Abstract
Il trattamento termico e la tempra degli acciai sono una pratica consolidata eseguita, sebbene con tecnologie
differenti, già da molti secoli. Il filo conduttore comune è stata la natura imprevedibile del cambiamento
delle dimensioni osservata durante il processo di tempra, i.e. la distorsione.
La distorsione deriva da un compromesso tra le proprietà meccaniche desiderate e la necessità di temprare
rapidamente il materiale mediante il cosiddetto mezzo di tempra (che può essere acqua, olio, gas, sali fusi,
ecc.). Si è alla ricerca di un metodo di riduzione delle distorsioni del pezzo in quanto una volta raffreddato
e completamente indurito, diventa molto difficile e costoso rimuovere l'eccesso di materiale o riprendere il
pezzo per portarlo alla forma desiderata.
Quando si guarda alle industrie dei cuscinetti e degli ingranaggi, i materiali impiegati sono molto spesso
induriti tramite austenitizzazione e tempra. Questi componenti non solo richiedono un'elevata durezza e
resistenza all'usura / corrosione, ma anche un'elevata precisione dimensionale con tolleranze strette e
ripetibilità dei risultati. Un metodo comune per ridurre la distorsione del materiale durante la tempra si basa
sul riscaldamento del componente mediante l’utilizzo di un dispositivo speciale che imponga una pressione
costante capace di contrastare le deformazioni durante la tempra. Questo metodo è noto come “tempra in
pressione” (o tempra in pressa) e richiede attrezzature speciali, strumenti specifici per movimentazione
manuale o robotica, set di stampi personalizzati ed elevata manutenzione oltre ad operatori specializzati.
È noto come la lavorazione alle macchine utensili a valle del trattamento termico sia una delle attività più
costose e difficili dell'intero ciclo di produzione. Questo è il motivo per cui si facciano molti tentativi e si
dedichino molte risorse per cercare di prevenire o limitare la distorsione del componente e facilitare le
operazioni di lavorazione post trattamento termico. Con la necessità di contenere i costi delle materie prime
mantenendo comunque prestazioni meccaniche adeguate, le pressioni applicate in fase di tempra sono
sempre più elevate. Quando si utilizzano acciai di bassa qualità, questi sono soggetti ad elevati livelli di
distorsione durante il processo di tempra: le operazioni di finitura possono richiedere anche un sovrapprezzo
fino al 4%. Quando gli utenti possono controllare la distorsione, il costo complessivo del componente risulta
quindi ridotto.
Questo documento mostrerà gli ultimi risultati ottenuti per quanto riguarda il controllo della distorsione
tramite tempra a gas 4D in altra pressione (HPGQ). Come la tempra in pressione tradizionale, la tempra
HPGQ viene eseguita su una singola parte per volta. Il processo 4D HPGQ fa sì che ogni singola parte
venga riscaldata e temprata a pressioni del gas sorprendentemente basse, producendo così dimensioni
estremamente accurate e risultati altamente ripetibili. I sistemi 4D HPGQ sono facilmente integrabili nelle
linee di produzione attuali ed il processo rappresenta una rivoluzione nella tecnologia di tempra, che è stato
dimostrato ridurre o addirittura eliminare la necessità di costose e difficili operazioni di finitura.