Tempra a induzione e cementazione

Tempra a induzione e cementazione: due trattamenti termici per migliorare le prestazioni degli acciai

Gli acciai sono materiali metallici molto usati in diversi settori industriali, come la meccanica, l’automotive, l’aeronautica e l’energia. Per aumentare le loro proprietà meccaniche, come la durezza, la resistenza all’usura e alla fatica, gli acciai possono essere sottoposti a dei trattamenti termici che modificano la loro struttura cristallina e la loro composizione chimica.

Due dei trattamenti termici più diffusi e complementari per gli acciai sono la tempra a induzione e la cementazione. Vediamo in cosa consistono e quali sono i loro vantaggi.

Cos’è la tempra ad induzione?

La tempra a induzione è un processo di riscaldamento rapido e controllato che utilizza il principio dell’induzione elettromagnetica. Un’onda elettromagnetica genera calore direttamente all’interno di un pezzo metallico, riscaldandolo in modo rapido e uniforme fino a una temperatura specifica. Questo processo permette di ottenere proprietà meccaniche desiderate nel materiale.

I vantaggi della tempra a induzione sono:

• La selettività: si può temprare solo la parte del pezzo che è soggetta a sollecitazioni, risparmiando tempo ed energia.
• La velocità: il riscaldamento e il raffreddamento sono molto rapidi, riducendo i tempi di processo e le deformazioni termiche.
• La precisione: si può controllare con precisione la temperatura, la frequenza, la potenza e il tempo di tempra, ottenendo una profondità e una durezza uniformi.
• La pulizia: non si producono fumi, scorie o residui chimici, garantendo un basso impatto ambientale e una maggiore sicurezza.

Cos’è la cementazione?

La cementazione è un trattamento termochimico di diffusione che prevede un arricchimento di carbonio sulla superficie di un componente meccanico realizzato in acciaio allo stato semilavorato o finito. Questo trattamento viene eseguito in atmosfera controllata ad una temperatura che varia generalmente da 870°C a 940°C. La cementazione è normalmente seguita da un trattamento di tempra in olio e successivo rinvenimento per ottenere la durezza superficiale richiesta.

La cementazione viene eseguita sugli acciai da cementazione (16CrNi4, 16MnCr5, 18NiCrMo5, 20MnCr5, ecc.) allo scopo di migliorarne la resistenza all’usura e alla fatica. Le caratteristiche principali da prescrivere per il trattamento di cementazione sono:

• Tipo di materiale utilizzato
• Profondità di cementazione
• Durezza superficiale

I vantaggi della cementazione sono:

• La profondità: si può ottenere una profondità di cementazione da alcuni decimi di millimetro ad alcuni millimetri, a seconda del tempo e della temperatura di processo.
• La versatilità: si può cementare una vasta gamma di acciai, anche legati, e di forme geometriche, anche complesse.
• La qualità: si ottiene una superficie molto dura e resistente, con un nucleo tenace e duttile, e una buona resistenza alla corrosione.

Tempra a induzione e cementazione: perché sono trattamenti complementari?

La tempra a induzione e la cementazione sono due trattamenti termici che possono essere combinati per ottenere le migliori prestazioni degli acciai. Infatti, la tempra a induzione può essere applicata dopo la cementazione, per aumentare ulteriormente la durezza e la resistenza superficiale del pezzo, e per eliminare eventuali difetti o eterogeneità dovuti alla cementazione. In questo modo, si ottiene una superficie con una elevata durezza e una profonda zona di transizione, che assicura una maggiore resistenza alla fatica e agli urti.

Conclusioni

La tempra a induzione e la cementazione sono due trattamenti termici che possono migliorare le prestazioni degli acciai, aumentandone la durezza, la resistenza all’usura e alla fatica, la tenacità e la resistenza alla corrosione. Questi trattamenti possono essere eseguiti in modo selettivo, veloce, preciso e pulito, garantendo una elevata qualità e un basso impatto ambientale. Inoltre, questi trattamenti possono essere combinati in modo complementare, per ottenere le migliori proprietà superficiali e meccaniche degli acciai.

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