La lavorazione delle sfere in lega di ottone senza piombo
Il piombo è quasi completamente scomparso da molti ambiti della vita quotidiana.
Le richieste di utilizzo senza piombo continuano ad aumentare, compresi gli sforzi per eliminare completamente il piombo dal ciclo dei materiali. Negli ultimi anni i requisiti legali sono stati ulteriormente inaspriti. La lavorazione di leghe di ottone contenenti piombo presenta ai produttori e agli utilizzatori nuove sfide: la significativa riduzione o eliminazione del piombo compromette significativamente la lavorabilità di queste leghe. Ormai è qualche anno che il problema è noto e che anche io cerco di dare il mio contributo alla soluzione della lavorazione del famigliarmente noto come “senza piombo” o “ecobrass”.
Questa ricerca mi ha portato anche a studiare ed analizzare studi e ricerca di tutto il mondo per ottenere dati e informazioni utili. Come spesso accadde per i problemi più complicati, non esiste la bacchetta magica, che ci fornisca una soluzione unica ed immediata. Sarà necessario lavorare su vari fronti per arrivare ad una migliore lavorabilità del materiale senza piombo. Se lo vorrai, da oggi ti porterò con me nel mio viaggio attraverso fonti e studi di tutto il mondo per approfondire il problema dell’ottone senza piombo.
Cominciamo da questo studio effettuato in Germania.
Un progetto di ricerca AIF in collaborazione con l’Istituto tedesco del rame DKI, il laboratorio di macchine utensili WZL dell’Università RWTH di Aquisgrana e l’industria, compresi i produttori di utensili Schwartz e altri, Willy Kreutz GmbH & Co. KG e Aurubis Stolberg GmbH & Co. KG: obiettivo fissato, migliorare la lavorabilità di queste leghe a basso contenuto di piombo e senza piombo.
Gli esperti hanno utilizzato utensili molto delicati nei torni automatici a fantina mobile.
In diversi cicli di prova, hanno variato:
- la velocità di taglio
- l’avanzamento
- la strategia del refrigerante (raffreddamento convenzionale con emulsione e olio, lubrificazione minima con olio e lavorazione a secco)
Hanno quindi valutato:
- la forma dei trucioli,
- l’usura dell’utensile,
- la qualità della superficie sul pezzo e
- le bave che si formavano.
Il materiale di prova era BlueBrass (CuZn42 con < 0,10 Pb) di Aurubis Stolberg. L’ottone senza piombo è stato confrontato con una lega simile al piombo, il cosiddetto ottone automatico (MS 58 / CuZn39Pb3), e con un altro ottone senza piombo (CuZn37)
“Dai primi tentativi è stato subito chiaro che non avremmo fatto alcun progresso con gli utensili standard nella lavorazione delle leghe di rame senza piombo. La formazione di lunghe strisce e trucioli aggrovigliati, che ostacolavano il processo di produzione automatico e riduceva enormemente la sicurezza del processo, nonché l’elevata usura dell’utensile – a causa dell’estrema sbavatura del materiale. Le rotture sui taglienti e persino il completo guasto dell’utensile sono i problemi maggiori. Sebbene la rottura del truciolo possa essere migliorata regolando i parametri di taglio, le piccole dimensioni dei componenti pongono limiti molto severi sulla scelta dei parametri di taglio.”
Ottimizzazione dell’utensile: L’approccio più efficace per affrontare le sfide è stata l’ottimizzazione della geometria degli utensili, con l’obiettivo di ottenere trucioli corti, durata utile prolungata e alta efficienza.
Risultati dei test: Gli utensili ottimizzati hanno dimostrato di poter produrre oltre 120.000 componenti con BlueBrass, mantenendo una buona qualità della superficie del pezzo e trucioli corti. Anche dopo un’elevata usura, gli utensili potevano essere utilizzati per la sgrossatura.
Miglioramenti con rivestimento DLC: L’applicazione di rivestimenti speciali, come il rivestimento DLC, ha ulteriormente migliorato i risultati, riducendo adesioni di materiale e migliorando la durata dell’utensile.
Conclusioni: I risultati del progetto indicano che è possibile effettuare una transizione efficace dalla lavorazione con piombo a quella senza piombo, purché siano adottate le giuste strategie di ottimizzazione degli utensili e dei processi.
È la risposta definitiva? probabilmente no.
È solo una tappa del nostro viaggio fatto di numerose fermate e tante variabili.
Solo mettendo assieme i vari pezzi del puzzle potremmo avere una risposta valida al problema.
Io come costruttore di macchine per la produzione di sfere affronto infatti il problema dal mio punto di vista cercando di offrire soluzioni che riguardino la macchina, come per esempio l’ergonomia o la miglior lubrificazione.
Poi ogni caso ha le sue esigenze e quindi vanno analizzate volta per volta.
FONTE : https://www.zerspanungstechnik.de/blog/2014/04/08/bleifreies-messing-effizient-zerspanen/
Se anche tu hai un problema nella lavorazione delle sfere con ottone senza piombo
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