Trattamento Superficiale mediante Laser di Acciai Inossidabili

3 Introduzione Nonostante la scoperta della prima lega Fe-Cr assimilabile ad un acciaio inossidabile risalga alla seconda metà del 1800, l’acciaio inossidabile non ha perso la sua fama di “materiale versatile”. Difatti, grazie alle numerose classi di acciai appartenenti alla famiglia di inossidabili e allo sviluppo di nuove tecnologie di produzione, lavorazione, e trattamento, questo materiale rimane uno dei preferiti dalle aziende, in più campi applicativi: alimentare, aeronautico, tecnologico, automotive, medico-chirurgico, ecc… . Ovviamente la continua ricerca di migliori compromessi in termini di resistenza meccanica, durezza, e resistenza a corrosione portano avanti lo sviluppo di materiali innovativi, o di tecniche che permettano di ottenere da un materiale già noto un miglioramento a livello chimico e fisico. Le migliori alternative individuate negli ultimi anni privilegiano l’utilizzo di Inox ferritici, austenici al Cromo-Manganese, e le leghe lean-duplex. Il problema fondamentale che si pone all’utilizzatore, è il fatto che alcune classi di acciai inossidabili sono soggette a particolari restrizioni se non impossibilità riguardo all’applicazione di trattamenti termici che migliorino la qualità meccanica generale, mentre altri presentano vari punti interrogativi proprio per la mancanza di esperienza sperimentale a riguardo. Questi materiali infatti offrono sicuramente un notevole risparmio in termini economici, ma per contro rimangono ancora troppi i dubbi riguardo le loro caratteristiche tecnologiche. A tale proposito, la seguente tesi, basata su un lavoro sperimentale svoltosi all’interno della struttura di ricerca DIN dell’Università di Bologna, cercherà di chiarire il lettore riguardo alla possibilità di utilizzare una tecnologia innovativa come quella Laser su un materiale che, per quanto ci è noto fino ad’ora, non è mai stato sottoposto a tale tipo di lavorazione. Per raggiungere dei risultati attendibili (che siano essi positivi o negativi ma che comunque ci permettano di determinare un comportamento del materiale in questione una volta trattato con questa tecnologia), si è deciso di procedere empiricamente, cioè basandosi su determinate impostazioni delle variabili in gioco durante il trattamento, come velocità del fascio, temperatura di trattamento, potenza richiesta etc… , e confrontando i risultati ottenuti, in modo da valutare quale set di valori sia il migliore e se, nonostante la sua classificazione rispetto agli altri set, ci permette di ottenere dei validi risultati tecnologici, soprattutto riguardo la durezza del materiale, in quanto corrisponde essere lo scopo principale richiesto al dipartimento dall’azienda commissionante il lavoro in questione. Il materiale da utilizzare è un acciaio inossidabile indurente per precipitazione della serie AISI 630, usato per la costruzione di alberi di trasmissione per moti rotatori in agitatori e miscelatori alimentari. Per migliorare le proprietà meccaniche del materiale in relazione all’utilizzo finale, si vuole trovare un metodo di trattamento superficiale economico e sicuro, che permetta di aumentare la durezza in superficie del pezzo, poiché sottoposto a notevoli sollecitazioni meccaniche durante la messa in esercizio, soprattutto a causa del tipo di accoppiamento ad incastro con il mozzo, risultante essere a sezione quadrata, e quindi notevolmente stressata lungo i fianchi degli spigoli.