Dall’evoluzione degli acciai per lavorazioni a caldo e a freddo ai benefici della metallurgia delle polveri e dei processi di rifusione, passando per il delicato equilibrio tra prestazioni e costi. Un confronto con Diego Garbugli di Lugand Aciers Italia sullo stato dell’arte degli acciai per stampi, sulle richieste degli stampisti e sulle soluzioni oggi disponibili per affrontare le sfide di produttività, durabilità ed efficienza.
di Alberto Marelli
Gli acciai rappresentano un elemento chiave nella costruzione degli stampi, dove affidabilità, prestazioni e durata delle attrezzature incidono direttamente su qualità e costi di produzione. In un contesto industriale in rapida evoluzione, segnato da nuove esigenze applicative, tecnologie di lavorazione sempre più avanzate e crescente attenzione alla sostenibilità, il ruolo del materiale assume un’importanza strategica. Ne parliamo con Diego Garbugli, Tecnico Commerciale di Lugand Aciers Italia, per fare il punto sullo stato dell’arte degli acciai per stampi.
Quali sono le principali innovazioni negli acciai per stampi a caldo e a freddo, e quali vantaggi concreti offrono rispetto alle qualità tradizionali utilizzate dall’industria dello stampo?
La principale innovazione degli ultimi decenni negli acciai per stampi per lavorazione a caldo è focalizzata sulla resistenza al rinvenimento e sulle proprietà meccaniche del materiale in temperatura (limite di snervamento in temperatura ovvero quel limite di tensione massima dopo la quale la deformazione non è più in campo elastico ma che si traduce in una deformazione plastica permanente).
La base su cui le acciaierie hanno sviluppato i propri prodotti è l’acciaio 1.2367 (X38CrMoV5-3). Il suo limite però sta nella tenacità a rottura (resilienza) poiché è un materiale che discosta dall’acciaio base 1.2343 per il contenuto di molibdeno (circa 3%) che, di fatto, è l’elemento che conferisce l’incremento delle proprietà descritte poc’anzi.
Pertanto, si è cercato un compromesso, ovvero una modifica della nuance 1.2367 che potesse compensare la scarsa tenacità a rottura, per riuscire a mantenere comunque delle ottime prestazioni dell’acciaio a caldo.
Quando questi acciai si impiegano nell’esercizio a cui sono destinati, rimane comunque fondamentale il preriscaldo delle attrezzature al fine di limitare il gradiente di temperatura.
Lugand Aciers distribuisce la nuance ADC88 (w. nr. 1.2367 modificato).
Per quanto concerne gli acciai per stampi destinati alle lavorazioni a freddo, vi sono diverse esigenze di applicazioni e pertanto vi è un’ampia gamma di materiali utili a soddisfare differenti condizioni al contorno.
Le principali innovazioni sono legate al metodo di produzione della metallurgia delle polveri (PM).
Tale metodo permette infatti di produrre materiali con microstrutture estremamente omogenee, di elevata purezza e prestazioni superiori rispetto alla fusione tradizionale. Questo processo consente, in particolare, di produrre e realizzare acciai rapidi per utensili altamente legati, con carburi uniformemente distribuiti, offrendo massima resistenza all’usura, tenacità e stabilità dimensionale.
In che misura i moderni processi di rifusione influenzano la qualità microstrutturale degli acciai per stampi e quali benefici portano in termini di resistenza alla fatica termica e tenacità?
I processi di rifusione come ESR (Electro-Slag Remelting) o VAR (Vacuum Arc Remelting) permettono una riduzione importante delle inclusioni non metalliche (ossidi, solfuri principalmente) diminuendo i rischi di segregazioni degli elementi di lega, conferendo pertanto un aumento della resistenza a trazione, della tenacità e del limite di resistenza a fatica meccanica/termica.
La solidificazione controllata inoltre produce una struttura priva di difetti quali porosità o cavità di ritiro.
Come valutate il rapporto prestazioni/costi tra acciai premium per stampi e materiali alternativi (ad esempio leghe a base nichel, soluzioni additive, acciai maraging) nei processi ad alta pressione o alta temperatura?
È un tema complesso in quanto per ogni applicazione vi sono differenti condizioni al contorno.
Per esempio, la ricerca delle massime performance nel settore Motorsport è fondamentale per ridurre i pesi, le inerzie e pertanto l’utilizzo di materiali alternativi è giustificato anche se i costi sono di gran lunga superiori.
Nel settore degli stampi si cerca invece di rimanere su un livello di contenimento dei costi pur assicurando le migliori prestazioni possibili. Sovente si evita di ricercare soluzioni differenti dagli acciai premium perché appunto “il gioco non vale la candela”, ma rimangono contesti in cui le criticità vengono risolte o posticipate grazie all’utilizzo di un maraging (per il minore modulo di Young) o soluzioni additive (per termoregolare al meglio uno stampo) o leghe base nichel (per le maggiori performance in temperatura).
Quali sono le richieste emergenti dei produttori di stampi (durabilità, conduttività termica, stabilità dimensionale, lavorabilità) e come l’industria siderurgica si sta adattando per soddisfarle?
Chi costruisce stampi e non dispone di un reparto di stampaggio è alla ricerca della lavorabilità e della stabilità dimensionale. Sul tema della lavorabilità sono stati fatti enormi progressi negli ultimi decenni grazie ai costruttori di utensili che, attraverso anche ai vari metodi di rivestimento, sono riusciti ad incrementarne resa e durata.
Chi invece dispone di un reparto di stampaggio estende i suoi target anche sulla durabilità e sulla conducibilità termica per perseguire obiettivi come: la diminuzione dei tempi ciclo/diminuzione degli scarti e rendere più produttiva l’attrezzatura.
L’industria siderurgica è in grado di soddisfare tutti questi requisiti, ma poi si deve considerare che vi sono limiti intrinsechi che non si possono oltrepassare.
Alcuni di questi possono essere i casi seguenti:
– un acciaio inossidabile martensitico (pertanto con cromo libero superiore al 10,5%) non potrà mai avere un’alta conducibilità termica;
– un acciaio ad alto contenuto di vanadio (resistente ad usura abrasiva) non potrà mai essere facilmente lavorabile con lavorazioni meccaniche tradizionali;
– un acciaio con le massime performance in fatica meccanica (durabilità) non potrà mai essere da fusione tradizionale senza successiva rifusione ESR o VAR.
Quali sono le vostre proposte di acciai nel comparto della costruzione stampi?
Lugand Aciers, la cui sede centrale è situata nella Plastics Vallée in Francia, nel 2026 compie 80 anni di attività consolidandosi tra i maggiori distributori di acciai per la costruzione di stampi in ambito europeo grazie ad investimenti che hanno permesso di espandere il proprio raggio d’azione in Paesi dell’Unione quali Spagna, Germania, Portogallo e Italia (2019).
Dispone di un’ampia gamma di materiali, garantendone la completa tracciabilità, che viene riassunta nelle seguenti macro applicazioni:
– acciai commodities (C45 e acciai pretrattati di vario genere);
– leghe di alluminio e rame;
– acciai da costruzione, da nitrurazione (33CDV12-9 +QT, 41CAD6-12 +QT) e da cementazione (18NCD5, 20MC5);
– acciai speciali per la pressofusione di leghe leggere quali LA2343 ESR, SMV3W, ADC3W, ADC88;
– acciai speciali inossidabili per lo stampaggio ad iniezione plastica come LA2083, X13T6W, LAPM APZ10;
– acciaio speciale per l’industria del vetro, APXV;
– acciaio SMV3O (optical), AISI H11 pre-trattato a 36-40 HRC per ottimizzare i tempi di realizzazione delle parti stampanti e con ottimale attitudine alla lucidatura ottica;
– acciai per lavorazioni a freddo (tranciatura, piegatura, imbutitura) quali LA2379, LA2842 e acciai PM per alte performance quali LAPM 2012, 2023, 2053, 2030;
– il servizio di lavorazione meccanica di squadratura dei blocchi con qualità SUPERFINISH che permette di ottenere una rugosità superficiale Ra <0,6.
Il servizio di lavorazione meccanica di squadratura dei blocchi con qualità SUPERFINISH permette di ottenere una rugosità superficiale Ra <0,6
