GHISA RESISTENTE ALL'USURA  

GHISA RESISTENTE ALL'USURA è una lega di ghisa speciale con elevata durezza ed eccellenti proprietà antiattrito, ampiamente utilizzata per la produzione di parti meccaniche come guide di macchine utensili, rulli di macinazione, piastre di rivestimento di mulini a sfere e altri componenti tecnici. La base del processo di produzione è la regolazione della composizione chimica, il controllo della velocità di raffreddamento e speciali regimi di trattamento termico per ottenere la microstruttura richiesta. Di seguito è riportata una descrizione sistematica della produzione di ghise resistenti all'usura.

A seconda delle condizioni operative, le ghise antiusura si dividono in due principali categorie, ciascuna delle quali ha proprie priorità produttive:

Ghise antiattrito (lavoranti in condizioni di lubrificazione)

Ambito di applicazione: guide della macchina, fasce elastiche, canne dei cilindri, ecc.

Principio di produzione: è necessaria una base relativamente morbida per trattenere il lubrificante, contenente contemporaneamente fasi dure per assorbire l'attrito. In genere, come base viene utilizzata la ghisa grigia perlitica o la ghisa ad alto contenuto di fosforo.

Principali operazioni tecnologiche: aumentando il contenuto di fosforo (0,4% –0,6%) per formare un fosfuro eutettico ad alta durezza, nonché legando con cromo, molibdeno, rame e altri elementi per rafforzare la base, aumentare la forza e la resistenza al grippaggio.

Ghise resistenti all'usura (lavoranti in condizioni di attrito secco o usura abrasiva)

Ambito di applicazione: piastre di rivestimento di mulini a sfere, vomeri, rulli di laminazione, martelli frantumatori, ecc.

Principio di produzione: è richiesta una durezza elevata ed uniforme su tutto il volume; la resistenza all'usura è fornita principalmente dai carburi della ghisa bianca.

Principali operazioni tecnologiche: A partire dalla ghisa bianca con l'aggiunta di elementi di lega (cromo, molibdeno, nichel, vanadio), si ottiene la ghisa bianca legata, ovvero si utilizza un processo di “sbiancamento” per ottenere uno strato superficiale di ghisa bianca mantenendo la ghisa grigia nel nucleo.

CONTROLLO DELLA COMPOSIZIONE CHIMICA

Il rapporto degli elementi di lega è un fattore determinante nelle proprietà della ghisa resistente all'usura:

Carbonio (C) e silicio (Si): il carbonio è la base per la formazione dei carburi, aumenta la resistenza all'usura, ma riduce la viscosità; il silicio favorisce la grafitizzazione. Le ghise resistenti all'usura utilizzano tipicamente composizioni a basso contenuto di carbonio e basso contenuto di silicio per favorire la formazione di una struttura sbiancata.

Cromo (Cr): uno degli elementi di lega più importanti. Il cromo forma carburi altamente duri del tipo (Cr,Fe)₇C₃, aumentando significativamente la resistenza all'usura e la temprabilità. Nelle ghise ad alto contenuto di cromo, il contenuto di cromo può raggiungere il 26%–32%.

Molibdeno (Mo), Nichel (Ni), Rame (Cu): Questi elementi vengono utilizzati principalmente per aumentare la temprabilità della base, favorendo la formazione di una struttura martensitica o bainitica, che migliora la tenacità mantenendo la durezza.

Manganese (Mn): stabilizza l'austenite; nelle ghise ad alta resistenza a medio manganese il suo contenuto è aumentato (5%–9,5%), il che contribuisce alla formazione della struttura della martensite e dell'austenite trattenuta.

Controllo delle impurità: Il contenuto di zolfo (S) e fosforo (P) deve essere rigorosamente controllato (tipicamente ≤ 0,1%) per prevenire fessurazioni a caldo e ridurre la tenacità.