Sandvik presenta l’acciaio Osprey HWTS 50, per utensili da lavorazione a caldo
Per le tecnologie AM laser, la pressatura isostatica a caldo (HIP) e lo stampaggio a iniezione di metalli (MIM)
Sandvik, azienda multinazionale del settore ingegneristico, ha presentato Osprey HWTS 50, una polvere di acciaio per utensili di tipo “Lean” per la lavorazione a caldo, progettata per migliorare la stampabilità. Sviluppata principalmente per l’AM laser, è adatta anche allo stampaggio isostatico a caldo (HIP) e allo stampaggio a iniezione di metalli (MIM). La resistenza alla tempra e alla fatica termica nonché la conducibilità termica risultano migliorate rispetto ai tradizionali acciai da utensili per lavorazioni a caldo di classe H. Tali proprietà avanzate affrontano in modo efficace molte sfide comuni nelle applicazioni di lavorazione a caldo nel campo dell’ingegneria in generale.
Osprey HWTS 50 migliora la lavorabilità in ambito L-PBF, riducendo la suscettibilità alla formazione di fratture a freddo rispetto ai tradizionali acciai da utensili per lavorazioni a caldo di classe H. Tra le applicazioni tipiche vi sono gli stampi per pressofusione ad alta pressione, gli stampi per iniezione e gli utensili per la formatura a caldo.
La composizione chimica è stata studiata per migliorare la durezza a caldo a temperature superiori a 600°C (1 112°F). Questa è caratterizzata da un contenuto di carbonio inferiore rispetto a quello degli acciai da utensili per lavorazioni a caldo a medio tenore di carbonio e da modifiche agli elementi di formazione del carburo, per garantire una resistenza alla tempra paragonabile o addirittura superiore nonostante la minore percentuale di carbonio.
La conducibilità termica di Osprey HWTS 50 è superiore rispetto agli acciai da utensili a medio tenore di carbonio entro un ampio intervallo di temperature. L’elevata conducibilità termica risulta vantaggiosa per le applicazioni che operano a temperature elevate, come la pressofusione e la forgiatura, e garantisce una dissipazione del calore rapida ed efficiente, con la conseguenza di cicli più rapidi.
“La manifattura additiva è sempre più utilizzata per la produzione di utensili e stampi con canali di raffreddamento conformali vicino alla superficie. Oltre all’ottimizzazione dei parametri di elaborazione, è importante sviluppare prodotti chimici specifici per questa tecnologia al fine di affrontare le sfide di fabbricazione. Osprey HWTS 50 è stato progettato per risolvere questi problemi, rendendolo particolarmente adatto per applicazioni di tooling a temperature elevate. Ne sono un esempio gli stampi per la formatura a caldo, gli stampi per l’estrusione e lo stampaggio a iniezione e gli stampi per la pressofusione ad alta pressione”, ha spiegato Faraz Deirmina, Principal Metallurgist in Metal Powder di Sandvik.
La polvere metallica Osprey HWTS 50 di Sandvik è prodotta mediante fusione a induzione con atomizzazione a gas inerte sotto vuoto (VIGA) o fusione con argon seguita da atomizzazione con gas inerte (IGA), generando una polvere dalla morfologia sferica che offre buone caratteristiche di fluidità ed elevata densità di impaccamento. La polvere presenta anche un basso contenuto di ossigeno e bassi livelli di impurità, il che si traduce in un prodotto metallurgicamente pulito con prestazioni meccaniche migliorate.
Sostenibilità
Attraverso la filosofia di sviluppo della lega HWTS 50, Sandvik contribuisce a un futuro più sostenibile in diverse maniere: utilizzando composizioni più snelle ottimizzate attraverso strumenti computazionali, l’azienda aumenta infatti l’efficienza delle risorse e prolunga la durata dei componenti, riducendo così il consumo energetico e le emissioni di CO2. Inoltre, gli strumenti computazionali consentono di sviluppare leghe più rapide ed ecologiche con composizioni chimiche ottimizzate, superando così le prestazioni dei tradizionali metodi di prova ed errore.
Principali caratteristiche del materiale
Osprey HWTS 50 garantisce una migliore lavorabilità in ambito L-PBF, riducendo le fratture a freddo rispetto ai tradizionali acciai per utensili lavorati a caldo oltre a un’ottimizzazione per migliorare la durezza a caldo, il rinvenimento e la resistenza alla fatica termica, grazie a un contenuto di carbonio inferiore e a elementi di formazione di carburi modificati per garantire una resistenza alla tempra comparabile o migliorata. Spiccano inoltre prestazioni eccellenti in applicazioni ad alta temperatura come la pressofusione e la forgiatura (circa 35 W/mK a temperatura ambiente); a seconda della temperatura, è possibile ottenere una durezza compresa tra 40 e 50 HRC in combinazione con eccellenti proprietà di trazione e di impatto, che garantiscono la longevità e la durata di stampi e matrici in condizioni di elevata sollecitazione.
Ambiti di applicazione chiave
Le applicazioni di Osprey HWTS 50 comprendono la fabbricazione di stampi (stampi a iniezione); matrici per estrusione (mandrini e nuclei); la forgiatura a caldo (matrici e componenti); l’utensileria/tooling per la pressofusione (matrici per la presa a caldo e relativi componenti); lo stampaggio di materie plastiche (stampi e matrici); i portautensili (varie applicazioni di utensileria); e la riparazione di stampi (ricostruzione di stampi per la pressofusione mediante deposizione diretta di energia – DED).
