Officina: la fusione contro la forgiatura

Forgiatura e scelte obbligate

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Il processo più diffuso mente impiegato è la forgiatura, che si effettua impiegando stampi di acciaio (di norma in due parti) e obbligando il materiale a scorrere al loro interno, sotto una forte pressione, fino ad assumere la forma della loro cavità interna, ossia dell’”impronta”. In campo moto vengono impiegati componenti forgiati in lega di alluminio e in acciaio.

Per quanto riguarda quest’ultimo si tratta di una scelta obbligata. L’acciaio ha una temperatura di fusione molto alta e questo impedisce l’impiego di conchiglie (ossia di stampi metallici) e rende comunque impegnativa una eventuale colata, anche perché allo stato liquido non è che esso scorra molto bene. Non troverete nelle vostre moto dei componenti in acciaio fuso. Fanno eccezione soltanto alcune parti di modeste dimensioni, peraltro impiegate raramente (ad esempio nei punti di giunzione dei tubi di alcuni telai), che vengono ottenute per investment casting, processo noto anche come microfusione.

È anche possibile realizzare alcune parti per sinterizzazione, ma le loro caratteristiche non sono a livello di quelle che si ottengono con la forgiatura. All’interno del motore gli organi meccanici in acciaio forgiato dominano; basta pensare alle bielle e agli alberi a gomiti. E poi ci sono ingranaggi, alberi a camme, bilancieri, valvole, cuscinetti e via dicendo… In pratica, tutti i componenti mobili a eccezione dei pistoni.

Le leghe di alluminio sono divise in due grandi gruppi, comprendenti rispettivamente quelle da lavorazione plastica, che in genere hanno caratteristiche meccaniche nettamente migliori, e quelle da fonderia. Anche le sigle impiegate per designarle sono differenti. Questo però non significa che svariate leghe non possano venire impiegate sia per realizzare parti forgiate che per realizzarne altre fuse. Un tipico esempio è la nota Mahle 124 (al 12% di silicio, più modeste quantità di rame, magnesio e nichel) che può essere utilizzata per produrre pistoni sia forgiati che fusi.

Le caratteristiche finali del materiale però cambiano in una certa misura a seconda di quale dei due sistemi produttivi viene impiegato. Questo è dovuto al fatto che dopo la forgiatura la grana cristallina del materiale è fine, compatta e uniforme e che il materiale è completamente privo di porosità. Inoltre la fibratura impartita al metallo può rivelarsi vantaggiosa. A temperatura ambiente la resistenza a trazione della lega Mahle 124 forgiata è all’incirca del 49% più alta rispetto alla stessa lega fusa. La differenza si riduce notevolmente a caldo: a 250 °C è infatti dell’ordine del 12%. Occorre però considerare anche la resistenza a fatica, diversa nei due casi.