La durata utile degli stampi di tranciatura nei processi di forgiatura a freddo dipende da molteplici fattori interconnessi, tra cui il materiale dello stampo, la complessità del pezzo forgiato, il tipo di elemento di fissaggio prodotto (bulloni, prigionieri, viti o dadi) e le pratiche di manutenzione adottate. In generale, uno stampo di tranciatura ben progettato e sottoposto a corretta manutenzione può durare da 50.000 a oltre 500.000 colpi, ma questo intervallo è fortemente influenzato dalle condizioni operative e dai materiali presenti nell'ambiente di produzione.
1. Ruolo e fattori di stress sulle matrici di rifilatura
Fustelle di rifilatura Vengono utilizzati nella fase finale del processo di forgiatura a freddo per rimuovere le sbavature in eccesso e garantire un profilo esterno preciso del pezzo forgiato. Questi stampi resistono a carichi d'impatto ripetuti, elevate pressioni di contatto e forze di attrito, soprattutto quando si lavora con acciai ad alta resistenza o elementi di fissaggio in acciaio inossidabile.
Le sollecitazioni meccaniche e termiche durante le operazioni di rifilatura sono significative. Poiché lo stampo deve tagliare materiale temprato o incrudito in corrispondenza della linea di separazione, il bordo dello stampo subisce un'usura elevata e può scheggiarsi o fessurarsi se il materiale o il trattamento termico non sono adeguati.
2. Influenza del materiale e del trattamento termico
La scelta dell'acciaio per la matrice ha un impatto significativo sulla durata della stessa. I materiali più comuni includono:
- SKD11 (acciaio per utensili D2): Eccellente resistenza all'usura, comunemente utilizzato per produzioni ad alto volume.
- DC53: Una versione migliorata di SKD11 con maggiore tenacità, più adatta per profili complessi o rifiniture ad alta velocità.
- Acciai da metallurgia delle polveri (ad esempio ASP23, CPM10V): Offrono una resistenza superiore all'usura e alle scheggiature per operazioni con volumi estremamente elevati.
Un trattamento termico adeguato, solitamente tramite tempra sotto vuoto seguita da più cicli di rinvenimento, garantisce un equilibrio ottimale tra durezza (tipicamente HRC 58–62) e tenacità, prolungando la durata dello stampo e riducendo i guasti precoci.
3. Geometria delle parti e complessità della forgiatura
Gli elementi di fissaggio con profili di testa semplici (ad esempio, bulloni esagonali standard) esercitano meno sollecitazioni sulla matrice di rifilatura rispetto a quelli con teste complesse, multilobate o profili speciali. I componenti con un volume di sbavatura maggiore richiedono più energia per la rifilatura, aumentandone l'usura. Inoltre, se l'operazione di rifilatura richiede anche sbavature o smussi, la durata della matrice in genere diminuisce.
4. Manutenzione e lubrificazione dello stampo
Lucidatura, ispezione e manutenzione preventiva regolari sono essenziali per prolungare la durata degli stampi. Anche gli stampi di alta qualità subiranno guasti prematuri se trascurati. Le pratiche di manutenzione includono:
- Controllo di micro-crepe e arrotondamento dei bordi.
- Riaffilatura e riaffilatura dei bordi di rifilatura.
- Applicazione di lubrificanti appropriati o rivestimenti anti-grippaggio per ridurre al minimo l'aderenza e l'usura.
Alcuni stabilimenti implementano anche strategie di rotazione degli stampi, in cui gli stampi vengono sostituiti prima che si usurino completamente, consentendone il ricondizionamento e la reintroduzione nella linea di produzione, prolungandone ulteriormente il ciclo di vita complessivo.
5. Intervalli di durata tipici
Di seguito sono riportati parametri di riferimento approssimativi per la durata della filiera di rifinitura in base alla qualità del materiale e del processo:
| Materiale di fissaggio | Materiale dello stampo | Durata prevista della vita (ictus) |
| Acciaio a basso tenore di carbonio | SKD11 | 100.000 – 300.000 |
| Acciaio legato | DC53 | 80.000 – 250.000 |
| Acciaio inossidabile | ASP23 | 50.000 – 150.000 |
| Produzione ad alto volume | PM Steel | 300.000 – 500.000+ |
Nota: questi valori presuppongono una corretta progettazione, montaggio e lubrificazione dello stampo.
Conclusione
La durata degli stampi di rifilatura nello stampaggio a freddo non è fissa, ma piuttosto variabile, influenzata dal materiale dello stampo, dalla complessità del pezzo, dal carico di forgiatura e dalle pratiche di officina. Con la corretta combinazione di selezione del materiale, trattamento termico, lavorazione di precisione e manutenzione preventiva, gli stampi di rifilatura possono garantire elevata produttività e lunga durata, rendendoli un fattore critico di costo e qualità nel settore della produzione di elementi di fissaggio.