MECCANICA e DINTORNI

Faccio seguito al seguente argomento viewtopic.php?f=38&t=17171

Vorrei in sostanza costruire delle pinze elastiche per il mio tornietto con passaggio barra 15mm

L'acciaio scelto per questo progetto è (a trovarlo) il 52SiCrNi5 che si trova in barre tonde in stato ricotto dai 2 ai 200mm di diametro. Questi acciai sono molto indicati per il trattamento termico in oggetto, perciò vorrei provare a farlo in casa. Ho a disposizione una muffola per la tempra piuttosto precisa, a pezzi roventi vorrei tuffare le pinze in un bagno di sale fuso ad una certa temperatura e mantenerli per il tempo necessario. Questo trattamento si chiama tempra bainitica e ha dei vantaggi che secondo me ben si sposano al progetto. Cioè limita la deformazione da tempra, ritorna un materiale estremamente tenace e abbastanza duro. Credo che delle pinze elastiche tipo schaublin W20 vogliano un acciaio di queste caratteristiche, e limitarne la deformazione di certo mi aiuterà in rettifica.

Dunque il sale che forse può assomigliare a quelli usati inmaniera professionale è il borace e forse il salnitro, o un mix dei due. Sono dei sali che fondono piuttosto facilmente e fino ai 500° di certo non hanno problemi (questi acciai vanno rinvenuti attorno ai 450°C, per il bagno non so se devo rispettare gli stessi valori)

Continuo sotto....

Naturalmente i dubbi non sono pochi, ma vorrei sapere se qualcuno ha idea di che sali usare. Se la borace va bene (dovrebbe disossidare percui non credo faccia male) e il salnitro (su questo ho qualche dubbio che attacchi il ferro o qualche componente in lega). Se secondo voi la cosa è fattibile o servono delle precauzioni particolari (oltre a quelle di sicurezza personale alle quali naturalmente presterò particolare attenzione).

Vi ringrazio molto.

Ciao,
Luca

Il trattamento che vuoi fare è molto pregiato e sicuramente a rigor di logica suona bene con le caratteristiche vuoi ottenere, come sali non so aiutarti in quanto non sono un chimico, ma per quello che riguarda l'acciaio ti posso suggerire, quando lo compri, di chiedere lumi anche sul tipo e modalità di ciclo termico, solitamente nelle specifiche del fornitore ci sono anche indicazioni precise in questo senso.
Per il resto l'unica è provare, ne fai una e vedi come viene, se hai problemi eventualmente ponili anche qui sul forum che si prova a ragionarci insieme.
Considera infine il fatto che dopo la tempra si renderà necessaria anche la rettifica, dunque prevedi i dovuti sovrametalli e una tecnica di presa del pezzo che ti consenta di eseguire la lavorazione con precisione sufficiente.

la vedo una cosa difficile da realizzare , io farei così , tornitura del pezzo con sovrametallo , tempra , rettifica ed esecuzione dei tagli con una elettroerosione , non saprei proprio come bloccare una boccola già tagliata per la rettifica.

Onorino ho pensato che con un albero passante bello preciso che faccia leggera frizione, un dado per tenere in testa e il sedere appoggiato all'albero (partirei da diametro 16mm -le pinze hanno d13 sul sedere che è filettato- poi via via che rettifico le pinze dalla più grande alla più piccola adatto anche l'albero quindi col sedere mi si appoggiano sempre al principio dell'albero) il tutto tra le punte. Non sopporterebbe nemmeno passate leggerissime secondo te, tagliato?

mmmh, da tagliato io lo incastonerei in resina o similari... Anche perchè i tagli sono critici, la tempra induce sforzi nel materiale, se poi lo vai a tagliare, cambi radicalmente il percorso degli sforzi e ti si deforma.

porto a sovrametallo, tagli e tempra.
rettificherei prima l'interno: riempio i tagli con della resina caricata metallo (senza sgrassare e anzi, magari mettendo poca cera/grasso/olio), e prendo la pinza in un cono tipo portapinze, rettifico l'interno, e a quel punto lo monto con leggera interferenza (0,01-0,02) su un albero che prendo tra le punte, e rettifico l'esterno.
Anzi, potresti fare il procedimento contrario e rettificare prima l'esterno e poi montare la pinza in un mandrino e quindi rettificare l'interno direttamente in sede, probabilmente si ottiene una precisione migliore.

Ma le pinze commerciali come le ottengono ?

Mi pare che tra tempra e tagli, la lavorazione millesimale non sia una passeggiata . . . .

Onestamente non so come le ottengano. Hanno una sede per la chiavetta che è brunita, i tagli a stella sono anch'essi bruniti sui fianchi e il foro di presa almeno da quelle che ho visto io è pure lui scuro, idem la filettatura in coda... come se tutte queste operazioni venissero effettuate prima della rettifica esterna che tira fuori l'originale colore del metallo pre tempera. Ma io non credo di poter effettuare questo lavoro allo stesso modo, verrebbe una porcheria, Onorino ha ragione i tagli vanno fatti dopo! almeno i tre tagli a stella. Perciò vorrei agire così:

prendo in autocentrante la barra da 20mm circa dalla parte della futura testa della pinza, sgrossatura con sovrametallo di circa un decimo sul raggio, il cono perciò verrà fatto dal lato mandrino, foro con punta elicoidale da 11 fino a 10mm dalla punta, invece gli ultimi 10mm li foro alla misura di presa (es. pinza da 8mm foro da 8mm l'ultimo tratto, fino ad un max di 10mm), filetto M13 esterno, tronco abbondante oltre la misura della pinza in testa perchè vorrei farci una tornitura sferica per dargli la classica forma e anche per riprendere il cono in rettifica. Tempero con il trattamento in oggetto (ho trovato una mistura eutettica di sali che si usa per gli impianti di riscaldamento, fonde a 220 gradi ed è stabile fino a 500°C, composta da 60% di nitrato di sodio e 40% nitrato di potassio cioè il salnitro come proponevo sopra). Io devo portarlo a 300°C che è 30°C sopra il punto Ms dell'acciaio 52SiCrNi5 cioè dove si sviluppa martensite in raffreddamento. 30/40 gradi sopra questo punto (Ms) è il range corretto per lo sviluppo della bainite, ottenendo un metallo dalle caratteristiche che si discutevano sopra dopo qualche tempo, supponiamo 30 minuti. La tempera si esegue attorno agli 800°C in muffola (quindi PRIMA si tempera a 800 poi si raffredda a 300 e si lascia tot tempo). Finito questo discorso (pare poco). Vorrei dopo aver preso il corpo da 15mm in pinza di precisione (ho un altro tornio con le W20) ripassare i fori con degli alesatori a mano (le durezze con questo trattamento non sono estreme attorno ai 50/52HRC) credo ancora tollerabili in alesatura. Fatto questo la rettifica esterna la farei tra le punte cioè con un albero passante un paio di centesimi max più spesso... scaldando con un phon la pinza per inserirlo poi per toglierlo ... mmmm ... vedremo, in modo da cercare il massimo accoppiamento tra rettifica esterna e foro di presa. Ultima cosa i tre tagli a stella da eseguire con disco separatore da (ho controllato) 0,5mm di spessore. Funzionerà?

Ciao,
Luca

Ah naturalmente devo fare una prova in piccolo, cioè con un po' di questo sale fuso e un pezzo scaldato alla fiamma vedere come reagisce a contatto, non vorrei eruttasse tipo vulcano... altrimenti dovrò studiare un sistema molto astuto per evitare incidenti con coperchi vari o cose simili.

Per quanto riguarda la tempra dei pezzi.. direi in piedi in buon ordine per evitare deformazioni magari inserite in un tassello per non creare effetto domino. Credo che dentro ad un forno a 800°C ci sia abbastanza movimento d'aria per così dire. Vortici e via dicendo percui le pinze devono essere fissate in qualche modo. Ed estratte con pinza CALDA per non mandare all'aria il trattamento. L'immersione nel bagno caldo dovrà anch'essa essere eseguita longitudinalmente al foro passante per non deformare le pinze roventi. L'impresa è ardua!

Ciao,
Luca

P.S. NON AVEVO LETTO IL POSTO DI ANDREA perciò tutte queste considerazioni sono state fatte senza prendere il suo parere sui tagli, le resine eccetera... ci ragiono un momento e rispondo. Chiedo scusa.

x Andrea:

dici che il raffreddamento in bagno di sali non eviti l'insorgenza di tensioni interne che deformino la pinza post taglio??

grazie.

Ciao,
Luca

assolutamente... se tempri, hai per forza di cose tensioni, il materiale non si raffredderà mai uniformemente, sia per via del bagno (casualità intrinseca del movimento di fluido), sia internamente al metallo (che non sarà mai perfettamente omogeneo)
L'esterno si raffredda prima, l'interno si raffredda più tardi...
sai, finchè si parla di cose grandi magari non ci si accorge, ma per cose piccole è facile andar fuori misura... dipende tutto da quello che vuoi ottenere.
Se non devi raggiungere durezze eccessive... perchè non valutare altri trattamenti termici?
per dire una nitrurazione, arriva a quei livelli e non ti crea problemi dimensionali...(almeno, a quanto dicono, non ho mai provato, ma è ragionevole, nel senso che non ci sono sbalzi termici e l'indurimento è ottenuto per via chimica...ci saranno probabilmente tensioni superficiali, ma su uno spessore così piccolo non riescono ad influenzare un bel nulla credo)

Altra cosa che mi viene in mente: se fai i 3 tagli prima della tempra rischi che poi cricchino negli spigoli in fondo al taglio dove, peraltro, lo spessore è esiguo.

Il nitrato di potassio ad occhio non lo vedo bene, è un forte ossidante e credo che alla temperatura di fusione ossidi il ferro moolto velocemente, eventualmente fai una prova fondendo un po' di nitrato su una lamiera di ferro bella pulita e vedi se lo attacca o meno.
Industrialmente mi pare usino miscele di cloruri o carbonati di potassio, sodio e calcio con percentuali e formulazioni variabili in base alla temperatura di fusione desiderata.

Ciao Max

Io non metterei in un forno il Nitrato di Potassio . . . .

Almeno non prima di averlo debitamente miscelato con zolfo e polvere di carbone...................