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GUIDA AL TRATTAMENTO
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L'impregnazione è
il processo che viene utilizzato per eliminare le difettosità
legate alle porosità dai componenti ottenuti per fusione, pressofusione
e per sinterizzazione.
E' noto come le microporosità si verifichino contestualmente
al ritiro del materiale durante i processi di fusione e di pressofusione,
nel passaggio del metallo dallo stato liquido allo stato solido
per effetto della liberazione dei gas precedentemente assorbiti.
Nonostante i vari tentativi fatti dalla ricerca scientifica
in questi ultimi anni per migliorare i processi produttivi nelle
fonderie, questo fenomeno naturale continua tuttora a sussistere
e conseguentemente a creare problemi di tenuta dei componenti
ai liquidi e ai gas.
Il progresso tecnologico e la necessità di contrarre il peso
e i costi di lavorazione dei particolari di motori, pompe, compressori,
valvole, etc., hanno gradualmente imposto l'utilizzo dei getti
in lega leggera, indicati per la realizzazione di forme molto
complesse e con pareti molto sottili. Contestualmente la soluzione
al problema della tenuta ai liquidi e ai gas è stata individuata
nelle moderne tecniche di impregnazione sotto vuoto.
Molte aziende hanno così adottato nel loro ciclo di produzione
l'impregnazione sistematica di tutti i componenti ottenuti per
fusione, per ottimizzare i loro cicli di produzione (eliminazione
degli scarti), per ridurre i costi, per qualificare il loro
prodotto. |
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Impregnare dopo le lavorazioni
meccaniche e prima di fare la prova di tenuta. Questa è la soluzione
ottimale.
Se le microporosità passanti sono la causa
della mancata tenuta e trasudazione dei componenti, le microporosità
cieche sono spesso causa di difetti superficiali riscontrabili
dopo i rivestimenti galvanici o di verniciatura dei particolari.
Anche in questo caso l'impregnazione sotto vuoto preventiva
permette la totale eliminazione delle difettosità riscontrabili
solo dopo i trattamenti galvanici quali ad esempio l'ossidazione
anodica (white spotting), la cromatura dura e decorativa (puntinature)
e la verniciatura (blistering). L'impregnazione dei particolari
oltre che eliminare le difettosità dal punto di vista estetico,
è condizione necessaria affinché il rivestimento applicato
superficialmente possa rispondere positivamente alle aspettative
in termini di resistenza alla corrosione. Come nell'ambito
delle fonderie anche l'industria dei sinterizzati ha allargato
i suoi orizzonti grazie alle moderne tecniche di impregnazione.
La microporosità intrinseca dei particolari sinterizzati,
che impediva fino a pochi anni fa il loro impiego in tutti
quei casi in cui era richiesto la tenuta ai liquidi e ai gas,
ora non è più un limite. Allo stesso modo, i rivestimenti
galvanici sono ora perfettamente realizzabili anche su questi
componenti. Le lavorazioni meccaniche dopo impregnazione possono
ora essere eseguite a velocità molto più elevate e con una
notevole aumento della durata degli utensili.
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TIPI DI MICROPOROSITA'
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Esistono diversi tipi di porosità:
Porosità visibili ad occhio
nudo che difficilmente vengono sigillate con l'impregnazione.
Queste in molti casi sono anche indice di un difetto strutturale
del pezzo.
Porosità di alcune decine di micron, chiamate
usualmente "microporosità", difficilmente
visibili a occhio nudo e perfettamente sigillabili con l'impregnazione.
La porosità può assumere
differenti tipologie, raggruppabili in tre fondamentali categorie:
porosità chiuse, porosità cieche e porosità
passanti.
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La porosità chiusa, inaccessibile
all'iniezione di resine e quindi non trattabile mediante impregnazione,
non genera perdite di fluidi e di gas. Altresì non
presenta controindicazioni ai successivi trattamenti galvanici
e di verniciatura. Può essere fatta riaffiorare in
superficie in seguito a lavorazioni meccaniche del pezzo diventando
così una porosità cieca. Per questo motivo è
sempre buona norma eseguire l'impregnazione dopo le lavorazioni
meccaniche.
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La porosità cieca parte
dalla superficie per assumere morfologie tra le più
disparate. Questa porosità non presenta alcun inconveniente
dal punto di vista della tenuta del componente ai liquidi
e ai gas ma influisce in modo evidente sui risultati finali
dopo i trattamenti superficiali. Rappresenta infatti un ricettacolo
per l'aria, l'acqua, per i fluidi di trattamento, per l'olio
da taglio, ecc. Nella verniciatura del pezzo, durante la fase
di cottura della vernice è elevato il rischio di formazione
di bolle nel rivestimento (blistering). Questo perché
si verifica la dilatazione dell'aria e/o l'evaporazione dell'acqua
contenuta, derivata dai preliminari trattamenti di fosfo-sgrassaggio.
Nei trattamenti galvanici, si riempiono del liquido dei bagni
che successivamente riaffiora dopo la lavorazione intaccando
e corrodendo sia il metallo base che il rivestimento. Nel
caso ad esempio dell'ossidazione anodica questo fenomeno è
conosciuto come "White spotting" (vaiolatura). Anche
in questo caso, dato che una lavorazione meccanica può
trasformare una porosità cieca in una porosità
passante è buona norma impregnare dopo aver eseguito
le lavorazioni meccaniche.
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La porosità passante comporta
la maggior quantità di danni. Oltre a presentare le
stesse problematiche della porosità cieca nei trattamenti
superficiali, rende inservibili i componenti in quanto generano
perdite e trasudamenti dei liquidi e dei gas una volta in
esercizio. Si pensi ad esempio a componenti per idro-guide,
alle scatole dello sterzo, alle testate motore, alle pompe
olio e dell'iniezione, alle scatole cambio, ai collettori,
ai carburatori, ai carter, ai componenti per freni, alle ruote
in lega, alle valvole per gas e aria compressa. Per tutti
questi componenti è fondamentale la tenuta che si assicura
con le moderne tecniche di impregnazione.
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SEZIONI METALLOGRAFICHE
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Porosità di
una fusione prima del processo di impregnazione.
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Porosità dopo il processo di impregnazione.
La resina è chiaramente riconoscibile nei pori
ed assume una colorazione blu ai raggi ultravioletti.
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IL PRINCIPIO DELL'IMPREGNAZIONE
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La moderna tecnologia dell'impregnazione con
resine acriliche termoindurenti catalizzate, ormai accolta
vantaggiosamente da tutte le grandi case automobilistiche,
consente il recupero pressoché totale dei pezzi che
verrebbero altrimenti scartati a causa delle microporosità
cieche e passanti.
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I pezzi vengono sottoposti
ad un vuoto fino a raggiungere una pressione inferiore a 5 mbar.
L'aria e l'eventuale umidità viene evacuata dalle porosità. |
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Raggiunto il
vuoto i pezzi vengono immersi nella resina liquida. Il vuoto
viene dapprima mantenuto per ancora qualche minuto e in seguito
rilasciato. |
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La pressione atmosferica
preme la resina spingendola a penetrare nelle microporosità. |
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La superficie dei pezzi
viene lavata adeguatamente con acqua. |
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La polimerizzazione della resina trattenuta,
si ottiene riscaldando il metallo con acqua calda a 90°C.
Dopo la polimerizzazione le microporosità cieche e
passanti sono completamente sigillate e il manufatto, dopo
raffreddamento, può essere immediatamente utilizzato.
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METALLI TRATTATI
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Ghisa
Alluminio e sue leghe
Acciaio inox
Rame e sue leghe
Materie plastiche
Magnesio e sue leghe
Componenti metallici fusi in cera persa
Sinterizzati
Rivestimenti porosi
Bobine elettriche |
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