LA REALIZZAZIONE DEI BULLONI

I bulloni sono uno dei componenti più basilari dell'ingegneria e delle costruzioni, eppure la loro produzione è diventata un processo avanzato e ad alta tecnologia con più fasi. Scopri come l'acciaio grezzo viene trasformato in strumenti metallici altamente specifici e precisi.

I bulloni possono essere disponibili in un’ampia gamma di dimensioni e forme diverse, ma il processo di produzione di base rimane generalmente lo stesso. Si inizia con la forgiatura a freddo del filo d'acciaio nella forma giusta, seguito dal trattamento termico per migliorarne la resistenza e dal trattamento superficiale per migliorarne la durata, prima di essere imballato per la spedizione. Tuttavia, per i progetti di bulloni più avanzati, il processo di produzione può espandersi con una serie di passaggi aggiuntivi.

Essendo uno dei principali fornitori di elementi di fissaggio per l'industria automobilistica, il produttore svedese Bulten è estremamente competente in ogni fase e aspetto della produzione di bulloni. "Non produciamo parti da catalogo: tutto ciò che produciamo è progettato su misura, secondo le specifiche del cliente", afferma Henrik Oscarson, direttore tecnico dello stabilimento di produzione Bulten a Hallstahammar, Svezia.

"A seconda di dove verrà utilizzato il dispositivo di fissaggio, esistono diverse opzioni per produrre esattamente il bullone giusto."

Il processo di produzione

Stampaggio a freddo

La forgiatura a freddo inizia con grandi vergelle di acciaio, che vengono srotolate e tagliate a misura. La qualità dell'acciaio è standardizzata in tutto il settore, secondo i requisiti della norma ISO 898‑1. Utilizzando utensili speciali, il filo viene quindi forgiato a freddo nella forma giusta. Fondamentalmente è qui che l'acciaio viene modellato, a temperatura ambiente, forzandolo attraverso una serie di stampi ad alta pressione. L'attrezzatura stessa può essere piuttosto complessa e contenere fino a 200 parti diverse con tolleranze di centesimi di millimetro. Una volta perfezionata, la forgiatura a freddo garantisce che i bulloni possano essere prodotti rapidamente, in grandi volumi e con elevata uniformità.

Per i modelli di bulloni più complessi, che non possono essere sagomati mediante la sola forgiatura a freddo, potrebbero essere necessarie ulteriori lavorazioni di tornitura o foratura. La tornitura prevede la rotazione del bullone ad alta velocità, mentre l'acciaio viene tagliato per ottenere la forma e il design desiderati. È possibile utilizzare la perforazione per creare fori attraverso il bullone. Se necessario, in questa fase del processo alcuni bulloni potrebbero anche essere dotati di rondelle.

Trattamento termico

Il trattamento termico è un processo standard per tutti i bulloni, che prevede l'esposizione del bullone a temperature estreme per indurire l'acciaio. La filettatura viene solitamente applicata prima del trattamento termico, mediante laminazione o taglio quando l'acciaio è più tenero. La laminazione funziona in modo molto simile alla forgiatura a freddo e comporta il passaggio del bullone attraverso uno stampo per modellare e modellare l'acciaio in filettature. Il taglio prevede la formazione di filettature tagliando e rimuovendo l'acciaio.

Poiché il trattamento termico modificherà le proprietà dell'acciaio rendendolo più duro, è più semplice ed economico applicare preventivamente la filettatura. Tuttavia, la filettatura dopo il trattamento termico comporterà migliori prestazioni a fatica.

"Il trattamento termico può causare segni di calore e lievi danni al bullone", spiega Henrik Oscarson. “Per questo motivo, alcuni clienti richiedono la filettatura dopo il trattamento termico, soprattutto per applicazioni come bulloni di motori e testate. È un processo più costoso poiché è necessario formare acciaio temprato, ma i filetti manterranno meglio la loro forma.

Dimensioni e superficie

Per i bulloni lunghi, la cui lunghezza è superiore a dieci volte il diametro del bullone, il trattamento termico può avere l'effetto di far ritornare l'acciaio alla forma rotonda del filo d'acciaio originale. Pertanto, spesso è necessario applicare un processo di raddrizzamento.

La scelta del trattamento superficiale è determinata dall'applicazione del bullone e dalle esigenze del cliente. Spesso la preoccupazione principale per gli elementi di fissaggio è la resistenza alla corrosione e pertanto un rivestimento zincato applicato tramite trattamento elettrolitico è una soluzione comune. Questo è un processo mediante il quale il bullone viene immerso in un liquido contenente zinco e viene applicata una corrente elettrica in modo che lo zinco formi un rivestimento sul bullone. Tuttavia, il trattamento elettrolitico comporta un rischio maggiore di infragilimento da idrogeno. Un’altra opzione sono le scaglie di zinco, che offrono una resistenza alla corrosione ancora maggiore, anche se a un prezzo più alto.

Quando la resistenza alla corrosione non è un problema, ad esempio all'interno di un motore o di un'applicazione regolarmente esposta all'olio, l'uso del fosfato è un'opzione più conveniente. Una volta applicato il trattamento superficiale, i bulloni standard sono generalmente pronti per essere imballati. Tuttavia, i progetti più avanzati potrebbero richiedere alcuni assemblaggi aggiuntivi, come ad esempio le staffe. Anche altri bulloni richiederanno una qualche forma di rattoppatura, una toppa di bloccaggio o una toppa liquida. Una toppa di bloccaggio è costituita da uno spesso strato di nylon sopra i fili, che aiuta a migliorare la presa. Un cerotto liquido aiuterà a migliorare la coppia di formazione della filettatura.

Una volta completati questi passaggi, il bullone è finito. Ora tutto ciò che resta è una qualche forma di controllo di qualità per garantire uniformità e consistenza prima che i bulloni possano essere imballati e spediti.

Una sintesi del processo produttivo:

1. Filo - Srotolato, stirato e tagliato a misura.

2. Stampaggio a freddo - Modellare l'acciaio nella giusta forma a temperatura ambiente.

3. Testa del bullone - Formato progressivamente forzando l'acciaio in vari stampi ad alta pressione.

4. Filettatura - I fili si formano mediante laminazione o taglio.

5. Trattamento termico - Il bullone è esposto a calore estremo per indurire l'acciaio.

6. Trattamento della superficie - Dipende dall'applicazione. La zincatura è comune per aumentare la resistenza alla corrosione.

7. Imballaggio/stoccaggio - Dopo il controllo qualità per garantire uniformità e consistenza, i bulloni vengono imballati.