a profondo stampaggio

ACCIAIO
INOX
A PROFONDO
STAMPAGGIO
Le fasi di realizzazione di una pentola con coperchio
semplificano al meglio l'utilizzo di acciaio inossidàbile austenitico
anche per profondo stampaggio
di Fausto Capelli
L'AISI tipo 304, o acciaio inossidabile austenico, si distingue per una struttura nella quale
viene aumentato il limite inferiore della forcella del nichel: il valore normalmente oscilla tra
TI. Analisi chimica
dell'AISI 304 PS. '
AISI
304, PS*
C
Si
0,040
0,45
625 N/mm22
270 N/mm
50
79
Carico di rottura
Carico di snervam. (0,2%)
Allungamento %
Durezza HRB
Composizione chimica %
P
S
Mn
0,001.
0,028
1,56
Cr
Ni
18,16
9,12
T2. Proprietà meccaniche dell'AISI 304
PS.
* Profondo
stampaggio
il 9 e F11 %. L'aumento del tenore in nichel, che
di solito si bilancia con la variazione, di qualche punto percentuale di altri elementi come il
cromo e il carbonio, consente un minore incrudimento del materiale in fase di stampaggio alla pressa.
In particolare la composizione chimica dell'acciaio considerato è quella riportata nella tabella 1; mentre nella tabella 2 sono elencate le
caratteristiche meccaniche.
L'oggetto preso in considerazione per esemplificare meglio l'utilizzo di un acciaio inox da
profondo stampaggio è una pentola con relativo coperchio (Fig. 1). Di seguito vengono descritte le varie fasi di realizzazione sia del corL'ingegner F. Capelli è Responsabile del Servizio Tecnico
presso il Centro Inox di Milano.
pò pentola vero e proprio, che del coperchio.
FASI DI PRODUZIONE DEL CORPO PENTOLA
II manufatto è una pentola a sezione elettrica, progettata da Tarcisio Zani e realizzata dalla
Serafino Zani.
Il prodotto siderurgico di partenza è un nastro di AISI 304 di 1,2 mm di spessore a profondo stampaggio, laminato a freddo e fornito
in coils, con finitura superficiale tipo 23. Mediante taglio a cesoia o a trancia (tranciatura),
si ricava un quadrato delle dimensioni di
570x470 mm dal quale viene ottenuto lo sviluppo di partenza dalla figura 2.
Viene dato inizio quindi al primo passaggio
di imbutitura, effettuato con un'apposita lubrificazione, per mezzo di una pressa da 300 tonn.
(fig. 3). L'imbutito che si ottiene misura un'al-
Pubblicato su: "Supplemento a Rivista di Meccanica" n. 979, Maggio (II) 1991
(disponibile anche in versione inglese)
1. Modello dì pentola con coperchio in
acciaio inox a profondo stampaggio.
2. Impiego del taglio
a cesoia o a trancia
per il corpo pentola.
3. Fase di imbutitura,
dopo un'opportuna
lubrificazione, a
mezzo di una pressa
da 300 tonn.
tezza di 125 mm; la pressione del punzone è di
circa 180 tonn; mentre quella esercitata sul premilamiera è di circa 90 tonn.
Dato l'incrudimento raggiunto in questa fase dal
semilavorato, è necessario ricorrere al trattamento termico di solubilizzazione, che si effettua ad una temperatura di 1050°C, con conseguente raffreddamento rapido in acqua. Tale
trattamento manda in soluzione tutti i carburi
eventualmente formatisi nella matrice austenitica e addolcisce il materiale, in maniera tale che
possa sostenere le successive operazioni.
Si procede quindi a un passaggio di coniatura del bordo e di calibratura del corpo (Fig. 4),
raggiungendo così un'altezza del semilavorato
di 138 mm. Nell'immagine 5 sono evidenziati
il rigonfiamento della "pancia" della pentola,
realizzato con l'ausilio di una forma di elastomero, e la tranciatura del bordo.
Il componente viene ultimato con l'applicazione del fondo termodiffusore per mezzo di saldobrasatura e con la lucidatura finale (Fig. 6).
4. Fase di coniatura
del bordo e di calibratura del corpo.
5. Rigonfiamento del
corpo pentola con
l'ausilio di un elastomero e tranciatura
del bordo.
6. Applicazione del
fondo termodiffusore a mezzo di saldobrasatura e lucidatura finale.
La pressione del punzone è in questo caso di 100
tonn., mentre quelli del premilamiera è di 50
tonn.
La successiva operazione è un'imbutitura di
calibratura e la coniatura del fondo che, oltre
ad assolvere ad una funzione puramente estetica, serve a conferire un irrigidimento alla struttura: si ottiene così un'altezza dell'imbutito di
45 mm (Fig. 9).
Utilizzando poi una bordatrice, si effettua il
processo di rifilatura (Fig. 10). Dopo aver sbavato il bordo con una smerigliatrice manuale a
nastro, quest'ultimo, sempre tramite bordatrice, viene "arricciato", in modo tale da consentire una stabilità anche durante gli sbalzi di temperatura (Fig. 11).
7. Impiego del taglio
a cesoia o a trancia
per il coperchio.
8. Fase di imbutitura,
sempre dopo la lubrificazione del quadretto.
9. Fase di calibratura e di coniatura del
fondo per conferire
irrigidimento alla
struttura.
FASI DI PRODUZIONE DEL COPERCHIO
Le sequenze per la realizzazióne del coperchio
iniziano con il ricavare lo sviluppo del quadrotte
(460 x 300 x 1 mm), mediante taglio a cesoia da
un nastro di AISI 304, sempre con finitura 2B
(Fig. 7).
Nella Figura 8 si nota il primo passaggio di
imbutitura, sempre dopo aver abbondantemente
lubrificato il quadretto.
Si utilizza la stessa pressa da 300 tonn. impiegata per il corpo pentola e si ottiene un imbutito di 37 mm di altezza.
Infine si opera tramite lucidatura manuale,
lavaggio in tunnel e il controllo visivo.
Il pezzo descritto è dotato anche, come accessori, di due griglie forate, sempre in acciaio
inox, e di due palette per la movimentazione delle suddette.
La produzione della pentola presentata in
questo articolo è stata eseguita dalla Serafino
Zani, via Zanagnolo 17/b, Lumezzane Gazzolo (BS), azienda che ha anche gentilmente concesso la documentazione fotografica.
10. Processo di rifilatura, a mezzo di bordatrice.
11. Sbavatura mediante una smerigliatrice manuale a nastro e "arricciatura"
del bordo.