Materiali dell'albero di trasmissione comunemente utilizzati
La scelta del materiale per gli alberi di trasmissione dipende principalmente dall'ambiente di lavoro e dai requisiti prestazionali. Ecco alcuni materiali dell'albero di trasmissione comunemente usati:
Acciaio: l'acciaio è il materiale più utilizzato per gli alberi motore, poiché possiede elevata resistenza e durezza. L'acciaio a medio carbonio e l'acciaio legato a medio carbonio sono ampiamente utilizzati grazie alle loro eccellenti proprietà meccaniche globali. Dopo il trattamento termico come laminazione o forgiatura, normalizzazione o tempra e rinvenimento, questi acciai possono soddisfare i requisiti di robustezza e resistenza all'usura degli alberi di trasmissione.
Lega di alluminio: gli alberi di trasmissione in lega di alluminio hanno un peso inferiore e una buona resistenza alla corrosione, rendendoli adatti per applicazioni che richiedono riduzione di peso, come l'industria automobilistica e aerospaziale. Tuttavia, a causa della loro resistenza relativamente inferiore, sono necessarie leghe ad alta-resistenza o progetti strutturali speciali per migliorare la capacità di carico-portante.
Lega di titanio: le leghe di titanio hanno elevata robustezza, peso ridotto ed eccellente resistenza alla corrosione, il che le rende adatte alla produzione di alberi di trasmissione ad alte-prestazioni. Tuttavia, il costo più elevato e la lavorabilità relativamente scarsa ne limitano l’applicazione in determinati campi.
Inoltre, altri materiali come ceramica e compositi vengono utilizzati anche per gli alberi di trasmissione in applicazioni specifiche. La selezione di questi materiali richiede una considerazione completa di fattori quali prestazioni, costi e ambiente operativo.
Requisiti relativi ai materiali e al trattamento termico per gli alberi di trasmissione
Per garantire le prestazioni e la durata degli alberi di trasmissione, oltre alla selezione dei materiali idonei, è necessario anche un adeguato trattamento termico. Di seguito sono riportati alcuni requisiti e processi comuni di trattamento termico:
Tempra e rinvenimento: per gli alberi motore realizzati in acciaio a medio carbonio e acciaio legato a medio carbonio, la tempra e il rinvenimento sono generalmente necessari per migliorare le loro proprietà meccaniche complessive. L'estinzione e il rinvenimento comprendono due fasi: tempra e rinvenimento ad alta-temperatura, che consente al materiale di raggiungere un buon equilibrio tra resistenza e tenacità.
Tempra superficiale: per migliorare la durezza superficiale e la resistenza all'usura degli alberi di trasmissione, la tempra superficiale viene spesso eseguita su parti facilmente usurabili come i perni. Questo metodo garantisce che l'albero motore mantenga buone prestazioni sotto carichi pesanti e rotazione ad alta-velocità.
Carburazione e nitrurazione: per gli alberi motore che richiedono maggiore durezza e resistenza all'usura, è possibile utilizzare processi di trattamento termico chimico come la cementazione o la nitrurazione. Questi processi possono aumentare significativamente il contenuto di carbonio o azoto della superficie del materiale, migliorandone così la durezza e la resistenza all'usura.
