Acciai per utensili: caratteristiche e usi

Gli acciai per utensili costituiscono una categoria essenziale di materiali utilizzati a livello industriale, dai settori automobilistici e aerospaziali alla produzione di attrezzature industriali e strumenti di precisione. Caratterizzati da proprietà meccaniche eccezionali e resistenza all’usura, gli acciai da utensili sono fondamentali per la produzione di utensili e componenti che richiedono elevate prestazioni e durata. L’acciaio per utensili si distingue per l’alto contenuto di carbonio e di elementi di lega, i quali, combinandosi durante i trattamenti termici, creano carburi che conferiscono al materiale le sue caratteristiche di durezza e resistenza.

Nel contesto delle attività di ATP Europe, i rivestimenti protettivi offerti dall’azienda rivestono un ruolo fondamentale nel garantire la performance e la longevità degli acciai per utensili, proteggendoli dall’ossidazione e dalla decarburazione durante le operazioni di lavorazione e nel corso del loro ciclo di vita operativo. Per comprendere appieno l’importanza di tali rivestimenti, è essenziale esaminare più da vicino le caratteristiche e gli utilizzi degli acciai per utensili.

Tipologie di acciai per utensili

Gli acciai per utensili si suddividono in diverse categorie in base alle loro caratteristiche chimiche, proprietà meccaniche, applicazioni specifiche e in base alla lavorazione dei metalli a cui vengono sottoposti. 

Acciai da utensili per lavorazioni a caldo

Le lavorazioni a caldo, che coinvolgono temperature elevate durante il processo di lavorazione dei materiali metallici, richiedono acciai da utensili appositamente progettati per mantenere elevate prestazioni meccaniche in condizioni estreme. Gli acciai da utensili per lavorazioni a caldo sono concepiti per resistere alla deformazione plastica, all’ossidazione e alla fatica termica, garantendo la stabilità delle forme e la precisione delle lavorazioni.

Questi acciai utensili destinati alle lavorazioni a caldo devono mantenere elevate prestazioni meccaniche anche a temperature elevate, spesso superiori ai 600°C: sono legati con elementi come il cromo, il molibdeno e il tungsteno, che conferiscono resistenza alla deformazione termica e all’ossidazione.

Per resistere alle forze elevate e agli stress termici durante la lavorazione a caldo, gli acciai da utensili devono essere tenaci per resistere alla formazione di crepe e fratture. Le elevate temperature durante le lavorazioni a caldo favoriscono il processo di ossidazione degli acciai, che può compromettere le loro prestazioni e la durata degli utensili. Pertanto, questa tipologia di acciaio da utensili è spesso rivestita con materiali protettivi, come quelli proposti da ATP Europe, o leghe resistenti all’ossidazione per prevenire la formazione di strati superficiali dannosi.

Gli acciai da utensili per lavorazioni a caldo sono ampiamente impiegati in settori come la forgiatura metalli, la pressofusione, la laminazione metalli e la trafilatura metalli, dove la resistenza alle alte temperature e la durata degli utensili sono fondamentali per il successo del processo produttivo.

Acciai da utensili per lavorazioni a freddo

Le lavorazioni a freddo coinvolgono la manipolazione dei materiali metallici a temperature ambiente o leggermente superiori, richiedendo acciai da utensili che siano in grado di resistere alle sollecitazioni meccaniche senza danni permanenti.

Essenziale per l’acciaio per utensili a lavorazioni a freddo è una notevole durezza, necessaria per affrontare taglio, piegatura, tranciatura e punzonatura senza subire deformazioni o usura eccessiva. Tale durezza è ottenuta attraverso trattamenti termici mirati e l’aggiunta di leghe come tungsteno, vanadio e molibdeno.

Fondamentale è anche la resistenza all’abrasione considerando il contatto diretto con il materiale lavorato, durante le operazioni a freddo. Tale resistenza è ottenuta attraverso l’aggiunta di carburi e altri materiali abrasivi alla composizione chimica dell’acciaio utensili.

Gli acciai da utensili per lavorazioni a freddo sono utilizzati in molteplici settori industriali, tra cui la produzione di componenti automobilistici, elettronici, elettrodomestici e utensili domestici. 

Acciaio rapido: cosa sono e cosa significa la sigla HSS?

Gli acciai rapidi, comunemente indicati con la sigla HSS, che sta per “High-Speed Steel” in inglese, sono una categoria di acciai per utensili progettati per affrontare lavorazioni ad alta velocità con elevate prestazioni meccaniche. Questi materiali sono appositamente formulati per mantenere la loro durezza, tenacità e resistenza all’usura anche a temperature elevate e durante operazioni di taglio, fresatura, foratura e tornitura eseguite ad alta velocità.

La loro composizione chimica include elementi come il tungsteno, il molibdeno, il vanadio e il cobalto, che contribuiscono a migliorare le proprietà meccaniche e termiche degli acciai rapidi, consentendo loro di resistere alle sollecitazioni intense e di mantenere la loro forma anche in condizioni estreme di lavoro.

Gli acciai rapidi HSS comprendono anche l’acciaio per utensili da taglio, essenziale per la produzione di utensili ad alte prestazioni, ampliamente utilizzato per la sua affidabilità e versatilità nelle lavorazioni ad alta velocità.

acciaio rapido per utensili

Acciai per Utensili a Polvere

Gli acciai per utensili a polvere sono una categoria avanzata di materiali utilizzati per la produzione di utensili ad alte prestazioni. Ottenuti tramite un processo di metallurgia delle polveri, questi acciai implicano una miscelazione finemente controllata di polveri metalliche, seguita da un processo di sinterizzazione. Questo processo crea componenti compatti con una microstruttura omogenea e finemente dispersa.

Questa microstruttura contribuisce ad aumentare la resistenza all’usura, la tenacità e la resistenza alla fatica degli utensili. La presenza di carburi e altri componenti dispersi nella microstruttura conferisce agli acciai per utensili a polvere una maggiore resistenza all’usura rispetto agli acciai convenzionali. Inoltre, gli acciai per utensili a polvere sono caratterizzati da una elevata densità che contribuisce a migliorare la resistenza meccanica e la durata degli utensili.

Il processo di metallurgia delle polveri offre anche una maggiore flessibilità nella progettazione degli acciai per utensili con la conseguente possibilità di ottenere componenti con forme complesse e dettagliate, ideali per applicazioni personalizzate e migliorando le prestazioni e la produttività. 

Grazie alle loro proprietà avanzate e alla capacità di essere personalizzati per applicazioni specifiche, gli acciai da utensili a polvere sono diventati una scelta preferita per le applicazioni ad alta precisione e ad alta affidabilità come ad esempio in settori industriali quali l’automotive, l’aerospaziale, l’elettronica e l’energia.

Rivestimenti protettivi per acciaio per utensili

Nel contesto della produzione di acciai per utensili, l’applicazione di rivestimenti protettivi è fondamentale per garantire la durata, le prestazioni e la precisione degli utensili stessi. In particolare, per gli acciai per utensili destinati a lavorazioni ad alta temperatura, i rivestimenti protettivi per metalli di ATP Europe svolgono un funzione indispensabile nel proteggere il materiale base dall’ossidazione e dalla decarburazione, che possono compromettere le proprietà meccaniche degli utensili.

Questi rivestimenti sono progettati per aderire saldamente alla superficie degli utensili, formando uno strato protettivo che protegge il materiale base dai gas reattivi presenti durante le operazioni di lavorazione a caldo. Ciò si traduce in una maggiore efficienza e produttività delle operazioni di lavorazione, oltre a una riduzione dei costi di manutenzione e sostituzione degli utensili. Inoltre, i rivestimenti protettivi per acciaio da utensili possono migliorare la qualità delle superfici lavorate, riducendo il rischio di difetti superficiali e migliorando la finitura superficiale dei pezzi lavorati.