuare; gli avanzamenti devono essere aumentati nella stessa proporzione. Queste regole d'indole generale valgono anche per gli inossidabili. Inoltre per la foratura dei tipi al cromo- nichel si impieghino velocità più basse di quelle usate per gli acciai al carbonio. Le punte elicoidali devono essere costantemente affilate e mantenute sotto pressione sul pezzo, onde evitare che girino a vuoto su di esso, senza penetrarvi. Ciò provocherebbe un incrudimento del metallo, rendendo difficile l'operazione di foratura stessa. Alcuni fabbricanti di utensili costruiscono punte ad elica appositamente per gli acciai inossidabili.



TAGLIO ALLA SEGA

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Nel taglio degli acciai inossidabili della serie 300 mediante seghetti alternativi oppure seghe a nastro od ad attrito si devono osservare certe precauzioni, come il mantenimento di pressioni costanti e di taglienti affilati, onde evitare slittamenti sul materiale ed il conseguente incrudimento di quest'ultimo. Specialmente nei tipi martensitici si usino adeguati mezzi refrigeranti, per prevenire surriscaldi localizzati o bruciature. Tuttavia è buona norma, per il taglio di acciai inossidabili, attenersi alle istruzioni impartite dai fabbricanti di seghe.



TRATTAMENTO TERMICO E FUCINATURA

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Nessun acciaio della serie 300 è normalmente induribile mediante trattamento termico; tutti quanti, però, vanno soggetti ad indurimento per riduzione o lavorazione a freddo, sì che in certe applicazioni devono essere solubilizzati per ripristinarne la duttilità. Gli acciai inossidabili al cromo- nichel austenitici possiedono eccellenti caratteristiche di fucinabilità.
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I tipi della serie 400 al solo cromo sono più rigidi degli acciai al carbonio; richiedono, quindi, una maggiore lavorazione e, di grande importanza particolarmente per quelli del gruppo martensitico, di accurati controlli delle temperature di preriscaldo, di fucinatura e di raffreddamento. Il trattamento termico è generalmente inteso come un processo che comporta un indurimento finale degli acciai, viceversa, l'espressione vale anche per processi di addolcimento, quale la ricottura. La ricottura completa degli acciai inossidabili si effettua ad un'adeguata temperatura, per un certo tempo ed è sovente seguita da un lento raffreddamento per conferire al materiale il massimo grado di addolcimento possibile. Si può eseguire, tuttavia, anche il trattamento di ricottura industriale, molto più economico perchè richiede una temperatura inferiore ed un tempo totale di operazione più breve, allo scopo di ottenere una struttura adatta per diverse operazioni sia di fabbricazione che di lavorazione.



Gruppo martensitico o temprabile

Gli acciai martensitici sono gli unici fra tutti gli inossidabili in grado di ricevere un notevole grado di durezza con il trattamento termico, mediante raffreddamento in aria od in olio da adeguate temperature di tempra. In generale i tipi aventi un tenore di carbonio più elevato si devono preriscaldare lentamente e mantenere ad una temperatura intermedia prima di essere portati e mantenuti a quella prescritta per la tempra. Il trattamento in olio assicura un'uniforme velocità di raffreddamento e, quindi, una buona riproducibilità delle caratteristiche meccaniche. Tra questi materiali il tipo 440 consegue la massima durezza. Normalmente alla tempra si fa seguire un rinvenimento od un trattamento di distensione per ottenere le caratteristiche meccaniche volute e prevenire la possibilità di una criccatura. Il rinvenimento aumenta i valori di tenacità e di duttilità. Quando si vogliono conseguire la migliore resistenza alla corrosione e le più elevate proprietà di resistenza alla flessione per urto, si eviti il rinvenimento nel campo di temperatura compreso fra 425 e 595°C. Il trattamento di distensione si esegue normalmente a temperature più basse e per tempi più brevi di quelli usati per il rinvenimento ed ha lo scopo preciso di eliminare le tensioni residue generate nell'acciaio dal trattamento termico, dalla lavorazione a freddo o dalla saldatura. La ricottura industriale si effettua per conferire un addolcimento pressochè completo e la massima duttilità ai tipi di acciai temperabili, sì da potervi compiere più agevolmente la lavorazione a freddo; in molti casi serve anche a conservare la qualità dopo una lavorazione a caldo, come la fucinatura. I tipi martensitici, usati allo stato ricotto, sono essenzialmente ferritici, con carburi distribuiti. I tipi 414 e 431, contenenti nichel, non possono conseguire il medesimo grado di addolcimento degli altri acciai martensitici.



Gruppo ferritico non temprabile

Gli acciai del gruppo ferritico si impiegano generalmente allo stato ricotto. La ricottura si effettua onde conferire il massimo grado di duttilità per le operazioni di formatura, la più elevata resistenza alla corrosione oppure entrambe queste proprietà. I tipi ferritici tendono ad ingrossare il grano se portati a temperature superiori a 900°C, con perdita della duttilità, particolarmente per effetto della saldatura. Con un trattamento di ricottura si può ripristinare una buona duttilità nella zona saldata, ma nessun trattamento termico è in grado di eliminare l'ingrossamento del grano. L'aggiunta di alluminio al tipo 405 o di titanio al tipo 430 (tipo 430 Ti) rende questi due acciai più adatti per la saldatura.

[esseti]

Piccola precisazione: la serie AISI 440, si divide in A, B e C; di seguito qualche cenno sui trattamenti termici adeguati, ciao!

[Aldebaran]

@Esseti:Hai il mio stesso libro sugli acciai inox di Gabriele Di Caprio! (il mio pero' e' del 1980-2a edizione).Se non erro vi e' l'introduzione scritta da Walter Nicodemi, giusto?
Comunque,tornando a noi,sapevo che di 440 ve ne sono 3(a,b,c).I trattamenti termici,almeno in fase di tempra (se non ricordo male,avendo letto il libro)raggiungono temperature di 1060/1070 gradi centigradi.Le discrepanze in fase di rinvenimento sono da imputare,forse,
in funzione della temperatura di austenizzazione, anche alla quantità di austenite residua dopo di esso,giusto?
A proposito,mentre cercavo ho trovato quest'altratabella...

[esseti]

Sì, all' epoca (1977) lo ritenni il migliore; esatto, Walter Nicodemi.
Sì, ma in base alla pratica, posso dire che si può aumentare un po' e che 15 minuti sono appena appena sufficienti, specie per spessori fino ai 5mm.
In pratica, bisogna considerare anche le dimensioni e le geometrie di una lama e sempre in base a ciò che poi si richiederà a quella singola lama, eseguire la tempra; o meglio, i trattamenti termici (per questo e per altri motivi, le tempre industriali non sono particolarmente consigliate ...)
Sì, le discrepanze, ci sono perché è anche in base ai gradi usati (e alle permanenze in temperatura) che si può "giocare" un po' con le temperature (sempre cercando di far stare l' austenite residua su livelli bassissimi) per ottenere caratteristiche diverse da uno stesso acciaio (ovviamente senza arrivare al punto di "incocciare" nella malattia di Krupp) non c'è, una temperatura fissa ed immutabile che bisogna seguire ciecamente.
Ogni tempratore ha però affinato nel tempo una sua personale tecnica di tempra e dato che la considera strettamente personale, non scriverà la sua "ricetta" sul web.
Vista, ma è un pò incompleta e un po' imprecisa: una TT minima di 5 min., "gli fa un baffo" ad una lama inox e alcuni inox richiedono due distensioni consecutive; anche il D2 richiede due rinvenimenti, inoltre, non si usa mai l' acqua per gli inox (a meno che uno non sia un collezionista di cricche! ) e l' olio, deve essere sempre attorno ai 100/120°C.
Nemmeno su questa tabella ci sono le ricette giuste, esatte, per arrivare a quella ben determinata durezza finale (che poi, nella realtà, e ad es., non è mai esattamente 60 Hrc ma è sempre 59/60 Hrc, e pure se uno ha temprato "a regola d' arte" disponendo di una termocoppia affidabile [nei forni attuali, mi è stato riferito che usano montare termocoppie made in China...]) La teoria è bella ed utile, ma, secondo me, andrebbe presa solo come punto di partenza per poi verificare personalmente; se uno si affidasse solo alle tabelle, avrebbe grosse delusioni.
Purtroppo, parlando tra appassionati, è frequente che gli inox vengano considerati sensibilmente inferiori ai carboniosi (per caratteristiche fisico-meccaniche e per doti di taglio) e questo, è dovuto in gran parte alla "qualità" delle tempre industriali nelle quali si "temprano" indifferentemente i 440, gli ATS/RWL, l' N690 ecc. Acciai che andrebbero invece temprati con ricette diverse e dedicando loro tutto il tempo che serve, ma "time is money" e così...
Ad es., temprare un semplice 440C, a me, sia pur considerando i "tempi morti" quando devo aspettare che il forno scenda di temperatura, richiede diverse ore (pensa, per temprare il Vanadis 4 extra super clean [ http://www.uddeholm.com/files/vanadis4_ ... nglish.pdf ] ci ho messo più di 9 ore!) pero' ottengo dei risultati che sorprendono anche i detrattori degli inox
Tempo fa, ne ho fatto uno ( spento in olio) e poi lo abbiamo provato nel classico taglio della corda sintetica (di 18mm di diametro) Ebbene, tutti i non tempratori pensavano che il 440C non avrebbe retto per più di 30/40 tagli consecutivi, ma al dunque, abbiamo (o meglio, il mio amico e allievo Nicola) ha tagliato quasi 200 pezzetti di corda; sfortunatamente, il video "ufficiale" che avevo fatto con la macchina sul cavalletto, si rivelò poi incompatibile con YouTube Ma mentre lui tagliava, io, con la sua macchina, lo riprendevo e così abbiamo mostrato quest' ultimo video nel quale però si possono contare solo 170 tagli (se ricordo bene) perché ho ripreso a prova già cominciata. Comunque, osservando il video, si vede che il mio ferro tagliava ancora la carta, ergo, Nicola avrebbe potuto farne ancora un bel po' (ma bisogna anche considerare che era pure stanco dopo tutto quel tagliare senza pause) Alla fine, si sarebbero potute fare, senza riaffilarlo, anche le prove di taglio della corda per pressione... ma non ci pensammo Queto è il video http://www.youtube.com/watch?v=ObrDxWYKMto e mi pare dimostri tutta la differenza che può fare una tempra ben fatta.
Eventualmente, potrei postare le foto del coltello dove si vede anche una finitura diversa dal solito "specchio ST" (questo, è "nero da forno" sulle zone piatte e satinato nelle zone concave) buona giornata!

[Aldebaran]

Ho imparato, da questo tuo post biblico, piu' di quanto avessi mai sperato di imparare in vita, sugli inox martensitici.
So che per gli inox (martensitici)ci vuole l'olio, non ricordavo pero' le temperature, grazie.Per quanto concerne le tempre industriali, son d'accordo che non rispettano, per quanto concerne le temperature,le caratteristiche insite nei vari tipi di acciaio.
I rasoi a mano libera di Livi in ATS-34, come il Brut de Forge ispirato a Thiers-Issard,radono meravigliosamente, in barba ai dogmi degli affezionati dei rasoi al carbonio.
Per quanto concerne i regolatori PID cinesi, penso che questi siano buoni tanto quanto quelli fabbricati in Italia (ammesso e non concesso che vi siano ancora ditte che li producano qui).L'Occidente ha sempre prodotto in Cina, basti considerare la Mattel, che commissionava la produzione dei Masters o di Big Jim negli anni 80 e 70,rispettivamente.Quei pupazzi puzzavano di coloranti a base di idrocarburi in maniera esagerata,e una volta non c'erano i controlli di adesso,anche per mancanza di conoscenze scientifiche.Ora ci sono piu' controlli e sussite la moda,portata avanti dai media, di demonizzare la Cina,mentre i Grandi ci fanno affari dato che il governo cinese,come nel caso dell'America,ha comprato i loro debiti.
Leggero', piu' tardi, meglio il tuo post; intanto,potrei chiederti,se puoi rispondermi,come fate voi artigiani,anche nei forni elettrici,a far si che non vi siano penetrazioni d'ossigeno,dannoso per gli acciai?L'inconel serve a questo?

[esseti]

Ho imparato, da questo tuo post biblico, piu' di quanto avessi mai sperato di imparare in vita, sugli inox martensitici.
So che per gli inox (martensitici)ci vuole l'olio, non ricordavo pero' le temperature, grazie.Per quanto concerne le tempre industriali, son d'accordo che non rispettano, per quanto concerne le temperature,le caratteristiche insite nei vari tipi di acciaio.
I rasoi a mano libera di Livi in ATS-34, come il Brut de Forge ispirato a Thiers-Issard,radono meravigliosamente, in barba ai dogmi degli affezionati dei rasoi al carbonio.
Per quanto concerne i regolatori PID cinesi, penso che questi siano buoni tanto quanto quelli fabbricati in Italia (ammesso e non concesso che vi siano ancora ditte che li producano qui).L'Occidente ha sempre prodotto in Cina, basti considerare la Mattel, che commissionava la produzione dei Masters o di Big Jim negli anni 80 e 70,rispettivamente.Quei pupazzi puzzavano di coloranti a base di idrocarburi in maniera esagerata,e una volta non c'erano i controlli di adesso,anche per mancanza di conoscenze scientifiche.Ora ci sono piu' controlli e sussite la moda,portata avanti dai media, di demonizzare la Cina,mentre i Grandi ci fanno affari dato che il governo cinese,come nel caso dell'America,ha comprato i loro debiti.
Leggero', piu' tardi, meglio il tuo post; intanto,potrei chiederti,se puoi rispondermi,come fate voi artigiani,anche nei forni elettrici,a far si che non vi siano penetrazioni d'ossigeno,dannoso per gli acciai?L'inconel serve a questo?

Molto lieto se sono stato utile!
Ma non è solo per le temperature, anche un adeguato preriscaldo è indispensabile per evitare le lame "a banana" (non è infrequente che nei forum ci siano lamentele per lame mandate a temprare che ritornano così) E ci sarebbe dell' altro ma non mi sembra il caso di proseguire.
Non so chi fa le tempre a Mastro Livi, ma dopo quel che mi hai detto, mi sa tanto che se le fa lui
Hai ragione sul discorso cinese, ma io mi riferivo ai forni americani attuali in quanto ai miei tempi (c azzo, che frase da vecchi! ) ogni singolo componente era fabbricato in America secondo le rigide norme dell' epoca; e so di gente che tempra attualmente che si stupisce perché non ha ottenuto quel che voleva da un acciaio ("ma come? Ho fatto esattamente come si dovrebbe fare!!!?" vengono a dirmi...)
Sì, l' Inconel, serve a questo... più o meno! Ma purtroppo, può solo ridurre la decarburazione superficiale, ma non prevenirla (in questo, "vince" il forno industriale) A tal proposito, ti copio una mia risposta a riguardo che ho dato altrove:

Grazie Marco,
beh, quando una lama viene messa dentro ad un forno non ad atmosfera controllata per farci la tempra ("controllata" = priva di ossigeno, come sono i forni industriali che temprano restituendo una lama molto chiara), la lama, va messa dentro al forno seguendo una procedura che simula l' assenza di ossigeno.
La prima cosa che si fa, è quella di fare la "caramella", cioè si mette la lama (per fare le foto, ho preso la prima lama che avevo sottomano, questa, non è di mia produzione) dentro ad un foglio di Inconel (c'è chi usa anche il foglio d' acciaio inox, ma non è la stessa cosa perché l' acciaio ha diversa conducibilità termica dall' Inconel e maggior spessore che si traduce poi in una maggior difficoltà ad estrarre dalla caramella la lama per spegnerla il più rapidamente possibile con conseguente allungamento dei tempi e maggiori possibilità di strisciare la lama segnandola durante l' estrazione dalla caramella per i bordi più duri dell' inox)



Appunto per ridurre la quantità di ossigeno presente tra lama ed Inconel, si pone del "combustibile" (filtri di sigaretta o altro) all' interno del pacchetto così formato.




Riguardo la tua domanda, è la quantità e la qualità del combustibile usato che si sommerà ad altri fattori per determinare (con una certa approssimazione) quanto scura sarà la lama quando uscirà dalla "caramella".
Si inforna



E l'aumentare della temperatura dentro al forno, fa bruciare il combustibile nel pacchetto; ma, ovviamente, l' operazione non consente una totale assenza di ossigeno, specie all' inizio quando il combustibile brucia e così si "brucia" un pò anche la superficie dell' acciaio (questo, si chiama decarburazione superficiale del metallo ed è uno strato spesso circa 35 micron estremamente duro da rimuovere poi a mano [ed è la cosa che odio di più fare in assoluto icon_evil ])
Finita la prima tempra, si estrae il pacchetto e si spegne la lama che ha il colore visibile all' interno del pacchetto. (questo pacchetto, non è quello delle prime foto)



Dipendentemente dal tipo di acciaio usato, dal tipo e quantità del combustibile nella caramella, dalle temperature raggiunte, dal tempo di permanenza a tali temperature e dal mezzo di spegnimento (aria forzata od olio) e da un paio di altre cosette, si ottengono i "neri da forno".

Ciao!