Migliorare la resistenza all'usura dei prodotti di colata

Migliorare la resistenza all'usura dei prodotti di colata comporta la selezione dei materiali giusti, l'ottimizzazione del processo di colata e l'applicazione di trattamenti post-colata. Ecco i metodi chiave per migliorare la resistenza all'usura:

1. Selezione dei materiali

Scegliere leghe con proprietà intrinseche resistenti all'usura:

• Ghisa (in particolare ghisa bianca ad alto contenuto di cromo o ferro ni-duro) per resistenza all'abrasione.
• Acciaio al manganese(acciaio hadfield, ~11-14% Mn) per applicazioni di usura da impatto.
• Acciai da utensili (ad es. D2, A2) per elevata durezza e resistenza all'usura.
• Leghe stellite(Co-Cr-W-C) per estrema resistenza all'usura e alla corrosione.
• Compositi rinforzati con carburo (ad esempio, particelle di carburo di tungsteno in una matrice fusa).

2. Trattamento termico

• Tempra e tempra: aumenta la durezza mantenendo la tenacità (ad es. tempra e tempra per le fusioni in acciaio).
• Austempering(per ferro duttile): migliora la resistenza e la resistenza all'usura.
• Indurimento del caso(carburazione/nitrurazione): crea uno strato superficiale duro mantenendo duro il nucleo.

3. Trattamenti superficiali e rivestimenti

• Rivestimenti a spruzzo termico: applicare rivestimenti wc-co, CrC o ceramica tramite spruzzo HVOF o plasma.
• Cromato duro: per resistenza alla corrosione e all'usura.
• Rivestimento laser: depositano leghe resistenti all'usura (ad es. Stellite) su superfici critiche.
• Boridazione o nitrurazione: forma strati superficiali ultra-duri (Fe₂ b o strati di nitruro).

4. Controllo della microstruttura

• Raffinamento del grano: i grani più piccoli migliorano la tenacità e la resistenza all'usura (tramite raffreddamento controllato o inoculanti).
• Formazione di carburo: leghe con cromo, vanadio, o molibdeno formano carburi duri che resistono all'usura.
• Perlite vs. martensite: strutture martensitiche (acciai ad alto contenuto di carbonio) offrono una migliore resistenza all'usura.

5. Ottimizzazione del design

• Evitare i bordi affilati: transizioni lisce riducono le concentrazioni di stress e l'usura.
• Rafforzare le zone ad alta usura: utilizzare sezioni più spesse o inserti in zone critiche.

6. Lubrificazione e manutenzione

• Per le parti mobili (ad es. ingranaggi, boccole), garantire una corretta lubrificazione per ridurre al minimo l'usura causata dall'attrito.

7. Lavorazione post-colata

• Levigazione/lucidatura di precisione può ridurre la rugosità superficiale, riducendo al minimo i punti di inizio dell'usura.

La resistenza all'usura dipende dalla composizione del materiale, dal trattamento termico e dall'ingegneria superficiale. Per grave abrasione, ghisa ad alto contenuto di cromo o rivestimenti ceramici sono ideali. Per l'usura da impatto, gli acciai al manganese funzionano meglio.