Please enable JavaScript.

Coggle requires JavaScript to display documents.

52 – Mechanical surface treatments - Coggle Diagram

- - - - trattamenti meccanici
    - - termochimici
      - chimici
      - elettro-chimici
      - trattamenti termici
  - - - • es. nitrurazione, solfonitrurazione, cementazione, carbonitrurazione
    - - • es. anodizzazione
    - - • es. Indurimento mediante tempra superficiale
  - - - • attraverso il riscaldamento della superficie migliora la resistenza all'usura attraverso l’induzione di trasformazioni metallurgiche di indurimento (es. tempra superficiale)
    - - • superficie deformata a freddo per mezzo di uno o più utensili (cilindri duri)
        che ruotano ad alta velocità sulla superficie
  - - - • superficie sottoposta a violente onde d’urto, facendo detonare uno strato di esplosivo a diretto contatto con la superficie → incrementa la durezza superficiale
    - - • Shot peening con getti di particelle sferiche
      - • Water-jet peening con getto d’acqua in pressione
      - • Laser shock peening con laser ad impulsi
      - • Ultrasonic peening con impatti da energia ultrasonica
  - - - • si altera il colore convertendo le superfici in ossidi o fosfati, cromati, ossido
        nero (↑ resistenza alla corrosione, adesione coating, finitura e lubrificazione)
    - - • conversione elettrochimica spinta per produrre uno strato di ossido spesso, compatto e resistente (↑ resistenza alla corrosione, all’abrasione, migliorare aspetto estetico e adesione coating)
    - - • Attivati termicamente o termo-chimicamente comportano arricchimento
        superficiale di una o più specie chimiche per diffusione, es:
        
        o carburazione (per acciai per aumentare resistenza ad usura, fatica e attrito),
        
        o nitrurazione (per acciai per aumentare resistenza a fatica, ad usura e resistenza a alla corrosione),
        
        o carbonitrurazione (per acciai per aumentare resistenza usura),
        
        o nitrocarburazione ferritica (migliorate le caratteristiche antisfregamento delle leghe ferrose)
    - - • Modifica o della metallurgica o della chimica a seconda del tipo di utilizzo
      - • Processo permanente che utilizza un fascio ad energia concentrata tipicamente con laser in fibra, pulsato, verde o laser UV
      - • Marcatura laser comprende un’ampia gamma di applicazioni che include tra i più comuni:
        
        o trattamenti termici localizzati (ricottura)
        
        o migrazione del carbonio
        
        o cambiamento di colore (alterazione chimica/molecolare)
        
        o etching (ablazione)
        
        o engraving
- - - - • sforzi residui di trazione
      - • sforzi residui di compressione
    - - • es. tens. residua di trazione facilita propagazione cricca → riduce la vita a
        fatica
    - - Lappatura
        
        Sforzo residuo conseguente Trazione/compressione
        
        Resistenza a fatica Incremento
      - Shot peening
        
        Sforzo residuo conseguente /compressione
        
        Resistenza a fatica Incremento
      - Levigatura
        
        Sforzo residuo conseguente Trazione
        
        Resistenza a fatica Diminuzione
      - Rullatura
        
        Sforzo residuo conseguente /compressione
        
        Resistenza a fatica Incremento
      - Rettifica
        
        Sforzo residuo conseguente Trazione
        
        Resistenza a fatica Diminuzione
      - Tornitura
        
        Sforzo residuo conseguente Trazione
        
        Resistenza a fatica Diminuzione
  - - - • aumentare la resistenza a fatica e la durezza
    - - • strato superficiale deformato plasticamente e incrudito
    - - • Bombardamento della superficie con:
        
        • piccole sfere (“shot”) diametri 0.125 -5 mm
        
        • lanciate ad elevate velocità (40 ÷ 120 m/s) e in condizioni controllate
      - • Sollecitazioni provocate superano limite di snervamento del materiale:
        
        • deformazione plastica della superficie fino a 1.25 mm
        
        • deformazione concentrata nello strato superficiale tensioni residue di compressione
        
        • sfere lasciano sulla superficie piccola impronta
    - - • Il trattamento di pallinatura è particolarmente indicato
        
        • su superfici rettificate o lavorate per asportazione di truciolo
        
        • su superfici con intagli, raccordi, difetti superficiali, riduzioni di resistenza per decarburazione o sulle z.t.a.
      - • … altre applicazioni utili:
        
        • distendere le tensioni di trazione che contribuiscono alla rottura per tensocorrosione
        
        • favorire la formatura e il raddrizzamento di componenti metallici
        
        • aiutare l'adesione su acciaio di un rivestimento d'argento
    - - • Intensità di pallinatura: parametro il cui valore è legato all’energia cinetica
        complessiva del flusso di pallini
      - • Essa è regolata da:
        
        • velocità del flusso di pallini
        
        • massa dei pallini
        
        • dimensioni dei pallini
        
        • durezza dei pallini
        
        • angolo di incidenza del flusso di sfere
      - • La più bassa intensità di pallinatura in grado di produrre lo stato di tensioni residue di
        compressione richiesto è la più efficiente e la meno costosa
    - - • Le principali componenti di una pallinatrice sono:
        
        • dispositivo di propulsione
        
        • sistema di riciclaggio e di selezione dei pallini
        
        • dispositivo di movimentazione dei pezzi
      - • Tutte le parti della macchina esposte al flusso di pallini sono confinate con lo scopo
        di limitare il flusso stesso e di permettere il riciclo
      - • Utilizzati tre metodi di propulsione:
        
        • Sistema a flusso continuo di aria compressa
        
        • Sistema a ruota palettata motorizzata
        
        • Sistema con cabina di aspirazione
      - • Sistema a flusso continuo di aria compressa
        
        • Pallini accelerati mediante un flusso di aria compressa
        
        • Vantaggi
        
        • sistema più economico quando è già disponibile una fonte di aria compressa
        
        • sviluppa un’intensità molto elevate con dimensioni ridotte dei pallini
        
        • consente la pallinatura di fori e cavità profonde utilizzando una lancia
        
        • consuma meno pallini nel trattamento di piccole aree di pezzi complessi
      - • Sistema a ruota palettata motorizzata
        
        • pallini sono lanciati da una ruota palettata per impartire le necessarie velocità ai pallini
        
        • posizione dei pallini sulla ruota è controllata per concentrare il flusso nella direzione desiderata
        
        • Vantaggi:
        
        • permette un facile controllo della velocità dei pallini
        
        • possiede alta capacità di produzione
        
        • consente un consumo di energia ridotto
        
        • assenza di problemi legati all’umidità
      - • Sistema con cabina di aspirazione
        
        • Pallini vengono aspirati dal serbatoio e proiettati sul manufatto da trattare
        sfruttando il principio di Venturi
        
        • Sistema indicato per il trattamento di tutti i manufatti, dove, esigenze di economicità e delicatezza di lavorazione sono caratteristiche fondamentali del processo di produzione
        
        • Pallinatrici di dimensioni inferiori
        
        • Produttività inferiori
      - • Recupero dei pallini
        
        • Dispositivi per il riciclaggio dei pallini
        
        • Consistono nella separazione e nella rimozione delle polveri fini e dei pallini
        sottodimensionati
      - • Mascheramenti
        
        • Diversi metodi e materiali per localizzare:
        
        • nastro è economico per bassi quantitativi di produzione
        
        • sia per schermare il pezzo, sia come dispositivi di afferraggio sono in uretano stampato o in gomma
        
        • parti ampie sono protette con maschere di acciaio, carburo,polipropilene o uretano
      - • Costi
        
        • Il costo della pallinatura in produzione dipende da numerosi fattori, quali:
        
        • dimensioni, forma e durezza dei pezzi
        
        • superficie totale da pallinare
        
        • l’intensità e la copertura richieste
        
        • dimensioni, forma e velocità dei pallini
        
        • preferibile uso di piccole sfere ad alta velocità
        
        • problemi di produzione
- - - - • strato ablativo, nastro o vernice, viene applicato per assorbire l'energia laser
      - • laser ad impulsi concentrato per creare un impulso ad alta pressione su strato ablativo, producendo un'onda d'urto
      - • strato di tamping trasparente (acqua) sopra ablativo per contenere l'onda d'urto e dirigerla nel materiale
      - • processo viene ripetuto, creando una serie di lievi depressioni
    - - • Profondità strato sollecitato a compressione 4-5 volte più profonda del peening convenzionale
      - • Permette di trattare curvature maggiori (raggi di curvatura più piccoli) o piastre più spesse
      - • Intensità laser di circa 100-300 J/cm2 e durata impulsi di 30 ns (peening convenzionale μs)
      - • Produce rugosità inferiore sulla superficie
      - • Molto più ripetibile poiché gli impulsi laser sono ordinati
      - • Processo più pulito:
        
        • non crea polvere e utilizza meno consumabili
    - - • non termico (utilizza shock)
      - • deformazioni plastic indotte inferiori (↓Ra, ↑ stabilità termica)
      - • miglioramenti significativi della durata a fatica, a fretting e a stress corrosion
      - • rapido e ripetibile
      - • no recupero o riciclo di consumabili
    - - • applicazioni industriali
      - • cost-effective applications (alti costi di laser ad alta potenza)
      - • rimozione strato ablativo dove usato
  - - - • pressione getto > tensione snervamento a compressione del materiale
    - - • velocità getto
      - • pressione del getto
      - • nozzle design
      - • distanza del nozzle dalla superficie
      - • tempo di esposizione
    - - • "Low"
      - • "High"
      - • "Hyper"
  - - - • velocità del getto,
      - • percentuale e dimensioni particelle
      - • distanza nozzle-superficie
      - • tempo di esposizione