Utensili da taglio per la lavorazione dei metalli in ceramica

Dalle stoviglie al bagno di casa, la ceramica è ovunque nella nostra vita. Ma hai mai pensato che la ceramica possa essere utilizzata anche negli utensili da taglio?

Che cos'è la ceramica?

La combinazione di un metallo o di un non metallo con ossigeno (O), azoto (N), carbonio (C) e altri elementi è chiamata ceramica. Dopo la sinterizzazione, può essere utilizzata come utensile da taglio. Le ceramiche utilizzate negli utensili da taglio si dividono principalmente in due categorie: serie all'ossido di alluminio e serie al nitruro di silicio. Aggiungendo vari additivi ai componenti principali, possono essere ulteriormente suddivise.

1 .Porcellana bianca
Le ceramiche il cui componente principale è l'ossido di alluminio (Al2O3) sono chiamate porcellana bianca perché il loro colore è per lo più bianco. Dal punto di vista della composizione, hanno lo stesso componente (Al2O3) del rubino e dello zaffiro utilizzati in gioielleria. La differenza principale è che il rubino e lo zaffiro hanno una struttura monocristallina, mentre l'ossido di alluminio ha una struttura policristallina. L'ossido di alluminio presenta elevata durezza e proprietà chimiche stabili. Queste caratteristiche possono essere sfruttate per la finitura ad alta velocità della ghisa.

2 .Porcellana nera
Le ceramiche con carburo di titanio (TiC) aggiunto all'allumina sono chiamate porcellana nera perché hanno generalmente un colore nero. Grazie all'aggiunta di carburo di titanio, la durezza è superiore a quella della porcellana bianca e la deformazione della punta dell'utensile causata dal calore può essere limitata anche ad alte temperature. Sfruttando appieno questa proprietà, è possibile lavorare ad alta velocità materiali ad alta durezza (fino a HRC65).

3.Whisker
Ceramiche con carburo di silicio (SiC) aggiunto all'allumina. I carburi di silicio si intrecciano e si legano tra loro, riducendo le cricche causate dagli urti durante il taglio e prevenendo i difetti. Presentano inoltre una buona resistenza agli shock termici, perciò sono ampiamente utilizzate nella lavorazione di leghe resistenti al calore.

Serie di ceramiche al nitruro di silicio
1. Ceramiche al nitruro di silicio
Le ceramiche il cui componente principale è il nitruro di silicio (Si3N4), a differenza di quelle della serie all'ossido di alluminio, presentano particelle aghiformi. L'intreccio delle particelle aghiformi riduce notevolmente le cricche causate dagli urti durante il taglio, prevenendo così i difetti. Sono adatte alla sgrossatura ad alta velocità della ghisa.

2. Ceramiche SiAlon
Al nitruro di silicio (Si3N4) vengono aggiunti alluminio (Al) e ossigeno (O); dalle iniziali degli elementi costitutivi deriva il nome ceramiche SiAlon (SiAlON). Come il nitruro di silicio, anche il SiAlon presenta particelle aghiformi. Le particelle aghiformi si intrecciano e si combinano tra loro, resistendo agli urti durante il taglio. Inoltre, grazie all'aggiunta di ossido di alluminio, la resistenza al calore è superiore a quella del nitruro di silicio, rendendolo ancora più resistente alle alte temperature. È adatto alla lavorazione ad alta velocità delle leghe resistenti al calore.

Gli utensili da taglio ceramici devono essere utilizzati in base al materiale da tagliare, ma rispetto al metallo duro la loro velocità di lavorazione può arrivare a essere 20 volte superiore. Scegliere utensili ceramici adatti alla lavorazione può migliorare notevolmente l'efficienza produttiva e, indirettamente, ridurre i costi diminuendo gli investimenti nelle attrezzature.