Materiali metallici e relative tecniche di lavorazione
Introduzione ai materiali metallici
Il metallo è una categoria di materiali generalmente duri che comprende, tra gli altri, l'acciaio medio, il ferro, l'acciaio, l'acciaio inossidabile, la lega di alluminio e la lega di zinco. Questi materiali sono disponibili in forme quali lamiere, tubi, barre, fili e reti.
Panoramica: il sito
I metalli includono generalmente acciaio laminato a freddo (CRS, acciaio a basso tenore di carbonio con buona duttilità dopo la laminazione a freddo e la ricottura dell'acciaio laminato a caldo), acciaio laminato a caldo (HRS, acciaio prodotto mediante laminazione a caldo), ghisa / acciaio ad alto tenore di carbonio (con scarsa duttilità), acciaio inossidabile (comunemente 304; qualità inferiore 201 e 202; qualità superiore 316), lega di alluminio e lega di zinco.
La formatura dei metalli comprende lamiere (sia laminate a freddo che a caldo, anche in rotoli), tubi, fili, barre e reti.
I materiali di ferramenta comunemente utilizzati per gli espositori includono:
1. Piastra in acciaio: Si dividono in acciaio laminato a freddo (CRS) e acciaio laminato a caldo (HRS):
Acciaio laminato a freddo (CRS)che è un acciaio laminato a caldo che è stato ulteriormente lavorato.
- Caratteristiche:
- Nessun riscaldamento durante la produzione, eliminando difetti come vaiolatura e incrostazioni di ossido di ferro.
- Elevata qualità e levigatezza della superficie.
- Specifiche:
- Spessore: 0,2-4 mm
- Larghezza: 600-2000 mm
- Lunghezza: 1200-6000 mm
Acciaio laminato a caldo (HRS)
- Caratteristiche:
- Basso consumo energetico, buona plasticità, bassa resistenza alla deformazione, minimo incrudimento e facilità di laminazione, riducono l'energia necessaria per la deformazione del metallo.
- La laminazione a caldo utilizza tipicamente lingotti di grandi dimensioni e grandi riduzioni di laminazione, che portano a un ritmo di produzione rapido e a una produzione elevata, facilitando la produzione di massa su larga scala.
- La laminazione a caldo trasforma la struttura fusa in una struttura lavorabile, migliorando notevolmente la plasticità del materiale.
- Le caratteristiche del metodo di laminazione determinano proprietà anisotrope nella lastra laminata, il che significa che ci sono differenze significative di prestazioni nelle direzioni longitudinale, trasversale e verticale del materiale. Esistono anche strutture di deformazione e ricristallizzazione che determinano una notevole direzionalità nelle prestazioni di stampaggio.
- In genere, i clienti americani specificano CRS o HRS nei disegni, mentre i clienti europei indicano semplicemente l'acciaio.
Ricordate quanto segue:
- Acciaio laminato a freddo (CRS) è più costoso dell'acciaio laminato a caldo. È tipicamente utilizzato per lamiere sottili con spessori generalmente inferiori a 3 mm. La superficie è più liscia e uniforme, con una maggiore duttilità.
- Acciaio laminato a caldo (HRS) è più economico dell'acciaio laminato a freddo. È più rigido e meno soggetto a deformazioni, tipicamente utilizzato per lamiere di spessore superiore a 3 mm. Viene comunemente utilizzato per strutture o basi in acciaio e presenta una superficie più ruvida.
2. Tubo d'acciaio
I tubi in acciaio hanno una sezione cava e la loro lunghezza è significativamente maggiore del diametro o della circonferenza. Possono essere classificati in base alla forma della sezione trasversale in tubi rotondi, quadrati, rettangolari e di forma irregolare.
Nell'industria degli espositori, i tubi d'acciaio saldati sono comunemente utilizzati. Questi tubi vengono formati piegando con un'apparecchiatura lastre laminate a freddo o a caldo, principalmente per il supporto strutturale.
Definito da una sezione cava con una lunghezza molto superiore al diametro o alla circonferenza.
Punti chiave:
- Scelta tra tubi placcati o verniciati
- Tubi placcati: Realizzati con piastre laminate a freddo, hanno una superficie più liscia e uniforme.
- Tubi verniciati: I requisiti di superficie sono relativamente bassi. Possono essere realizzati con lastre laminate a caldo o a freddo.
- Uso del supporto strutturale
- Nel settore degli espositori, i tubi metallici sono utilizzati principalmente per il supporto strutturale, ad esempio per la saldatura in telai, colonne, staffe, ecc.
Note aggiuntive:
- Filo e tondini di ferro: Analogamente classificati in placcati o verniciati, la scelta dipende dalla levigatezza della superficie e dalla facilità di post-lavorazione.
- Rete di ferro: Generalmente utilizzato come sfondo o per scopi decorativi.
3. Acciaio inossidabile
La resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile diminuisce con l'aumentare del contenuto di carbonio. Per questo motivo, la maggior parte degli acciai inossidabili ha un basso contenuto di carbonio, in genere non superiore a 1,2%, con alcuni acciai che hanno un contenuto di carbonio fino a 0,03% (come lo 00Cr12). Il principale elemento di lega dell'acciaio inossidabile è il cromo (Cr). L'acciaio inossidabile deve contenere almeno 10,5% di cromo per avere resistenza alla corrosione. L'acciaio inossidabile contiene anche elementi come nichel (Ni), titanio (Ti), manganese (Mn), azoto (N), niobio (Nb), molibdeno (Mo), silicio (Si) e rame (Cu).
Caratteristiche principali: Saldabilità, resistenza alla corrosione, lucidabilità, resistenza al calore
Nella produzione odierna, i prodotti in acciaio inossidabile sono generalmente sottoposti a lucidatura, con alcune eccezioni come i serbatoi interni degli scaldabagni e dei distributori di acqua potabile. Ciò richiede buone prestazioni di lucidatura della materia prima. I fattori che influenzano le prestazioni di lucidatura includono:
- Difetti superficiali della materia prima: Graffi, vaiolatura, decapaggio troppo acido, ecc.
- Qualità del materiale:
- Se la durezza è troppo bassa, è difficile ottenere una lucidatura brillante (proprietà BQ). Inoltre, una bassa durezza può provocare un effetto a buccia d'arancia sulla superficie durante l'imbutitura, compromettendo le proprietà BQ.
- Un'elevata durezza si traduce generalmente in migliori proprietà BQ.
- Disegno profondo:
- I prodotti con deformazioni significative durante la trafilatura profonda possono sviluppare piccole macchie nere e rigature, che influiscono sulle proprietà BQ.
L'acciaio inossidabile, come gli altri acciai, è disponibile in varie forme, tra cui lamiere, bobine, tubi, fili, barre e maglie.
4. Lega di alluminio
La lega di alluminio è un tipo di materiale metallico leggero che si forma aggiungendo all'alluminio una certa quantità di elementi di lega. Oltre alle caratteristiche generali dell'alluminio, l'aggiunta di diversi elementi di lega conferisce alle leghe di alluminio proprietà specifiche. La densità delle leghe di alluminio varia da 2,63 a 2,85 g/cm³ e presentano un'elevata resistenza (σb compreso tra 110 e 650 MPa), con livelli di resistenza prossimi a quelli degli acciai alto legati e una rigidità superiore a quella dell'acciaio. Hanno eccellenti prestazioni di fusione e lavorazione plastica, buona conducibilità elettrica e termica, buona resistenza alla corrosione e saldabilità. Le leghe di alluminio sono ampiamente utilizzate come materiali strutturali nei settori aerospaziale, aeronautico, dei trasporti, delle costruzioni, dell'elettromeccanica, dell'industria leggera e delle necessità quotidiane.
Gradi comuni:
- 1060: Un alluminio industriale standard puro con un contenuto di alluminio di almeno 99,60%. Ha una bassa resistenza e l'indurimento per lavorazione è l'unico modo per migliorarla. Ha eccellenti prestazioni di lavorazione a caldo e a freddo, elevata conducibilità termica ed elettrica ed eccellente resistenza alla corrosione. È ampiamente utilizzato nelle apparecchiature industriali che richiedono una buona formabilità, resistenza alla corrosione e saldabilità e può essere utilizzato anche come materiale conduttore.
- 2024: La composizione e la struttura della lega 2024 sono le stesse della lega 2A12, ma la lega 2124 ha un contenuto inferiore di impurità di Fe e Si. Le lastre, i piatti e i profili della lega 2024 sono stati utilizzati con successo per la produzione di pelli di aerei e razzi, compartimenti, pannelli di parete di serbatoi integrali e longheroni di ali.
- 5052: Contiene 2,5% di magnesio ed è uno dei più bassi contenuti di magnesio in alluminio antiruggine. È ampiamente utilizzato per la produzione di tubi e serbatoi di carburante e olio per aerei, componenti di varie navi e veicoli da trasporto, prodotti in lamiera, strumenti, supporti per lampioni, rivetti e fili.
- 6061: Lega di alluminio della serie Al-Mg-Si che può essere trattata termicamente e rinforzata. Può essere trasformata in lamiere, tubi, barre, profili, fili e fucinati. È ampiamente utilizzata nei profili architettonici, nelle parti strutturali di grandi dimensioni che richiedono una buona resistenza alla corrosione, nelle parti strutturali di camion, navi e veicoli ferroviari, nelle condutture e nei prodotti per la casa.
- 6063: Un'altra lega di alluminio della serie Al-Mg-Si che può essere trattata termicamente e rinforzata. Può essere estrusa in barre, profili e tubi. È ampiamente utilizzata nei materiali strutturali per l'edilizia e nei materiali decorativi, come telai di porte, telai di finestre, pannelli a parete, container, mobili, ascensori, nonché in aerei, navi, reparti industriali leggeri e in vari colori di componenti decorativi per edifici.
- 7075: Lega di alluminio ultradura della serie Al-Zn-Mg-Cu, caratterizzata da una buona plasticità dopo il trattamento in soluzione e da un significativo rafforzamento con il trattamento termico. Può essere lavorata in lastre (con o senza rivestimento in alluminio), tubi, profili, barre e forgiati. È utilizzata principalmente per parti strutturali di aerei e altri componenti strutturali ad alta resistenza e resistenti alla corrosione.
Trattamenti superficiali per l'alluminio: sabbiatura, anodizzazione/tintura, verniciatura a polvere.
5. Lega di zinco
La lega di zinco è un tipo di lega composta principalmente da zinco e da altri elementi come alluminio, rame, magnesio, cadmio, piombo e titanio. Queste leghe di zinco a bassa temperatura hanno un basso punto di fusione e una buona fluidità, sono facili da saldare e brasare e possono essere facilmente lavorate plasticamente. Sono resistenti alla corrosione atmosferica e i materiali di scarto sono facili da riciclare e rifondere. Tuttavia, le leghe di zinco hanno una bassa resistenza allo scorrimento e sono soggette a invecchiamento naturale, che può causare variazioni dimensionali nel tempo. Vengono prodotte con metodi di fusione e possono essere formate attraverso la pressofusione o la lavorazione a pressione.
Impieghi nell'industria degli espositori:
L'uso principale della lega di zinco-alluminio nell'industria degli espositori è dovuto alla facilità di pressofusione, alla resistenza e all'aspetto di alto livello dopo la placcatura superficiale. Queste leghe sono resistenti e forniscono una finitura metallica di alto livello dopo la placcatura.
Esempi di applicazioni negli apparecchi per il bagno: Come soffioni e rubinetti.
Espositori in metallo e accessori Procedura di elaborazione:
1. Approvvigionamento di materiali:
- Acquistare i materiali in base alla tabella delle quantità.
2. Taglio del materiale:
- Tagliare i materiali secondo le dimensioni richieste dai disegni. Ciò può essere ottenuto mediante taglio, punzonatura e altri processi, tenendo conto sia della precisione che della velocità.
- Opzioni:
- Lamiera: Taglio o punzonatura laser.
- Taglio delle lastre: Cesoia a controllo numerico.
- Filo: Raddrizzare e tagliare a lunghezze specifiche utilizzando macchine tagliafili.
3. Piegatura:
- Utilizzare macchine piegatrici per lamiere.
- Utilizzare attrezzature per la curvatura dei tubi.
- Utilizzare attrezzature per la piegatura del filo.
4. Saldatura:
- Unire i componenti pretagliati e formati utilizzando le tecniche di saldatura.
- Processi di saldatura:
- Saldatura TIG (Saldatura a gas inerte di tungsteno o GTAW): Fornisce saldature di alta qualità utilizzando un elettrodo di tungsteno non consumabile.
- Saldatura MIG (Saldatura a gas inerte o GMAW): Utilizza un elettrodo a filo consumabile e uno schermo di gas inerte.
5. Lucidatura e finitura:
- Eseguire la lucidatura, la levigatura, la spazzolatura o altri trattamenti della superficie per ottenere le finiture desiderate.
6. Rivestimento in polvere:
- Applicare la verniciatura a polvere per ottenere una finitura durevole e uniforme.
7. Galvanotecnica:
- Piastra di zinco, piastra di cromo, generalmente utilizzata su materiali in acciaio galvanizzato
- Lastra di rame, lastra d'oro, lastra di titanio, utilizzata su materiali in acciaio inox
Ecco gli usi abituali del metallo negli espositori:
1. Accessori per pareti a doghe: Si tratta di vari articoli come ganci per pareti a doghe, staffe, mensole, supporti e cestini progettati per essere utilizzati con i pannelli a doghe.
2. Rack e supporti per espositori: Il metallo viene utilizzato per la costruzione di espositori, portariviste, portamerci, contenitori, cassonetti per rifiuti, bidoni della spazzatura, carrelli della spesa ed espositori per i banchi dei negozi.
3. Espositori per fiere e negozi: I componenti metallici sono incorporati in espositori per fiere, attrezzature per negozi e altri espositori per punti vendita (POP).
4. Rack espositivi autoportanti: Si tratta di espositori che non sono fissati alle pareti o ad altre strutture e sono progettati per stare liberamente sul pavimento.
5. Apparecchi perimetrali: Telai metallici, montanti, scaffali e staffe utilizzati lungo il perimetro del negozio per esporre la merce.
6. Display di chiusura: Gli espositori situati alla fine dei corridoi del negozio sono tipicamente utilizzati per mettere in evidenza articoli in evidenza o promozionali.
7. Espositori a gondola: Comprendono il telaio, i montanti, i ripiani, le staffe, i ganci e altri accessori utilizzati nei sistemi di scaffalatura a gondola comunemente presenti nei negozi al dettaglio.
8. Espositori da banco: Il metallo viene utilizzato per creare vari espositori da banco come espositori per scarpe, espositori per cappelli, espositori per borse, espositori per calzini e altri espositori da tavolo progettati per esporre la merce.
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