La pallinatura aumenta la durata del metallo in un'innovazione nel trattamento delle superfici

Nelle moderne applicazioni industriali, l'importanza della tecnologia di ingegneria delle superfici è diventata sempre più rilevante. Le prestazioni, la durata e l'aspetto dei prodotti dipendono in larga misura dalle loro caratteristiche superficiali. Sono emersi vari metodi di trattamento superficiale per migliorare le proprietà dei materiali come la resistenza all'usura, la resistenza alla corrosione, la resistenza a fatica e l'adesione. La pallinatura, in quanto tecnologia di ingegneria delle superfici matura ed efficiente, ha trovato ampie applicazioni in diversi settori.

La pallinatura, nota anche come sabbiatura, è un processo di lavorazione a freddo che bombarda la superficie di un pezzo con particelle abrasive ad alta velocità (mezzi) per indurre la deformazione plastica, alterando così le proprietà fisiche e meccaniche della superficie. A differenza della sabbiatura, che si concentra principalmente sulla pulizia e sulla rimozione dei contaminanti superficiali, la pallinatura mira a rafforzare le superfici, migliorando la resistenza a fatica e la resistenza alla corrosione sotto stress.

Il principio fondamentale prevede che le particelle di mezzo ad alta velocità colpiscano la superficie per creare una deformazione plastica. Ogni impatto forma un'indentazione microscopica, generando una sollecitazione di compressione attorno all'indentazione e una sollecitazione di trazione alla sua base. Quando la forza d'impatto è sufficiente, il materiale superficiale subisce una deformazione plastica, formando uno strato di sollecitazione di compressione residua.

Questo strato di sollecitazione di compressione residua è fondamentale per migliorare le prestazioni dei componenti. Contrasta le sollecitazioni di trazione durante il servizio, ritardando l'innesco e la propagazione delle cricche, migliorando così la resistenza a fatica e la resistenza alla corrosione sotto stress. Inoltre, la pallinatura aumenta la durezza superficiale, la resistenza all'usura e la resistenza alla corrosione.

L'efficacia della pallinatura dipende da molteplici parametri:

• Tipo e dimensione del mezzo: Materiale, durezza, forma e dimensione influenzano l'energia d'impatto e la deformazione. I mezzi comuni includono graniglia d'acciaio, perle di ceramica, perle di vetro e graniglia di ghisa.
• Velocità: Determina l'energia cinetica, influenzando la forza d'impatto e la deformazione plastica.
• Angolo d'impatto: Influisce sulla direzione e sulla distribuzione della forza, tipicamente vicino alla perpendicolare.
• Durata/copertura: Determina la frequenza degli impatti e la percentuale di copertura dell'area.
• Intensità: Misurata utilizzando strisce Almen per quantificare la deformazione plastica.

Questa tecnica avanzata di ingegneria delle superfici offre vantaggi significativi:

• Aumenta la resistenza a fatica inibendo l'innesco/propagazione delle cricche
• Migliora la resistenza alla corrosione sotto stress
• Aumenta la durezza superficiale e la resistenza all'usura
• Modifica la rugosità superficiale per una migliore adesione del rivestimento
• Attenua le sollecitazioni di trazione residue dalla saldatura/trattamento termico
• Applicabile a metalli e non metalli (acciaio, alluminio, titanio, ceramica, plastica)
• Parametri regolabili per requisiti specifici del materiale
• Compatibile con l'automazione per risultati coerenti
• Processo a secco ecologico

La pallinatura serve diversi settori che richiedono proprietà superficiali migliorate:

• Aerospaziale: Componenti critici come pale di turbine, carrelli di atterraggio e strutture della cellula
• Automobilistico: Componenti del motore (bielle, alberi motore), molle delle sospensioni
• Produzione: Ingranaggi, alberi, molle, matrici
• Navale: Strutture dello scafo, eliche, sistemi di alberi
• Medicale: Impianti (sostituzioni articolari, dispositivi dentali)

La pallinatura standard prevede:

1. Preparazione della superficie (pulizia)
2. Selezione di attrezzature/mezzi
3. Ottimizzazione dei parametri
4. Esecuzione del trattamento
5. Controllo qualità (rugosità, durezza, sollecitazione residua)
6. Post-trattamento (pulizia, rivestimento)

I tipi di attrezzature includono:

• Macchine a turbina (produzione ad alto volume)
• Sistemi a getto d'aria (flessibili per piccoli lotti)
• Unità a getto umido (riduzione della polvere, finitura migliorata)
• Macchine a controllo numerico (automazione di precisione)

Le opzioni di mezzi vanno dalla graniglia d'acciaio (uso generale) alle perle di ceramica (applicazioni specializzate) e ai mezzi organici (applicazioni sensibili all'ambiente).

Un efficace controllo qualità monitora le condizioni dei mezzi, i parametri delle attrezzature e i risultati superficiali. Gli sviluppi emergenti includono:

• Automazione intelligente con controlli computerizzati
• Modellazione digitale dei processi
• Mezzi/attrezzature ecologici
• Processi ibridi che combinano più tecniche
• Applicazioni su microscala per componenti di precisione

La selezione di soluzioni di pallinatura appropriate richiede la valutazione di:

• Compatibilità dei materiali
• Requisiti di prestazione
• Volume di produzione
• Convenienza economica
• Conformità ambientale