Bronzo alluminio in colata continua: misura nominale, misura reale e sovrametallo

Bronzo alluminio in colata continua:
crosta, rettilineità e sovrametallo

Ciò che la superficie di una barra racconta
della sua metallurgia

Tra le leghe di rame prodotte in colata continua, il bronzo alluminio occupa un posto particolare. Le sue qualità meccaniche ne fanno la scelta naturale per le applicazioni più sollecitate, eppure la barra che arriva in officina si presenta in modo sensibilmente diverso da una barra in bronzo allo stagno ottenuta con lo stesso processo. La superficie è più ruvida, la rettilineità meno regolare.

Non si tratta di un difetto di fornitura, ma della traccia che il comportamento fisico della lega lascia durante la colata e il raffreddamento. Comprenderla ha un risvolto molto concreto, perché da essa dipende il sovrametallo con cui la barra viene prodotta e, di conseguenza, il modo corretto di leggerne le misure e di sceglierla in funzione del pezzo finito.

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Barre larghe
Larghezza nominale delle barre piatte in colata continua da cui si ricavano a taglio le larghezze intermedie.

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Lunghezza commerciale
Barre tagliate a misura in sede, anche per piccole serie.

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Resistenza a trazione CC333G
Rm minimo del bronzo alluminio in colata continua secondo EN 1982.

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Durezza CC333G
Durezza minima in colata continua, più alta di quella dei bronzi allo stagno.

La crosta: ciò che la colata continua
lascia in superficie

Nella colata continua (GC) il metallo fuso solidifica a contatto con una filiera in grafite raffreddata, mentre la barra viene estratta in modo progressivo. Come illustrato nello speciale dedicato a colata continua e fusione in terra, questo processo conferisce al cuore del semilavorato una struttura compatta e omogenea, libera dalle soffiature tipiche della formatura in terra.

La superficie segue invece una logica diversa. Lo strato esterno si presenta come una crosta, nella quale eventuali difetti sono più probabili che all’interno della barra, e per questo va sempre asportato. È un tratto comune a tutti i materiali in colata continua, dai bronzi alla ghisa, che li distingue dalle leghe trafilate o estruse come il bronzo fosforoso CuSn8 o il bronzo alluminio CW307G. In queste ultime, come per l’ottone o l’acciaio, il diametro corrisponde esattamente alla quota dichiarata.

Spianatura di un piatto in bronzo alluminio da colata continua:
la prima passata asporta la crosta superficiale.

Perché il bronzo alluminio
si comporta diversamente

Se la crosta accomuna tutte le leghe in colata continua, il suo aspetto cambia sensibilmente da una lega all’altra. Nel confronto con il bronzo allo stagno, il bronzo alluminio si distingue per tre caratteristiche che discendono direttamente dalla sua natura.

Un film di ossido tenace

Già durante la colata l’alluminio reagisce con l’ossigeno e forma una pellicola di ossido e scorie superficiali che lasciano micro-rugosità. Anche dopo la rullatura, la superficie conserva al tatto la sensazione di una crosta.

Una lega più elastica

Nel ritiro che accompagna la solidificazione, il bronzo alluminio tende a disporsi «a S» e genera ondulazioni lungo la barra. La rullatura le attenua, ma l’elasticità del materiale ne limita l’efficacia.

Una durezza superiore

Con una durezza minima di 150 HB nella CC333G, il bronzo alluminio è più duro e tenace del bronzo allo stagno. Una superficie pulita già dalla colata è, per sua natura, più difficile da ottenere.

Il bronzo allo stagno, che solidifica in modo più uniforme, offre al contrario una superficie grezza più compatta e barre più rettilinee. Ne consegue che, a parità di misura, il margine da asportare per raggiungere il metallo sano merita sul bronzo alluminio una valutazione più attenta.

Misura nominale e misura reale:
come leggere le tabelle

La presenza della crosta spiega perché le tabelle dei semilavorati in colata continua riportano due misure distinte. La misura nominale identifica il prodotto in offerta, nei documenti di trasporto e in fattura, mentre la misura reale descrive la dimensione effettiva del grezzo, leggermente superiore per accogliere il sovrametallo. A un Ø 60 nominale corrisponde pertanto un Ø 61 reale, e a un piatto 310 x 50 un grezzo 312 x 52.

Il margine tra le due quote conduce alla superficie pulita, ovvero alla prima misura finita ottenibile. Per pezzi finiti di dimensione inferiore il margine disponibile cresce di conseguenza, mentre nelle leghe trafilate o estruse, dove la quota dichiarata coincide con quella effettiva, la tabella riporta una sola misura.

Caratteristica Semilavorato grezzo	Bronzo allo stagno colata continua	Bronzo alluminio CC333G colata continua	Bronzo alluminio CW307G trafilato o estruso
Misure in tabella	Nominale e reale La reale è leggermente superiore	Nominale e reale La reale è leggermente superiore	Una sola misura Quota dichiarata ed effettiva coincidono
Superficie	Crosta compatta Solidificazione più uniforme	Crosta più ruvida Film di ossido di alluminio	Superficie da trafilatura o da estrusione
Rettilineità	Barre più dritte Rullatura efficace	Barre più ondulate Rullatura meno efficace	Come ottone o acciaio Diametro preciso
Sovrametallo	Minimo Per rimuovere la crosta	Da valutare Già nella scelta della barra	Criteri abituali Come per ottone o acciaio

A distinguere le due versioni del bronzo alluminio provvede la stessa designazione. La sigla CC indica il materiale da colata, come il suffisso -C nel simbolo CuAl10Fe5Ni5-C, mentre la sigla CW identifica il materiale trafilato o estruso. La CW307G, in particolare, è trafilata con tolleranza h11 fino a Ø 70 mm ed estrusa oltre questo diametro, fino a Ø 162 mm.

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Dalla barra al pezzo finito:
il servizio Metal Barre

Alla luce di quanto visto, la misura finita non rappresenta un ostacolo nella scelta della barra, bensì un elemento da valutare insieme al sovrametallo. È con questo spirito che Metal Barre accoglie le richieste d’offerta, le quali possono indicare indifferentemente le misure grezze o le misure finite del pezzo: sarà poi la proposta a individuare il formato e il sovrametallo più adeguati.

A questa valutazione si affianca il taglio a misura eseguito in sede, sia in orizzontale che in verticale. Partendo dalle barre larghe è possibile ricavare le larghezze intermedie richieste dal progetto, come un 200 x 52 o un 180 x 42, anche quando si tratta di piccole serie. Si acquista così soltanto il materiale necessario, senza ricorrere a formati sovradimensionati né immobilizzare scorte a magazzino.

Resta infine il capitolo dei tubi di grande diametro, per i quali la fusione centrifuga offre una soluzione specifica: sarà il tema di un prossimo Diario di bordo.