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Durezza colorata per l'acciaio per utensili

Protezione dall'usura grazie al rivestimento ad arco sottovuoto

Il rivestimento dei materiali duri prolunga la durata utile degli utensili. Il materiale resistente all'usura viene applicato nelle camere per vuoto, che vengono spesso collegate alle pompe per vuoto BUSCH.

Nitruri con colorazione singola

Oggi i trapani non hanno più il colore freddo dell'acciaio perché le punte risplendono in colori esotici. Ma l'aspetto colorato ha più a che fare con la durezza piuttosto che l'estetica. Le punte per trapano sono rivestite da uno strato di materiale duro. Si tratta generalmente di un nitruro di metallo, e ogni materiale è caratterizzato da uno speciale colore: il nitruro di titanio risplende come l'oro, il giallo brillante del nitruro di zirconio ricorda la limonata, e il composto di alluminio-cromo vanta un elegante blu.

I rivestimenti si trovano anche su altri utensili e sui componenti delle macchine soggetti a forte usura. Oltre al colore specifico, ciascun materiale di rivestimento presenta proprietà speciali in termini di durezza, resistenza termica, coefficiente di attrito e il possibile spessore del rivestimento, solitamente nell'intervallo di pochi micrometri. La scelta del rivestimento dipende dal tipo di applicazione. Il nitruro di zirconio giallo chiaro, ad esempio, è utilizzato nella lavorazione delle leghe di alluminio.

Scarico del gas ionizzato

I rivestimenti duri vengono generalmente applicati mediante rivestimento ad arco sottovuoto, un sottotipo di deposizione fisica in fase di vapore (PVD). L'arco sottovuoto è un arco elettrico, cioè una scarica di gas altamente ionizzata, che produce il materiale necessario evaporando il catodo stesso.

Il catodo è costituito dal metallo vile del rivestimento, mentre l'anodo è il substrato, ovvero l'utensile che deve essere rivestito. In una camera per vuoto, il catodo "brucia" per formare un plasma ionizzato che viene attirato verso l'anodo. L'azoto puro viene alimentato dall'esterno per la nitrurazione del metallo. Il materiale derivante si deposita in strati sottili e saldamente aderenti. Grazie all'alto vuoto, il processo avviene a temperature relativamente basse, attorno ai 400 gradi Celsius, e il rivestimento non viene compromesso da altre sostanze. Il sistema per vuoto ottimale per questo processo può essere selezionato dall'ampia gamma di prodotti BUSCH.
Cos'è effettivamente la durezza?

Secondo la scienza dei materiali, la durezza è la resistenza meccanica di un materiale alla penetrazione meccanica da parte di un altro oggetto più duro. La durezza non è la stessa cosa della forza. Si riferisce alla resistenza di un materiale alla deformazione e alla separazione.

Un metodo comune per misurare la durezza è creare una collisione a una forza specifica tra l'oggetto in prova e una piramide fatta di diamante, il materiale più duro che conosciamo. Più il materiale è duro, minore sarà l'impronta della piramide.

Questo metodo di prova prende il nome dall'appaltatore della difesa britannico Vickers, dove fu sviluppato. L'unità di misura è il numero di durezza Vickers (VHN). Il gesso ha un valore VHN di 1,25. La gamma di durezza dell'acciaio è compresa tra circa 500 e 1.000 VHN. Il rivestimento con nitruri di metallo consente di raggiungere un livello di durezza fino a ca. 4000 VHN. Il valore VHN dei diamanti è 10.060.