Lavorabilità delle ghise

L’attenzione durante la progettazione del processo di lavorazione meccanica delle ghise ADI e IDI, alla pari del processo fusorio, gioca un ruolo estremamente importante per l’ottenimento di risultati proficui.

Analizzando la formazione di truciolo e la qualità superficiale ottenute durante il processo di lavorazione meccanica è possibile apprezzare comportamenti pressoché simili a quelli della lavorazione di ghisa sferoidale non trattata. Alla pari di tutte le ghise sferoidali, anche la lavorazione meccanica delle ghise ADI e IDI genera forze medie di taglio inferiori a quelle di acciai di pari durezza. Nonostante ciò, occorre considerare le maggiori componenti dinamiche delle forze in gioco, che aumentano la tendenza alla vibrazione nello specifico delle ghise ADI.

Per evitare riduzioni nella vita dell’utensile è opportuno utilizzare staffaggi del pezzo che ne garantiscano la massima stabilità, di conseguenza, minore tendenza alle vibrazioni. Medesimi accorgimenti vanno applicati nella scelta degli utensili e rispettivi portautensili, sono sconsigliati adattatori e\o riduzioni.

Fig 1 Utensile tornitura
Fig 2 fresa per finitura a passo ridotto per ghisa

Parametri di processo

Prendendo come riferimento la ghisa sferoidale perlitica (JS/700-2 ISO 1083) e confrontandone i dati con la ADI 800 (JS800-10 ISO 17804) a parità di usura utensile, è possibile stabilire mediamente una riduzione di circa il 15% dei parametri di taglio (velocità di taglio[Vc] per la tornitura e avanzamento al dente [fz] per la fresatura) necessari per lavorare in condizioni ottimali; il comportamento e i parametri di taglio della ghisa IDI sono equiparabili ad una JS/700-2 ISO 1083.

Il rivestimento degli utensili, per tutte le tipologie di lavorazione (tornitura, fresatura e foratura) deve essere atto a garantire una buona tenuta considerando le alte temperature generate nella lavorazione delle ghise ADI; l’utilizzo di nitruro di titanio e alluminio per il rivestimento risulta essere la scelta migliore.
In base alla tipologia delle lavorazioni anche gli utensili ceramici possono rappresentare la soluzione giusta, soprattutto considerando l’alta resistenza all’usura.

Per il profilo tagliente è necessario tenere in considerazione l’autoindurimento del materiale indotto dall’effetto SITRAM (Stress Induced Trasformation of Retained Austenite into Martensite) quindi, il giusto compromesso tra affilatura e geometria atta a sopportare il carico sul profilo tagliente. In questo modo si riusciranno ad ottenere, in sgrossatura, risultati estremamente competitivi.

La geometria dell’inserto con angolo di inclinazione nullo è, nella maggior parte dei casi, la scelta migliore. Il raggio del profilo tagliente, alla pari di lavorazioni su altri materiali, è da ottimizzare in base all’accuratezza del processo; nelle fasi di sgrossatura è consigliabile non superare il raggio 1,6 mm onde evitare carichi elevati che potrebbero innescare l’autoindurimento.

Nella tabella è possibile apprezzare dei valori suggeriti per varie tipologie di operazioni.

Il lubrorefrigerante è necessario nella maggior parte delle situazioni, a causa delle temperature elevate durante le lavorazioni. La gestione corretta del flusso lubrorefrigerante permette, oltre all’abbassamento generale della temperatura nel punto di contatto anche alla corretta evacuazione del truciolo in prossimità del tagliente.

Ulteriore vantaggio nel corretto utilizzo del lubrorefrigerante è la riduzione dell’effetto di incrudimento del materiale, in questo modo risulta più semplice gestire caratteristiche dimensionali con tolleranze strette.

In caso di lavorazioni con taglio interrotto (fresatura), è possibile lavorare a secco in modo da evitare il fenomeno dello shock termico, ove non è possibile si consiglia un’emulsione intorno all’8% assicurandosi che il lubrorefrigerante sia indirizzato correttamente nel punto di contatto.

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Lavorabilità

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Lavorabilità ADI – Parametri di processo e tipo di utensile

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