In questa pagina, non si vuole
avere la presunzione di spiegare a fondo questo argomento
(esistono autorevoli testi per questo), si intende fare una
semplice panoramica per tutti coloro che per mancanza di tempo o
per mancanza della specifica letteratura non possono
approfondire il tema trattato.
La scoperta del trattamento di
modifica, risale al 1921. Aggiungendo piccole quantità di sodio
nelle leghe AlSi, si notò la modifica della struttura eutettica
(da grossolana a fine).
Le leghe da considerare vanno dal 7% al 13% di Si.
La modifica strutturale del Si permette di migliorare le
caratteristiche meccaniche dei getti, non bisogna sottovalutare
una diminuzione della fluidità della lega ed una maggiore
predisposizione ad ossidarsi della lega trattata.
Gli agenti modificanti sono:
-
Il Sodio (Na)
-
Lo Stronzio (Sr)
-
Il Calcio (Ca)
-
L'Antimonio (Sb)
I benefici del trattamento di
modifica, si possono riassumere nei seguenti punti:
-
Caratteristiche meccaniche
migliori (allungamento, carico di rottura).
-
Abbassamento dell'eutettico
e allungamento dell'intervallo di solidificazione (la lega
liquida ha a disposizione un tempo più lungo per compensare
i ritiri in fase di solidificazione).
-
Riduzione dei difetti da
ritiro.
IL SODIO
Nonostante la diffusione sempre più massiccia di leghe madri,
non esiste quella al sodio. Questo perchè ha una bassa
solubilità nell'alluminio, una elevata reattività con l'ossigeno
ed una temperatura di fusione molto bassa (<100°C). Viene
introdotto puro (sodio metallico) o sottoforma di sali.
Il sodio metallico sviluppa una reazione molto violenta con
elevata formazione di bolle gassose. E' preferibile la sua
introduzione a basse temperature a causa della notevole
differenza del punto di fusione tra Na e Al. Ha una resa di
circa il 50%.
I sali rilasciano sodio in modo meno violento e con minore
sviluppo di gas. Si ottengono migliori risultati a temperature
piuttosto alte (circa 750°C).
LO STRONZIO
La forma più usata è quella della lega madre (normalmente al
10%) in bacchette o waffle.
IL CALCIO
Disponibile in waffle (AlCa10%). Aggiunto nelle leghe AlSi 7-12%
(circa 200 ppm), permette la modifica del Si. Se introdotto in
quantità eccessive, favorisce la formazione di placche non
disciolte di AlCa. Si ottengono buoni risultati in presenza di
tempi di solidificazione piuttosto brevi (conchiglia).
L'ANTIMONIO
L'effetto è diverso da quello del Na e Sr infatti riduce la
dimensione dei cristalli del Si favorendo una forma lamellare
fine invece di aciculare. Si ottiene un buon trattamento se
abbinato ad una elevata velocità di solidificazione dei getti
(conchiglia). Non adatto a getti colati in sabbia e di grandi
spessori/dimensioni. Non si ossida durante la fusione/rifusione,
per questo è considerato permanente. I getti trattati possono
essere sottoposti agli stessi trattamenti termici come per i
getti al Na e Ca. Il motivo della sua ridotta diffusione è dato
dalla sua tossicità.
CONFRONTO TRA LA MODIFICA AL Na
E Sr
Una caratteristica importante è la durata del trattamento nella
lega.
Il Na ha una durata di circa 30', lo stronzio di qualche ora.
Una buona gestione del forno d'attesa, può incrementare i tempi
indicati.
La modifica allo Sr può essere presa in considerazione nei
seguenti casi:
-
Leghe a basso tenore di Si.
-
Conchiglia in gravità purché
i getti siano di piccole dimensioni e gli stampi
garantiscano una elevata velocità di solidificazione del
getto stesso.
-
In pressofusione.
-
In bassa pressione è
preferito al Na in quanto il riempimento dello stampo è
aiutato dalla pressione stessa del processo. La presenza di
forni sigillati, non permette un agevole ripristino del Na.
Questo, inoltre, facilmente ossidabile, potrebbe causare la
precoce ostruzione del filtro posizionato nel tubo di
alimentazione.
L'aggiunta di modificante oltre
le dosi consigliate, porta ad una serie di peggioramenti
qualitativi e ad inutili sprechi. (IPERMODIFICA = PERDITA
ECONOMICA)
Si % |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
Sr ppm |
100 |
200 |
300 |
400 |
600 |
Na ppm |
30 |
45 |
55 |
65 |
75 |
|