Cos’è la pallinatura?

La pallinatura è un processo pensato in modo particolare per migliorare la resistenza a fatica di componenti soggetti a carichi alternati elevati. Le procedure per il trattamento delle superfici come macinatura, piegatura o trattamenti a caldo causano sollecitazioni di trazione residuale.

Le sollecitazioni di trazione residuale riducono la vita dei pezzi.  La pallinatura trasforma le sollecitazioni di trazione residuale in sollecitazioni di compressione residuale.

  • Si ricorre alla pallinatura per indurre tensioni compressive residue sulla superficie di componenti sottoposti a carichi ciclici e ripetitivi, la lavorazione riduce anche le rotture da sollecitazioni in ambienti corrosivi.
  • Formatura tramite pallinatura: questa lavorazione comprime e stira lo strato superficiale del componente causandone la curvatura. Impieghi tipici includono la modellazione di pelli e flap delle ali, pannelli di accesso e sezioni della fusoliera.

  • Correzione di distorsione: (l'opposto della formatura tramite pallinatura) Si ricorre alla pallinatura per stirare e comprimere un'area localizzata per ottenere una superficie perfettamente piatta a seguito di distorsione dovuta a calore o lavorazione a macchina. strutture complesse, centine e longheroni vengono normalmente sottoposti a tale trattamento.

La meccanica della pallinatura

Cos’è la pallinatura?

SLa pallinatura è un processo di lavorazione che consiste in un martellamento superficiale eseguito a freddo, atto a modificare le proprietà meccaniche dei metalli. I pezzi da lavorare vengono trattati con un getto di graniglia formata da particelle sferiche in metallo, vetro o ceramica, con una forza sufficiente a creare una deformazione plastica. La pallinatura di una superficie induce una deformazione plastica che modifica le proprietà meccaniche del pezzo in lavorazione

Il vantaggio principale della pallinatura è il ritardo o la prevenzione di cricche su componenti in lega sottoposti ad alte trazioni.

Siamo in grado di alterare queste tensioni di trazione funzionali e operative per aumentare la durata dei componenti esposti a sollecitazioni di compressione residuale.

Il processo funziona applicando alla superficie del pezzo in lavorazione una sollecitazione di compressione residuale. La sollecitazione di compressione aiuta a prevenire lesioni, in modo che non si propaghino nella zona di compressione generata dalla pallinatura.

Le sollecitazioni di compressione vengono prodotte quando l’impatto di ogni particella di graniglia sul componente produce una leggera indentazione. Ne consegue che, se la superficie è stata indentata, il materiale sotto l'indentatura viene compresso. La pallinatura produce diverse migliaia di indentature sulla superficie. Al termine del processo, il componente dispone di uno strato sollecitato per compressione. I vantaggi di questa lavorazione sono stati ben dimostrati, sia per componenti in funzione in ambienti estremamente sollecitati per tempi relativamente brevi, come nel caso delle gare automobilistiche di Formula 1, che per pezzi sottoposti a sollecitazioni molto più lunghe come, per esempio, motori e strutture aeronautiche. .

Controllo del processo

Il valore della sollecitazione residua dipende da un certo numero di variabili che includono i parametri del processo di pallinatura e la durezza del materiale del pezzo da trattare. Poiché il processo viene utilizzato spesso per migliorare le prestazioni di componenti tecnici di grande importanza, è fondamentale garantire che la sollecitazione sia della corretta intensità, con elevata ripetibilità..

Questo tipo di lavorazione si basa sull’uso di un sistema che indica l’energia applicata dalla graniglia. Ciò si ottiene applicando il metodo chiamato test ‘Almen strip’ (striscia di Almen).

Il materiale con cui vengono fabbricate le strip di Almen è un acciaio per molle a stretta tolleranza di durezza e piattezza, martellato solo da un lato. L’effetto della sollecitazione di compressione indotta sulla strip provoca che questa si inarchi o si curvi. L’entità della curvatura è proporzionale all’energia dispensata dalla graniglia e misurata con lo strumento di misurazione chiamato ‘Almen Gauge’.

L’altezza dell’arco della strip di Almen varia in funzione alla velocità e alla massa della graniglia, per es. la quantità di energia dissipata dal flusso di graniglia e assorbita dalla striscia. La saturazione del componente si considera raggiunta se, raddoppiando il tempo di esposizione alla pallinatura, l’altezza dell’arco o la deviazione della strip di Almen aumenta del 10% o meno. Questo processo di controllo viene mostrato in un grafico..