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- L'impianto di ricottura -
L'impianto di ricottura [EN] continua è indispensabile al fine di realizzare
la purificazione, la ricottura ed il raffreddamento dei fili trafilati. Durante la lavorazione di
trafilatura, la tensione iniziale del filo deve essere superiore al carico di snervamento
al fine di determinare la deformazione, mentre la tensione finale del filo deve
essere inferiore al carico di snervamento che lo porterebbe a rottura. Questa
situazione si verifica solo se il filo incrudisce durante la trafilatura. I fili presentano una struttura cristallina [IT] modificata in
seguito alla trafilatura: i grani, durante la lavorazione, ruotano in maniera
da allungarsi determinando delle orientazioni preferenziali, le quali causano
il comportamento anisotropo
del metallo di cui sono costituiti. Di conseguenza si ha un’alterazione delle
proprietà fisiche del metallo, ovvero:
·
una riduzione della duttilità;
·
una riduzione della conduttività;
·
una riduzione della resistenza alla corrosione;
·
una riduzione della deformazione a
rottura;
·
un incremento del carico di
rottura.
Il filo incrudito non è
utilizzabile senza un’opportuna ricottura di ricristallizzazione (ad esempio il
rame non sarebbe sufficientemente flessibile per i cavi elettrici e per di più
presenterebbe una conducibilità limitata). La ricottura di ricristallizzazione
è un trattamento termico utilizzato per eliminare l'incrudimento [EN] e le tensioni
residue e per dare la possibilità di effettuare una successiva lavorazione a
freddo. La ricottura, successiva ad una
lavorazione di trafilatura, è costituita
da tre stadi:
- Recovery
o “ricottura di distensione” in cui le dislocazioni si muovono e vanno a
formare i bordi di una struttura di sottograni poligonalizzati. Si
verifica la riduzione delle tensioni residue ed il ripristino della
conduttività elettrica;
- Ricristallizzazione
in cui nucleano nuovi grani ai bordi delle celle della struttura
poligonalizzata con un minor numero di dislocazioni, producendo una fine
struttura ricristallizzata. Si ha un minore carico di rottura ma una
duttilità migliorata. Questa seconda fase avviene ad una temperatura
uguale al 40% della temperatura assoluta di fusione del metallo e si
riduce tanto più, quanto più è deformato il metallo. La temperatura di
ricristallizzazione del rame [IT] [FR] è compresa tra i 200°C e i 250°C;
- Ingrossamento
del grano, meno rapido delle prime due fasi, porta dalla nuova struttura
instabile a grani più grandi.
Il percorso di ricottura dei fili è il seguente:
·
Dall'anello di rinvio al primo
anello di ricottura avviene un preriscaldamento iniziale (tra 160°C e 280°C).
·
Dal primo al secondo anello di
ricottura si effettua la ricottura per effetto Joule (nel tratto dal primo anello al livello dell’emulsione refrigerante). Di
conseguenza si ha una prima fase in cui il filo si riscalda per conduzione, e
successivamente l’inizio del raffreddamento nell’emulsione. Quest’ultima ha la
duplice funzione di raffreddare e pulire il filo.
·
Infine dal secondo al terzo anello
avviene la seconda parte del raffreddamento nell’emulsione e l’asciugatura ad
aria compressa.
I due parametri monitorati nella fase di ricottura sono la corrente I [DE] e la tensione V [DE]. Nei fili sottili e capillari i valori della corretne ed il tempo di ricottura sono loto ridotti a causa della sezione e minima dasottoporre a ricottura. La temperatura di ricottura dela rame tra i 500°C ed i 550°C, mentre l'emulsione viene mantenuta a 37-40°C. E' necessario controllare attentamente la temperatura del filo di rame all'uscita del forno in quanto, se elevata (>50°C), si ha a contatto dell'aria la formazioni di ossidi.
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