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grafitatura

Credevo fosse diamante, e invece è… grafite!

La cosa più curiosa da sapere, per quanto riguarda la grafite – una delle forme allotropiche del carbonio, è che può considerarsi dal punto di vista chimico una gemella del diamante. Ma se ne distanzia molto per le proprietà fisiche: tanto per cominciare, è nera! E poi ha un suo, preziosissimo, utilizzo nelle operazioni di rivestimento protettivo di superfici metalliche esposte alla corrosione. Continua a leggere per scoprire di più sulla grafite e sulla grafitatura!

La grafite, un minerale prezioso per l’industria

Al tatto untuosa e scivolosa, la grafite ha lucentezza metallica e densità compresa fra 2,09 e 2,2. Estremamente morbida (con durezza variabile tra 1 e 2), è molto facile da scalfire. Solidifica nel sistema esagonale, non in forma di cristalli ben sviluppati, ma in scaglie o in masse irregolari. È il solo non-metallo buon conduttore di elettricità, mentre conduce male il calore.

Presente in natura come minerale che contiene invariabilmente impurità, è ampiamente distribuita nel mondo; importanti giacimenti si trovano in Inghilterra, Siberia, Madagascar, Messico, Sri Lanka, Canada e numerose località degli Stati Uniti.

Viene prodotta anche artificialmente, riscaldando per 11-13 settimane a 950 °C una miscela di derivati del petrolio e del carbone e trasferendo poi il prodotto della cottura in forni elettrici, dove per 4-5 settimane permane alla temperatura di 2800 °C. Gran parte del processo di grafitizzazione (cioè un riscaldamento a 2500-3000 °C) avviene non solo per la temperatura, ma anche per un raffinamento causato da riduzione a metalli e vaporizzazione degli ossidi metallici presenti nel carbone.

A cosa serve la grafite?

La grafite è utilizzata per gli elettrodi dell’industria elettrochimica, per forni elettrici o crogiuoli destinati ad altissime temperature, in vernici industriali.

E ancora, è impiegata come lubrificante (talvolta mescolata a grasso, oli o acqua), in un trattamento semipermanente che prende il nome di grafitatura e si effettua a protezione delle superfici metalliche.

Il processo di grafitatura

La grafite è un elemento lubrificante e può essere disponibile in polvere o in pasta. Garantisce come risultato l’omogeneizzazione del colore superficiale della billetta. Produce, inoltre, un effetto positivo sul consumo di gas per il riscaldo delle billette di ottone o di alluminio poiché, rendendole nere, favorisce l’assorbimento del calore.

Essendo lubrificante, per quanto riguarda gli stampi contrasta efficacemente:

  • consumo
  • usura

Evita, inoltre, che le billette si attacchino l’una all’altra nei forni a gas a spinta. Si tratta di un procedimento molto usato in Italia e meno in altri Paesi che, però, non è sempre possibile effettuare (per esempio nel caso di prodotti poi soggetti a cromatura).

Per l’alluminio, è interessante il trattamento realizzato con grafite non nera, ma color argento. Questa colorazione minimizza la visibilità di eventuali macchie sui pezzi.

Grafitatura e lavorazione dei metalli

Le macchine per la grafitatura sono essenzialmente dei tamburi rotanti, in cui si inseriscono i pezzi di barra tagliati, cui si aggiungono pochi grammi di grafite. Durante il tempo necessario di rotolamento, la polvere di grafite si distribuisce omogeneamente su tutti i pezzi, agevolando la successiva fase dello stampaggio a caldo.

Gli obiettivi della lubrificazione, durante la lavorazione dei metalli sono complessi. Le motivazioni per cui si interpone un materiale lubrificante tra il materiale base da lavorare e gli utensili o stampi che producono la deformazione possono riassunte in elenco:

  • riduzione dell’attrito;
  • riduzione dell’usura;
  • realizzazione della finitura superficiale;
  • controllo della temperatura;
  • controllo del cambiamento di forma;
  • controllo della distribuzione della sollecitazione nel prodotto.

Per quanto, in particolare, concerne la realizzazione della finitura superficiale, grazie alle loro proprietà di impedire il contatto metallo/metallo, i lubrificanti possono prevenire lo sviluppo di superfici segnate e scadenti sul prodotto. Ma produrre semplicemente una superficie non danneggiata può non bastare, perché può essere richiesto un aspetto brillante e riflettente oppure opaco. In questo senso, il lubrificante impiegato fa significativamente la differenza.

La grafite si conferma il vero lubrificante classico a film solido. Aderisce bene alle superfici metalliche e per questo viene spesso impiegata per il pre-trattamento di utensili, stampi e matrici, come additivo per gli altri lubrificanti a temperatura ambiente e, particolarmente, come lubrificante per operazioni a temperature elevate. Lo svantaggio consiste nel fatto che la grafite non è facile da rimuovere una volta terminata la lavorazione.

Per un dato processo e materiale da lavorare, la scelta di un tipo di lubrificante è spesso semplice, ma la effettiva selezione di un particolare lubrificante – composizione e condizione ottimali per l’uso – non lo è affatto. Nella realtà operativa si devono prendere in considerazione fattori così numerosi (l’attrezzatura disponibile, il tonnellaggio prodotto, la gamma di prodotti da eseguire con una data attrezzatura, dettagli di trattamenti pre- e post-lavorazione) da far sì che ciascun problema di lubrificazione debba essere trattato per conto suo. Conviene dunque arrivare alla scelta finale del lubrificante solo dopo un’attenta valutazione del lavoro.

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lubrifica stampi

Lubrifica Stampi Presse Idrauliche ed eccentriche a ciclo continuo

La lubrifica stampi delle presse idrauliche della serie ME e delle eccentriche a ciclo continuo SEO-CVE-CS o le  presenta le seguenti funzionalità:

  • La miscela olio+grafite viene trascinata dall’aria compressa in uscita sul punto di lubrifica.

Il fluido di lubrifica e l’aria scorrono in due tubi concentrici dalle valvole di controllo dei singoli punti fino al punto di impiego.

Per ognuno dei punti il pilotaggio è indipendente e quindi per ognuno è possibile decidere dal pannello operatore:

  1. Per quanto tempo spruzzare sola aria (ad esempio per raffreddare lo stampo, ripulirlo da depositi di bave);
  2. Quanto e se spruzzare aria e miscela olio+grafite;
  3. Quanto e se soffiare nuovamente sola aria per spargere il lubrificante.
  • Il lubrificante arriva al punto di applicazione attraverso la struttura della pressa, la base (o attrezzo) su cui è posato lo stampo ed attraverso lo stampo stesso, tutti opportunamente predisposti con forature in modo da raggiungere i punti giusti, senza sprechi, senza spruzzare dove non serve.
  • Fare arrivare il lubrificante attraverso la pressa e lo stampo permette ovviamente di risparmiare il tempo necessario al riposizionamento delle vecchie cannette ad ogni cambio stampo

Una pressa moderna ben concepita deve però sempre permettere di lavorare con le cannette (vedi articolo precedente), che restano utili in caso di uso di stampi di terzi, di prove di stampaggio di piccola serie e con un utilizzo iniziale di stampi esistenti.

È comunque possibile intervenire a posteriori su stampi esistenti, se si vogliono migliorare le prestazioni e la precisione di lubrifica, ed adattarli quindi anche per macchine meno moderne al fine di avere canali di lubrifica interni.

lubrifica stampi presse

Inoltre, a pannello, per ogni singolo punto di lubrifica, sarà possibile selezionare se deve concettualmente

lavorare come punto lubrifica dello stampo superiore,

punto lubrifica dello stampo inferiore,

punto di lubrifica punzoni.

Ognuno con le sue diverse condizioni di attivazione, ogni singolo punto con i suoi tempi di lavoro per aria, olio.

Nella lubrifica stampi delle nostre presse idrauliche ME inoltre, la miscela viene tenuta mescolata e se necessario riscaldata nel serbatoio della relativa centralina.

Importante anche sapere che la linea di distribuzione inoltre è ad anello.

Cosa vuol dire? Che il lubrificante è sempre in circolo, quindi è escluso ogni possibile problema di intasamento delle linee o raffreddamento del lubrificante perché non è fermo nei tubi ad aspettare l’apertura di una valvola.

pressostati-lubrificazione presse

Vi sono inoltre pressostati di controllo ad inizio e fine linea, per mantenere la pressione del circuito costante indipendentemente da quanti punti di lubrifica si attivano contemporaneamente.

VANTAGGI DEL SISTEMA DI LUBRIFICA STAMPI:

  • Riduzione degli sprechi dei materiali lubrificanti;
  • Tempo di riattrezzaggio macchina decisamente ridotto;
  • Azzerata la possibilità di errore / imprecisione nella posizione;
  • Il lubrificante è sempre in circolo, non è fermo nei tubi ad aspettare l’apertura di una valvola, è quindi escluso ogni possibile problema di intasamento delle linee o di raffreddamento del lubrificante,
  • La pressione del circuito rimane costante grazie all’azione svolta dai pressostati di controllo.

 

Tutto pensato per garantire al vostro processo di stampaggio la “giusta lubrificazione”.

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lubrifica stampi

Lubrifica Stampi

Tra i segreti di un esperto, per ottenere pezzi forgiati con alta produttività e senza difetti, c’è sicuramente la capacità di gestire la lubrifica stampi.

Occorre infatti saper ricorrere alla giusta applicazione del fluido di lubrifica stampi.

Naturalmente, “giusta applicazione” non significa tanta, al contrario si intende:

  • ben dosata in ogni punto dello stampo;
  • differenziata tra figure stampo inferiore, superiore, punte dei punzoni e loro canali di scorrimento.

Punzoni con scanalature per permettere la distribuzione della lubrifica

punzoni lubrifica stampi

“Giusta” significa innanzitutto scegliere i materiali appropriati per il tipo di metallo che dobbiamo stampare e dosarli, o se è il caso, miscelarli, nelle proporzioni adatte ad ottenere i due fondamentali effetti di questa operazione:

  • Permettere il facile scorrimento dei punzoni sullo stampo e del materiale della billetta nelle figure pezzo;
  • Abbassare la temperatura dei componenti dello stampo, per allungarne la vita.

Nelle presse meno recenti la miscela di lubrifica stampi, tipicamente olio+grafite, viene dosata da valvole lontane dal punto di uscita, per cui una variazione delle impostazioni di quantità diventa effettiva solo dopo vari cicli, tutti quelli necessari a fare percorrere alla nuova quantità di fluido la strada fino al punto di spruzzatura.
I punti di spruzzatura sono costituiti da cannette in rame che, da un blocchetto di distribuzione fissato sull’attrezzo della pressa, vengono indirizzate e piegate per puntare sui “bersagli”: le figure stampo, i punzoni etc.

Ciò richiede ogni volta che si cambia stampo, di riorientare le cannette, andando tutte le volte alla ricerca della posizione perfetta (con un notevole impiego di tempo che allunga le operazioni di riattrezzaggio macchina).

 

 

 

Nelle presse di nuova generazione, invece…?

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