I vostri vantaggi utilizzando lame realizzate con materiali ESR

“Il motivo per cui KnifeSol è stata fondata è quello di fornire a tutti gli utenti di lame un prodotto davvero all’avanguardia. Perché siamo fieri nel dirvi questo? Perché la maggior parte dei clienti, non sa se sta usando una lama prodotta con materiale ESR o meno. Allo stesso modo, non sempre sa quali grandi vantaggi ha un materiale ESR (ottenuto con impianto di rifusione sotto scoria protettiva) rispetto a un materiale convenzionale standard (ottenuto con forno elettrico).

KnifeSol è qui per mettere luce a questa grande differenza che è stata nell’ombra per più di quaranta anni. Perché lo facciamo? Perché è la nostra missione fornire ai nostri clienti solo il miglior prodotto a prezzi competitivi.

È riconosciuto in tutto il mondo che l’utilizzo di materiali ESR in qualsiasi impiego, conferisce all’utensile una durata molto maggiore, rispetto all’uso di una lama ottenuta con materiali convenzionali. Per le lame utilizzate nel taglio del metallo, percentualmente parlando, possiamo affermare, senza timore, che una lama prodotta con materiale 1.2344 ESR dura almeno il 40% in più rispetto a una lama prodotta con materiale convenzionale 1.2344 prodotto convenzionalmente (standard). Una differenza notevole, se considerate quanto spendete per un set di lame standard che durano molto meno rispetto a un set di lame ESR.

Di seguito, per vostra opportuna conoscenza, vi vogliamo spiegare esattamente il perché é meglio una lama ESR. Tenete presente che siamo il primo fornitore di lame al mondo che pubblica questo, alla fine della lettura chiedetevi il perché?

Prendendo per esempio il materiale H13 (Wst. Nr. 1.2344), esso viene normalmente venduto con i seguenti valori di analisi chimica:

C

Si

Mn

Cr

Mo

V

0.40

1

0.4

5.3

1.4

1

Come di consuetudine, quando acquistate delle lame realizzate in materiale Wst Nr. 1.2344 / AISI H13, il fornitore della lama quasi mai vi fornisce un certificato completo del materiale della lama, dichiarando il processo di fusione dell’acciaio utilizzato. Dovete sapere che è quindi quasi certo, che state usando un materiale convenzionale (non ESR), per noi considerato obsoleto, poichè possiede tutti gli svantaggi che capirete andando avanti nella lettura.

Vogliate considerare che per il materiale Wst. Nr. 1.2344 / AISI H13 l’analisi chimica completa ha solo le seguenti due varianti di composizioni chimiche:

1.2344 / H13 (prodotto con fusione convenzionale)

C

Si

Mn

P

S

Cr

Mo

V

0.32-0.45

0.8-1.2

0.20-0.50


0.030


0.030

4.75-5.50

1.10-1.75

0.8-1.2

Oppure

1.2344 ESR / H13-ESR (prodotto con fusione con scoria elettroconduttrice)

C

Si

Mn

P

S

Cr

Mo

V

0.32-0.45

0.8-1.2

0.20-0.50

<
0.025

<
0.015

4.75-5.50

1.10-1.75

0.8-
1.2

La prima domanda da porsi è perché la maggioranza dei fornitori non vi parla mai dei due elementi S (zolfo) e P (fosforo), questi due elementi sono sempre presenti in tutti gli acciai da utensili! Qualcuno potrebbe pensare che per il loro piccolo valore siano irrilevanti, quindi possiamo affermare che chiunque lo pensi deve sapere che questa frettolosa considerazione è sbagliata e che molto probabilmente state ancora usando una lama che non è davvero nelle migliori condizioni che potreste avere. Ciò influirà sull’aumento dei costi di manutenzione delle lame e sulla riduzione della durata della lama.

“Qui di seguito vogliamo spiegarvi perché tutti gli elementi di un’analisi chimica sono fondamentali per la durata della lama.”

Carbonio – C
Per la maggior parte degli acciai per utensili è l’elemento più importante e quello che più di ogni altro ha la più grande influenza sulle caratteristiche dell’acciaio per utensili. All’aumentare del contenuto di carbonio, la temprabilità e la resistenza all’usura aumentano, mentre l’allungamento, la deformabilità, la lavorabilità si riducono.

Silicio –Si
Favorisce la separazione della grafite e restringe l’area della fase γ e aumenta la resistenza meccanica.

Manganese – Mn
Il manganese è un disossidante. Esso lega lo zolfo sotto forma di solfuri di manganese e riduce di conseguenza l’influenza dei solfuri di ferro, riducendo il pericolo di fragilità. Aumenta sia il punto di snervamento che la resistenza. Offre una buona resistenza al freddo per le sollecitazioni a bassa temperatura.

Fosforo – P
È considerato dannoso per l’acciaio per utensili, poiché determina forti segregazioni primarie durante la solidificazione del fuso e la possibilità di segregazioni secondarie allo stato solido. Queste segregazioni possono essere stabilizzate solo con difficoltà. Poiché è difficile ottenere una distribuzione omogenea del fosforo, è obbligatorio mantenere il suo contenuto molto basso. Già a livelli minimi, la fragilità aumenta. L’infragilimento del materiale causata dal Fosforo aumenta con l’aumentare del contenuto di carbonio, con l’aumento della granulometria e con la riduzione del rapporto di deformazione alla forgiatura, fragilità a freddo e sensibile alle sollecitazioni d’urto (tendenza alla rottura fragile).

Zolfo – S
Tra tutti gli elementi in acciaio, è quello che determina le più grandi segregazioni, perché i solfuri di ferro circondano i grani riducendo il loro legame, favorendo la rottura intercristallina durante la deformazione a caldo. Riduce la resistenza.

Chrome – Cr
Il cromo è un elemento formantore di carburi. I suoi carburi aumentano il mantenimento del filo tagliente e la resistenza all’usura. Il cromo aumenta la resistenza all’ossidazione, poiché la resistenza alla corrosione richiede un contenuto minimo di circa il 13%, che deve essere solubilizzato nella matrice. Riduce la conducibilità termica, la conducibilità elettrica e l’espansione termica. Il cromo rende l’acciaio adatto alla tempra in olio e aria.

Molibdeno – Mo
Il molibdeno è generalmente legato ad altri elementi. Il molibdeno riduce ampiamente la fragilità del rinvenimento e favorisce la formazione del grano fine. Il molibdeno aumenta il limite di snervamento e la resistenza ed è un potente formatore di carburi, migliorando le caratteristiche di taglio dei coltelli. Fa parte degli elementi che aumentano la resistenza alla corrosione. Il molibdeno forma lo stesso doppio carburo con ferro e carbonio, come il tungsteno, ma ha metà del peso atomico del tungsteno. Di conseguenza, il molibdeno può essere aggiunto al posto del tungsteno sulla base di circa una parte del molibdeno, in peso, per due parti di tungsteno.

Vanadio – V
Il vanadio rende il grano primario più fine ed è un forte formatore di carburi con conseguente aumento della resistenza all’usura, del mantenimento del tagliente, alla riduzione della sensibilità al surriscaldamento. A causa della formazione di carburi riduce la tenacità del materiale.

Oltre alle nozioni scritte sopra, il materiale rifuso ESR apporta i seguenti miglioramenti che un materiale fuso convenzionalmente non può mai ottenere:

  • ✓ elevata purezza
  • ✓ elevata omogeneità
  • ✓ alta isotropia
  • ✓ elevata tenacità anche intercristallina
  • ✓ elevata resistenza meccanica anche intercristallina

 KnifeSol ha quindi deciso di fornire ai propri clienti, lame prodotte con materiali ESR”


Come funziona un impianto ESR e come è in grado di fornire materiali ad alte prestazioni?

L’impianto ESR (Electro Slag Remelting) viene utilizzato per la produzione di acciai per utensili speciali. Il materiale di partenza utilizzato per la rifusione è il lingotto di acciaio ottenuto dal processo di fusione convenzionale. Viene utilizzato come elettrodo di consumo e ha già la composizione chimica del materiale desiderato. Per semplificare la spiegazione del processo di raffinazione, consultate qui sotto la rappresentazione dell’impianto ESR.

Il calore necessario per la rifusione è prodotto dal passaggio di corrente elettrica (CA) tra l’elettrodo (caricato negativamente) e la piastra di avviamento (caricata positivamente), situata sul fondo dello stampo di rame. Essenzialmente l’avvicinarsi dell’elettrodo vicino alla piastra di avviamento crea un corto circuito generando così un arco elettrico che rilascia un forte calore. Il calore prodotto dall’arco elettrico raggiunge temperature elevate tra 1800 e 2000 ° C, nel bagno di scorie liquide fuse. L’elettrodo immerso in esso inizia a sciogliersi sotto forma di gocce che, passando attraverso il bagno di scorie, reagiscono eliminando eventuali impurità (ossigeno, zolfo, fosforo e altri elementi indesiderati). L’acciaio liquido inizia a toccare il fondo della piastra di battuta e inizia a solidificarsi grazie allo stampo in rame raffreddato. L’elettrodo continua a sciogliersi, creando il nuovo lingotto di materiale rifuso.


Quali sono le differenze sostanziali del materiale dopo la solidificazione tra un lingotto prodotto con il processo di fusione convenzionale e un lingotto rifuso con il processo ESR?

Con i tradizionali processi di fusione, il lungo periodo di solidificazione del lingotto provoca segregazioni, inclusioni non uniformemente distribuite e, infine, qualche anomalia della struttura in quei punti in cui l’acciaio liquido non è più in grado di fluire durante la solidificazione.

Nel lingotto ESR, invece, si genera sempre solo una piccola quantità di acciaio allo stato liquido, per cui il flusso di calore e la cristallizzazione avvengono in modo costante.

Il materiale cresce liberamente e quasi parallelamente all’asse naturale longitudinale del lingotto. Il lingotto ottenuto da questo processo di rifusione / raffinazione è molto omogeneo e privo di difetti interni. Le segregazioni nel lingotto (chiamate macro-segregazioni) vengono sostanzialmente eliminata e le segregazioni interne (chiamate micro-segregazioni) vengono notevolmente ridotte.


Flusso di lavorazione semplificato della produzione di coltelli e lame in materiale 1.2344 ESR / H13-ESR:


Flusso di lavorazione semplificato della produzione di coltelli e lame in materiale 1.2344 /H13 (standard):


Purezza dell’acciaio / confronto 1.2344 standard risp. 1.2344-ESR:


Microstruttura materiali 1.2344 ricotto:

Micro omogeneità dei materiali 1.2344:


Influenza dei processi produttivi sulla resistenza all’usura e tenacità:

Questo è il motivo per cui il processo di rifusione ESR è riconosciuto come il processo di produzione preferito, per la realizzazione di materiali ad alte prestazioni che devono resistere alle elevate sollecitazioni.

Domanda finale per lei:
“Sapendo tutto quanto sopra preferite comunque utilizzare una lama standard convenzionale o una lama ESR?”