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Processo di tempra laser

Meno lavoro di rifinitura e la possibilità di lavorare anche pezzi tridimensionali irregolari sono i vantaggi del processo di tempra laser. Grazie alla scarsa adduzione di calore la deformazione è scarsa e il lavoro di rifinitura si riduce o risulta superfluo.

How laser hardening works

La tempra laser è uno dei processi di rimozione degli strati marginali. Viene usata esclusivamente sui materiali da ferriera che sono temprabili. Vale a dire acciai e ghise con componenti di carbonio superiori allo 0, 2 per cento.

Per temprare il pezzo, il raggio laser riscalda lo strato marginale quasi fino alla temperatura di fusione, fino a circa 900 - 1400 gradi Celsius. Non appena è stata raggiunta la temperatura nominale, il raggio laser si sposta e riscalda la superficie in direzione di avanzamento ininterrottamente. A causa dell'alta temperatura gli atomi di carbonio modificano la loro posizione nel reticolo metallico (austenitizzazione). Quando il raggio laser si sposta il materiale circostante raffredda molto rapidamente lo strato caldo. Si parla quindi di auto-tempra. A causa del rapido raffreddamento il reticolo metallico non può tornare ad assumere la forma di partenza e si forma la martensite. La martensite è una forma allotropica del metallo molto dura. La conversione in martensite provoca un aumento della durezza.

Turbocharger shaft is laser-hardened

Il raggio laser tempra lo strato marginale del pezzo. Le profondità di tempra tipiche sono di 0,1 - 1, 5 mm, per alcuni materiali anche 2,5 mm e oltre. Maggiore è la profondità di tempra marginale, maggiore deve essere il volume circostante, affinché il calore possa essere dissipato rapidamente e la zona di tempra si raffreddi abbastanza velocemente. Per la tempra sono necessarie densità di potenza relativamente basse. Contemporaneamente il pezzo deve essere lavorato in piatto. Per questa ragione si forma il raggio laser in modo da irradiare una superficie più ampia possibile. Sono di uso comune le superfici di radiazione rettangolari. Le ottiche di scansione vengono utilizzate anche per la tempra. Esse spostano un raggio laser con fuoco tondo con grande rapidità da un punto all'altro. Sul pezzo si forma una linea con una densità di potenza praticamente uniforme. Si possono così produrre tracce di tempra larghe fino a 60 mm.

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