INTRODUZIONE

Le macchine per la chiusura dei contenitori stanno diventando sempre più complesse. Le velocità di chiusura sono molto alte in industrie come il riempimento di bibite e bibite gassate, richiedendo un’alta qualità di funzionamento. I miglioramenti apportati dai loro produttori negli ultimi anni includono l’uso di mandrini di bloccaggio e rulli – o carrelli – trattati con nitruro di titanio.

Tradizionalmente, gli utensili di bloccaggio erano fatti di acciai ad alto contenuto di cromo e indeformabili. Per esempio un F521, secondo la codifica più comune in Spagna. Con l’uso del rivestimento in nitruro di titanio, l’acciaio di cui è fatto può essere lo stesso, compreso il suo trattamento finale. La differenza sta nel fornire un sottile strato superficiale di protezione con questo materiale. Gli conferisce il caratteristico aspetto dorato che tutti conosciamo.

RIVESTIMENTO

Il titanio, simbolo Ti, è un elemento metallico bianco-argenteo che viene usato principalmente per preparare leghe leggere e resistenti. Ha un’alta resistenza alla corrosione e un’alta resistenza meccanica, ma è molto più costoso dell’acciaio, il che limita il suo uso industriale. Il titanio brucia con l’ossigeno a 610 °C per formare biossido di titanio, e con l’azoto a 800 °C per formare nitruro di titanio (TiN).

Il rivestimento in nitruro di titanio è un processo in cui il titanio viene fuso ad alta temperatura, sulla superficie esterna dell’attrezzatura di fissaggio, che sia un mandrino o un carrello. Infatti, due processi possono essere utilizzati per l’applicazione del nitruro di titanio. Un processo è la deposizione fisica (PVD), l’altro è la deposizione chimica da vapore (CVD).

La differenza tra i due sistemi è drastica. Il PVD è usato a basse temperature, per esempio 480ºC. È davvero un rivestimento cosmetico, che ha poca o nessuna efficacia nell’esecuzione dell’utensile. Attraverso lo sviluppo progressivo della ricerca, il sistema PVD fu presto eliminato come metodo serio per migliorare le prestazioni degli utensili di aggraffatura. Il sistema CVD viene applicato a 1000º C, a questa temperatura è quando il titanio si fonde realmente sulla superficie del materiale da rivestire.

Entrando un po’ più in dettaglio, la CVD o “deposizione chimica da vapore” è una tecnologia di deposizione chimica da vapore (CVD) e permette l’applicazione di rivestimenti su un materiale, partendo da certi gas precursori che reagiscono per mezzo di un’attivazione termica.

Nel caso specifico che stiamo discutendo, uno strato di TiN (nitruro di titanio) viene depositato sull’acciaio scelto. Per questo, il TiN è a circa 1000º C, allo stato di vapore e crea uno strato che assomiglia allo strato di ossido che l’ossigeno dell’atmosfera genererebbe su un pezzo di acciaio. La differenza è che questo strato aderisce semplicemente con il calore e il contatto. Si mantiene un forte legame tra i due, perché parte dell’acciaio si diffonde nel TiN e il nitruro di titanio si diffonde nell’acciaio, ma non reagiscono tra loro, quindi non c’è reazione chimica. In verità si tratta di un’adesione puramente fisica.

Il sistema CVD ha un rendimento comprovato. Tuttavia, nel processo di produzione industriale, a causa dell’alta temperatura coinvolta, c’è un rischio significativo di distorsione dei pezzi. Tuttavia, le ditte specializzate sono riuscite a risolverlo in modo soddisfacente attraverso un controllo molto rigoroso del processo.

Il rivestimento è spesso 3 micron. Ci sono diverse ragioni per cui è stato introdotto il nitruro di titanio:

1.- Aumenta la durezza superficiale degli utensili.

2.- Migliora notevolmente la finitura superficiale. Questo riduce il grado di danneggiamento della lacca esterna che si verifica durante il processo di sigillatura dei coperchi in alluminio, banda stagnata e TSF.

3.- Miglioramento sostanziale della vita dei componenti, in particolare nei carrelli di chiusura, dove la vita è stata prolungata in media di 3 volte.

Quest’ultimo vantaggio è particolarmente interessante nella costruzione di carrelli elevatori di primo funzionamento, che di solito presentano un’elevata usura.

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