Linea Guida ASSIOT PROCESSO DI CEMENTAZIONE. Autore : Mariella Pesetti

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1 Pag. 1/35 PREMESSA: La presente Linea Guida è stata elaborata dal Gruppo Trattamenti Termici di ASSIOT. Il lavoro si inserisce in un attività volta ad approfondire i parametri del ciclo di lavorazione di acciai da cementazione che hanno una sensibile influenza sulle deformazioni. Nella presente fase si considera il processo di Cementazione. Al fine di favorire una facile trasferibilità ai rapporti di fornitura, la struttura di questa linea guida è quella di una norma; sono comunque aggiunte a margine di alcuni paragrafi delle note di redazione. I parametri più influenti sulla deformazione sono evidenziati dal colore rosso del carattere, e specificatamente ai paragrafi: Il presente documento è integrato dalle seguenti Appendici: Appendice 1: Valori raccomandati della profondità effettiva di cementazione a pezzo finito (dopo rettifica). Appendice 2: Esempio di rappresentazione di un ingranaggio di acciaio 20MnCr5 cementato, temprato, disteso e con superficie protetta e rettificata dopo il trattamento (da UNI 11221). Appendice 3: Provini di controllo di prodotto. Appendice 4: Requisiti minimi secondo AGMA 2101-D04 e ISO

2 Pag. 2/35 INDICE 0 SCOPO E CAMPO DI APPLICAZIONE 1 RIFERIMENTI NORMATIVI 1.1 Linee Guida Assiot 2 DEFINIZIONI 2.1 Cementazione 2.2 Profondità di cementazione e indicatori di profilo Profondità di cementazione efficace Profondità HRC58 e HRC Contenuto di carbonio superficiale 2.4 Lotto 3 INDICAZIONI A DISEGNO 4 CLASSIFICAZIONI 4.1 Classe Classe Classe Classe Tipo 5 SCELTA DEL VALORE DI PROFONDITÀ EFFICACE 6 PROPRIETÀ DEGLI STRATI CEMENTATI 6.1 Profondità di cementazione Metodo di misura Determinazione attraverso il metodo della microdurezza Determinazione mediante metodo metallografico 6.2 Contenuto superficiale di carbonio Metodo di misura 6.3 Microstruttura Cementazioni di Classe Cementazioni di Classe Cementazioni di Classe Metodo di analisi 6.4 Ossidazione intergranulare (IGO) Metodo di analisi 6.5 Durezza superficiale Metodo di misura 6.6 Decarburazione dello strato cementato (0,127 mm) Metodo di analisi 6.7 Riduzione della durezza superficiale dello strato cementato (0,127 mm) Metodo di prova

3 Pag. 3/ Durezza a cuore Metodo di misura 6.9 Austenite residua Metodo di analisi 6.10 Cricche superficiali Metodo di analisi 6.11 Integrità della superficie (attacco acido) Metodo di analisi 7 REQUISITI DEL PROCESSO 7.1 Protezione dalla cementazione 7.2 Trattamenti termici connessi alla cementazione Impianti di trattamento termico Trattamenti preliminari Pulitura Cementazione Trattamenti termici dopo cementazione Indicazioni per la tempra Ciclo di cementazione con tempra indiretta Raffreddamento dalla cementazione Ricottura subcritica Tempra indiretta Trattamento di subzero Rinvenimento Ritempra Distensione dopo lavorazione di macchina Raddrizzatura 8 CONTROLLO QUALITÀ 8.1 Scheda di Processo 8.2 Documenti di controllo

4 Pag. 4/35 0 SCOPO E CAMPO DI APPLICAZIONE Questo documento stabilisce le caratteristiche degli strati cementati ottenuti per diffusione termica del carbonio in un acciaio allo stato solido e quelle conferite dal successivo trattamento di tempra per applicazione principalmente su ruote dentate. La cementazione ed il successivo trattamento di tempra sono eseguiti allo scopo di: aumentare la durezza superficiale e la resistenza all usura dell acciaio; permettere alla superficie dell acciaio di resistere ad elevati carichi unitari; aumentare la resistenza a fatica dell acciaio. Questo documento incorpora informazioni derivanti dalle seguenti specifiche: UNI 5381, AMS 2759/7, AGMA 2101-D04, ISO , AGMA 926-C99. 1 RIFERIMENTI NORMATIVI UNI 5381 Trattamenti termici dei materiali metallici - Cementazione AMS 2759/7 Gas and Vacuum Carburizing and Heat Treatment of Carburizing Grade Steel Parts UNI 3137 Esame microscopico dei materiali ferrosi. Prelievo dei saggi e delle provette, preparazione ed attacco delle provette (reattivi di attacco). UNI Misurazione dello spessore di strati superficiali induriti su elementi di lega ferrosa - Carbocementazione e carbonitrurazione UNI EN ISO Materiali metallici - Prova di durezza Rockwell - Parte 1: Metodo di prova (scale A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) UNI EN ISO Materiali metallici - Prova di durezza Vickers - Parte 1: Metodo di prova UNI EN Vocabolario del trattamento termico dei prodotti ferrosi. UNI Trattamenti termici dei materiali metallici - Rappresentazione e indicazioni a disegno dei particolari da sottoporre a trattamento termico - Normalizzazione - Bonifica - Carbocementazione - Carbonitrurazione - Nitrurazione - Nitrocarburazione - Tempra superficiale - Tempra - Distensione UNI EN Prodotti metallici - Tipi di documenti di controllo AGMA 2101-D04 Fundamental Rating Factors and Calculation Methods for Involute Spur and Helical Gear Teeth AGMA 926-C99 Recommended Practice for Carburized Aerospace Gearing ISO Calculation of load capacity of spur and helical gears - Part 5: Strength and quality of materials UNI EN Acciai da cementazione - Condizioni tecniche di fornitura 1.1 Linee Guida Assiot LGA.001 Acciai da cementazione - condizioni tecniche di fornitura

5 Pag. 5/35 2 DEFINIZIONI Ai fini della presente norma valgono le definizioni seguenti: 2.1 Cementazione Processo di assorbimento e diffusione di carbonio in una lega ferrosa, attraverso un trattamento termico che porta il materiale, in fase austenitica, a contatto con un adeguato mezzo contenente carbonio. Ciò permette la formazione di un gradiente di carbonio dalla superficie verso l interno del materiale. Lo strato ottenuto deve sempre essere indurito tramite un processo di tempra, o direttamente dalla fase di cementazione o successivamente (dalla temperatura di cementazione il materiale può essere opportunamente raffreddato, quindi riportato in fase austenitica e temprato). Questo processo produce, dopo il trattamento termico, uno strato superficiale duro e resistente all usura e alla fatica. La cementazione può essere preceduta da opportuni trattamenti preliminari e, come indicato, deve sempre essere seguita da altri trattamenti termici di cui almeno uno di tempra (che conferirà l indurimento superficiale richiesto) e uno di rinvenimento. 2.2 Profondità di cementazione e indicatori di profilo Profondità di cementazione efficace Per pezzi cementati e temprati, è quella porzione della zona cementata che presenta durezza uguale o superiore a HV (HRC 52). A seguito di accordo tra le parti interessate si possono scegliere altri valori di durezza convenzionale di riferimento e carico di prova, soprattutto nei casi in cui la durezza a cuore misurata alla distanza di 3 volte la profondità efficace di cementazione, è elevata (HV 1 >500). La profondità efficace di cementazione è intesa dopo cementazione e trattamento termico, prima dell eventuale lavorazione meccanica. Tutti i riferimenti alla profondità di cementazione, qui riportati, saranno intesi come profondità efficace, se non diversamente specificato Profondità HRC58 e HRC60 Le profondità HRC58 e HRC60 sono definite come quelle porzioni della zona cementata che presentano durezza uguale o superiore rispettivamente ad HRC 58 (HV 1 653) e ad HRC 60 (HV 1 697, durezza determinata in accordo con le procedure specificate ai Par Contenuto di carbonio superficiale Si intende la percentuale di carbonio presente ad una profondità di 0,20 mm, su particolari cementati e non temprati. In generale è attesa una decarburazione fino alla profondità di 0,05 mm e il massimo contenuto di carbonio intorno a 0,10 mm. 2.4 Lotto Per lotto di cementazione si intende l insieme delle parti costruite con lo stesso materiale nella stessa condizione e trattate termicamente allo stesso tempo e negli stessi impianti (si intende l eventuale trattamento termico preliminare, la cementazione e quello post-cementazione).

6 Pag. 6/35 3 INDICAZIONI A DISEGNO Riguardo all operazione di cementazione, il disegno dovrà richiamare: il riferimento della norma del materiale con cui sono costruite le parti; la designazione alfanumerica o numerica del materiale prevista dalla predetta norma di riferimento; il riferimento al presente documento; la Classe di cementazione (Par. 4.1); il tipo di cementazione (Par. 4.2); la profondità efficace richiesta (Par ,Tabella 1, Appendice 1) la durezza superficiale richiesta per le zone cementate (Tabella 2); la durezza a cuore; le zone da non cementare, nel caso di cementazione parziale, con indicazione del valore massimo di durezza superficiale permesso. Per le cementazioni di Classe 2 e 3 in caso di lavorazione meccanica successiva al processo completo di cementazione, il massimo materiale che può essere rimosso. Le aree del particolare ove eseguire i rilievi di durezza e la relativa scala durezza da impiegare, sia nelle zone cementate che in quelle non cementate (durezza a cuore); inoltre la frequenza di controllo. Se richiesto, il tipo di provino ove eseguire i rilievi microstrutturali e la misura dell austenite residua. Posizione stampigliatura del lotto di trattamento termico, quando richiesta. NOTA 1: I valori della profondità efficace di cementazione indicati a disegno si riferiscono a pezzi cementati, dopo tempra e rinvenimento e prima di eventuale lavorazione meccanica. NOTA 3: Esempi di indicazione a disegno, tratti dalla UNI 11221, sono riportati in Appendice 2. NOTA 2: Indicazioni sulla scelta dei provini di controllo sono date in Appendice 3.

7 Pag. 7/35 4 CLASSIFICAZIONI 4.1 Classe La presente norma copre tre Classi di qualità crescente: Classe 1, Classe 2, Classe 3 Tali gradi risultano congruenti o superano i requisiti stabiliti dalle norme AGMA 2101-D04 ed ISO , secondo quanto indicato in Tabella 1. (Per il confronto fra queste normative, riferirsi all Appendice 4) Tabella 1 Grado secondo la presente Linea Guida Tabella 1 Grado equivalente secondo AGMA 2101-D04 Grado equivalente secondo ISO Classe 1 Grade 1 ML Classe 2 Grade 2 MQ Classe 3 Grade 3 ME Classe 1 La Classe 1 (base), risponde ai requisiti minimi richiesti dalle principali normative applicabili (UNI 5381, AMS 2759/7, AGMA 2101-D04, ISO , AGMA 926-C99) ed è indicata per applicazioni che non abbiano particolari criticità, ove non vi siano stringenti richieste qualitative sia di materiale sia di trattamento termico. Profondità di cementazione e durezza superficiale come specificato (Tabella 2) Classe 2 La Classe 2 è di qualità intermedia ed è consigliata per applicazioni in cui sia richiesto un compromesso fra costi di produzione e qualità. Profondità di cementazione e durezza superficiale come specificato (Tabella 2). Contenuto di carbonio superficiale compreso fra 0,75 e 1,10%. Austenite residua inferiore al 25% I carburi discontinui a bordo grano saranno ammessi per un massimo come indicato dalla Figura 1 (b) Classe 3 La Classe 3 (eccellente) è consigliata per applicazioni critiche, in cui sia richiesta alta affidabilità in esercizio. Profondità di cementazione e durezza superficiale come specificato. Profilo di cementazione in accordo alla Tabella 2, come applicabile. Contenuto di carbonio superficiale compreso fra 0,75 e 1,00%. Austenite residua inferiore al 20%. I carburi dovranno essere discontinui e uniformemente dispersi.

8 Pag. 8/35 Minima profondità di cementazione (mm) Tolleranza (Classe 1) (mm) Classe 1 Classe 2 Classe 3 Durezza superficiale (min.) Durezza superficiale Minima profondità HRC 60 Durezza superficiale 0,20 0,30 ± 0,10 85 HR 15 N 88 HR 15N min HR 15N min. 0,30 0,75 ± 0,15 78 HRA 81 HRA min. 35% 81 HRA min. 0,75 1,25 ± 0,20 1,25 2,10 ± 0,25 2,10 2,80 ± 0,30 2,80 3,60 ± 0,35 > 3,60 ± 0,40 80 HRA HRA 45% HRA Tabella 2 NOTA: Se il disegno non richiama alcuna Classe, i particolari dovranno essere cementati in accordo ai requisiti della Classe Tipo Se non diversamente specificato, si applicherà un processo di cementazione in gas o in bassa pressione. 5 SCELTA DEL VALORE DI PROFONDITÀ EFFICACE Per questo tipo di indicazione (correlazione fra modulo della dentatura e profondità di cementazione efficace) ci si può riferire alla UNI 5381 e all Appendice 1. 6 PROPRIETÀ DEGLI STRATI CEMENTATI Indicazioni utili per la scelta del tipo di provini da utilizzare sono date in Appendice Profondità di cementazione La profondità di cementazione sia dei particolari che dei provini di controllo della carica dovrà essere entro i limiti specificati dal disegno costruttivo. La geometria del pezzo influenza la profondità e la durezza dello strato cementato. Le superfici convesse tendono ad avere una profondità di cementazione maggiore, mentre le superfici concave tendono ad averla minore. Per le dentature cementate secondo i requisiti della Classe 3, il disegno dovrà indicare la minima e la massima profondità HRC 50 sul diametro primitivo e la minime profondità HRC 50 sul raggio di raccordo (sul raggio di raccordo la profondità di cementazione non dovrà essere inferiore al 25% rispetto a quella indicata al primitivo).

9 Pag. 9/ Metodo di misura La misura dovrà essere eseguita come indicato ai Par (cementazioni di Classe 2 e 3) e (cementazioni di Classe 1 quando richiesto). Considerando la significativa influenza della forma, delle dimensioni dei particolari trattati e delle caratteristiche di temprabilità dell acciaio utilizzato, dovrà essere sempre precisato dal committente, quindi richiamato a disegno (Rif. Par. 4) il tipo di provino da utilizzare e la posizione di rilievo del profilo Determinazione attraverso il metodo della microdurezza La determinazione della profondità efficace e eventualmente delle HRC60 e HRC58 dovrà essere effettuata tramite misure di microdurezza in accordo alla UNI EN ISO , su una sezione trasversale di un provino trattato insieme al lotto dei particolari da valutare, preparata in accordo alla ASTM E3, usando un penetrante DPH con carico di 1 Kg. La prima impronta dovrà essere effettuata alla profondità di 0,05 mm, rispetto alla superficie, e successivamente con passo 0,10 mm. Si dovrà quindi costruire un diagramma durezza-profondità. In tale diagramma si rileva, in corrispondenza del valore convenzionale di durezza HV 550 la profondità efficace di cementazione e le profondità HRC60 (= HV 697) e HRC 58 (HV 653). NB: A livello nazionale la misurazione della profondità di cementazione è coperta dalla UNI Determinazione mediante metodo metallografico Il rilievo sarà eseguito sulla sezione trasversale di un opportuno provino, preparato metallograficamente in accordo alla ASTM E3. Tale provino dovrà essere opportunamente attaccato con un adeguato reagente così da evidenziare il massimo contrasto fra fasi e costituenti. L osservazione dovrà essere condotta fra 40x e 60x. La profondità di cementazione sarà la distanza dalla superficie al punto ove il contrasto è maggiore. In caso dubbio si dovrà applicare il metodo di cui al Par NB: A livello nazionale la misurazione della profondità di cementazione è coperta dalla UNI Contenuto superficiale di carbonio Il contenuto superficiale di carbonio è il tenore di carbonio rilevato nei primi due decimi di millimetro dello strato cementato Il valore di contenuto di carbonio dovrà essere come indicato a disegno, in funzione della classe di cementazione scelta (Rif. 4.1): compreso fra 0,70 e 1,00% per particolari cementati di Classe 3; compreso fra 0,75 e 1,10% per particolari cementati di Classe 2. Il contenuto di carbonio dovrà essere determinato come indicato ai Par e Metodo di misura La misura può essere effettuata o sul pezzo trattato o su una provetta cilindrica realizzata con lo stesso materiale (Rif. Appendice 3). Il campione dovrà essere nella condizione di cementato (non temprato; eventualmente si può eseguire un opportuna ricottura di lavorabilità in ambiente neutro). Il campione dovrà essere tornito asportando materiale fino ad una profondità di 0,20 mm, con incrementi successivi di 0,05 mm ciascuno. I trucioli di lavorazione, asportati con ciascun incremento, esenti da olio, grasso, sporcizia o altre sostanze estranee, dovranno essere analizzati per determinare il contenuto di carbonio.

10 Pag. 10/35 La determinazione del contenuto di carbonio potrà essere qualunque metodo concordato fra committente e fornitore, ma, in caso di disputa, si adotterà il metodo di analisi per combustione, in accordo alla ASTM E Si assume come contenuto superficiale di carbonio la media delle cinque determinazioni. In alternativa potrà essere analizzato interamente un lamierino, non più spesso di 0,25 mm, della stessa lega dei particolari da produrre. Per cementazioni di Classe 2, mediante accordo all atto dell ordine tra le parti interessate, può essere utilizzato il metodo spettrografico applicato ad una delle superfici piane del pezzo o della provetta trattati, dopo opportuna rettifica ad una profondità di 0,05 mm. A livello nazionale la misura del contenuto di carbonio è coperta dalla UNI Microstruttura Cementazioni di Classe 1 Riferirsi alla UNI Cementazioni di Classe 2 Lo strato cementato dovrà avere sostanzialmente una microstruttura uniforme di martensite rinvenuta. Prodotti di trasformazione secondaria sono ammessi per un massimo del 5% sul raggio di raccordo o su un determinato provino, fino ad un massimo di 0,25 mm di profondità. La transizione dalla zona cementata al cuore dovrà essere regolare. Il cuore dovrà essere di struttura fine ed uniforme, senza grandi agglomerati di ferrite. Lo strato cementato dovrà avere spessore uniforme, per quanto consentito dalla forma del pezzo. I carburi discontinui a bordo grano saranno ammessi per un massimo come indicato dalla Figura 1 (b). La massima dimensione ammessa per i carburi è 0,020 mm Cementazioni di Classe 3 Lo strato cementato dovrà avere una microstruttura uniforme di martensite rinvenuta, con austenite residua entro il 20%. La transizione dalla zona cementata al cuore dovrà essere regolare I carburi dovranno essere fini e distribuiti casualmente. La dimensione massima ammessa per i carburi è 0,005 mm. E accettabile la presenza di carburi isolati che non superino la dimensione di 0,010 mm. Non è accettabile la presenza di reticoli di carburi, né continui né discontinui. La Figura 1 (a) è di riferimento per l accettabilità. Il cuore dovrà essere di struttura fine ed uniforme: è ammessa una presenza di ferrite 5% max. non agglomerata.

11 Pag. 11/35 25µm 25µm (a) Carburi dispersi massimo ammesso per la Classe 3 (b) Carburi discontinui a bordo grano massimo ammesso per la Classe 2 Figura 1-400x in originale attacco nital 5% (da ISO :2003 Pag. 31) Metodo di analisi La microstruttura dello strato cementato, la condizione dei carburi, la transizione dallo strato cementato al cuore e la microstruttura a cuore, dovranno essere valutate, su un provino concordato, per mezzo di osservazione microscopica da 200x a 600x, secondo quanto richiesto, di una sezione trasversale, preparata, lucidata ed opportunamente attaccata (il corretto attacco da utilizzare dipende dalla lega utilizzata). La condizione dei carburi dello strato cementato dovrà essere valutata all ingrandimento di 400x-600x. 6.4 Ossidazione intergranulare (IGO) Il requisito si applica alle superfici non rettificate, dopo cementazione e trattamento termico. La Tabella 3 riporta, per le varie classi di cementazione e per le varie profondità efficaci richieste, la massima profondità ammessa interessata dalla IGO Metodo di analisi L analisi dovrà essere condotta su un opportuno campione, inglobato e preparato metallograficamente, senza alcun attacco chimico, ad un ingrandimento di 500x.

12 Pag. 12/35 Tabella 3 Classe 1 Classe 2 Classe 3 Rif. UNI Durezza superficiale Prof. efficace (mm) IGO (µm) <0, ,75 1, ,50 2, ,25 3,00 50 > 3,00 60 Prof. efficace (mm) 0,6 1,3 2,0 2,6 IGO (µm) La durezza superficiale, dopo la cementazione ed i successivi trattamenti termici, dipende dal tipo di acciaio e dai trattamenti che esso ha subito. Il ciclo di cementazione e tempra adottato deve essere scelto in modo da fornire la durezza superficiale massima possibile ai pezzi, la quale verrà eventualmente modificata in funzione delle prescrizioni mediante successivo trattamento di rinvenimento. I requisiti di durezza superficiale dovranno essere in accordo alla Tabella 4, come applicabile. Alla radice del dente di ingranaggi o innesti è accettata una durezza superficiale inferiore di 2 punti HRC rispetto al valore indicato e riferito al diametro primitivo (i 2 punti HRC dovranno essere convertiti dall effettiva misurazione effettuata, in scala HRA o microdurezza HV) Classe 1 Classe 2 Classe 3 Rif. UNI HV o 80-83,5 HRA o HRC HV o 81-83,5 HRA o HRC Tabella Metodo di misura Sui particolari cementati il controllo durezza dovrà essere eseguito, quando richiesto, dopo cementazione e prima di rettifica, nella zona indicata dal disegno (Rif. Par. 3). Per i particolari di Classe 3, il controllo di durezza superficiale dovrà essere eseguito sul 100% dei pezzi con scala HRA. 6.6 Decarburazione dello strato cementato (0,127 mm) Non è accettabile una generale né parziale decarburazione della zona cementata. Una parziale decarburazione può essere accettata purché siano rispettati i requisiti di Par Metodo di analisi L osservazione dovrà essere condotta su un opportuno campione metallografico, ispezionato a 400x. 6.7 Riduzione della durezza superficiale dello strato cementato (0,127 mm) Si può avere una riduzione di durezza superficiale a causa della decarburazione o della presenza di austenite residua o per altri fattori microstrutturali. La Tabella 5 indica i requisiti per l accettabilità.

13 Pag. 13/35 Classe 1 Classe 2 Classe 3 Rif. UNI 5381 Variazione complessiva massima non superiore a 40 HV, alle profondità di 0,05 mm, 0,10 mm e 0,15 mm su un opportuno campione rappresentativo del particolare. Tabella Metodo di prova Si dovranno eseguire impronte di microdurezza HV 1 su un opportuno provino rappresentativo del particolare, sezionato, inglobato e preparato metallograficamente, oppure si eseguiranno 3 misure HR 15N alle profondità di 0,05 mm, 0,10 mm e 0,15 mm (asportando progressivamente materiale): le 3 misure non dovranno mostrare una variazione complessiva superiore a 0,5 R15N. 6.8 Durezza a cuore La durezza a cuore, dopo cementazione ed i successivi trattamenti termici, dipende dal tipo di acciaio utilizzato, dalle dimensioni e dalle modalità di trattamento subito. I requisiti minimi di durezza a cuore dovranno essere in accordo alla Tabella 6 come applicabile. Tabella 6 Classe 1 Classe 2 Classe 3 Rif. UNI HRC o 253 HBW min. 30 HRC o 292 HBW min Metodo di misura Per le ruote dentate la durezza a cuore dovrà essere misurata al centro del dente in corrispondenza della circonferenza di fondo; per zone diverse da dentature su una zona del particolare (o del provino) distante dalla superficie almeno 5 volte la profondità efficace di cementazione. La prova di durezza a cuore per le Classi 2 e 3 dovrà essere eseguita con scala HRC o HBW. 6.9 Austenite residua L austenite residua, per le varie classi di cementazione, non dovrà eccedere i valori indicati in Tabella Metodo di analisi La misura dell austenite residua dovrà essere eseguita per mezzo di ispezione metallografica a 1000x su un campione concordato. Le Figure 2(a)-2(d) possono essere prese come riferimento. In caso di dubbio il valore dovrà essere verificato per mezzo di diffrazione raggi X, con metodo da concordare fra le parti. Tale metodo permette di ottenere una misura quantitativa della percentuale di austenite residua. La misura può essere influenzata dalla preparazione della superficie, che quindi deve essere anch essa concordata. Tabella 7 Classe 1 Classe 2 Classe 3 Rif. UNI % max. 20% max.

14 Pag. 14/35 (a) Austenite residua 10% (b) Austenite residua 20% (c) Austenite residua 25% (d) Austenite residua 35% Figura x in originale attacco nital (da ASM Handbook, Volume 09, 1985 Ed - Pagg. 220 e 221) 6.10 Cricche superficiali Sulla superficie cementata, rettificata o meno, dei particolari finiti (ruote dentate) le cricche sono ammesse secondo quanto indicato in Tabella 8 come applicabile. Per i particolari di Classe 3 la presenza di cricche sarà comunque motivo di scarto del particolare. Per i particolari di Classe 1 e 2, è possibile rimuovere lo strato interessato dal difetto per rientrare nei requisiti di Tabella 8, previa approvazione scritta del cliente, purché sia garantita l integrità del pezzo. La Tabella 8 guida per la frequenza di ispezione magnetica.

15 Pag. 15/35 Classe 1 Classe 2 Classe 3 Tabella 8 Rif. UNI 5381 Modulo Max indicazione (mm) <2,5 1,6 2,5-8 2,4 >8 3,0 Ispezione effettuata con controllo statistico Cricche non ammesse. Ispezione: 100% dei particolari NOTA: i particolari cementati di Classe 2 e 3, raddrizzati, dovranno essere controllati con ispezione magnetica al 100% Metodo di analisi L ispezione magnetica dovrà essere condotta in accordo con l ASTM E Integrità della superficie (attacco acido) Per cementazioni di Classe 2 e 3 è richiesta la verifica dell integrità superficiale per evidenziare eventuali bruciature da rettifica. Non sono ammesse segnalazioni Metodo di analisi L ispezione dovrà essere eseguita mediante attacco acido, in accordo alla ISO REQUISITI DEL PROCESSO 7.1 Protezione dalla cementazione Le zone che non devono ricevere cementazione dovranno essere protette mediante: ramatura elettrolitica (spessore 30 µm minimo). Per ritocchi della ramatura, possono essere utilizzate vernici anti-cementanti (vedi punto successivo). vernici o paste anti cementanti a base di ossido di rame; queste vengono applicate tramite pennello sulla parte del pezzo da proteggere previa accurata pulizia della superficie. L efficacia della protezione può essere determinata con rilievi di durezza, con esami metallografici o con attacco della superficie. In alternativa ai metodi indicati, il ciclo operativo del particolare dovrà prevedere idonei sovrametalli, cosicché le superfici che non devono essere cementate possano essere rilavorate dopo la fase di arricchimento di carbonio e prima di tempra. Ciò sarà possibile solo se non si opererà con tempra diretta. Indicativamente il sovrametallo da prevedere è di circa 2,5 3 volte la profondità effettiva di cementazione. 7.2 Trattamenti termici connessi alla cementazione I tipi di trattamento termico, le modalità di esecuzione e la loro posizione nel ciclo produttivo dovranno essere stabiliti all atto dell ordine.

16 Pag. 16/35 In generale i tempi di permanenza saranno stabiliti dal momento in cui le termocoppie di controllo degli impianti raggiungeranno la temperatura impostata. Per i particolari di Classe 2 e 3 è richiesto che i parametri di trattamento siano riportati su un apposita scheda di processo (Rif. Par. 8.1) e congelati Impianti di trattamento termico Per le classi 1 e 2: Relativamente alla pirometria riferirsi alla AMS L'uniformità di temperatura nella zona di lavoro del forno dovrà essere conforme ai seguenti requisiti: Normalizzazione e ricottura sub-critica: ±14 C Cementazione e tempra: ± 8 C Rinvenimento: ±6 Relativamente alla cementazione in gas, al fine di ottenere un trattamento di qualità e ripetibilità elevata, si dovrà disporre di attrezzature e sistemi di controllo atti a garantire gli standard qualitativi desiderati; in particolare: 1. sistema di rilevazione e controllo della temperatura che garantisca l omogeneità dell intera camera secondo specifica dedicata ASTM 2750; 2. Sistema di generazione del gas portante, o mediante generatore endogas con relativo controllo, o mediante miscele azoto, metanolo; 3. Sistema di analisi e controllo atmosfera cementante CO/CO 2 /CH 4 o CO/CO 2 o CO 2 o mediante sonda ad ossigeno; 4. Software per il calcolo del corretto potenziale di carbonio, che tenga conto del tipo di acciaio e della temperatura di processo; 5. Adeguato sistema di tempra studiato in funzione del tipo di olio, agitazione e temperatura di utilizzo dell olio stesso. 6. L impianto dovrà essere qualificato e periodicamente calibrato per quanto riguarda tutti i parametri sensibili il trattamento termico (es. temperatura, potenziale carburante, controllo e gestione flussimetri, etc.) Trattamenti preliminari Allo scopo di ridurre il rischio di deformazioni conseguenti al trattamento termico di tempra, prima della cementazione, è buona regola effettuare trattamenti preliminari atti a migliorare l omogeneità strutturale e minimizzare le tensioni interne. I suddetti trattamenti dovranno prevedere l austenizzazione effettuata ad una temperatura almeno uguale, preferibilmente gradi superiore, a quella della successiva cementazione. Per le cementazioni di classe 2 e 3, indipendentemente dalla condizione di fornitura del materiale, si dovrà prevedere uno di questi trattamenti preliminari: normalizzazione e rinvenimento; tempra e rinvenimento; normalizzazione, tempra e rinvenimento.

17 Pag. 17/35 In particolare per le parti di grandi dimensioni che devono subire il trattamento di cementazione è sempre consigliabile il trattamento di bonifica preliminare in quanto sono più suscettibili all instaurarsi di tensioni durante la tempra Pulitura Le superfici, sia dei particolari, che dei provini dovranno essere lavate accurantamente mediante l utilizzo di appositi agenti sgrassanti o flashate in forno. Le vasche di lavaggio necessitano di periodica pulizia e titolazione degli agenti sgrassanti. Al fine di rimuovere ossidi o scaglia di processi preliminari può essere opportuno l impiego della sabbiatura Cementazione I particolari dovranno essere collocati in appositi cestelli o attrezzature in modo tale da permettere la libera circolazione del gas cementante attorno a tutte le superfici. Speciale attenzione è da rivolgere al posizionamento ed agli appoggi al fine di minimizzare le distorsioni. Qualora le superfici da cementare dovranno toccare le attrezzature di supporto, la zona di contatto dovrà essere un area non critica del componente e l appoggio dell attrzzatura dovrà essere arrotondato. La temperatura di cementazione, il contenuto di carbonio dell atmosfera e la durata del processo, la temperatura dell olio da tempra dovranno essere stabiliti in funzione del disegno del componente e della composizione chimica dell acciaio trattato.. Il tempo di cementazione dovrà essere calcolato a partire dal momento in cui l intero forno raggiunge la temperatura richiesta ed è stata inserita la corretta atmosfera cementante. Al fine di minimizzare le deformazioni da trattamento termico il gradiente di riscaldo dovrà essere controllato e scelto in funzione delle dimensioni del componente e della massa della carica. Riscaldamenti lenti favoriscono l omogeneizzazione della temperatura all interno del pezzo, riducendo il rischio di deformazioni. Per la rampa di riscaldo fino alla temperatura di cementazione e per la rampa di raffreddamento alla temperatura di tempra si consiglia di utilizzare almeno 100 /h per ogni 100 mm di spessore. In relazione al tipo di acciaio ed alla geometria si dovranno prevedere delle soste ad una temperatura idonea durante il riscaldo, al fine di favorire l omogeneizzazione dell intera sezione dei componenti trattati, soprattutto se di grosse dimensioni. Indicativamente intervalli di temperatura tipici sono i seguenti: Cementazione in gas: C Cementazione in bassa pressione: C Il potenziale di carbonio nell atmosfera di cementazione dovrà essere tale da permettere il corretto apporto di carbonio nello strato cementato al fine di garantire il rispetto delle specifiche a disegno e delle caratterisitiche metallurgiche desiderate (Fare riferimento a tab.2) Trattamenti termici dopo cementazione Dopo cementazione i particolari potranno subire: 1. Tempra diretta: a. dalla temperatura di cementazione (questa procedura non è consigliabile in quanto ha un impatto negativo sulle deformazioni); oppure: b. da una temperatura più bassa di quella di cementazione e solitamente compresa tra 840 C e-860 C, in funzione del materiale che si tratta. In questo caso la carica dovrà essere mantenuta alla temperatura scelta per il tempo necessario a garantire uniformità di temperatura (in funzione delle dimensioni del pezzo) e quindi essere temprata in olio.

18 Pag. 18/35 2. Tempra indiretta: essi dovranno essere adeguatamente raffreddati, sottoposti a ricottura sub-critica, quindi temprati. Per ottenere valori di austenite residua più bassa è consigliabile eseguire un trattamento di sub-zero fra l operazione di tempra finale e di rinvenimento. Ciò garantirà una maggiore durezza superficiale e stabilità dimensionale dei particolari durante l esercizio. I particolari di Classe 2 e 3 non dovranno subire tempra diretta Indicazioni per la tempra I particolari dovranno essere adeguatamente protetti durante l austenizzazione per evitare decarburazione, cementazione, ossidazione intergranulare o altri danneggiamenti. Perciò si impiegherà come opportuno, un adeguata atmosfera protettiva e / o la ramatura dei particolari. La velocità di riscaldo dovrà essere controllata per evitare effetti dannosi sui particolari. Velocità di riscaldo troppo rapide possono portare a distorsioni delle parti. Ciò è particolarmente influente all aumentare della dimensione dei pezzi in trattamento. Per minimizzare le distorsioni è applicabile un pre-riscaldo ad una temperatura di poco inferiore ad Ac1 (generalmente intorno a 700 C). E opportuno studiare una specifica rampa di riscaldo a seconda del pezzo trattato, particolari massivi e di grandi dimensioni necessiteranno di riscaldamenti lenti al fine di ottonere una omogenizzazione di tutta la sezione. La temperatura di austenizzazione, ii tempo di permanenza alla temperatura di trattamento (per permettere la completa trasformazione) e il massimo ritardo fra uscita dal forno di austenizzazione e spegnimento dovranno essere stabiliti in funzione del materiale che si tratta e indicati al momento della fornitura e/o sulla scheda di processo quando richiesta. Il tempo di austenizzazione sarà calcolato da quando la temperatura del forno è stabilizzata. Lo spegnimento dovrà avvenire in un bagno a circolazione d olio o altri mezzi di spegnimento (es. polimeri) regolato ad una temperatura compresa fra 40 e 120 C. Per ogni particolare la temperatura iniziale del bagno d olio dovrà essere fissata entro ±6 C e riportata nella scheda di processo. La temperatura dell olio dipende dal tipo di mezzo di spegnimento, alcuni particolari possono essere temprati anche con olio a 120 C al fine di ridurre le deformazioni (vedi alcuni ingranaggi planetari). Per quanto riguarda la vasca da tempra, grande importanza è rappresentata dalla composizione e dalle caratteristiche di drasticità del mezzo temprante, generalmente oli minerali raffinati, o miscele di oli minerali e sintetici con additivi. La composizione e le caratteristiche dell olio da tempra dipendono dalla temperatura di impiego e dalla tipologia di componenti temprati. Il dimensionamento e la movimentazione dell olio all interno della vasca da tempra sono in egual modo fattori fondamentali al fine dell ottenimento delle desiderate caratteristiche metallurgiche e per il contenimento delle deformazioni. Per quanto riguarda la quantità di olio impiegato, è idoneo un quantitativo in peso almeno 8-10 volte il peso della carica da temprare. E possibile ridurre tale quantitativo se la vasca di tempra è attrezzata con opportuni scambiatori di calore. L innalzamento della temperatura durante l operazione di tempra deve essere limitato a C rispetto alla temperatura iniziale, scelta per la tempra. Nel caso in cui si decida di effettuare un sub-zero (rif. Par ), i particolari non dovranno restare nel bagno d olio di tempra per un tempo superiore a 5 minuti. Per minimizzare le distorsioni i particolari potranno essere temprati in pressa. In questo caso l attrezzatura dovrà essere progettata in modo che l olio raggiunga tutte le zone del pezzo. Mezzi alternativi di spegnimento dovranno essere preventivamente verificati e approvati Ciclo di cementazione con tempra indiretta I particolari di uno stesso carico di cementazione, dovranno subire il trattamento termico dopo cementazione, per quanto possibile, contemporaneamente, altrimenti (vedi pezzi temprati in pressa) uno dopo l altro e senza interruzioni.

19 Pag. 19/35 Per i particolari che sono temprati in pressa, i provini dovranno essere riscaldati nello stesso forno con i particolari, ma temprati a parte nello stesso bagno di spegnimento Raffreddamento dalla cementazione La definizione della corretta velocità di raffreddamento dalla temperatura di cementazione è importante qualora la successiva temperatura di austenizzazione sia inferiore a quella di cementazione. Infatti se il raffreddamento non sarà effettuato in maniera sufficientemente rapida nell l intervallo di temperatura riguardante la fase austenitica, si potrà avere una precipitazione di carburi a bordo grano che non potranno essere sciolti nella successiva fase di tempra. L atmosfera dovrà essere controllata durante il raffreddamento, in modo da non avere, sui particolari, una decarburazione oltre i limiti consentiti Ricottura subcritica La ricottura subcritica ha lo scopo: 1. distendere le sollecitazioni residue sviluppatesi durante il raffreddamento dalla cementazione; 2. rifinire la struttura; 3. facilitare la lavorazione di macchina qualora sia necessario rimuovere il sovrametallo dalle zone che non devono essere cementate. La ricottura sub-critica dovrà essere effettuata in atmosfera protettiva ad una temperatura di poco inferiore ad Ac1 per un tempo conveniente, seguita da raffreddamento lento. Temperatura e tempo di permanenza dovranno essere stabiliti in funzione del materiale che si tratta ed essere indicati al momento della fornitura e/o sulla scheda di processo quando richiesta. La ricottura dovrà essere effettuata in atmosfera neutra, entro 5 ore dall uscita dei particolari dal forno di cementazione, per evitare la formazione di cricche. L eventuale strato cementato sulle zone che non devono ricevere cementazione, dovrà essere rimosso di macchina utensile dopo questa fase e prima della bonifica finale Tempra indiretta Rif. Par Trattamento di sub-zero Il trattamento di sub-zero, e qualunque operazione sotto i 40 C nel ciclo di fabbricazione ed assemblaggio, dovrà essere espressamente richiesta dalla documentazione tecnica. In mancanza di autorizzazioni scritte tali trattamenti sono proibiti. L operazione di sub-zero fra l operazione di tempra e quella di rinvenimento è finalizzata a diminuire il contenuto di austenite residua e aumentare la durezza superficiale. Minore sarà il tempo che intercorre fra uscita dal bagno di tempra e inizio del subzero, maggiore sarà la sua efficacia. Il tempo di ritardo non dovrà superare i 20 minuti. I particolari dovranno essere puliti prima del sub-zero. Indicativamente la temperatura di sub-zero non dovrà essere superiore a -73 C e la durata del processo non inferiore alle 2 ore. Temperatura e tempo di permanenza dovranno essere stabiliti in funzione del materiale che si tratta ed essere indicati al momento della fornitura e/o sulla scheda di processo quando richiesta. Il riscaldamento dalla temperatura di sub-zero dovrà essere eseguito in aria ferma. Preferibilmente si impiegherà un impianto refrigeratore dotato di una ventola, o di altro sistema idoneo a mantenere una circolazione di atmosfera, provvisto di dispositivo per indicare e registrare le temperature Rinvenimento

20 Pag. 20/35 I particolari dovranno essere puliti prima del rinvenimento, se non hanno già subito l operazione di sub-zero. Il rinvenimento dovrà essere eseguito non oltre due ore dall uscita dall olio di spegnimento o dall impianto di sub-zero. Temperatura e tempo di permanenza dovranno essere stabiliti in funzione del materiale che si tratta ed essere indicati al momento della fornitura e/o sulla scheda di processo quando richiesta. Indicativamente i particolari doveranno essere rinvenuto per un tempo minimo di 2 ore a temperatura comresa fra 135 C e 232 C in funzione del materiale e delle proprietà che si vogliono ottenere. Il rinvenimento dovrà essere eseguito da raffreddamento in aria ferma. La durata del processo dovrà essere stabilita a partire da quando l intero forno ed i particolari raggiungeranno la temperatura richiesta. Per migliorare la stabilità dimensionale si possono eseguire anche rinvenimenti multipli (esempio: 2 ore a TR, raffreddamento alla temperatura ambiente, 2 ore a TR) Ritempra Qualora, per soddisfare i requisiti richiesti, si rendesse necessaria la ritempra dei particolari, questa operazione potrà essere eseguita previa autorizzazione. La ritempra produce un ulteriore diffusione del carbonio, con conseguente aumento della profondità efficace e diminuzione della durezza superficiale. I provini di controllo della fornata dovranno essere ritrattati assieme ai pezzi cui si riferiscono Distensione dopo lavorazione di macchina Qualora si rendesse necessaria, la distensione dopo lavorazione di macchina dovrà essere eseguita ad una temperature di 30 C inferiore a quella di rinvenimento finale per un tempo di 2-3 ore Raddrizzatura La raddrizzatura dopo cementazione e tempra in generale non è consentita. Potrà essere eseguita solo se espressamente autorizzata. In questo caso dovrà essere eseguita prima del trattamento di sub-zero, se richiesto, (Rif. Par ) e/o del rinvenimento (Rif. Par ). L attrezzatura dovrà essere idonea a rilevare eventuali cricche causate dal processo.

21 Pag. 21/35 8 CONTROLLO QUALITÀ 8.1 Scheda di Processo Per ciascun particolare da sottoporre a cementazione di Classe 2 e 3 dovrà essere preparata una Scheda di Processo, sull esempio di quella riportata in Figura 3, che dovrà richiamare tutti i trattamenti termici (preliminari, cementazione, trattamento post cementazione), e relativi parametri, ai quali il particolare dovrà essere sottoposto. La scheda sarà approvata dopo il primo articolo sulla base di esami distruttivi del particolare o di provini significativi concordati e sarà congelata. La variazione di parametri di processo significativi richiederà la ripetizione degli esami per la nuova approvazione. 8.2 Documenti di controllo Ciascun lotto di particolari inviato dovrà essere accompagnato da una dichiarazione certificante quanto segue, come applicabile: Numero dell ordine di acquisto. Numero di identificazione del particolare. Quantità dei particolari e numero di serie S/N, se richiesti. Materiale impiegato. Durezza di cementazione ed a cuore richieste dal disegno costruttivo. Codice di identificazione della carica di cementazione. Risultati delle prove verificanti la conformità dei particolari con i requisiti di durezza e di profondità di cementazione previsti.

22 Pag. 22/35 Revisione: / Rev. A Autore : Approvata : SCHEDA DI TRATTAMENTO TERMICO N. REV. Nome pezzo: Part Number: Materiale: Specifica di riferimento: Data aggiornamento: Compilatore: Gruppo Processo N. ciclo Normalizzazione TRATTAMENTI Tempra PRELIMINARI Rinvenimento Temperatura ( C) Tempo di permanenza (minuti) Atmosfera %C Mezzo di raffreddamento T mezzo di raffreddamento ( C) Note CEMENTAZIONE Cementazione Ricottura (Es.: tempo di ritardo) TRATTAMENTO Tempra POST Congelamento (Es.: tempo di ritardo) CEMENTAZIONE Distensione (Schizzo, o foto, posizionamento tipico dei pezzi durante la cementazione, se necessario). Descrizione attrezzatura di supporto o numero di riferimento dell attrezzatura, se necessario) PROVINI Tipo: N: Tipo: N: Tipo: N: Approvazione: Figura 3 Esempio di Scheda di Processo

23 Pag. 23/35 Revisione: / Autore : Approvata : APPENDICE 1 Valori raccomandati della profondità effettiva di cementazione a pezzo finito (dopo rettifica). Premessa: la profondità di cementazione a pezzo finito degli ingranaggi deve essere scelta in funzione del livello di sollecitazione a cui sono soggetti gli ingranaggi. Normalmente se l ingranaggio è maggiormente sollecitato a pressione superficiale (pitting) avrà bisogno di una profondità di cementazione maggiore, se invece prevarrà la sollecitazione a flessione alla base del dente (bending) sarà preferibile attestarsi su profondità leggermente inferiori anche per evitare il rischio di eccessiva cementazione della testa del dente con conseguente rischio di fragilità agli urti. In quest ottica, le formule e le indicazioni seguenti vanno inquadrate nell ambito del pre-dimensionamento o della progettazione preliminare e andranno sempre verificate sulla base di criteri più approfonditi e sulla scorta di precedenti esperienze. Per i moduli piccoli e medi (0.5 m n 16) si raccomanda di calcolare la profondità di cementazione a pezzo finito (dopo rettifica) mediante la relazione empirica seguente: h _ =, 375 e MIN 0 n ( m ) 0, 615 Per i moduli medi e grandi (16 m n 50) si raccomanda di calcolare la profondità di cementazione a pezzo finito (dopo rettifica) mediante la relazione seguente (rif. ANSI/AGMA 2101-D04): h e _ MIN 25,4 = 3, mn 0,86105 Le due formulazioni sono approssimate da un unica equazione che può essere utilizzata, ma con minore accuratezza, nell intero campo (0,50 m n 50) : e MIN = n 0,893 ( m 0,500) 0, 36 h _ 0,154 + Per i moduli medio / piccoli va anche verificato che la profondità di cementazione sia compresa nella banda 0,11 0,20 m n (valore medio ottimale 0,16 m n ) che e quella definita dal riferimento [1] quale ottimale ai fini della resistenza a flessione.

24 Pag. 24/35 Revisione: / Autore : Approvata : APPENDICE 1 (seguito) Una ulteriore verifica da farsi è confrontare il valore della profondità definita in base alle formulazioni precedenti con la relazione contenuta nel rif. [3] basata sul criterio della pressione superficiale: h e dove: sc d sen = cos ( α ) ( ) t mg βb mg + 1 h e profondità effettiva (dopo rettifica) al primitivo [mm] s c pressione superficiale massima [MPa] d diametro primitivo del pignone [mm] α t angolo di pressione trasversale [deg o rad] β b angolo d elica di base [deg o rad] m G rapporto di trasmissione Per definire il ciclo di trattamento termico è necessario aggiungere alla profondità di cementazione a pezzo finito il sovrametallo di rettifica. Questo va stabilito in base all esperienza con il tipo di materiale e il disegno dell ingranaggio che possono portare a maggiori o minori deformazioni da trattamento termico. Valori tipici minimi per il sovrametallo di rettifica sono forniti dalla seguente equazione tratta dal rif. [2]: u = 0,11 + 0, 015 s m n ATTENZIONE: va tenuto ben presente che i valori derivanti dalla precedente espressione sono puramente indicativi ed in molti casi, soprattutto per ingranaggi di elevato modulo, grandi dimensioni e conformazione tale da favorire le deformazioni da trattamento termico, non sono sufficienti a compensare le deformazioni e quindi garantire la corretta rettifica delle dentature. In tali casi il sovrametallo di rettifica di finitura dovrà essere determinato più accuratamente e concordato tra il Progettista, il Costruttore ed il Trattamentista sulla base di esperienze precedenti analoghe o altre valutazioni. La Tabella A1-1 è data come riferimento. Riferimenti: [1] Systematic Investigation on the Influence of Case Depth on the Pitting and Bending Strength of Case Carburized Gears T. Tobie, P. Oster, B.R. Hoehn Geartechnology, July-August 2005 [2] MAAG Gear Handbook AAVV 1990 [3] Handbook of Practical Gear Design D.W. Dudley 1984

25 Pag. 25/35 Revisione: / Autore : Approvata : APPENDICE 1 (seguito) TABELLA A1-1 m n h e_min u s_min TOLL u s_max h f_min h TOLL f_max (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 0,50 0,24 0,12 0,20 0,44 0,64 1,00 0,37 0,12 0,20 0,57 +0,20 0,77 1,25 0,43 0,13 0,21 0,64 0,84 1,50 0,48 0,13 0,21 0,69 0,99 2,00 0,57 0,14 0,22 0,79 1,09 2,25 0,62 0,14 0,22 0,84 1,14 +0,08 2,50 0,66 0,15 0,23 0,89 1,19 +0,30 2,75 0,70 0,15 0,23 0,93 1,23 3,00 0,74 0,15 0,23 0,97 1,27 3,50 0,81 0,16 0,24 1,05 1,35 4,00 0,88 0,17 0,25 1,13 1,43 4,50 0,94 0,18 0,26 1,20 1,60 5,00 1,00 0,18 0,28 1,28 1,68 5,50 1,07 0,19 0,29 1,36 1,76 6,00 1,13 0,20 0,30 1,43 1,83 +0,40 7,00 1,24 0,21 0,31 1,55 1,95 8,00 1,35 0,23 0,33 1,68 2,08 9,00 1,45 0,24 0,34 1,79 2,19 10,00 1,54 0,26 +0,10 0,36 1,90 2,30 11,00 1,64 0,27 0,37 2,01 2,51 12,00 1,73 0,29 0,39 2,12 +0,50 2,62 14,00 1,90 0,32 0,42 2,32 2,82 16,00 2,06 0,35 0,45 2,51 3,11 +0,60 18,00 2,26 0,38 0,48 2,74 3,34 20,00 2,48 0,41 0,51 2,99 3,69 +0,70 22,00 2,69 0,44 0,59 3,28 3,98 25,00 3,00 0,48 0,63 3,63 +0,80 4,43 +0,15 28,00 3,31 0,53 0,68 3,99 4,99 32,00 3,72 0,59 0,74 4,46 +1,00 5,46 36,00 4,11 0,65 0,85 4,96 5,96 40,00 4,50 0,71 0,91 5,41 6,61 +0,20 45,00 4,98 0,78 0,98 5,96 7,16 +1,20 50,00 5,46 0,86 1,06 6,52 7,72 m n : modulo della dentatura h e_min : profondità effettiva (dopo rettifica) al primitivo u s_min : sovrametallo minimo u s_max : sovrametallo massimo h f_min : profondità effettiva minima (dopo cementazione) al primitivo h f_max : profondità effettiva massima(dopo cementazione) al primitivo

26 Pag. 26/35 Revisione: / Autore : Approvata : APPENDICE 2 Esempio di rappresentazione di un ingranaggio di acciaio 20MnCr5 cementato, temprato, disteso e con superficie protetta e rettificata dopo il trattamento (da UNI 11221) Figura A2-1

27 Pag. 27/35 Revisione: / Autore : Approvata : APPENDICE 2 (seguito) Esempio di rappresentazione di un ingranaggio di acciaio 20MnCr5 cementato, temprato, disteso e con superficie protetta e rettificata dopo il trattamento (da UNI 11221) Figura A2-2

28 Pag. 28/35 Revisione: / Autore : Approvata : APPENDICE 3 Provini di controllo di prodotto Si raccomanda l impiego di provini standard per la verifica della microstruttura e delle proprietà dello strato cementato. Di seguito sono date indicazioni utili allo scopo. A3-1.1 Campione per la verifica del contenuto di carbonio nello strato (Rif. Par. 7.2) Si raccomanda l impiego di una provetta cilindrica, avente queste dimensioni: Diametro: 20 mm minimo Lunghezza: 100 mm minimo Il campione dovrà essere processato ed analizzato come indicato al Par A3-1.2 Provini di verifica qualità cementazione Per la verifica della profondità di cementazione (Par. 7.1), microstruttura (Par. 7.3), IGO (Par. 7.4), durezza superficiale (Par. 7.5), decarburazione (Par. 7.6), riduzione della durezza superficiale (Par. 7.7), durezza a cuore (Par. 7.8), valutazione dell austenite residua (Par. 7.9) si potranno impiegare i seguenti provini, come applicabile: Zone diverse da dentature: Un provino cilindrico di dimensioni indicative Ø 25 mm; L = 40 mm, che al termine dell intero processo di cementazione e bonifica dovrà essere tagliato trasversalmente, inglobato, preparato metallograficamente, quindi attaccato chimicamente, in funzione del materiale che si esamina. Per la misura dell austenite residua con metodo diffrattometrico, è possibile utilizzare una faccia piana di detto provino, opportunamente preparata. Dentature: È raccomandato l impiego di un settore dentato rappresentativo della dentatura, che includa almeno 2 denti. In alternativa potrà essere impiegato un provino analogo a quello indicato in Figura A2-1, adattando le dimensioni delle cave a quelle del particolare di riferimento. Figura A3-1

29 Pag. 29/35 Revisione: / Autore : Approvata : APPENDICE 4 Requisiti minimi secondo AGMA 2101-D04 e ISO

30 Pag. 30/35 Revisione: / Autore : Approvata : APPENDICE 4 (seguito)

31 Pag. 31/35 Revisione: / Autore : Approvata : APPENDICE 4 (seguito)

32 Pag. 32/35 Revisione: / Autore : Approvata : APPENDICE 4 (seguito)

33 Pag. 33/35 Revisione: / Autore : Approvata : APPENDICE 4 (seguito)