Barre d’alluminio senza piombo per lavorazioni ad alta velocità

Eural Gnutti presenta la nuova lega di alluminio 2077 Lead Free, che apre interessanti prospettive a nuovi impieghi delle leghe d’alluminio ad alta truciolabilità nel segmento delle lavorazioni meccaniche.

di Mario Conserva

Eural Gnutti è tra le maggiori aziende di estrusione dell’alluminio italiane, nota a livello mondiale nel settore delle barre da lavorazione meccanica in leghe a facile truciolabilità; i suoi prodotti hanno applicazioni in tutto il mondo, soprattutto nei segmenti della meccanica e dell’automotive. Ultima novità, in ordine di tempo, sviluppata dall’azienda di Rovato (BS) è la lega di alluminio 2077 Lead Free specifica per barre da lavorazione meccanica con proprietà tensili superiori. Prima di illustrare le proprietà di questo nuovo materiale Giorgio Di Betta, direttore commerciale di Eural Gnutti, ha sintetizzato il successo raggiunto dall’azienda negli ultimi anni, riassumendo la logica del percorso metallurgico di Eural che va dalle tradizionali leghe Al-Mg-Si fino alle leghe Al-Cu, a partire dalla lega 6026 LF (senza piombo).

La nuova lega di alluminio 2077 Lead Free di Eural Gnutti permette di ottenere un truciolo di piccole dimensioni e facilmente evacuabile dopo la lavorazione all’utensile.
La nuova lega di alluminio 2077 Lead Free di Eural Gnutti permette di ottenere un truciolo di piccole dimensioni e facilmente evacuabile dopo la lavorazione all’utensile.

“Eural ha investito e continua a investire in modo significativo nella ricerca e nello sviluppo dei materiali, nelle tecnologie, negli impianti e nei cicli metallurgici e produttivi, dalle composizioni chimiche delle leghe alle tecniche fusorie, fino ai trattamenti termici e meccanici dei semilavorati in funzione dell’impiego finale. Lo testimoniano gli ottimi risultati ottenuti in questi ultimi tre anni con iniziative assolutamente innovative in tema di materiali, prima di tutto con la 6026 LF, lega AL-Mg-Si a media resistenza con aggiunte di modesti livello di bismuto, idonea alle lavorazioni ad alta velocità sui torni automatici e sviluppata per soddisfare i più recenti standard ambientali con l’eliminazione del piombo. Come noto, il piombo serve per frantumare il truciolo durante la tornitura o la fresatura, permettendone la facile evacuazione. Si è però scoperto che è tossico e recenti studi commissionati dalla European Chemical Agency ne hanno paragonato i rischi e gli effetti negativi a quelli di cromo esavalente e mercurio”.

Elevata resistenza meccanica senza trattamento termico

Il passo successivo compiuto da Eural Gnutti è stato lo sviluppo di una lega Al-Cu, che offre livelli medi e medio-alti di resistenza meccanica, attitudine ai trattamenti superficiali e miglior saldabilità rispetto alla lega 2011 standard, come spiega lo stesso Giorgio Di Betta: “Si tratta della 2033 LF, lega Al-Cu senza piombo come la precedente, ma con caratteristiche meccaniche medio alte e un grado di truciolabilità decisamente spinto, e pertanto destinata a competere con altre leghe leggere da torneria in varie applicazioni, per esempio sostituendo vantaggiosamente leghe di alluminio molto diffuse come le sigle 2007, 2011, 2030, 6012, 6020,6061, 6065, 6082, 6262, 6064A, 6262A, 6351, 7020”.
L’ultimo passo di questo percorso di sviluppo si è concentrato sulle leghe dure d’alluminio ad alta resistenza meccanica, la cui scarsa lavorabilità all’utensile ne ha finora limitato fortemente l’utilizzo sulle macchine utensili. Un progetto interamente condotto nei laboratori di ricerca e sviluppo di Eural Gnutti, che si è concluso pochi mesi fa con la presentazione ufficiale della nuova lega 2077 LF, offerta al mercato in barre trafilate o estruse.

Giorgio Di Betta, direttore commerciale di Eural Gnutti.
Giorgio Di Betta, direttore commerciale di Eural Gnutti.

Nonostante l’assenza di piombo tra gli alliganti, il nuovo materiale offre eccellenti doti di lavorabilità all’utensile e proprietà meccaniche superiori, che lo pongono anche tra le alternative alle barre d’ottone e d’acciaio. Ma come si è arrivati a questo risultato? Risponde Giorgio Di Betta: “Ci siamo focalizzati sulle leghe dure di alluminio come la 7075, con alti valori di resistenza meccanica, superiori a 450 MPa di carico di rottura, ma difficilmente estrudibili, pochissimo lavorabili con le macchine utensili, critiche alla tenacità alla frattura, alla corrosione e alla tensocorrosione. Ci siamo posti l’obiettivo di un materiale lavorabile capace di assicurare valori di carico di rottura non inferiori a 490 MPa, adatto ad essere trasformato a caldo e meno critico in tutte le altre caratteristiche meccaniche e tecnologiche rispetto alle leghe 7000. Prendendo come riferimento anche l’esperienza brillante della nostra 2033 LF, siamo così arrivati alla nuova 2077 Lead Free, lega Al-Cu-Mg-Si-Mn-Bi registrata presso l’Aluminum Association a febbraio di quest’anno. Ne abbiamo messo a punto il ciclo produttivo esclusivo, dalla fonderia all’estrusione, fino ai cicli termici e meccanici per produrre il barrame; ne abbiamo testato le caratteristiche meccaniche e di lavorabilità agli utensili, di resistenza in ambiente corrosivo, di saldabilità, di trattamento superficiale. Sottolineo poi un dato tecnico di estremo interesse per i futuri utilizzatori della lega: il materiale può essere utilizzato anche allo stato T4, quindi dopo un semplice invecchiamento naturale di alcuni giorni, che già stabilizza a un livello molto buono il grado di indurimento.

Lo stabilimento Eural di Rovato (sopra) specializzato nell’estrusione e la fonderia di Pontevico (sotto), entrambi in provincia di Brescia.
Lo stabilimento Eural di Rovato (sopra) specializzato nell’estrusione e la fonderia di Pontevico (sotto), entrambi in provincia di Brescia.

È chiaro che il classico stato T6 con invecchiamento artificiale raggiunge maggior resistenza, comunque l’opzione di un semplice invecchiamento a temperatura ambiente dopo un raffreddamento rapido in acqua dalle temperature di lavorazione è una grande opportunità per gli utilizzatori per limitare i tempi e i costi del ciclo produttivo, rendendolo del tutto simile a quello impiegato con le barre di ottone.

Caratteristiche meccaniche che identificano la lega 2077 LF di Eural Gnutti.
Caratteristiche meccaniche che identificano la lega 2077 LF di Eural Gnutti.

Siamo orgogliosi di aver reso disponibile un nuovo materiale d’alluminio senza piombo con eccellenti caratteristiche, che ha buone possibilità di sostituire vantaggiosamente molte leghe dure e durissime della precedente generazione, come le 2014, 2014A, 2024, 7020 e 7075. Ma il punto chiave è che la 2077 apre nuovi mercati per le leghe d’alluminio, in grado di sostituirsi efficacemente anche alle barre di ottone e d’acciaio in molte applicazioni meccaniche”.