Perché i pezzi metallici hanno difetti dopo il trattamento termico?

I trattamenti termici effettuati sui pezzi finiti (diversi tipi di acciaio, leghe metalliche di ferro o rame) permettono di migliorare le loro proprietà superficiali (durezza, resistenza alla corrosione e all'usura). In alcuni casi, possono anche essere utilizzati per ottenere una modifica delle caratteristiche visive (colorazione della superficie, lucentezza, ecc.). Questo è particolarmente rilevante quando si tratta, per esempio, di utensili da cucina (coltelli, forchette, cucchiai) dove la resistenza alla corrosione e l'aspetto sono di grande importanza per i consumatori.

Durante il trattamento termico sui pezzi finiti, le parti metalliche sono riscaldate in un forno e mantenute ad alta temperatura in un' atmosfera controllata prodotta con gas come l'ammoniaca, idrocarburi e gas neutro come l'azoto. In seguito, i pezzi sono sottoposti a un raffreddamento rapido e controllato in fluidi appropriati (aria, olio, polimeri o gas a seconda del tipo di tempra applicato). Se uno dei parametri di lavoro non è impostato correttamente, si può ottenere un pezzo difettoso che diventa scarto di produzione.

Quali sono i difetti intrinseci di un trattamento termico superficiale?

Dopo un trattamento termico realizzato in condizioni non ottimali, i materiali trattati e i pezzi possono non soddisfare le specifiche richieste. Questo può essere un difetto visibile, come una colorazione della superficie (verde, brunita, con macchie superficiali), ma a volte può anche essere un difetto che influenza le proprietà meccaniche del pezzo, come per esempio:

• una variazione troppo grande della durezza della superficie da un punto all'altro,
• uno spessore non uniforme dello strato superficiale rispetto a tutta la superficie della parte metallica,
• zone con una composizione chimica indesiderata (decarburazione superficiale e contenuto di carbonio insufficiente, spessore non uniforme dello strato di nitruro di ferro)

Perché i pezzi possono avere dei difetti?

Oltre a un errore nell'applicazione dei parametri di processo del trattamento termico (ad esempio, velocità di tempra insufficiente, temperatura troppo bassa, ecc.), anche l’inquinamento dell'atmosfera del forno può causare difetti nei pezzi finiti. Questa contaminazione può essere causata da diversi motivi:

• l'introduzione di parti metalliche sporche nel forno (tracce di olio o residui di una lavorazione precedente),
• l'uso di gas (ammoniaca, acetilene, azoto) non sufficientemente puri,
• bombole o serbatoi contenenti gas contaminati,
• perdite nella rete di distribuzione del gas,
• dimensionamento errato dell'impianto per le portate di gas richieste (ad esempio, una eccessiva portata di acetilene dalla bombola può provocare l'aspirazione ed il trascinamento del solvente),
• uno stato di deterioramento del forno: una fessura o una cricca/crepa può permettere all'aria (ossigeno e umidità) di entrare nel forno o all'atmosfera reattiva di uscire dal forno. Quest'ultimo caso può essere molto pericoloso e presentare anche dei rischi per la sicurezza degli operatori.