PROCESSI DI FORMATURA PLASTICA MASSIVA: TRAFILATURA .pdf · 2009-04-21 · 3 5 Processi di...

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Processi di formatura plastica Processi di formatura plastica massivamassiva: Trafilatura: Trafilatura1

PROCESSI DI FORMATURA PLASTICA MASSIVA:

TRAFILATURA


• Operazione con la quale si obbliga una barra a passare attraverso un foro di dimensione inferiore, ricavato in una piastra chiamata filiera, in modo che il materiale si allunghi aspese dell'area normale alla direzione di trafilatura

TRAFILATURA

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• Prodotti della trafilatura:• barre• fili metallici• tubi

TRAFILATURAA seconda della sezione della barra di partenza si parla di:

• trafilatura di barre: sezione grande • trafilatura di fili: sezione piccola

Grezzi da trafilare: laminati, estrusi, trafilati

Trafilatura eseguita anche sui tubi per ridurne sia il diametro che lo spessore e per conferire loro maggiore resistenza meccanica e migliore finitura


Decapaggio:• permette di eliminare dalla superficie lo strato di ossidi formatosi durante

precedenti operazioni di laminazione o trattamenti termici di ricottura• compiuto in bagno di acido solforico o di acido cloridrico:

• in luogo del decapaggio si può eseguire:• scagliatura meccanica: realizzata facendo passare il filo fra rulli che lo

piegano alternativamente in un senso e in quello opposto in modo da rompere lo strato di ossido

• Disossidazione:• per via idraulica sottoponendo la vergella a getti di acqua in pressione • mediante processi di induzione che sfruttano la diversa dilatazione

termica dell'acciaio e dell'ossido• mediante pallinatura con sferette di acciaio lanciante contro la vergella

ad alta velocità

TRATTAMENTI PRELIMINARI

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Preparazione dell’estremità del filo:• estremità del filo assottigliata ed appuntirla per consentire l'ingresso

del filo nella filiera• procedimento compiuto a macchina (martellatrice) oppure

chimicamente, mediante immersione in acido cloridrico diluito bollente

Fosfatazione:• immersione del filo in una soluzione acquosa di fosfati di Fe, Zn e

Mn ➠ sulla superficie del filo si ancorano piccoli cristalli di fosfati che esplicano un'azione lubrificante



Lubrificazione• Necessaria per ridurre l'attrito e facilitare il passaggio del

materiale nella filiera • Può avvenire:

• a secco• lubrificanti in polvere: predomina l'uso di sapone al Na e

di saponi metallici come gli stearati di Ca ed Al• grassi: si usano grassi organici o sintetici

• ad umido• materiale immerso completamente in lubrificanti liquidi

Nel caso di metalli ad alta resistenza come acciai si riveste il filo o la barra con metalli duttili (rame o stagno). Per il titanio si usano polimeri.


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• Forma più comune della filiera: conica con tratto cilindrico calibrato

• 2α aumenta al diminuire della durezza del materiale e all'aumentare della riduzione di sezione

• acciai duri: 2α =2÷14°• alluminio: 2α ≅ 24°C

• Foro della filiera realizzato mediante foratura• Fori con diametri piccoli ➠ elettroerosione

CARATTERISTICHE DELLE FILIERE


Utensili per trafilare i fili divisi in quattro categorie:• filiera inglese a più fori:

• in acciaio legato con 3÷4% di Cr. • per fili molto duri si giunge anche al 12÷13% di Cr

• filiera tedesca a più fori:• con 0.8÷1.5 di C• per fili più sottili della precedente

• filiera viennese:• in ghisa grigia con 3÷3,5% C• 1% Mn e 0,5% Si per fili molto fini

• filiere singole in acciaio al cromo• per profili speciali, • in metallo duro e in diamante per diametri tra 0.01 e 0.5 mm


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• angolo del cono di ingresso dipende anche dal diametro del trafilato

• materiali utilizzati nella costruzione delle filiere: acciai concontenuto in C superiore a 1.1% fino al 2% e con contenuti variabili in Mn, Cr, V, W e Mo

• si usano filiere singole o a più fori: queste ultime hanno dimensioni rilevanti

• rifinitura finale dei canali eseguita con abrasivi o con rettificatrici per filiere




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• compiuta "in continuo" attraverso più filiere e con l'ausilio di diversi aspi rotanti

• Ciascun aspo (eccetto gli estremi) compie sia una funzione traente che una funzione svolgente:

• nella parte bassa si opera la trazione del filo per farlo usciredalla filiera che precede l'aspo

• nella parte superiore un braccio rotante in senso inverso a quello dell'aspo provvede ad un regolare svolgimento del filo per il passaggio nella filiera successiva

TRAFILATURA DEI FILI


• Velocità dei singoli passaggi accuratamente regolate per assicurare la costanza della portata volumetrica di materiale nelle varie sezioni

• Dopo un certo numero di passaggi (3÷4), l'incrudimento impedisce di proseguire nell'operazione di trafilatura ed ènecessario eseguire una ricottura intermedia.

• Materiali molto duttili: è possibile eseguire un numero maggiore di passaggi senza ricottura intermedia (15 passaggi per il Cu)

• Possibilità di ottenere anche fili molto sottili: fino 50 µm di diametro

TRAFILATURA DEI FILI

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TRATTAMENTI DI RICOTTURA


• Si usano banchi nei quali il materiale viene trafilato barra perbarra, per tratti lunghi al più come il banco stesso

• Barra trascinata attraverso la filiera con opportuni sistemi • Si possono trafilare barre di diametro fino ad oltre 20 mm• Barre trafilate molto resistenti a causa della loro struttura

fibrosa e sono superiori alle barre laminate per levigatezza della superficie, precisione e costanza del diametro ed omogeneità della struttura

TRAFILATURA DI BARRE

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• Terminata la trafilatura dei fili o delle barre si potrà eseguire:• un trattamento termico finale di ricottura• la raddrizzatura (tirando il filo attraverso una serie di coppie

di rulli) • il taglio

• Filo metallico, infine, sottoposto ad ulteriori trattamenti per la produzione dei suoi derivati:

• cordatura dei cavi • bobinatura del filo di rame• fabbricazione dei chiodi• fabbricazione della rete metallica• ecc.

OPERAZIONI SUCCESSIVE ALLA TRAFILATURA


ANGOLO OTTIMALE DI FILIERA

αα ⋅++= CBATtot

A: lavoro di deformazioneB/α: lavoro speso per attrito (↓ se α ↑)

C⋅α: lavoro speso per distorsione (↑ se α ↑)

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• Se:

nel trafilato si possono innescare degli allungamenti plastici indesiderati non dovuti all’azione della filiera

CONDIZIONE LIMITE DI TRAFILATURA

trafσ σ=


• Effetti: • aumento della forza di trafilatura• riduzione delle pressioni e quindi dell’usura della filiera

CONTROTIRO

bb

0

TA

σ =

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• Generalmente a freddo: problema dell’incrudimento• Velocità fino a 14 m/min• Dimensioni: 1 < Φ < 400 mm• Tre zone di deformazione

TRAFILATUR DEI TUBI


TRAFILATUR DEI TUBI

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• Può essere effettuata con:– Riduzione del diametro

• Libero• Con tappo• Con mandrino• Stiro-trafilatura

su punzone

TRAFILATURA DEI TUBI


• Può essere effettuata con:– Aumento del diametro

TRAFILATURA DEI TUBI

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RASTREMATURA


RASTREMATURA

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TRAFILATUR DEI TUBI

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