Fonte: Sci-X
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Il titanio è un materiale che offre eccellenti proprietà, tuttavia, è costoso e richiede tempo per essere formato. Ricercatori del Fraunhofer presentano una tecnologia di formatura economica per i sistemi di scarico dei gas delle automobili, alla Fiera EuroBlech di Hannover, dal 23 al 27 ottobre.
Le numerose e note qualità del titanio lo rendono uno dei materiali candidato a diventare uno dei materiali più usati nell’industria. Tuttavia presenta alcune problematiche quando deve essere lavorato. Soprattutto, le difficoltà nascono quando deve essere sottoposto a formatura, imbutitura o idroformatura; pertanto il suo impiego viene limitato. "Il titanio tende ad aderire agli stampi di formatura. Questo comporta gravi danni, che possono arrivare anche al danneggiamento irrecuperabile del pezzo. Inoltre, le temperature di formatura per il titanio sono estremamente elevate, anche 800° C", spiega André Albert, leader del gruppo per le tecnologie delle attrezzature di formatura, presso l'Istituto Fraunhofer per le Macchine Utensili e Tecnologia di Formatura IWU, a Chemnitz.
In collaborazione con i suoi colleghi presso l'Istituto Fraunhofer per l'Ingegneria delle Superfici e Film Sottili ITS a Braunschweig, egli ha sviluppato una nuova tecnologia per l’idroformatura dei sistemi in titanio di scarico dei gas di auto a temperature elevate. Questo nuovo metodo permette di eseguire la formatura in un’unica fase di processo. I ricercatori stanno ora presentando i primi risultati del progetto congiunto alla Fiera EuroBlech.
Finora, erano necessari almeno tre fasi, mediante anche trattamento intermedio di riscaldamento, che richiedevano, parzialmente, l’esecuzione del processo in luoghi differenti. Gli scienziati hanno ora sviluppato un processo e un’attrezzatura custom, in grado di resistere a temperature di oltre 800° C. "Nella formatura del titanio a temperatura ambiente, avviene un forte incrudurimento a freddo del tubo da formare. Per evitare che si formino crepe e fessure, il metallo deve essere frequentemente ricristallizzato. La conseguenza è che il processo di formatura si complica e non è economico per grandi volumi di produzione di questi sistemi di scarico gas dei veicoli. Questo cambiamento microstrutturale può essere evitato a temperature estremamente elevate", spiega Albert.
Un rivestimento speciale, dello spessore di solo pochi micrometri impedisce al titanio di aderire allo stampo. Martin Weber, esperto per nuovi rivestimenti tribologici all’IST dice: "Al di sopra di circa 500° C, il titanio ha forte tendenza a combinarsi con l'ossigeno e l'azoto dell'atmosfera circostante. Per questo motivo, è necessario lavorare con gas di protezione a temperature estremamente elevate, come l’argon, per evitare l'ossidazione del titanio. Dopo intensi test con vari materiali, siamo riusciti a sviluppare il rivestimento ideale per le condizioni particolari incontrate nei vari range di temperatura".
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Immagine: dal Fraunhofer IWU
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