Influenza dell’utensile da taglio sull’integrità superficiale del Waspaloy in tornitura

Il Waspaloy è una superlega a base nichel che negli ultimi anni sta trovando un impiego sempre più esteso in ambito industriale, in particolare nella produzione di componenti meccanici destinati ad operare in condizioni di temperatura estremamente elevate, come nel caso di componenti di turbina ad uso aeronautico. Le sue principali caratteristiche, tra cui l’elevata resistenza meccanica ad alte temperature, alla corrosione e all’ossidazione, rendono questo materiale particolarmente adatto ad applicazioni severe, ma allo stesso tempo pongono significative sfide alla sua lavorabilità alle macchine utensili. Nelle operazioni di asportazione di truciolo, il Waspaloy viene tradizionalmente lavorato mediante utensili in carburo di tungsteno (WC) rivestiti impiegati a basse velocità di taglio per limitare una rapida crescita dell’usura e il conseguente peggioramento della qualità superficiale. L’obiettivo di questa tesi è valutare la qualità della lavorazione ottenuta mediante l’impiego di utensili innovativi, confrontandoli con quelli convenzionali. Gli utensili selezionati e testati comprendono inserti in WC con rivestimento in (Al, Ti)N a deposizione CVD, utensili in nitruro di boro cubico (CBN) e utensili in BidemicsTM. Per garantire un adeguato allineamento con la pratica industriale, ciascun utensile è stato impiegato con i parametri di processo suggeriti dal produttore. L’analisi dei meccanismi di usura ha evidenziato che gli inserti ceramici (CBN e BidemicsTM) sono sensibili all’abrasione e alla scheggiatura, a causa della loro intrinseca fragilità, tuttavia, possono sensibilmente aumentare la quantità di materiale asportato al minuto, grazie alla possibilità di operare ad alte velocità di taglio. Il confronto tra le superfici tornite è stato condotto mediante analisi di rugosità, prove di micro-durezza, analisi dei difetti superficiali e micrografie finalizzate alla valutazione della morfologia del materiale. I risultati indicano che la scelta dell’utensile esercita un’influenza marginale sull’ incremento di durezza superficiale, mentre è stata riscontrata una correlazione tra l’aumento della velocità di taglio e la profondità dello strato deformato. Il materiale dell’utensile esercita invece un ruolo determinante nella formazione di difetti.