Il metallo nella produzione industriale

Il metallo nella produzione industriale: sviluppo, produzione e trattamento termico

Il metallo è un materiale che ha accompagnato l’uomo nel corso delle diverse epoche grazie alle sue peculiari caratteristiche. In virtù della sua versatilità e duttilità il metallo, o forse sarebbe più corretto parlare di metalli considerando che ce ne sono diversi in natura, ha trovato un’ampia diffusione soprattutto a livello industriale.

Praticamente in tutti i settori, da quello automotive a quello elettronico fino a quello tecnologico ed edilizio, è utilizzato il metallo. La scelta della tipologia di metallo naturalmente dipende dall’utilizzo che se ne intende fare e dalle sue peculiari caratteristiche.

Ci sono poi metalli più o meno costosi a seconda delle prestazioni offerte. Nei seguenti paragrafi ci concentriamo proprio sulle caratteristiche dei metalli e sulle differenti lavorazioni nella produzione industriale.

Le caratteristiche peculiari dei metalli

I metalli solitamente sono ottimi conduttori termici ed elettrici, abbastanza resistenti alle sollecitazioni meccaniche ed alle alte temperature. Ai metalli si affiancano le leghe metalliche, composte da due o più elementi chimici.

A tal proposito vale la pena fare una distinzione tra metalli e leghe ferrose e metalli e leghe non ferrose. I primi contengono un’elevata percentuale di ferro, come la ghisa e l’acciaio; i secondi invece non contengono ferro, o solo una piccola parte, come lo zinco, il nichel, il titanio o il rame.

Con interventi mirati sulla composizione chimica è possibile perfezionare ulteriormente le leghe già esistenti per ottimizzare le prestazioni in base all’utilizzo finale. In questo modo è possibile aumentare la resistenza meccanica ad alta temperatura ed alla corrosione di specifiche leghe. Oppure è possibile realizzare forme speciali e ben definite, come succede nella realizzazione di inserti in metallo. Grazie alle nuove tecnologie si sono ridotti notevolmente i costi per apportare tali modifiche.

Per il trattamento dei metalli lo strumento principale continua ad essere il forno industriale. Vale quindi la pena capire cos’è il trattamento termico dei metalli e come funziona.

Cosa si intende per trattamento termico dei metalli?

Il trattamento termico dei metalli consiste in una serie di cicli di riscaldamento e successivamente di raffreddamento di metalli all’interno di appositi forni industriali che, raggiungendo e mantenendo determinate temperature, riescono a modificare in modo preciso la loro struttura cristallina.

La struttura cristallina rappresenta la disposizione regolare degli atomi che dà al metallo la sua forma e composizione finale. Quando si procede con la variazione termica, condizione determinata proprio dai forni industriali, viene modificata la distribuzione degli ioni positivi che scorrono. Proprio in questa fase il metallo subisce una modifica sostanziale, diventando malleabile e quindi trattabile secondo le proprie necessità.

Quali sono le diverse tipologie di forno disponibili sul mercato?

Si possono individuare principalmente tre tipologie di forni industriali: per ricottura, per riscaldo e per distensione.

Il forno per ricottura è alimentato elettricamente e viene impiegato soprattutto nella lavorazione dell’acciaio inox. In questo forno il metallo viene portato prima a temperature molto elevate per poi essere raffreddato velocemente. Tale processo “addolcisce” il metallo, rimuovendo la parte dei solidi presenti, rendendolo quindi più lavorabile in base alle proprie necessità.

Il forno per riscaldo viene invece usato per rendere plastico un metallo prima di iniziare a forgiarlo. Può essere progettato con alimentazione elettrica oppure con alimentazione a gas. La sua grande capacità è di riuscire a riscaldare il metallo senza portarlo allo stato liquido.

Infine c’è il forno per distensione, che trova un’ampia diffusione nella lavorazione degli acciai inossidabili, degli acciai al carbonio o dell’alluminio con lo scopo principale di effettuare la fase di post-saldatura degli stampi. I metalli vengono riscaldati ad una temperatura ed una velocità programmate, per poi essere sottoposti ad un lento processo di riscaldamento ad aria. Anche questo forno può essere alimentato a gas oppure elettricamente.

I principali materiali maggiormente impiegati nel mondo industriale

Per concludere diamo un’occhiata ai materiali più gettonati nell’industria ed in quali settori sono maggiormente impiegati.

Tra i più richiesti in assoluto c’è l’alluminio, un metallo leggero che grazie alla sua duttilità e malleabilità è molto usato nelle costruzioni aeronautiche ed automobilistiche, nell’edilizia o per la realizzazione di contenitori. Spesso viene anche anodizzato per proteggerlo dalla corrosione e migliorarne le prestazioni estetiche.

Grazie alle sue ottime capacità di conduzione termica ed elettrica, anche il rame è molto richiesto. Viene impiegato per la realizzazione di cavi elettrici e condutture dell’acqua, poiché vanta anche una buona resistenza alla corrosione. Il suo utilizzo è molto diffuso nell’industria meccanica.

Il piombo è un metallo facilmente lavorabile e saldabile, per questo motivo è stato usato a lungo per fabbricare tubi di scarico o per le coperture di tetti e terrazze.

Tra i metalli più utilizzati in assoluto c’è sicuramente il ferro, che assicura un’elevata resistenza alla corrosione. È un materiale duro e fragile usato per produrre blocchi motore, termosifoni, parti di macchine utensili e fino a qualche anno fa anche le vasche da bagno.

Infine merita una menzione anche lo zinco, in grado di proteggere il metallo sottostante e per questo motivo impiegato per rivestire l’acciaio o per rivestimenti e coperture.