Qual è il ruolo del trattamento termico nella fusione di precisione

Fusione di precisione è un processo di fusione caratterizzato da elevata precisione ed elevata complessità. È ampiamente utilizzato nel settore aerospaziale, nella produzione automobilistica, nelle apparecchiature mediche e in altri settori. Nel processo di fusione, il trattamento termico, in quanto importante processo post-trattamento, svolge un ruolo fondamentale nelle prestazioni, nella qualità e nella durata dei getti.

Nel processo di fusione, il trattamento termico può migliorare significativamente le proprietà meccaniche dei getti, tra cui resistenza, tenacità, durezza e resistenza all'usura. A causa dell'irregolarità della velocità di raffreddamento del metallo e della distribuzione della temperatura, all'interno della fusione possono verificarsi stress e difetti. Attraverso processi di trattamento termico come ricottura, normalizzazione e tempra, queste tensioni interne possono essere efficacemente eliminate, la struttura organizzativa può essere omogeneizzata e le proprietà meccaniche complessive del getto possono essere migliorate. Ad esempio, il rinvenimento dopo la tempra può migliorare efficacemente la durezza e la resistenza dell'acciaio mantenendo un'eccellente tenacità, il che lo rende molto adatto per parti che sopportano carichi elevati.

Anche il trattamento termico svolge un ruolo importante nel miglioramento della microstruttura dei getti. Durante il processo di fusione, la velocità di raffreddamento del metallo influisce direttamente sulla formazione della sua microstruttura. Attraverso il processo di riscaldamento e raffreddamento del trattamento termico, è possibile modificare la dimensione dei grani e la composizione della fase del metallo, ottimizzando così la microstruttura della fusione. Prendendo come esempio i getti in lega di alluminio, dopo il trattamento termico, i suoi grani diventeranno più uniformi e fini, migliorando così le sue proprietà meccaniche e la resistenza alla corrosione. Inoltre, il trattamento termico può anche favorire la trasformazione di fase e formare una struttura di fase più favorevole alle proprietà meccaniche.

In alcuni campi applicativi particolari, come quello aerospaziale e dei dispositivi medici, la resistenza alla corrosione dei getti è particolarmente importante. Il trattamento termico può migliorare efficacemente la resistenza alla corrosione dei getti modificando la composizione chimica e la microstruttura del materiale. Ad esempio, sulla superficie dei pezzi fusi in lega di alluminio adeguatamente trattati termicamente si forma una densa pellicola di ossido, che ne migliora notevolmente la resistenza alla corrosione. Inoltre, la struttura di fase resistente alla corrosione formata da alcune leghe durante il trattamento termico migliora ulteriormente la resistenza alla corrosione dei getti.

Durante il processo di fusione, nelle fusioni possono comparire difetti come pori, inclusioni e crepe. Il trattamento termico può favorire la riparazione e l'eliminazione di questi difetti mediante riscaldamento e raffreddamento. Ad esempio, durante il processo di ricottura, i pori e le inclusioni nei getti si espandono a causa dell'aumento della temperatura, riducendo così l'impatto negativo sulle prestazioni dei getti. Allo stesso tempo, il trattamento termico può anche favorire la guarigione delle crepe e migliorare la qualità complessiva dei getti modificando lo stato di fase del materiale.

Inoltre, i getti possono deformarsi a causa dei cambiamenti di temperatura durante il processo di raffreddamento, influenzandone la precisione dimensionale. Il trattamento termico migliora la stabilità dimensionale dei getti eliminando le tensioni interne. Un adeguato trattamento termico dopo la fusione può consentire ai pezzi fusi di mantenere una maggiore precisione dimensionale durante la lavorazione e l'uso successivi, riducendo la difficoltà di lavorazione e i costi causati dalla deformazione.