Pallinatura controllata - Shot Peening

Processo atto a consolidare e compattare le superfici.

Descrizione delle principali applicazioni di granigliatura e suggerimenti tecnici sul prodotto più indicato per l'ottenimento della lavorazione richiesta.
Le seguenti indicazioni non possono essere considerate universalmente valide, ma come punto di partenza.

Il processo

Esistono diverse tecniche per migliorare la resistenza dei pezzi meccanici nei confronti della sollecitazione a fatica con conseguente aumento della vita dei componenti. Tra di esse troviamo quelle che in vari modi tendono a generare sulla superficie degli stessi, uno sforzo residuo di compressione; infatti le rotture per fatica hanno origine proprio sulla superficie dei pezzi. Quindi il principio fondamentale seguito da questi trattamenti, tra i quali spicca la pallinatura (shot peening), consiste nel fare in modo che negli strati superficiali la trazione generata dai carichi esterni venga ridotta, sovrapponendole uno strato di compressione “artificiale” generato non già da carichi esterni quanto piuttosto dal trattamento stesso. La somma di trazione e compressione fornisce come risultato uno stato di sforzo superficiale più favorevole. Questo tipo di lavorazione crea una superficie forte ovvero quella che possiede caratteristiche meccaniche superiori rispetto al nucleo in quanto sede di sforzi di compressione che ostacolano la propagazione delle microcricche di fatica.
Tra i trattamenti superficiali, la pallinatura controllata è spesso utilizzata (in particolar modo nell’industria automobilistica e in quella aeronautica) per incrementare la resistenza a fatica e la durezza superficiale delle macchine e degli elementi strutturali ed è a volte preferibile ai più tradizionali trattamenti termochimici per la maggiore versatilità, il migliore impatto ambientale e il costo relativamente limitato. La pallinatura poi, migliora la distribuzione delle tensioni superficiali eventualmente turbate da lavorazioni meccaniche o da trattamenti termici e attenua notevolmente la concentrazione degli sforzi provocati da intagli, filettature e decarburazioni superficiali. Altri benefici sono la maggior resistenza a stress-corrosion, la diminuzione di porosità e infine la superficie in virtù delle fossette superficiali (dimple) riesce a trattenere in maniera efficace eventuali oli o grassi per lubrificazione. Il trattamento di pallinatura consiste nel bombardare la superficie dei pezzi con sfere di acciaio, ceramica o vetro (il pezzo viene sottoposto all’azione di un flusso di sfere di diverso diametro) al fine di plasticizzare gli strati superficiali di materiale dell’elemento meccanico, inducendo così tensioni residue di compressione e incrudendo la superficie stessa. Si attribuisce proprio al campo di tensioni residue sotto pelle e in minor misura all’incrudimento provocato dalla deformazione plastica, il miglioramento della resistenza a fatica in quanto questo previene la nucleazione e inibisce la propagazione di cricche di fatica.

Benefici ottenibili

La pallinatura controllata è un trattamento atto a migliorare la resistenza a fatica di componenti meccanici in materiale metallico. Non deve essere confuso con la pallinatura convenzionale che, al contrario, è un trattamento di pulizia di superfici. La pallinatura controllata può raggiungere notevoli profondità di penetrazione ed è spesso impiegato per ritardare od eliminare la formazione di cricche di fatica. In ambienti aeronautici viene impiegato anche prima dei rivestimenti galvanici per eliminare l' infragilimento derivante dalla deposizione dello strato. Possono essere trattati con efficacia tutti i materiali metallici come acciaio bonificato, acciaio cementato, acciaio nitrurato, leghe leggere in genere ed in particolare ergal, titanio in tutti gli stati di trattamento termico, leghe di magnesio, leghe di boro, leghe o superleghe a base nichel, inconel, maraging, compositi a matrice metallica etc. Gli incrementi di resistenza che si possono ottenere sono molto spesso davvero rilevanti. Essi dipendono oltre che dalle caratteristiche del trattamento anche dallo stato superficiale del pezzo e dalle condizioni di carico.

Materiali	Prodotto Consigliato
Fusioni di acciaio al carbonio Metalli ferrosi	Cilindretti Shot Peeningning
Fusioni di metalli non ferrosi Metalli non ferrosi	Amacast Cilindretti inossidabili Microsfere di ceramica Microsfere di vetro