L'azione di scorrimento di due parti metalliche provoca su di esse un'usura chiamata "Metallo corroso”. Tuttavia, non necessita di un'azione di scorrimento continua tra le superfici nel tempo, anche un singolo contatto disallineato può causare il grippaggio. Il difetto di grippaggio causa l'adesione indesiderata tra le parti metalliche, il che aumenta il tasso di difettosità e la costosa manutenzione.
Per prevenire il galling, è essenziale capire cosa sia il galling nel metallo, le sue cause e le strategie anti-galling. Continua a leggere, questo articolo includerà tutte queste elaborazioni.
Che cosa è il Metal Galling? Definizione e fenomeni
Cos'è il grippaggio nel metallo? È caratterizzato da usura adesiva tra le superfici metalliche dovuta all'attrito ad alta pressione. L'eccessiva pressione di attrito trasferisce il materiale da una superficie scorrevole all'altra, il che causa usura e aderenza. È possibile identificare l'area di grippaggio tramite l'identificazione di danni visivi sulla superficie della parte, in genere ruvida, sollevata o strappata. Quindi, eventuali graffi, degradazione del materiale o sporgenza potrebbero suggerire questo difetto.
Meccanismo irritante/ Per gentile concessione: ResearchGate
Il grippaggio del metallo è un fenomeno microscopico associato alla deformazione plastica localizzata in punti di contatto elevati della superficie. Man mano che gli strati di ossido sulle superfici metalliche si consumano, le molecole di metallo nudo entrano in contatto diretto. Formano legami metallurgici che aiutano nel trasferimento di materiale minore o nella saldatura a freddo, con conseguente formazione di grumi sollevati (chiamati galle). Queste galle aumentano ulteriormente l'attrito man mano che il movimento di scorrimento continua.
Usura per adesione sul cuscinetto
Inoltre, il grippaggio è soggetto a tutti i metalli e le leghe, in particolare i componenti in lamiera come quelli prodotti con processo di stampaggio dell'alluminio o altri elementi di formatura della lamiera. Si può osservare anche in elementi di fissaggio, sistemi idraulici, cuscinetti, ecc.
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Usura del metallo contro usura abrasiva contro usura da corrosione
Per comprendere meglio il grippaggio del metallo, confrontiamolo con altri due tipi di usura: usura abrasiva e usura da corrosione. Tutte queste usure sono distinte per le loro cause e il meccanismo di formazione.
Usura abrasiva
La tabella seguente riassume brevemente le principali differenze;
| Aspetto | Metallo corroso | Usura abrasiva | Usura per corrosione |
| Causare | Usura adesiva dovuta al contatto metallo-metallo sotto carico. | Le particelle dure raschiano o erodono la superficie. | Le reazioni chimiche degradano il materiale. |
| effetti | Strappo superficiale e saldatura a freddo | Solchi, graffi o erosione superficiale. | Arrugginimento, corrosione o perdita uniforme di materiale. |
| Condizioni | Alta pressione, slittamento e lubrificazione insufficiente. | Presenza di detriti o particelle abrasive. | Esposizione a umidità, sali o sostanze chimiche. |
| Prevenzione | Lubrificanti, metalli diversi o rivestimenti superficiali. | Materiali più duri, rivestimenti resistenti all'usura. | Leghe resistenti alla corrosione, pellicole protettive. |
| Applicazioni interessate | Cuscinetti, filettature e componenti idraulici. | Utensili, nastri trasportatori e sistemi di rettifica. | Strutture marine, condotte e attrezzature per esterni. |
Quali sono le cause dell'usura dei metalli?
La causa principale del grippaggio del metallo è l'attrito tra due o più parti metalliche a contatto, in genere la maggiore forza di attrito sotto alta pressione. Tuttavia, l'attrito può essere il risultato di diverse cause indipendenti, tutte responsabili del grippaggio delle superfici metalliche. Ciò include la compatibilità dell'accoppiamento dei materiali, la mancanza di lubrificazione, lo stress eccessivo sulle parti scorrevoli, la rugosità superficiale, ecc.
Discutiamo brevemente alcune cause chiave:
Composizione: Lo scorrimento di materiali simili con le stesse proprietà metallurgiche produce calore e ammorbidisce il materiale per il trasferimento microscopico da una superficie all'altra. Quindi, questo trasferimento viene saldato sulla seconda parte e provoca l'usura del materiale.
Mancanza di lubrificazione: La mancanza di lubrificazione tra superfici rotanti o scorrevoli aumenta il contatto diretto tra le molecole del materiale, intensificando il riscaldamento localizzato e causando l'usura.
Stress eccessivo: Gli elevati carichi o la pressione di contatto consentono una maggiore interazione tra le superfici e aumentano lo stress locale. Ciò favorisce il grippaggio, specialmente nei componenti di fissaggio.
Qualità della finitura superficiale: Le finiture superficiali ruvide facilitano più punti di contatto quando due o più parti scivolano o si muovono, aumentando l'attrito e quindi l'usura.
Effetti termici: Un'altra causa sono le temperature elevate o fluttuanti. Accelerano la degradazione del lubrificante, la deformazione e l'adesione
Cause ambientali: La corrosione sulle superfici dei pezzi e il funzionamento in ambienti abrasivi causano attrito e usura.
Queste cause indicano che la qualità complessiva delle parti prodotte e le considerazioni di assemblaggio incidono sul grippaggio delle parti metalliche. Nel frattempo, alcune cause sono correlate alla movimentazione e alle operazioni.
Come prevenire le irritazioni? Sei strategie pratiche
Elementi di fissaggio spruzzati
Dopo aver compreso cos'è l'usura del metallo e quali sono le sue cause, passiamo alle azioni o strategie di prevenzione, dalla scelta del materiale giusto al rivestimento aggiuntivo sulla superficie del pezzo.
- Evitare materiali simili
Accoppiamento di metalli dissimili
Parti con lo stesso materiale accelerano il trasferimento del materiale e la lavorazione a freddo, mentre materiali distinti offrono le migliori proprietà anti-grippaggio. Quindi, controlla le proprietà metallurgiche delle parti scorrevoli e assicurati che abbiano strutture distinte. Ad esempio, usare una parte in rame e un'altra in ottone può essere la soluzione migliore piuttosto che una composizione simile. Puoi leggere le differenze metallurgiche di Ottone contro rame qui. Successivamente, alluminio e acciaio possono essere un'altra coppia compatibile.
- Lubrificazione tra superfici
Lubrificazione della sezione scorrevole di una cremagliera
È possibile applicare lubrificanti contenenti elementi anti-grippaggio come nichel e bisolfuro di molibdeno. La lubrificazione fornisce una barriera tra le superfici di contatto e riduce l'attrito. Di conseguenza, i lubrificanti solidi come il PTFE possono funzionare meglio in alcune condizioni.
- Applicare il rivestimento superficiale
Una delle strategie efficaci per prevenire il grippaggio del metallo è il rivestimento delle superfici, che agisce come una barriera fisica e riduce l'interazione. Per ridurre l'attrito, è anche essenziale avere una finitura liscia dello strato di rivestimento.
Rivestimento anti-grippaggio
Il nitruro di titanio, lo zinco e il fosfato sono alcuni esempi di materiali di rivestimento per l'antigrippaggio, che possono essere applicati con galvanica o placcatura chimicaInoltre, è possibile applicare la deposizione da vapore di AlCrN o TiAlN per un rischio minimo di adesione.
Se sei più interessato, leggi galvanica vs anodizzazione, due metodi che possono essere utilizzati per prevenire l'usura del metallo.
- Controllo del carico e pressione di contatto
Che si tratti di elementi di fissaggio, cuscinetti o pistoni idraulici, evitate sovraccarichi e pressioni di contatto elevate. Inoltre, precarichi eccessivi possono anche aumentare l'attrito. Per garantire ciò, usate utensili calibrati, considerate la lubrificazione e sistemi di controllo digitale.
- Considera i fattori esterni
Applicare le finiture necessarie e considerare le variabili operative se si utilizzano parti metalliche in condizioni ambientali difficili come ambienti marini, acidi, umidi, ad alta temperatura e abrasivi. Potrebbe essere necessario considerare anche le scelte dei materiali in tali condizioni.
- Manutenzione periodica
Pulire regolarmente detriti, contaminazioni e corrosione. Quindi, riapplicare il lubrificante. Ciò garantisce un funzionamento continuo senza grippaggio.
Quali metalli sono soggetti a usura?
Sebbene tutti i tipi di metallo e leghe possano subire il grippaggio, alcuni sono più suscettibili a causa delle loro favorevoli proprietà metallurgiche. Le parti metalliche con elevata duttilità e formabilità sono soggette a grippaggio, come l'alluminio, <strong> bacinella </strong> in acciaio inossidabile,, e acciaio austenitico. Inoltre, il metallo che sviluppa strati di ossido può anche aumentare il rischio di grippaggio.
Sverniciatura dell'alluminio
L'alluminio è un metallo relativamente morbido con elevata duttilità, quindi il materiale tende a usurarsi e indurirsi facilmente. In particolare, due componenti mobili con alluminio sono ad alto rischio. Filettatura, elementi di fissaggio e cursori delle porte sono alcuni esempi.
Sverniciatura nello stampaggio dell'alluminio
Per prevenire il grippaggio dell'alluminio, ridurre la pressione e applicare lubrificanti. È anche possibile applicare anodizzazione o altre finiture dure.
Acciaio inossidabile
I gradi austenitici di acciaio inossidabile sono più suscettibili al grippaggio rispetto ad altri, 303, 304, 316, ecc. Il motivo è la loro duttilità e le proprietà di tempra hork. Successivamente, l'assenza di una superficie tenace e la formazione di strati di ossido auto-passivanti contribuiscono ulteriormente all'effetto di grippaggio.
Sfregamento su elementi di fissaggio in acciaio inossidabile
Per prevenire l'usura dell'acciaio inossidabile, utilizzare gradazioni diverse come 316 e 420, utilizzare Rivestimento superficiale in PTFEe applicare una lubrificazione adeguata.
Titanio grippaggio
La capacità di gestire elevate sollecitazioni e la bassa conduttività termica rendono il titanio più incline al grippaggio del metallo. I gradi di titanio hanno elevati coefficienti di attrito che promuovono anche l'adesione del materiale.
Per prevenire l'usura del titanio, ottimizzare la progettazione per una bassa concentrazione di stress, applicare rivestimenti come TiN e lubrificare le superfici.
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Riassumendo
Formabilità, duttilità, incrudimento e morbidezza sono le principali proprietà del materiale che rendono il metallo suscettibile al grippaggio. Nel frattempo, la frazione superficiale, l'elevato stress, il disallineamento, l'alta temperatura e altre condizioni operative sono le cause principali di ciò. Tuttavia, è possibile adattare le strategie appropriate per la prevenzione, come l'applicazione di lubrificazione, rivestimento superficiale ed evitare stress eccessivi.
Nel complesso, l'ottimizzazione dell'abbinamento dei materiali e del trattamento superficiale aiuta ad affrontare il usura del metallo. In ProlenTech, possiamo fornire servizi completi di finitura superficiale e rivestimento anti-grippaggio, che si tratti di viti lavorate a CNC o di prodotti in lamiera. Inoltre, i nostri ingegneri ed esperti del settore ti aiutano nella selezione dei materiali e nelle soluzioni di lubrificazione appropriate.
Da granigliatura all'anodizzazione e al rivestimento in nitruro, abbiamo soluzioni complete per il trattamento delle superfici. Carica il tuo progetto e richiedi un preventivo oggi stesso!
DOMANDE FREQUENTI
Che cosa si intende per grippaggio nelle parti metalliche?
Il grippaggio è un'usura adesiva che si verifica quando due superfici metalliche scivolano l'una contro l'altra sotto pressione, causata dalla saldatura microscopica del materiale nei punti di contatto.
Come evitare che il metallo si attacchi tra le parti in alluminio?
Una lubrificazione adeguata, l'anodizzazione con finitura liscia e l'accoppiamento dell'alluminio con metallo duro per applicazioni scorrevoli aiutano a evitare l'usura tra le parti in alluminio.
Quali applicazioni sono più soggette al grippaggio del metallo?
Le applicazioni relative a contatti scorrevoli, di fissaggio e ad alta pressione sono suscettibili di soffrire di grippaggio. Alcuni esempi sono bulloni, dadi, parti di macchine, cuscinetti, pistoni e saracinesche.
Cosa sono i lubrificanti antigrippaggio?
PTFE, bisolfuro di molibdeno, composti anti-grippaggio e lubrificanti a film secco sono alcuni lubrificanti anti-grippaggio. Un lubrificante comune sul mercato per applicazioni anti-grippaggio è WD-40® detergente per pavimenti.