La tempra, detta anche tempra a freddo, è il processo di riscaldamento e successivo raffreddamento dell'acciaio (o di altre leghe) ad alta velocità, che ne aumenta notevolmente la durezza, sia in superficie che in profondità. Nel caso della tempra sotto vuoto, questo processo viene eseguito in forni a vuoto in cui si possono raggiungere temperature fino a 1.300 °C. I metodi di tempra variano a seconda del materiale trattato, ma la tempra con gas azoto è la più comune.
Tempra sotto vuoto e gas:
Durante la tempra sotto vuoto, il materiale viene riscaldato in assenza di ossigeno per convezione in un mezzo di gas inerte (N₂) e/o per irraggiamento termico in depressione. L'acciaio viene temprato con un flusso di azoto, la cui velocità di raffreddamento può essere determinata selezionando la sovrapressione. A seconda della forma del pezzo, è anche possibile scegliere la direzione e il tempo di insufflazione dell'azoto. L'ottimizzazione dei tempi e il controllo della temperatura dell'acciaio vengono effettuati durante il processo mediante l'utilizzo di termocoppie pilota, posizionabili sul pezzo nella camera di riscaldamento. L'acciaio trattato termicamente in un forno sotto vuoto ottiene le proprietà specifiche di resistenza e durezza lungo l'intera sezione trasversale, senza decarburazione superficiale. Il grano austenitico è fine e conforme agli standard internazionali.
In questo modo è possibile temprare praticamente tutte le leghe di acciaio tecnicamente interessanti, come gli acciai per molle, gli acciai lavorati a freddo, gli acciai da bonifica, gli acciai per cuscinetti volventi, gli acciai lavorati a caldo e gli acciai per utensili, nonché un gran numero di acciai inossidabili altolegati e leghe di ghisa.
Tempra sotto vuoto in olio
La tempra in olio sotto vuoto consiste nel raffreddare i materiali riscaldati mediante olio sotto vuoto. Poiché il trasferimento della carica avviene sotto vuoto o sotto protezione di gas inerte dopo la pulizia sotto vuoto del forno, la superficie del pezzo è sempre protetta fino alla completa immersione nell'olio. La protezione superficiale è molto simile, sia che si effettui la tempra in olio che in gas.
Il principale vantaggio rispetto alle soluzioni convenzionali di tempra atmosferica in olio è il controllo preciso dei parametri di raffreddamento. Con un forno a vuoto, è possibile modificare i parametri di tempra standard – temperatura e agitazione – e anche la pressione al di sopra del serbatoio di tempra.
Modificando la pressione al di sopra del serbatoio si induce una differenza di pressione all'interno del bagno d'olio, che modifica la curva di efficienza del raffreddamento dell'olio definita a pressione atmosferica. Infatti, la zona di ebollizione è la fase in cui la velocità di raffreddamento è massima. La variazione di pressione dell'olio ne modifica la vaporizzazione a causa del calore del carico.
La riduzione della pressione attiverà il fenomeno di vaporizzazione, che innesca la fase di ebollizione. Ciò aumenterà l'efficienza di raffreddamento del fluido di tempra e migliorerà la capacità di tempra rispetto alle condizioni atmosferiche. Tuttavia, la massiccia generazione di vapore può causare fenomeni di guaina e potenziali deformazioni.
L'aumento della pressione nell'olio inibisce la formazione di vapore e ritarda l'evaporazione. La guaina aderisce al pezzo e si raffredda in modo più uniforme, ma meno drastico. La tempra in olio sotto vuoto è quindi più uniforme e comporta meno distorsioni.
Tempra in acqua sotto vuoto
Un processo come la tempra in olio sotto vuoto è la soluzione ideale per il trattamento termico di tempra di alluminio, titanio o altri materiali che necessitano di essere raffreddati a una velocità sufficientemente rapida.
Data di pubblicazione: 07-05-2022