La trafilatura è un’operazione tecnologica eseguita nella lavorazione di varie leghe metalliche, in particolare dell’acciaio.
Tale processo si basa sulla duttilità del metallo e consiste nel trafilare (tirare) e allungare il materiale fino a raggiungere la forma e sezione desiderata. La trafilatura si esegue anche quando è necessario ridurre le tolleranze oppure incrudire il metallo.
Il prodotto da trafilare viene fatto passare mediante trazione attraverso uno o più fori calibrati, aventi sezioni progressivamente decrescenti.
Solitamente si tratta di una lavorazione di formatura che avviene a freddo (trafila a freddo) con macchinari chiamati trafilatrici o trafilatrici multiple (nel caso di più passaggi di riduzione).
Lo scopo della trafilatura è quello di ottenere tubi, fili, barre e profili di varie forme, con alta precisione dimensionale e buona finitura superficiale.
PECULIARITA’ DELLA TRAFILATURA
- Non viene asportato materiale
- Il volume del materiale resta invariato
- L’acciaio incrudisce
- Si ottengono buone finiture superficiali
- Si ricavano prodotti con dimensioni precise e basse tolleranze
PROBLEMI POSSIBILI
Attrito: essendo costretto a passare dentro una sezione più piccola, il metallo con questo processo genera attrito con la trafila
Incrudimento: la forza di trazione esercitata a freddo che incrementa la lunghezza, provoca l’incrudimento del metallo, il quale, dopo alcuni passaggi, necessita un trattamento termico di ricottura.
TRAFILATURA DEL FILO METALLICO
La versione base di una trafilatrice usata per la fabbricazione di fili metallici è costituita da un impianto su cui sono fissate due bobine.
Sulla prima bobina è avvolto il profilato da trafilare lavato e lubrificato.
Tra la prima e la seconda (bobina di avvolgimento) è disposta la trafila attraverso la quale il filo, trascinato dalla rotazione della bobina di avvolgimento, è costretto a passare.
La placchetta (trafila) che riduce la sezione del materiale viene chiamata filiera ed è costruita con materiale molto duro (ghisa dura, acciaio legato, carburo di tungsteno, diamante naturale o artificiale). Il materiale di costruzione della filiera varia in base al materiale da trafilare.
Per la fabbricazione di fili sottili si utilizzano macchinari sui quali sono fissate tre o più bobine e due o più filiere, montate tra una bobina e l’altra.
TRAFILATURA DEI TUBI
Per quei materiali che presentano elevata plasticità (piombo, rame, leghe di rame, materie plastiche, etc.), si utilizza il processo di estrusione.
Quando si vogliono ottenere dimensioni precise e tolleranze ristrette nella fabbricazione dei tubi in acciaio, si impiega la trafilatura (analogamente a quanto avviene nella produzione dei fili).
Nel caso dei tubi laminati a caldo per applicazioni meccaniche (es. tubi forati, processo Mannesmann), la trafilatura viene eseguita come lavorazione di finitura successiva alla stiratura.
I tubi trafilati (saldati e non) vengono realizzati dalla formatura di diverse tipologie di acciaio e trovano impiego nei seguenti settori:
- costruzione di camicie di cilindri oleodinamici (es. acciaio E355+SR, P460+SR)
- steli atti alla cromatura (es. E355+SR)
- costruzione di circuiti oleodinamici e pneumatici – condutture a pressione per il trasporto di gas o fluidi (es. E235+N)
- automotive
DIFFERENZA TRA ESTRUSIONE E TRAFILATURA
Molte persone che non lavorano nel settore siderurgico o meccanico, tendono a confondere i due processi.
La dicitura pasta trafilata al bronzo, largamente utilizzata nel settore alimentare, è ormai divenuta di uso comune e sicuramente incentiva la confusione. Anche nei settori della ceramica e della gomma si utilizza in maniera impropria il termine trafilatura per indicare il processo di estrusione.
Entrambi le tecnologie hanno degli aspetti in comune:
- non viene asportato il materiale
- conferiscono particolari caratteristiche di forma al materiale
- deformano il materiale
Tuttavia c’è una differenza sostanziale:
la sollecitazione principale nella trafilatura è la trazione; a differenza dell’estrusione, che prevede la compressione, il materiale trafilato viene tirato all’uscita, non spinto
L’errata analogia dei due termini deriva dalla piastra (matrice) con più fori che si trova nello sbocco degli estrusori, detta trafila.
Dunque è corretto chiamare estrusori le macchine per la produzione di pasta.
Possiamo sintetizzare in poche parole i due processi affermando che: la trafilatura tira il materiale, l’estrusione lo spinge.
Traduzione di “trafilatura” in altre lingue:
- Catalano: trefilatge
- Francese: tréfilage
- Inglese: drawing
- Olandese: Draadtrekken
- Spagnolo: trefilar
- Tedesco: Ziehen