febbraio 05, 2024
Come la temperatura influenza i trucioliIn questo approfondimento si capirà meglio come la temperatura influenza i trucioli e quali colori essi possono prendere.
Tutte le lavorazioni per asportazione truciolo sono coinvolte nella problematica della temperatura.
Infatti è inevitabile che le parti in moto durante la lavorazione generino attrito, che a sua volta produce calore.
In tal modo si ottiene un aumento di temperatura che riguarda tutte le parti coinvolte:
· L’utensile.
· Il pezzo in lavorazione.
· Il truciolo.
Nel discorso temperatura, i trucioli svolgono un ruolo fondamentale.
Infatti, proprio tramite questi la maggior parte del calore complessivo generato viene dissipato.
Ciò rende particolarmente importante una corretta gestione, evacuazione e formazione dei trucioli nel corso della lavorazione.
Quando questi passaggi avvengono in modo adeguato si può evitare di raggiungere temperature eccessive, che interferiscono negativamente su diversi aspetti.
Infatti temperature troppo alte possono causare ad esempio:
· Un’accelerata usura utensile e una deformazione dei suoi taglienti.
· Una minore qualità della superficie del componente meccanico in lavorazione.
Per evitare queste problematiche dunque bisogna gestire bene il truciolo, dalla sua formazione alla sua evacuazione, ed è inoltre utile impiegare del lubrorefrigerante.
Infatti quest’ultimo permette un’ulteriore dissipazione di calore, giocando quindi un ruolo importante.
Il calore che si genera durante la lavorazione meccanica interessa in particolare alcune aree distinguibili.
Le zone di formazione del calore sono 3, ovvero:
1. Zona primaria.
Il calore generato trova in questo caso la causa principale nella deformazione plastica, quindi nella modellazione del materiale che inevitabilmente avviene durante una lavorazione meccanica.
La deformazione plastica è legata all’attrito interno generato nel materiale che si sta lavorando.
2. Zona secondaria.
A causa della complessità del fenomeno di deformazione plastica in questa zona, non esistono modelli termici per identificare la generazione del calore ed è spesso omesso.
3. Zona di contatto tra tagliente e materiale.
L’interfaccia tra il tagliente e il materiale genera calore nella zona di contatto tra di essi.
La temperatura che si va a creare in quest’area è influenzata principalmente dalla velocità di taglio applicata e dalla lunghezza delle superfici in contatto (quindi dall’ampiezza della zona di interfaccia).
Cosa significa il colore dei trucioli
Un altro aspetto rilevante e correlato al precedente è il colore dei trucioli, per cui è importante sapere cosa esso significa, da cosa dipende e cosa implica.
Va detto che, quando il truciolo viene evacuato, il colore risultante dipende da svariati fattori.
Tra questi vi sono ad esempio:
· La tipologia di materiale del componente in lavorazione, quindi le sue proprietà chimiche.
Questo è il primo fattore che interviene e che ha rilevanza.
· Il materiale dell’utensile impiegato.
· La velocità di taglio, direttamente correlata alla temperatura.
· Le condizioni di taglio, come la profondità e l’impiego o meno di lubrorefrigerante.
Dato che tutti questi fattori sono in qualche modo interfacciati e collegati tra loro, sulla base del colore del truciolo si possono ricavare importanti informazioni.
Ad esempio si possono dedurre dati sulla correttezza della lavorazione meccanica in atto, sull’adeguatezza della temperatura e sullo stato di salute dell’utensile.
La variazione di colore a cui è soggetto il truciolo, quindi il suo cambiamento a livello fisico e visivo, è legata in particolare ad alcuni fenomeni chimico/fisici.
Tra questi aspetti i più importanti sono:
· Il calore.
Quando si genera calore la temperatura del materiale va ad innalzarsi, innescando ulteriori modificazioni.
Tra queste vi è l’alterazione della struttura cristallina, causata dall’espansione e compressione termica.
Ciò dà origine ad un truciolo più o meno fragile, in base alla specifica lega impiegata.
Inoltre, la temperatura va a generare un particolare effetto: il metallo reagisce con l’ossigeno presente nell’aria e crea dei film esterni (come sottilissime pellicole).
Questi possono avere diversi colori, che variano in base alle specifiche condizioni: vanno ad esempio dal nero al blu al marrone.
· Presenza di impurità o altre sostanze.
I metalli possono avviare reazioni chimiche quando vengono in contatto con altre sostanze, come le impurità o il lubrorefrigerante.
Ciò è ancor più vero quando si tratta di agenti corrosivi.
Vanno così a creare dei composti che generano diversi colori di truciolo.
· L’attrito.
L’attrito dato dal contatto tra utensile e materiale, grazie alle alte temperature, può generare dei fenomeni chimici o liquefazioni localizzate del metallo.
Questi provocano dei cambiamenti di colore del truciolo.
· La composizione chimica del materiale.
La composizione chimica gioca un ruolo importante, come anche accennato precedentemente.
Ad esempio l’acciaio inox, contenendo cromo, può dar luogo a trucioli dal colore che va dal nero al blu scuro.
Vediamo allora le principali colorazioni che il truciolo può assumere:
· Grigio/argento.
In questo caso il colore è sintomo di condizioni di taglio corrette e significa che il materiale è stato rimosso in maniera adeguata.
Generalmente il grigio o argento si ottiene nelle lavorazioni meccaniche di precisione che impiegano utensili HSS.
· Rosso/arancio.
Questo colore del truciolo è invece sintomo di temperature troppo elevate, vicine al punto di fusione del metallo.
· Nero/grigio scuro.
Il truciolo nero o grigio scuro si può ottenere dalla lavorazione di ghise o acciai inox con inserti in carburo.
Potrebbe indicare sia che il materiale è rimosso efficientemente sia che l’utensile sta usurando molto velocemente.
· Blu/porpora.
Queste colorazioni possono essere sintomo di una condizione in cui la temperatura sta salendo eccessivamente.
Ciò può provocare indurimenti sulla superficie del pezzo, compromettendo la durata utensile.
· Giallo/marrone.
Quando si presentano questi colori spesso è perché vi sono contaminanti, come oli, o altre impurità.
Questa guida/approfondimento su temperatura e colore dei trucioli è fondamentale per identificare fattori compromettenti e quindi ottimizzare il processo di lavorazione.
In ogni caso è però sempre meglio affidarsi agli esperti.
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