Tecnologie alternative: introduzione allo squeeze casting

La pressocolata è una tecnologia assodata per la produzione di un gran numero di componenti, in particolare per lotti produttivi ampi. Come noto, i pezzi ottenuti con questo processo godono di un’ottima accuratezza dimensionale ma la presenza di porosità, spesso tutt’altro che trascurabili, rende pressoché impossibile l’esecuzione di trattamenti termici, limitandone gli impieghi [1]. È per questi motivi che negli ultimi tempi si è cercato sempre più di investire su tecnologie alternative, tramite cui raggiungere l’integrità strutturale, irrealizzabile tramite la pressocolata tradizionale, ed elevate performance meccaniche. Oltre alle ormai diffuse tecniche del vuoto o del semisolido, negli ultimi anni è parso interessante riuscire a combinare il processo di colata all’operazione di forgiatura, nel tentativo di sfruttare i vantaggi di entrambi, ossia i minori costi della fusione unitamente alle prestazioni complessivamente migliori degli stampati.

E’ bene specificare che, mentre i processi di semisolido e vuoto prevedono delle varianti alla macchina per pressofusione ma ne mantengono il principio base, lo squeeze casting, invece, rappresenta una tecnologia con caratteristiche peculiari e distintive, come vedremo in seguito.

Il mondo dello squeeze casting

In generale, confrontando la relazione tra perfomance e costi dei processi nominati, come rappresentato nel grafico di Figura 1, si può collocare lo squeeze casting in una posizione intermedia tra la pressocolata tradizionale e la forgiatura.

Con il termine squeeze casting si indicano in modo generico le tecnologie con cui la solidificazione di un getto avviene sotto l’azione di un’elevata pressione all’interno di uno stampo. Appartengono a questa categoria numerosi processi, spesso brevettati con nomi specifici da realtà che hanno sviluppato delle varianti di questa tecnologia.

Alcuni esempi di processi che si possono inquadrare all’interno della famiglia dello squeeze casting sono: liquid forging, extrusion casting, liquid pressing.

In generale, si tratta di tecnologie ibride tra la fusione e la forgiatura: il metallo liquido viene disposto in uno stampo preriscaldato e lubrificato, quindi durante la fase di raffreddamento viene forgiato a seguito dell’applicazione di una pressione che viene mantenuta durante l’intera solidificazione. In questo modo tutte le problematiche quali porosità e ritiri vengono fortemente ridotte in quanto contrastate dalla pressione applicata dal semistampo e/o eventuali sistemi di post pressione, in unione ad un riempimento che avviene con limitata turbolenza. L’ingresso del metallo, infatti, avviene lentamente: il moto è laminare a differenza di quanto accade nella pressocolata tradizionale [2]. Una volta che il metallo è stato prelevato dal forno, il semistampo superiore va in battuta su quello inferiore, esercitando la pressione necessaria fino a completa solidificazione e il processo si conclude con l’espulsione del getto.

 

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