Viene comunemente utilizzato per la riparazione superficiale e il miglioramento funzionale delle attrezzature meccaniche, in particolare nei macchinari per l'industria mineraria, metallurgica, edile, agricola e nell'industria energetica.

Il legame metallurgico è il fulcro del riporto duro

Analisi del principio:

Il principio fondamentale del riporto duro è quello di fondere il materiale di riporto duro (filo di saldatura, bacchetta di saldatura o polvere metallica) tramite una fonte di calore (ad esempio arco elettrico, plasma, laser, ecc.) e formare un legame metallurgico o un'adesione meccanica parziale con la superficie del substrato metallico per formare uno strato rinforzato con funzioni specifiche.

Questo strato rinforzato è solitamente più duro e resistente all'usura rispetto al materiale di base originale e può sopportare forti sollecitazioni, alte temperature o ambienti corrosivi.

Il flusso del processo di riporto duro:

- Preparazione della superficie: rimuovere olio, ruggine e ossido dalla superficie del pezzo in lavorazione.

- Trattamento di preriscaldamento: alcuni pezzi in acciaio ad alto tenore di carbonio o in lega di acciaio devono essere preriscaldati per evitare cricche di saldatura.

- Selezionare il metodo di rivestimento duro: i metodi più comuni includonoriporto duro ad arco manuale, saldatura ad arco sommerso, riporto duro al plasma (PTA), riporto duro laser, ecc.

- Operazione di riporto duro: a seconda dell'area di usura del pezzo, dividere il riporto duro in sezioni e controllare la larghezza della saldatura e lo spessore dello strato di riporto duro.

- Trattamento termico e pulizia successivi: riduzione della concentrazione di stress, rettifica e forma per garantire l'integrità dimensionale e strutturale.

Quale attrezzatura è adatta per la riparazione dei riporti duri?

Il riporto duro di riporto non è adatto solo per il pre-rinforzo superficiale di nuove attrezzature, ma è ampiamente utilizzato anche per la riparazione di parti usurate di vecchie attrezzature. Le attrezzature adatte alla riparazione con riporto duro includono principalmente le seguenti tipologie:

•Macchinari per l'industria mineraria e edile

Denti della benna dell'escavatore, bordi della benna, lame raschianti del trasportatore

Teste di martelli frantoi, rulli di macinazione, piastre di vagliatura

•Attrezzature per metallurgia e materiali da costruzione

Laminatoi, mulini a sfere, rulli di laminazione, stampi di saldatura

Ruote di supporto del forno rotante, alloggiamenti dei cuscinetti, teste di taglio

•Apparecchiature elettriche e per caldaie

Ugelli del bruciatore, tubi del surriscaldatore, pale del ventilatore

Parti resistenti all'usura nelle apparecchiature di desolforazione delle centrali elettriche

•Macchinari per l'agricoltura e la lavorazione alimentare

Vomeri, lame rotanti per aratri, utensili di frantumazione, viti di pressatura

Grazie alla riparazione con riporto duro, la durata di queste apparecchiature può essere prolungata da 2 a 10 volte, evitando di fatto tempi di fermo della produzione e spese elevate causate da sostituzioni frequenti.

La differenza tra rivestimento duro e spruzzatura termica

Sebbenerivestimento duroEspruzzatura termicasono entrambe tecnologie di modifica delle superfici metalliche, ma presentano differenze fondamentali in termini di principi di processo, proprietà di rivestimento e scenari applicabili.

Rivestimento duroLa saldatura a caldo prevede la fusione di materiali metallici utilizzando una fonte di calore e la formazione di un forte legame metallurgico con il substrato. Lo strato di saldatura è solitamente spesso, raggiungendo diversi millimetri o addirittura decine di millimetri. Lo strato rinforzato non solo è resistente all'usura, ma può anche sopportare forti carichi d'impatto, rendendolo più adatto per apparecchiature pesanti che operano in condizioni difficili con elevata usura dei componenti.

spruzzatura termicaConsiste nel riscaldare materiali metallici o ceramici fino a uno stato semi-fuso e quindi proiettarli sulla superficie del pezzo tramite un flusso di gas ad alta velocità per formare un sottile rivestimento a legame meccanico. Lo strato spruzzato non forma un legame metallurgico con il substrato e la sua resistenza all'usura e la sua forza di legame sono solitamente inferiori a quelle del riporto duro, ma presenta un impatto termico e una deformazione inferiori, il che lo rende più adatto alla protezione dalla corrosione di componenti di precisione e componenti a pareti sottili.

In parole povere, il rivestimento duro è adatto per riparazioni pesanti di parti soggette a elevata usura e impatto, mentre la spruzzatura termica è più adatta per applicazioni che richiedono precisione e resistenza alla corrosione ma hanno carichi relativamente leggeri.

Confronto tra diversi materiali di rivestimento

I materiali di superficie più comuni includono:

•Leghe a base di ferro

•Leghe a base di nichel

•Leghe a base di cobalto

•Carburo di tungsteno

Leghe a base di ferrosono i materiali di saldatura di riporto più comunemente utilizzati, offrono un'eccellente versatilità e costi contenuti e sono adatti alla maggior parte delle applicazioni resistenti all'usura, come denti di benne, dischi abrasivi, trasportatori e altri componenti.

Leghe a base di cobalto(come la serie Stellite) presentano un'eccellente resistenza all'erosione ad alta temperatura e all'usura intermetallica e sono spesso utilizzati per il riporto duro di superfici critiche di valvole, stampi e utensili da taglio. Tuttavia, sono relativamente costosi e adatti per componenti di precisione e ad alto valore aggiunto.

Leghe a base di nichel presentano un'eccellente resistenza alla corrosione e all'ossidazione e sono spesso utilizzati in apparecchiature chimiche, tubi di caldaie, nell'industria petrolifera e in altri ambienti resistenti alla corrosione.

Leghe rinforzate con carburo di tungsteno, come il carburo di tungsteno o il carburo di cromo, sono adatti a condizioni di usura estreme, come ad esempio attrezzature ad impatto ad alta velocità, mulini verticali per cemento e componenti di frantumazione mineraria. Presentano una durezza estremamente elevata, ma anche un'elevata fragilità.

Nella scelta dei materiali, è necessario considerare attentamente fattori quali la temperatura di esercizio, il tipo di carico, il mezzo corrosivo, il metodo di saldatura e il budget di manutenzione, per evitare di scegliere alla cieca materiali costosi, che potrebbero portare a una progettazione eccessiva o a inutili sprechi di costi.

Come scegliere il processo di riporto duro più adatto?