La tigre supera se stessa

Quando, in occasione di EMO 2005, Walter presentò un nuovo materiale da taglio Tiger·tec® con rivestimento PVD in ossido di alluminio, si trattò di una novità a livello mondiale. Una nuova tecnologia consentiva allo specialista di Tübingen di separare lo strato duro in Al2O3 dopo il processo di ricopertura PVD (PVD = Physical Vapour Deposition, deposizione fisica da vapore); fino ad allora, ciò era stato possibile soltanto nel processo di ricopertura CVD (CVD = Chemical Vapour Deposition, deposizione chimica da vapore). Il vantaggio: gli inserti con ossido di alluminio PVD combinano le caratteristiche dei classici rivestimenti PVD, basati su materiali stratificati al nitruro, con quelle dei classici rivestimenti CVD. In altri termini, essi offrono l’estrema resistenza al calore dell’Al2O3 e, al contempo, buone caratteristiche di tenacità. Ciò perché il processo di ricopertura PVD è possibile con temperature di processo nettamente inferiori, ossia a circa 500 gradi centigradi. Il processo di ricopertura CVD necessita, invece, di circa 800 – 1000 gradi centigradi. Temperature di processo elevate infragiliscono il substrato in metallo duro. Inoltre, i rivestimenti CVD hanno caratteristiche sfavorevoli di sollecitazione intrinseca di trazione. I rivestimenti PVD, invece, presentano una tensione intrinseca di compressione e le caratteristiche di tenacità del substrato subiscono influssi molto minori. Il rivestimento con PVD-Al2O3, quindi, rende possibile un materiale da taglio in metallo duro più vicino di tutti gli altri sinora noti al materiale da taglio ideale, il cosiddetto “diamante in gomma”, che esiste solo nella teoria.

Quattro anni più tardi, nel 2009, con Tiger·tec® Silver Walter introduce sul mercato una generazione di materiali da taglio CVD completamente nuova. E anche questo materiale da taglio definisce da subito nuovi standard. L’aspetto nero-dorato dei prodotti precedenti viene sostituito dal nero-argentato: secondo Walter, la colorazione argentata della superficie di spoglia migliora l’identificazione del grado di usura. Grazie ad uno speciale trattamento termico, gli specialisti Walter hanno saputo di nuovo aumentare sensibilmente la resistenza a rotture ed incrinature. La tenacità aumenta e l’eccellente resistenza alle alte temperature resta pienamente mantenuta.

In entrambe le linee di sviluppo si può cogliere l’obiettivo degli esperti in materiali da taglio: si tratta di ottimizzare, per i rivestimenti PVD, la resistenza alle alte temperature e per quelli CVD la tenacità. L’area d’intersezione fra materiali da taglio con rivestimento CVD e PVD, quindi, si fa sempre maggiore. In altri termini, l’avvicinamento al materiale da taglio ideale avviene procedendo da due direzioni. È quindi perfettamente coerente che Walter, con un ulteriore passo, incroci la tecnologia PVD ad ossido di alluminio con la tecnologia Tiger·tec® Silver: dall’unione fra PVD Tiger·tec® e Tiger·tec® Silver nasce Tiger·tec® Silver PVD.

Il nuovo materiale da taglio, tuttavia, è più di un semplice connubio di due tecnologie già note. “Da un lato, abbiamo aumentato la durezza dell’ossido di alluminio; dall’altro, abbiamo ulteriormente migliorato la microstruttura della superficie di rivestimento”, ci spiega Jörg Drobniewski, Direttore Sviluppo Materiali da Taglio e Rivestimenti di materiale Walter AG, “ottenendo così una superficie di spoglia superiore dall’attrito estremamente ridotto. Tali ottimizzazioni rendono Tiger·tec® Silver PVD il nuovo materiale da taglio d’eccellenza per i compiti, sempre più complessi, delle tecniche di lavorazione, che richiedono agli inserti, al tempo stesso, grande tenacità e un’elevata resistenza all’usura termica”. Aspetti, ad esempio, si riscontrano nei materiali di difficile lavorabilità, come le leghe a base di titanio o di nichel. Walter consiglia la “tigre d’argento del PVD”, come già il materiale precedente, per la lavorazione di materiali ISO-S e ISO-M, ma anche in ambito ISO-P, in particolare per serraggi delicati o tagli interrotti. Grazie alle suddette nuove caratteristiche, l’utente potrà ottenere un incremento di performance di circa il 30%.

Si inizia dall’esecuzione di gole

L’azienda di Tübingen introdurrà gradualmente sul mercato il nuovo materiale da taglio per tutte le tecnologie di lavorazione. Si inizia dall’esecuzione di gole, con il quartetto composto da WSM13S, WSM23S, WSM33S e WSM43S. Le due qualità di materiali da taglio intermedie coprono già la maggior parte delle applicazioni per esecuzione di gole: ciò vale, in particolare, per la qualità di materiale da taglio WSM33S, consigliata da Walter per “condizioni normali”. Tale qualità offre una combinazione di durezza e tenacità ideale per la maggior parte dei casi. La qualità di materiale da taglio dura, WSM13S, invece, offre il massimo grado di performance per condizioni di lavorazione stabili, ad esempio per operazioni di finitura di giranti per turbine in Inconel. Analogamente, la qualità WSM43S, particolarmente tenace, è stata concepita per condizioni di delicatezza o per tagli interrotti. Tutti e quattro i materiali da taglio sono uniformemente adatti per tutti i materiali. Nell’esecuzione di gole, le condizioni di lavoro sono sempre molto variegate: qui, la consueta suddivisione dei materiali ISO ha quindi significato relativo. In linea generale, le operazioni di troncatura richiedono tenacità elevate, affinché un materiale da taglio ad alte prestazioni come Tiger·tec® Silver PVD possa esprimere i propri vantaggi anche sul normale acciaio. L’addetto alla lavorazione esegue il necessario adattamento di precisione a determinate condizioni di processo, o a determinate caratteristiche di materiale, scegliendo la geometria. Il costruttore di Tübingen offre un’ampia gamma di geometrie per troncatura, scanalatura ed esecuzione di gole, con i quattro suddetti materiali da taglio ad alte prestazioni.

Mediante un apposito test di benchmark, è stata messa a confronto la nuova qualità di materiale da taglio WSM33S con la qualità precedente, WSM33, e con altri prodotti. Il compito consisteva nell’eseguire gole per realizzare anelli a cuscinetti sferici in materiale 100Cr6 (1.3505). Quanto a durata utile, la nuova “tigre d’argento del PVD” è risultata nettamente la migliore, realizzando 950 componenti, ossia 150 pezzi in più rispetto alla versione precedente. Altri normali materiali da taglio PVD hanno raggiunto durate utili massime di soli 450 componenti circa. “Come il test di benchmark dimostra”, afferma Jörg Drobniewski, “con Tiger·tec® Silver PVD abbiamo saputo superare noi stessi: possiamo così consolidare la nostra leadership nei materiali da taglio con rivestimento PVD, già raggiunta con la precedente “tigre del PVD”. Al momento, tale posizione non è messa in discussione da nessun altro prodotto sul mercato. Riteniamo, anzi, che la nostra tecnologia PVD all’ossido di alluminio renda i prodotti Walter unici nel mercato internazionale degli utensili”.

Come proseguirà l’introduzione della nuova “tigre d’argento del PVD”? Questa la risposta del Direttore R&S nuovi materiali di Walter Ag: “Nei prossimi due, tre anni introdurremo sul mercato le qualità di materiali da taglio per la fresatura e la tornitura ISO. La nostra strategia prevede la conversione di tutte le attuali qualità di materiali da taglio Tiger·tec® PVD in Tiger·tec® Silver PVD”.