L’evoluzione degli acciai PM: dalla tecnica alla scelta consapevole
Gli acciai prodotti con la metallurgia delle polveri (PM, Powder Metallurgy) iniziano a diffondersi su scala industriale negli anni ’70, quando la crescente esigenza di prestazioni meccaniche elevate e di maggiore contenuto di elementi di lega rende evidente l’inadeguatezza dei metodi produttivi convenzionali.
La metallurgia tradizionale mostrava infatti limiti strutturali, come segregazioni chimiche e formazione di agglomerati, che compromettono l’omogeneità e la qualità del materiale. L’introduzione della tecnologia PM ha rivoluzionato il settore, permettendo di ottenere acciai perfettamente omogenei, con elevata resistenza all’usura, ottima tenacità e stabilità dimensionale, ideali per applicazioni ad altissime prestazioni.
Da quel momento, la libertà compositiva concessa dalla metallurgia delle polveri ha aperto nuove frontiere: solo la creatività del progettista metallurgico poteva limitare le possibili combinazioni di elementi di lega, superando vincoli e rigidità imposti dai processi tradizionali
Tuttavia, la scelta di impiegare un acciaio PM rappresenta già di per sé un passaggio strategico, specialmente nella progettazione di uno stampo. Il maggior costo di questi materiali richiede una valutazione attenta e mirata. Per questo motivo, gli acciai PM vengono spesso utilizzati solo in inserti o componenti critici, dove le loro proprietà fanno davvero la differenza in termini di performance.
Quando i volumi di utilizzo sono ridotti, basare la scelta sul prezzo al chilogrammo è fuorviante: il risparmio potenziale sul materiale risulterebbe marginale o addirittura controproducente su tutto il processo produttivo. La selezione dovrebbe sempre essere guidata dalla composizione più adatta all’applicazione specifica,e la scelta economica dovrebbe tener conto non solo del prezzo di base del materiale ma anche di tutti i costi nascosti che si celano dietro l’utilizzo di un materiale meno performante ( fermi macchina, riparazioni stampi, prodotti di scarto o da rifinire ulteriormente..).
Infine, il fornitore gioca un ruolo determinante: nella fornitura di acciai PM, competenza, supporto tecnico e disponibilità al confronto sono elementi fondamentali, tanto quanto la qualità del materiale stesso.
Come il trattamento termico influisce sulle caratteristiche degli acciai da utensili
Il trattamento termico negli acciai legati: la chiave per esaltare le prestazioni
L’impiego di alti tenori di elementi di lega, come descritto nel nostro articolo “Guida agli elementi di lega negli acciai”, rende imprescindibile un trattamento termico adeguato dopo la lavorazione meccanica. Solo così è possibile ottenere il massimo dalle caratteristiche dall’acciaio selezionato:
- Durezza
- Resistenza all’usura
- Tenacità
- Stabilità dimensionale
- Proprietà anticorrosive
Ogni acciaio richiede una scheda tecnica specifica, con indicazioni sulle temperature di trattamento: austenitizzazione (tempra), rinvenimento, distensione, ecc. Queste temperature devono essere adattate caso per caso, tenendo conto delle esigenze applicative. È solo attraverso il confronto diretto con il trattamentista che si può raggiungere il risultato desiderato.
Stato di fornitura vs. stato temprato
Lavorare un acciaio allo stato ricotto è molto diverso dal lavorarlo dopo tempra. Allo stato di fornitura, il materiale risulta generalmente più lavorabile – seppur con le differenze imposte dalla lega – mentre dopo la tempra la lavorabilità cala drasticamente: il materiale, diventando resistente all’usura, fa esattamente ciò per cui è stato progettato… resistere!
Per questo motivo, le officine meccaniche tendono a portare il pezzo a temprare già vicino alla misura finita – o addirittura in finitura – confidando in un “buon trattamento termico” che non provochi deformazioni o variazioni dimensionali significative.
Il falso mito della “tempra che non muove”
Valutare la qualità del trattamentista sulla base delle deformazioni è un errore. Una buona tempra è prima di tutto una tempra efficace dal punto di vista metallurgico, ossia una trasformazione strutturale rapida e completa.
La vera tempra avviene con un raffreddamento che, partendo dalla temperatura austenitica, porta rapidamente il pezzo sotto i 300 °C, soglia sotto la quale cessano le trasformazioni critiche. La velocità e l’intensità del raffreddamento dipendono dalla composizione dell’acciaio:
- Acciai basso legati → tempra in acqua (da ~900 °C a ~100 °C)
- Acciai legati → tempra in olio (da ~1000 °C a olio a 250 °C)
- Acciai alto legati / autotempranti → aria forzata o gas inerte in pressione (6+ atm)
Un raffreddamento troppo lento può portare a una struttura solo parzialmente trasformata, con scarse proprietà meccaniche. Al contrario, un raffreddamento eccessivamente violento, specialmente su acciai ad alto tenore di elementi di lega, può generare tensioni interne e fratture.
Un esempio intuitivo:
Immagina una persona che in fase austenitica (riscaldamento) passa dalla taglia 48 alla 56. Se in raffreddamento torna troppo lentamente alla taglia 52, provando a rientrare in un abito taglia 48… qualcosa si strappa. Lo stesso vale per l’acciaio: gli elementi di lega, una volta espansi, faticano a “rientrare nei ranghi” se non gestiti con il giusto raffreddamento.
Il compromesso perfetto
Il vero successo di un trattamento termico sta nell’equilibrio tra:
- la velocità di tempra necessaria per raggiungere le proprietà meccaniche desiderate
- la limitazione delle deformazioni, indispensabile per mantenere le tolleranze dimensionali
Questa valutazione non si improvvisa: è il frutto dell’esperienza del trattamentista, della conoscenza del materiale e del dialogo con il progettista.
Un consiglio pratico
Non aspettate l’ultimo momento. Prima di completare la lavorazione di un particolare, parlate con il trattamentista. Una chiacchierata preventiva può fare la differenza tra un utensile riuscito e uno da rifare. Il trattamento termico è una fase delicata: preparatelo con la stessa attenzione che dedicate alla lavorazione meccanica.
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