La lavorazione della ghisa è un'attività fondamentale nell'industria meccanica, spesso considerata complessa a causa della natura abrasiva del materiale. La ghisa è un composto di Fe-C con percentuale di Si del 1-3% e contenuto di C superiore al 2%. Comprendere la struttura metallurgica di questo materiale è essenziale per ottimizzare la durata utensile e la qualità superficiale.
Classificazione e comportamento delle diverse ghise
La "ghisa" è una famiglia di materiali e i vari elementi di questa famiglia si comportano in modo molto diverso durante il taglio. Identificare correttamente il tipo di ghisa presente sul tavolo è il primo passo per scegliere l'utensile adatto.
- Ghisa grigia (GJL): È la più comune; il carbonio precipita sotto forma di grafite lamellare. Queste lamelle agiscono come piani di frattura: il truciolo si spezza in piccoli pezzi invece di arricciarsi, ma la grafite crea una polvere abrasiva che usura rapidamente l'utensile.
- Ghisa sferoidale (GJS): Il carbonio è in forma di noduli sferici, conferendo maggiore duttilità e resistenza. Si comporta in modo più simile all'acciaio, con trucioli più lunghi e forze di taglio elevate.
- Ghisa bianca: Contiene carburi duri (durezza superiore a 400 BHN) che la rendono estremamente difficile da tagliare; richiede utensili in CBN.
LE GHISE GENERALITA' GHISA BIANCA E GHISA GRIGIA 4 LEZIONE
Parametri e strategie di tornitura
La tornitura della ghisa prevede fasi di sgrossatura e finitura studiate per rispettare le tolleranze. Poiché il nemico non è il calore o l'accumulo di materiale, gli utensili per la ghisa vengono scelti in base alla durezza e alla stabilità del tagliente.
Suggerimenti operativi:
- Rimozione della crosta: La prima passata di sgrossatura deve rimuovere completamente il rivestimento di fusione in un'unica passata.
- Geometria: La ghisa predilige un angolo di spoglia leggermente negativo per il supporto del tagliente.
- Preparazione del tagliente: È consigliabile affilare un piccolo raggio (0.05-0.08 mm) sul carburo.
| Operazione | Velocità di taglio (m/min) | Avanzamento (mm/giro) |
|---|---|---|
| Sgrossatura GJL-250 | 200-320 | 0.2-0.5 |
| Finitura GJL-250 | 280-400 | 0.08-0.2 |
Gestione del refrigerante: asciutto o bagnato?
La maggior parte delle officine lavora la ghisa a secco. Il carburo non sopporta i cicli termici: l'uso intermittente del liquido refrigerante riscalda e raffredda ripetutamente l'inserto, provocando crepe e rotture precoci. Se si utilizza il refrigerante per il controllo della polvere, questo deve essere un flusso continuo e abbondante, mai una via di mezzo.
Scelta degli inserti e materiali
Per la maggior parte delle operazioni, l'utensile migliore è un inserto in metallo duro (grado K), non rivestito o con rivestimento in ossido di alluminio (Al₂O₃), privo di rompitruciolo complesso.
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- Metallo duro rivestito CVD: Ideale per sgrossatura e semifinitura grazie all'alta resistenza all'usura abrasiva.
- Ceramica: Utilizzata per sgrossature ad alta velocità dove il calore è dominante.
- CBN (Nitruro di boro cubico): La scelta d'elezione per finiture di precisione su ghise dure o componenti automotive (dischi freno).
È sempre opportuno monitorare l'usura sul fianco come indicatore primario. In ghisa, un'usura VB superiore a 0.3 mm è solitamente il limite per la sostituzione, al fine di preservare la finitura superficiale richiesta dal pezzo.
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