Forgiatura di leghe di rame: Tecniche e suggerimenti

Le leghe di rame più comuni sono l'ottone, il bronzo, ecc. che hanno una buona conducibilità termica, un intervallo di temperatura di forgiatura ridotto, sono soggette a surriscaldamento durante il riscaldamento e hanno una bassa resistenza alla deformazione.

1. Punti chiave del funzionamento del riscaldamento

Quando le leghe di rame vengono riscaldate, la loro plasticità cambia con l'aumentare della temperatura. Quando la temperatura sale a 200-600°C, la plasticità è al minimo, nota come zona fragile.

A partire da 650°C, la plasticità aumenta rapidamente e la resistenza diminuisce; ma quando si superano gli 850°C, i grani crescono rapidamente e anche i confini dei grani vengono danneggiati, portando a una diminuzione della plasticità.

L'iniziale temperatura di forgiatura delle leghe di rame è relativamente bassa, generalmente compresa tra 800-900°C, mentre la temperatura finale di forgiatura è compresa tra 650-700°C. L'intervallo di temperatura di forgiatura di diverse leghe di rame è riportato nella Tabella 7-4.

 Intervallo di temperatura di forgiatura delle leghe di rame

1) Le leghe di rame hanno una buona conducibilità termica e i rottami possono essere caricati direttamente alla temperatura più alta del forno (50~100°C in più rispetto alla temperatura di forgiatura iniziale).

2) Per il riscaldamento delle leghe di rame è preferibile utilizzare un forno a resistenza elettrica, ma è possibile utilizzare anche un forno a carbone. L'operazione di riscaldamento è semplice: riducendo la quantità di carbone e di aria, è possibile mantenere una cosiddetta "fiamma dolce" nel forno, conservando al contempo il calore.

3) Durante il riscaldamento delle leghe di rame, alcuni scarti di rame e impurità cadono sempre sul fondo del forno, causando un rivestimento del fondo del forno con rame fuso. Quando successivamente si riscalda l'acciaio, il rame penetra nei confini dei grani dell'acciaio e si diffonde, riducendo la resistenza dell'acciaio e formando una fragilità termica.

Per evitare questo fenomeno, durante il riscaldamento dell'acciaio è necessario posizionare una sottile lastra di ferro sul fondo del forno. Per evitare che la fiamma ad alta temperatura spruzzi direttamente sul materiale di rame e provochi una fusione locale, è opportuno che sottili lastre di ferro coprano anche gli altri tre lati.

4) La qualità della superficie dei lingotti di rame è scarsa e, prima di riscaldarli, è necessario pelare e tagliare l'alzata.

2. Caratteristiche della forgiatura di leghe di rame

A causa della minore temperatura iniziale di forgiatura delle leghe di rame e del ridotto intervallo di temperatura di forgiatura (solo 150-200°C), durante la forgiatura è necessario tenere presente i seguenti punti:

1) Gli utensili utilizzati per la forgiatura (come punzoni, matrici, sgocciolatoi, mandrini, bottoni automatici superiori e inferiori, ecc.) devono essere preriscaldati a 200-250°C.

2) Il martellamento deve essere leggero e veloce e il materiale sull'incudine deve essere girato frequentemente per ridurre il calore sottratto dalla superficie dell'incudine.

3) Controllare rigorosamente la temperatura finale di forgiatura. Quando si completano o si eseguono lavorazioni ausiliarie, come la raddrizzatura, al di sotto dei 600°C, c'è il rischio di fratture. Quando si esegue la punzonatura o l'alesatura, se la temperatura del punzone è troppo bassa, possono comparire cricche intorno al bordo del foro a causa della caduta di temperatura. Anche il taglio del materiale in eccesso deve essere effettuato entro la temperatura di forgiatura, altrimenti la superficie tagliata presenterà un fenomeno di frattura fragile a grana grossa.

4) Le leghe di rame hanno generalmente una buona plasticità, che consente deformazioni maggiori. Tuttavia, hanno una tenacità inferiore a quella dell'acciaio e sono inclini a piegarsi sotto i colpi di martello. Per evitare che la rimozione delle pieghe causi un margine di lavorazione insufficiente, il margine e il calcolo del materiale devono essere opportunamente aumentati.

5) Quando si forgiano stampi in lega di rame con forgiatura libera, il raggio degli angoli rotondi nella transizione di forma deve essere aumentato e smussato.

6) Il fenomeno della fragilità nelle leghe di rame è dovuto principalmente all'arricchimento di impurità come piombo, antimonio e bismuto nella lega di rame.