Gallerie metalliche: Cos'è e come si risolve?

La gallerizzazione del metallo è un problema comune quando si lavora con parti metalliche, ed è un problema da non ignorare. Se non viene affrontato correttamente, può causare danni agli utensili, costosi tempi di inattività e parti rotte.

Per evitare questo problema, è necessario capire quali sono le sue cause, quando si verifica e quali sono i materiali più a rischio. Condividerò anche semplici modi per prevenirlo e suggerimenti per riparare i pezzi danneggiati in caso di gallaggio.

Che cos'è la scagliatura del metallo?

Ecco una semplice definizione di gallamento del metallo: è quando due superfici metalliche scivolano l'una contro l'altra, si incollano e si strappano sotto pressione. L'incollamento avviene nei punti di contatto e può causare gravi danni quando le parti si muovono o si separano.

Spesso è presente in bulloni, cuscinetti, pistoni e parti metalliche scorrevoli. Peggiora con carichi elevati, scarsa lubrificazione, calore e metalli morbidi come l'alluminio e l'acciaio inossidabile. L'incrostazione può essere piccola o molto visibile, ma influisce sempre sulle prestazioni del pezzo.

Quando si verifica l'ingrassamento?

L'attrito metallico inizia di solito quando i sottili strati di ossido protettivo sulle parti metalliche si consumano. Una volta eliminato questo strato, le superfici metalliche nude entrano in contatto diretto e si uniscono in alcuni punti.

Quando le parti si muovono, la pressione e l'attrito fanno sì che questi punti incollati si stacchino. Si tratta di un tipo di usura adesiva, in cui i pezzi di metallo si attaccano, si staccano e creano chiazze e protuberanze. I metalli più morbidi e duttili sono più inclini alla formazione di galla perché si deformano e si incollano facilmente sotto pressione.

Qualsiasi tipo di macchinario metallico esposto a un attrito eccessivo è a sua volta a rischio di galla, soprattutto in assenza di un'adeguata lubrificazione.

Tipi di metalli soggetti a scagliatura

Alcuni metalli sono più inclini alla formazione di galla rispetto ad altri. Per questo motivo è importante conoscere questi tipi di metalli per poter scegliere il materiale giusto e far funzionare i pezzi a lungo:

Acciaio inox

Acciaio inox può causare una formazione di ghiaccio quando le parti scorrono e si premono l'una contro l'altra. Può lacerarsi o bloccarsi, indebolendo l'impianto. Per evitare questo problema, scegliete il tipo di acciaio inossidabile giusto, trattate la superficie e utilizzate sempre una lubrificazione adeguata.

Alluminio

L'alluminio è tenero e tende a incrinarsi quando le parti cariche si sfregano tra loro. Le superfici possono incollarsi, piegarsi e usurarsi rapidamente. È possibile prevenire questo fenomeno utilizzando leghe di alluminio più dure, aggiungendo rivestimenti o applicando lubrificanti.

Titanio

Titanio si lega sotto pressione, soprattutto nelle parti in movimento o in rotazione. Questo rende difficile l'utilizzo in alcuni lavori. Per ovviare a questo problema, è necessario utilizzare superfici lisce, una buona lubrificazione e assicurarsi che le parti accoppiate siano ben assortite.

Diversi fattori che causano la scagliatura del metallo

Prima di parlare di prevenzione, è bene conoscere i fattori che causano la formazione di galla, come ad esempio i seguenti:

Alta pressione

Quando si spingono insieme due superfici metalliche con una forte pressione, i punti di contatto vengono sollecitati. Questa sollecitazione rende il metallo morbido e deformato. Se la pressione rimane elevata, le superfici possono iniziare a incollarsi e a lacerarsi. Maggiore è la pressione esercitata, maggiore è la possibilità che si verifichi un'incrinatura.

Movimento relativo

Quando le parti metalliche si muovono l'una contro l'altra sotto pressione mentre sono a contatto, come se scivolassero, si torcessero o ruotassero. Lo sfregamento costante crea calore e rompe gli strati superficiali. Quando queste superfici si usurano, iniziano a incollarsi e piccoli pezzi di metallo si trasferiscono da una superficie all'altra. È così che ha inizio la gallerizzazione, che peggiora con i continui spostamenti.

Accoppiamento di metalli simili

Se si utilizzano metalli con le stesse proprietà, ad esempio inossidabile contro inossidabile, è più probabile che si attacchino l'uno all'altro. I loro atomi si legano facilmente quando vengono pressati e spostati, il che rende più veloce la formazione di galla.

Mancanza di lubrificazione

Se non si usa una lubrificazione sufficiente, le parti metalliche sfregano direttamente l'una contro l'altra. Ciò aumenta l'attrito e il calore, facilitando l'incollaggio, il bloccaggio e la rottura delle superfici.

Detriti

Se piccoli trucioli, sporcizia o particelle metalliche si inseriscono tra le parti mobili, agiscono come piccoli utensili da taglio. Graffiano e danneggiano le superfici, causando così galla eventualmente.

Texture della superficie

La struttura di un metallo influisce sulla facilità di formazione di galla. Se la superficie è ruvida, presenta piccoli picchi e valli che possono impigliarsi e attaccarsi quando si premono le parti. Questo porta a strappi e danni. Se la superficie è troppo liscia, non si incastra così facilmente, ma l'ampia area di contatto può comunque far aderire i metalli quando si muovono.

Anche le superfici appena tagliate o lavorate rappresentano un problema. Se non c'è uno strato protettivo, il metallo nudo si attacca facilmente sotto la pressione e il movimento. Se non si adottano le giuste precauzioni, è più probabile che i pezzi nuovi si rompano.

Temperatura, umidità e ambienti corrosivi

Le alte temperature rendono il metallo più morbido e appiccicoso. L'umidità può provocare la corrosione, che modifica la superficie e rimuove lo strato protettivo. In ambienti corrosivi, come luoghi con acqua salata, sostanze chimiche o vapori acidi, la corrosione avviene più rapidamente e lascia la superficie ruvida ed esposta.

Come prevenire la formazione di peli?

Ora che si conosce la causa della gallerizzazione dei metalli, sarà più facile capire come prevenirla. Ecco i modi più comuni per prevenire la formazione di galla:

Soluzioni di lubrificazione

Il modo più semplice per controllare la formazione di galla è l'uso di lubrificanti adeguati. Oli, grassi e prodotti antigrippaggio creano un sottile strato tra le superfici metalliche. Questo riduce il contatto metallo-metallo, diminuisce l'attrito e tiene sotto controllo il calore.

Gestione del carico

L'alta pressione, il calore e la velocità aumentano il rischio di formazione di galla. È possibile ridurre questo rischio riducendo il carico, serrando i bulloni alla coppia corretta e rallentando le parti in movimento quando possibile. Anche la riduzione della temperatura attraverso i sistemi di raffreddamento è utile.

Rivestimento di superficie

Dal momento che la galla inizia in superficie, l'aggiunta di rivestimenti protettivi può essere d'aiuto. Opzioni come nitrurazioneI rivestimenti in anodizzazione o in teflon rendono le superfici più dure o più lisce, impedendo al metallo di attaccarsi.

Selezione e trattamento del materiale

La giusta selezione dei materiali è importante, poiché alcuni metalli si sfarinano più facilmente di altri. Quando si scelgono le coppie di materiali, controllare sempre la tabella di gallaggio dei metalli. Per quanto possibile, evitate di utilizzare metalli simili insieme.

Ad esempio, l'acciaio inossidabile si abbina meglio con l'ottone, il bronzo o le parti rivestite di zinco. Inoltre, la scelta di gradi come il 304 o il 316 è migliore del 410 per la loro resistenza. Anche il trattamento termico e i processi superficiali possono migliorare le prestazioni.

Maggiore area di contatto

Distribuire il carico su una superficie più ampia riduce la pressione di contatto. Una minore pressione significa una minore possibilità di gallamento. È possibile modificare il progetto per aumentare l'area di contatto dove necessario.

Ottimizzare la finitura della superficie

Cercare una finitura sufficientemente liscia per ridurre l'attrito, ma non eccessivamente lucida. Una tabella di galvanizzazione dei metalli raccomanda spesso le finiture superficiali per le diverse coppie di materiali.

Considerazioni sulla progettazione

I progetti intelligenti riducono il rischio di gallamento. Riducono la pressione di contatto e aggiungono scanalature o canali per contenere i lubrificanti. Anche l'accoppiamento di un materiale duro con uno morbido funziona meglio dell'accoppiamento di due materiali simili.

Utilizzare parti pulite e non danneggiate

Mantenere sempre le parti pulite e prive di graffi. Sporcizia, polvere e danni alla superficie peggiorano la formazione di galla. Maneggiare, immagazzinare e spedire i pezzi con attenzione per proteggere le superfici ed evitare problemi durante il montaggio.

Occasioni comuni di scorticatura

In questo tipo di situazioni si assiste spesso alla formazione di gocce di metallo:

Elementi di fissaggio filettati: I bulloni e i dadi, soprattutto quelli in acciaio inossidabile, possono incollarsi o gripparsi se non vengono installati correttamente. Questo fenomeno si chiama gallaggio della filettatura ed è uno dei motivi per cui gli elementi di fissaggio inossidabili si inceppano.

Steli e sedi delle valvole: Nei motori, le valvole scivolano contro la sede a causa del calore e della pressione. Questo sfregamento provoca la formazione di galla come parte della normale usura.

Stampi e matrici: Nello stampaggio a iniezione, parti come i perni di espulsione scorrono l'una contro l'altra a ogni ciclo. Migliaia di cicli al giorno causano la formazione di galla tra queste parti in movimento.

Cuscinetti: I cuscinetti lavorano sotto carichi pesanti e temperature elevate. Le parti rotolanti scivolano contro gli anelli, il che provoca la formazione di galla e riduce la durata del cuscinetto.

Suggerimenti per riparare le superfici metalliche danneggiate

Non è sempre possibile impedire la formazione di galla, ma è possibile risolvere il problema quando si verifica. Innanzitutto, è necessario verificare la gravità del danno. Se è profondo o compromette la resistenza del pezzo, potrebbe essere necessario sostituirlo. Se invece è di lieve entità, provate a seguire queste indicazioni:

Rettifica o lavorazione: In caso di danni superficiali, è possibile molare o lavorare i punti ruvidi. Ma se il pezzo deve avere una dimensione o una forma precisa, questo potrebbe non funzionare.

Lucidatura con abrasivi fini: Una leggera galla può essere eliminata utilizzando carta vetrata fine, pasta per lappatura o strumenti di lucidatura per lisciare la superficie.

Riapplicare la maschiatura o la filettatura: È possibile ritappare i fori o riavvitare i bulloni se sono gallonati, ma assicurarsi di utilizzare una lubrificazione adeguata per evitare che si forino di nuovo.

Differenze tra la scagliatura e altri tipi di usura

Di seguito è riportato un elenco di altri tipi di usura e di come si differenziano dalla galla:

Saldatura a freddo: Questo accade quando due superfici metalliche si comprimono così strettamente da legarsi senza muoversi. È come se si fondessero in un unico pezzo.

Usura abrasiva: Questo avviene quando un materiale più duro o particelle taglienti si scontrano con uno più morbido, tagliando e rimuovendo parti della superficie.

Usura corrosiva: Causato da reazioni chimiche come la ruggine. Con il tempo, il metallo si indebolisce e si rompe a causa di umidità, sostanze chimiche o gas.

Conclusione

In sintesi, la gallerizzazione dei metalli è una delle principali cause di danno superficiale delle parti metalliche. La buona notizia è che è possibile ridurre il rischio scegliendo i materiali giusti, utilizzando lubrificanti e facendo scelte di progettazione intelligenti.

Se si verifica una formazione di galla, verificare il danno e decidere se riparare o sostituire il pezzo. Per soluzioni affidabili e assistenza tecnica, contattateci. A DEK, realizziamo prodotti di alta qualità senza difetti o problemi. Richiedete un preventivo gratuito oggi stesso!