Acciai per alte temperature: soluzioni per la pressocolata HPDC

La pressocolata ad alta pressione (HPDC - High Pressure Die Casting) è un processo industriale che consente di realizzare componenti metallici anche di elevata precisione, garantendo elevata produttività e ripetibilità. Tuttavia, l’estrema sollecitazione termica e meccanica a cui sono sottoposti gli stampi rende fondamentale la scelta di acciai resistenti alle alte temperature e all’usura a caldo.

Il ruolo degli acciai nelle applicazioni HPDC

La pressocolata HPDC prevede l’iniezione di una lega metallica ad alta temperatura (fino a 700-800°C per l’alluminio) e alta pressione all’interno di uno stampo in acciaio. Gli stampi sono quindi esposti a shock termici ripetuti, che possono provocare:

Usura e cricche da fatica termica
Deformazioni e perdita di precisione dimensionale
Ossidazione e corrosione

Per evitare questi problemi, gli acciai resistenti alle alte temperature devono offrire elevata resistenza termica e meccanica, oltre a buone proprietà di conducibilità termica e resilienza.

Caratteristiche degli acciai per alte temperature nella pressocolata HPDC

Gli acciai per stampi destinati alla pressocolata HPDC devono possedere le seguenti proprietà:

1. Elevata resistenza alla fatica termica

Lo stampo è sottoposto a cicli termici di stampaggio estremi e ripetuti per fatica, passando rapidamente da temperature di gradiente differente. Per questo motivo, è fondamentale un acciaio con:

✔ Elevato contenuto di cromo e molibdeno, per ridurre la formazione di cricche per fatica termica.
✔ Bassa dilatazione termica, per mantenere la stabilità dimensionale.

2. Durezza e tenacità elevate

Gli acciai utilizzati per gli stampi devono resistere a pressioni elevate e ripetute senza deformarsi. L’uso di acciai con resilienza elevata è fondamentale e riduce il rischio di rotture premature.

✔ Acciai con trattamento termico ottimizzato (HRC 44-52) per aumentare la resistenza meccanica.

3. Buona conducibilità termica

Migliorare la dispersione del calore consente di ridurre le tensioni interne dello stampo e aumentare la durata operativa.

✔ Acciai con alta conducibilità termica, proprietà fisica ottenibile con studi appropriati a livello metallurgico.

4. Resistenza all’usura e alla corrosione

L’azione del metallo fuso può provocare ossidazione e usura precoce dello stampo. Per evitare questi problemi, è importante:

✔ Utilizzare acciai con alto contenuto di molibdeno che offre anche elevata resistenza al calore.
✔ Applicare eventualmente rivestimenti o trattamenti termici superficiali di diffusione per aumentare la durata operativa e ridurre fenomeni d’incollaggio e metallizzazione.

I migliori acciai ad alte temperature per la pressocolata HPDC per ridurre avarie e costi di mantenimento

Alcuni degli acciai più utilizzati per stampi da pressocolata HPDC includono:

1. Acciai PROTERIAL DAC i e DAC Magic

Questi acciai appartengono alla categoria acciai da utensili per lavorazioni a caldo e sono tra le soluzioni più avanzate ed innovative per la produzione di stampi HPDC.

✔ Elevata resistenza alle alte temperature ed alta resistenza meccanica
✔ Elevata resistenza alla fatica termica
✔ Elevata tenacità e resilienza

2. Acciai speciali per inserti e spine: PROTERIAL YXR33

Acciaio al Cr-Mo-V-W-Co con la più elevata resistenza alle alte temperature, utilizzabile alle più alte durezze in esercizio (52-56 HRC), grazie alla sua particolare composizione chimica nata da una modifica di un acciaio rapido.

Resilienza paragonabile a qualità come 1.2343/1.2344. Ottima durezza e durata dello stampo. Buona lavorabilità dopo il trattamento termico e resistenza al rinvenimento, evitando cadute di durezza in esercizio. Può resistere a temperature oltre i 700°C.

3. Acciai con aggiunta di cobalto

Il Cobalto (Co) è un metallo che non forma carburi e, nell’acciaio, migliora:

✔ Resistenza al rinvenimento
✔ Conducibilità termica
✔ Durata dell’inserto matrice

Trattamenti termici e rivestimenti per aumentare la durata degli stampi

Oltre alla scelta dell’acciaio, è possibile prolungare la vita utile degli stampi HPDC grazie a trattamenti termici e rivestimenti superficiali.

1. Trattamenti termici per acciai HPDC

Il corretto trattamento termico consente di aumentare la resistenza meccanica senza compromettere la tenacità.

● Tempra e rinvenimento controllati
● Nitrurazione ionica per aumentare la resistenza all’usura

2. Rivestimenti superficiali

L’applicazione di rivestimenti avanzati protegge lo stampo da erosione e corrosione.

✔ PVD (Physical Vapor Deposition)
✔ Trattamento termico di diffusione: Nitrurazione ionica

Vantaggi dell’uso di acciai speciali PROTERIAL nella pressocolata HPDC

L’utilizzo di acciai PROTERIAL ad alte prestazioni consente di ottenere numerosi benefici:

✔ Maggiore durata degli stampi → Riduzione dei costi di manutenzione ordinaria e straordinaria.
✔ Riduzione tempi ciclo di stampaggio.
✔ Migliore qualità dei pezzi prodotti → Meno difetti e meno riprese manuali, con maggiore precisione di stampaggio.
✔ Riduzione dei tempi di fermo macchina → Aumento della produttività.
✔ Minore rischio di deformazioni → Maggiore affidabilità nella produzione in serie.
✔ Elevata lavorabilità alla macchina utensile → Riduzione dei costi di allestimento stampo.

Nella pressocolata HPDC, la scelta dell’acciaio giusto è fondamentale per garantire resistenza, durabilità e produttività. Gli acciai DAC i, DAC Magic e YXR33 rappresentano, ad oggi, le soluzioni migliori per stampi esposti a temperature elevate con shock termici ripetuti. Inoltre, l’applicazione di trattamenti termici e rivestimenti avanzati può ulteriormente migliorare le prestazioni.

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