I trattamenti termici sono dei processi di riscaldamento eseguiti in condizioni e temperature definite, con lo scopo di modificare la struttura cristallina dell’acciaio così da conferirgli specifiche proprietà meccaniche e tecnologiche.

In base al risultato desiderato, i trattamenti termici possono includere diverse operazioni.

1. Ricottura: applicata soprattutto ad acciai e rame, serve come preparazione alle lavorazioni successive, rendendo il materiale più uniforme e più facile da deformare.
2. Normalizzazione: prevede il riscaldamento del pezzo a una temperatura leggermente superiore a quella di austenizzazione, così da ristabilire l’equilibrio microstrutturale.
3. Tempra: comporta il riscaldamento a circa 50°C oltre la temperatura di austenizzazione, seguito da un rapido raffreddamento. Questo permette di ottenere una struttura ad elevata resistenza e buona elasticità.
4. Rinvenimento e bonifica: il materiale viene riportato a una temperatura tale da trasformare martensite e eventuale austenite residua in sorbite. La successiva bonifica consente di ottenere una struttura molto resiliente.

Trattamenti termici: la tempra dell’acciaio

La tempra è un trattamento termico a caldo che migliora le caratteristiche meccaniche dell’acciaio, incrementandone durezza e resistenza.
È un processo fondamentale in numerosi settori produttivi, dalla realizzazione di utensili alla costruzione di componenti meccaniche.

Dunque, la tempra (o tempera) prevede un riscaldamento del metallo oltre la temperatura critica, che provoca una trasformazione strutturale, seguito da un raffreddamento molto rapido.
Questo trattamento permette di ottenere diversi vantaggi:

•  Maggiore durezza: l’acciaio diventa più resistente all’abrasione e all’usura.
•  Aumento della resistenza meccanica: crescono sia la resistenza a trazione sia il limite elastico, migliorando il comportamento sotto carichi intensi.
•  Miglioramento della resilienza: sebbene la tempra possa aumentare la fragilità, il rinvenimento successivo consente di recuperare tenacità e resistenza agli urti.

Acciai temprabili
Gli acciai al carbonio, composti principalmente da ferro e carbonio, sono tra i materiali più frequentemente sottoposti a tempra. Tuttavia, non tutte le loro varianti possono essere trattate efficacemente.
Acciai ad alto tenore di carbonio
Raggiungono notevoli livelli di durezza e resistenza dopo la tempra, ma possono diventare facilmente fragili se il trattamento non è controllato accuratamente, poiché un’eccessiva formazione di tensioni interne può portare a rotture.

Tempra a induzione

La tempra a induzione consiste in un riscaldamento rapido e localizzato del materiale fino alla temperatura di austenitizzazione, seguito da un raffreddamento veloce tramite soluzioni polimeriche di varia concentrazione.
Dopo la tempra viene effettuato il rinvenimento, utile sia per ridurre le tensioni interne sia per raggiungere la durezza superficiale richiesta dal progetto.

La profondità dello strato indurito può andare da circa 0,5 mm fino a oltre 15 mm.
Le attrezzature consentono il monitoraggio continuo di potenza, energia, temperatura e flusso del liquido di tempra.

Vantaggi della tempra a induzione:

•  aumento della durezza superficiale;
•  maggiore resistenza all’usura;
•  incremento della resistenza a torsione;
•  prolungamento della vita operativa dei componenti;
•  miglioramento della resistenza a fatica;
•  deformazioni ridotte dopo il trattamento;
•  possibilità di trattare pezzi di grandi dimensioni e peso;
•  mantenimento delle proprietà meccaniche del nucleo;
•  indurimento selettivo solo nelle aree richieste;
•  processo rapido e pulito.

Questo metodo viene solitamente applicato ai controcoltelli multipli e alle bussole millerighe.

Tempra a cuore

La tempra a cuore è un trattamento che interessa l’intero volume dell’utensile e si basa su: riscaldamento, mantenimento in temperatura e raffreddamento.
Al termine del primo ciclo di riscaldamento, il materiale raggiunge una durezza molto elevata in tutta la sua massa, ma presenta anche forti tensioni interne che favoriscono deformazioni e fragilità.

Poiché una durezza elevata comporta anche una maggiore propensione alla rottura, il pezzo viene sottoposto a un successivo ciclo di rinvenimento. Questo trattamento più delicato riduce sia le tensioni interne sia la durezza, fino a ottenere il valore ideale, solitamente compreso tra 61 e 63 HRC. La durezza viene verificata applicando una forza controllata su un penetratore e misurando la profondità dell’impronta.

La tempra a cuore è adatta per utensili circolari come controlame, controcoltelli multipli e portalame.
Nella nostra azienda il trattamento di tempra a cuore per contatto è effettuato su coltelli conici e piani.