Pontoglio Vincenza

Pontoglio Vincenza Srl

Fosfatazioni e trattamenti superficiali dei metalli di elevata qualità

Shot-peening / pallinatura

LA PALLINATURA CONTROLLATA

BENEFICI OTTENIBILI
La pallinatura controllata è un trattamento atto a migliorare la resistenza a fatica di parti cementate, nitrurate o bonificate. Tale trattamento può raggiungere notevoli profondità ed è spesso impiegato per ritardare od eliminare le rotture associate a stress-corrosion, fretting, pitting e per ritardare gli effetti negativi legati alla decarburazione di superfici.

In ambienti aeronautici viene impiegato anche prima dei rivestimenti galvanici per eliminare l’infragilimento derivante dalla deposizione dello strato.

Gli incrementi di resistenza che si possono ottenere sono molto spesso davvero rilevanti. Essi dipendono oltre che dalle caratteristiche del trattamento anche dallo stato superficiale del pezzo e dalle condizioni di carico.
La tabella Tab.1 mostra alcuni dei risultati più comuni.

Tab. 1 Incrementi di resistenza ottenibili

Qualora il carico applicato fosse sotto il limite di fatica si otterrebbe un considerevole aumento dell’affidabilità. Tutto questo viene ulteriormente accentuato quando ci si trova in presenza di effetto di intaglio, cosa che accade assai frequentemente in meccanica; si può anzi sottolineare che la pallinatura controllata ha la sua massima efficacia in tutti quei componenti resi critici da forme geometriche penalizzanti, fattori di forma, effetti d’intaglio, materiali fragili. Nella Tab.2 sono riportati gli incrementi di durata che si possono riscontrare su alcune componenti meccaniche.

Tab. 2 Aumento di durata di alcuni componenti meccanici

Se ne conclude quindi che, per quanto riguarda la fatica meccanica, i vantaggi derivanti dall’impiego del trattamento siano davvero notevoli.

Si può prolungare la durata di esercizio del particolare, aumentare livelli di carico in funzionamento, ridurre peso ed ingombri, impiegare materiali di elevata resistenza ma considerati troppo sensibili all’intaglio, in certi casi migliorare le condizioni di lubrificazione e a volte si possono evitare costose riprogettazioni.

QUALI PEZZI PALLINARE?

La varietà dei casi in cui è possibile applicare il trattamento ottenendo ottimi risultati è davvero straordinaria. Come già accennato, la pallinatura controllata può essere impiegata con soddisfazione nella stragrande maggioranza dei fenomeni tribologici.

Le molle sono un ottimo esempio di applicazione del trattamento. In questi particolari il carico esterno è quasi sempre dello stesso segno ed i vantaggi conseguibili sono notevoli.

Le bielle sono particolari meccanici estremamente sollecitati e la loro geometria è inevitabile fonte di fenomeni di effetto di intaglio di notevole importanza: Studi scientifici hanno dimostrato che la pallinatura controllata è particolarmente efficace in presenza di effetto di intaglio.

Gli alberi, gli assali e gli alberi a gomito sono spesso pallinati nelle gole, nei raccordi ed in tutte quelle zone che sono spesso fonte di innesco di cricche.

Le saldature sono sempre punti molto delicati in organi meccanici. Sono spesso fonte di difetti e di tensioni residue di trazione. I risultati conseguibili in questi particolari sono davvero sorprendenti e sono dovuti essenzialmente a tre fenomeni:

• miglioramento del pitting
• miglioramento della tenuta per fatica alla radice del dente
• miglioramento delle condizioni di lubrificazione: la rugosità generata crea delle microampolle di lubrificazione che consentono allo stesso un migliore aggrappaggio alla parete

IL PROCESSO

La pallinatura controllata è un trattamento meccanico a freddo. Consiste nel colpire la superficie di un particolare metallico con un getto di pallini proiettati ad alta velocità: 80-120 m/s. L’impatto del pallino con la superficie del particolare causa lo scorrimento plastico delle fibre superficiali; in genere l’effetto interessa spessori di alcuni decimi di millimetro. Il metallo sottostante non è interessato dalla deformazione plastica. Le fibre esterne elasticizzate tendono ad allungarsi mentre quelle al di sotto dello strato plastico tendono a riportarle nella posizione iniziale. Dall’equilibrio che ne risulta, lo strato plastico superficiale viene a trovarsi in compressione residua.Tutto questo si traduce, come già accennato, in un miglioramento della vita a fatica dei particolari trattati.

Riassumendo, si può dire che la pallinatura controllata procuri i seguenti effetti sul pezzo:

• deformazione plastica degli strati superficiali del materiale;
• introduzione di tensioni residue di compressione;
• incrudimento dello strato plastico;
• alterazione di rugosità.

Allo scopo di ottenere la migliore efficacia del trattamento, il processo deve avvenire in condizioni rigorosamente controllate e ripetibili, diversamente non si potrebbe fare alcuna previsione circa lo stato dei pezzi dopo la pallinatura.

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