Estrusione a freddo: studio del danneggiamento della matrice

Nelle lavorazioni per deformazione a freddo gli utensili giocano un ruolo fondamentale sia per quanto riguarda l’aspetto economico sia per la qualità del prodotto finito. Tuttavia, la vita dell’utensile rappresenta uno dei fattori più importanti nella progettazione e ottimizzazione dei processi di lavorazione. L’estrusione a freddo è uno dei più elementari processi di formatura ed è largamente utilizzato nella produzione di piccoli pezzi che richiedono accurata precisione e buona qualità superficiale. Il processo è un tipico esempio di lavorazione per deformazione plastica, che consiste nel forzare il materiale attraverso un’apertura sagomata, al fine di ottenere barre o profilati vari. Proprio per questo la geometria della matrice influenza il flusso di materiale in lavorazione e, di conseguenza, la distribuzione della pressione di contatto all’interfaccia matrice-pezzo in lavorazione. Inoltre, è’ evidente che la distribuzione della pressione di contatto influenza in modo determinante i meccanismi di danneggiamento. Alcuni ricercatori hanno studiato la distribuzione della pressione di contatto in quanto è influenzata dalla geometria della matrice e dalle caratteristiche meccaniche del materiale in lavorazione. Per fare questo è stato necessario simulare il processo. I risultati ottenuti hanno mostrato innanzitutto come la progettazione ad hoc del profilo della matrice comporti un miglioramento del suo comportamento a fatica. Preferibile è evitare brusche variazioni del flusso di materiale, in quanto determinano dei valori di pressione di contatto molto elevati, con conseguenze negative sia in termini di comportamento a fatica che di usura superficiale. Su questo aspetto si consiglia sulla base dei risultati di evitare rapporti di riduzione in area troppo spinti, per cui è preferibile realizzare il processo in più stadi (se possibile). I dati hanno anche rivelato come l’applicazione di un anello di pretensionamento determini un consistente miglioramento del comportamento a fatica, specie nel caso di difetti disposti longitudinalmente.