Nessun processo è sempre migliore dell’altro
Forgiatura e fusione sono famiglie di processi produttivi, non processi unici. La scelta deve partire dalla lega esatta, dalla geometria del prodotto, dalle dimensioni della sezione, dalla quantità, dalle proprietà richieste, dalle zone critiche, dalle lavorazioni meccaniche, dai controlli, dalla documentazione e dall’intera fornitura prevista.
Non confrontare un forgiato generico con un getto generico. Confrontare cicli realizzabili per il componente specifico sulla stessa base tecnica approvata.
Quando valutare la forgiatura
La forgiatura modifica la forma di un materiale di partenza idoneo mediante deformazione meccanica. In funzione di lega, temperatura, deformazione, attrezzature e geometria, il processo può sviluppare una fibratura orientata e affinare la struttura iniziale.
Valutare la forgiatura quando:
- La lega richiesta è disponibile come semilavorato da deformazione plastica o in un’altra forma iniziale idonea alla forgiatura.
- La geometria è realizzabile con deformazioni, sformi, raggi, raccordi tra sezioni, attrezzature e sovrametalli accettabili.
- Le zone sensibili a carico, pressione, corrente, usura o fatica giustificano un ciclo controllato di deformazione plastica e un piano di controllo.
- Anelli, dischi, barre, blocchi, corpi cavi, manicotti o grezzi prossimi alla forma finale sono compatibili con fucinatura libera, stampaggio in stampo chiuso, ricalcatura o laminazione di anelli.
La fibratura non è automaticamente vantaggiosa in ogni direzione o dettaglio geometrico. Il progetto del forgiato, la riduzione, il riscaldamento e l’orientamento finale devono rispondere ai requisiti del componente.
Quando valutare la fusione
La fusione prevede l’introduzione del metallo liquido in una forma e il controllo di riempimento, alimentazione, ritiro, raffreddamento e solidificazione. Metodi diversi, quali colata in sabbia, in conchiglia, centrifuga, continua o altri processi di colata, consentono geometrie e forme di prodotto differenti.
Valutare la fusione quando:
- La lega da fonderia specificata e il processo di colata applicabile soddisfano i requisiti del componente.
- Geometrie esterne complesse, dettagli interni, forme integrate o dimensioni rendono poco praticabile la forgiatura.
- Modello, anime, alimentazione, materozze, solidificazione, sovrametalli, regole di riparazione e zone di controllo possono essere progettati e gestiti.
- Quantità, attrezzature, resa produttiva, lavorazioni meccaniche e fornitura prevista sono compatibili con il processo scelto.
ASTM B584 riguarda i getti in sabbia delle leghe di rame elencate nella norma per applicazioni generali; non è una specifica universale per il rame puro, ogni lega di rame, ogni metodo di colata o ogni pezzo finito.
Confrontare i rischi tecnici effettivi
| Aspetto da valutare | Valutazione del ciclo di forgiatura | Valutazione del ciclo di fusione |
|---|---|---|
| Lega | Forgiabilità, materiale di partenza, stato metallurgico | Designazione della lega da fonderia, ciclo di fusione e solidificazione |
| Geometria | Percorso di deformazione, raggi, sformi, sovrametalli | Riempimento della forma, anime, alimentazione, ritiro |
| Qualità interna | Materiale di partenza, riduzione, processo, controlli non distruttivi (NDT) | Solidificazione, rischio di porosità e difetti da ritiro, processo, controlli non distruttivi (NDT) |
| Proprietà | Direzione, trattamento termico, campionamento | Stato del getto, trattamento termico, relazione tra provino e getto |
| Lavorazioni meccaniche | Sovrametalli, trasferimento dei riferimenti, volume messo a nudo dalla lavorazione | Sovrametalli del getto, definizione dei riferimenti, asportazione dello strato superficiale |
| Attrezzature e quantità | Stampi, manipolatori, attrezzature per anelli, messa a punto | Modello, cassa d’anima, sistema di formatura, messa a punto |
| Riparazione | Limitazioni specifiche del processo e approvazione | Regole specifiche del processo per riparazioni con tasselli o saldatura e relativa approvazione |
La tabella indica gli aspetti da esaminare, non vantaggi automatici.
Scegliere e approvare il ciclo
Per il ciclo scelto occorre documentare l’idoneità rispetto a lega, geometria, quantità, caratteristiche critiche, proprietà, controlli, documentazione, costi e tempi. Se entrambi i cicli sono fattibili, richiedere alternative tecnicamente confrontabili. Ogni modifica rispetto al disegno o alla specifica di acquisto richiede un’approvazione esplicita e documentata.