Quali pezzi si stampano a caldo, quali si torniscono da barra e quali si stampano a freddo da filo, perché le boccole vanno ricotte, con quali acciai si fanno adattatori e raccordi e che cosa distingue la produzione delle flange da 6000 psi.

Ogni pezzo del catalogo nasce da un grezzo. Da come lo si ottiene dipendono la resistenza del pezzo, il prezzo e perfino la dimensione del lotto in cui conviene ordinarlo. Nei nostri stabilimenti si usano tre metodi.

• Stampaggio a caldo. Uno spezzone tagliato dalla barra viene riscaldato e stampato in una pressa: il metallo riempie l'impronta dello stampo e prende la forma del futuro pezzo. Così si producono gomiti, ti, croci, corpi di forma complessa, raccordi grandi e flange.
• Tornitura da barra. Il pezzo si lavora da barra tonda o esagonale su un tornio automatico o su un tornio CNC. Così si producono adattatori diritti, tappi, nippli e dadi.
• Stampaggio a freddo da filo. Il filo della matassa viene tagliato in spezzoni e formato senza riscaldamento, con più colpi, su una pressa a più stazioni. Così si producono le boccole e i raccordi fino a 3/4″.

Da qui i percorsi convergono: lavorazione meccanica, controllo di quote e filettature, zincatura con passivazione, collaudo finale e imballaggio. Lo schema mostra le operazioni attraverso cui passano i principali gruppi di pezzi.

Adattatori diritti, riduzioni, tappi e nippli si torniscono da barra. La barra entra nella macchina automaticamente e il pezzo si lavora in un solo ciclo: sfacciatura, diametri esterni, foro passante, cono o faccia di tenuta, filettatura, gole e troncatura. La seconda estremità si completa sul contromandrino oppure dopo aver ripreso il pezzo. Gli adattatori con esagono si fanno da barra esagonale trafilata, oppure le facce dell'esagono si fresano sulla stessa macchina.

Gomiti, ti, croci e corpi degli adattatori con dado girevole si stampano a caldo. La barra si taglia in spezzoni, si riscalda a 1150–1200 °C e si stampa in una pressa. Il metallo in eccesso che esce tra le due metà dello stampo si chiama bava; si trancia con uno stampo apposito, e la scaglia si toglie con la granigliatura. Lo stampato ha già la forma del corpo, e alla macchina resta da lavorare ciascuna estremità: faccia, filettatura e sede. I fori si eseguono da lati diversi in modo che si incontrino all'interno del corpo, e le bave alla loro intersezione si tolgono sempre, altrimenti particelle di metallo finiscono nell'olio dell'impianto.

Un gomito si può anche ricavare da un blocco pieno, e per piccoli lotti a volte si fa. Ma così la maggior parte del blocco diventa truciolo e le fibre del metallo vengono tagliate. Nello stampato le fibre seguono il contorno del corpo e girano intorno agli spigoli, perciò il pezzo è più resistente proprio dove i carichi sono maggiori. Lo stampaggio però richiede uno stampo, che si ripaga solo su un lotto. Per questo gli articoli stampati possono avere un quantitativo minimo d'ordine, mentre i pezzi torniti da barra si possono produrre anche in piccoli lotti.

Le boccole si producono su presse per stampaggio a freddo a più stazioni. Il filo di acciaio a basso tenore di carbonio arriva in matasse, trafilato a misura e con uno strato lubrificante di fosfato che aiuta il metallo a scorrere negli stampi. La macchina raddrizza il filo, taglia uno spezzone e, con più colpi in matrici successive, forma un bicchiere, fora il fondo e rifinisce il profilo esterno e interno. Il metallo scorre nello stampo senza produrre truciolo, perciò lo scarto è quasi nullo, e una sola macchina produce decine di boccole al minuto.

Lo stampaggio a freddo ha però un difetto. Quando il metallo si deforma senza riscaldamento si incrudisce: la durezza aumenta e la duttilità diminuisce. Questo fenomeno si chiama incrudimento. In una boccola non è ammissibile, perché durante la pressatura la boccola deve deformarsi plasticamente e stringere bene il tubo. Una boccola incrudita può criccarsi sul bordo o sulle dentellature, soprattutto al freddo, oppure pressarsi in modo non uniforme e tenere peggio il tubo.

Per questo dopo lo stampaggio le boccole si ricuociono sempre: si riscaldano a 650–700 °C, si mantengono in temperatura e si raffreddano lentamente. Il metallo ricristallizza, l'incrudimento scompare e la boccola torna duttile. Dall'esterno una boccola non ricotta è identica a una corretta; la differenza la mostrano solo un durometro o una pressatura di prova, quindi conviene verificare questa fase con qualsiasi fornitore.

All'uscita dal forno si misura la durezza delle boccole, e alcune di ogni lotto vengono pressate di prova su tubo e ispezionate: sul bordo e sulle dentellature non ci devono essere cricche. Foro e spessore di parete si controllano su ogni lotto, e solo allora le boccole passano alla zincatura.

I raccordi fino a 3/4″ (DN20) si producono sulle stesse presse per stampaggio a freddo. Dal filo si stampa un grezzo di codolo con collare e portagomma. Poi, su macchine CNC, si fora il passaggio, si filetta, si lavora il cono o la faccia di tenuta e si torniscono sul portagomma le gole anulari che trattengono il tubo. Lo stampaggio dà al codolo gli stessi vantaggi che dà alla boccola: scarto quasi nullo e fibre del metallo che seguono il contorno del pezzo.

Oltre 3/4″ lo stampaggio a freddo non conviene più, perché la forza di formatura cresce con la sezione del pezzo e servono macchine grandi e costose. Per questo i raccordi da 1″ in su si stampano a caldo o si torniscono da barra.

Nella pressatura codolo e boccola hanno compiti diversi. Il codolo deve conservare forma e passaggio, mentre la boccola deve stringere bene il tubo: per questo la ricottura obbligatoria riguarda le boccole.

Gli stabilimenti cinesi designano l'acciaio secondo le norme nazionali GB/T, e sono queste le qualità che troverete nei certificati. La tabella riporta le qualità usate di solito per le connessioni oleodinamiche e i loro equivalenti internazionali più vicini. La qualità dell'acciaio di un determinato lotto è indicata nel certificato del materiale.

Nei documenti di stabilimento si incontrano diversi sistemi di designazione.

• 10, 20, 35, 45 sono acciai di qualità al carbonio secondo GB/T 699. Il numero indica il tenore medio di carbonio in centesimi di punto percentuale, quindi l'acciaio 45 contiene circa lo 0,45 % di carbonio. Nei documenti di stabilimento il numero porta spesso il segno «#»: «45#» è lo stesso acciaio 45.
• SWRCH e ML sono acciai per stampaggio a freddo. SWRCH è la designazione giapponese secondo JIS G3507, usata anche dalle acciaierie cinesi; ML è la designazione cinese secondo GB/T 6478, per esempio ML08Al.
• Le qualità che iniziano con la lettera Y sono acciai automatici secondo GB/T 8731, con aggiunta di zolfo o piombo, che si lavorano più facilmente. Per esempio, l'Y15Pb è vicino all'americano 12L14.
• 06Cr19Ni10 e 06Cr17Ni12Mo2 sono acciai inossidabili, equivalenti agli AISI 304 e 316. Nei documenti cinesi sono spesso indicati con il sistema giapponese: SUS304 e SUS316.

Per ogni colata l'acciaieria rilascia un certificato con il numero di colata, la composizione chimica e le proprietà meccaniche dell'acciaio. I tipi di questi documenti sono definiti dalla norma europea EN 10204. In Cina l'equivalente è la GB/T 18253, identica all'internazionale ISO 10474, con gli stessi tipi di documento e la stessa numerazione. La prima cifra del tipo indica su che cosa si basano i risultati: 2 significa il normale controllo di produzione del fabbricante, 3 prove sugli stessi prodotti che vengono forniti. Per l'acquirente contano soprattutto due tipi.

Esistono inoltre il tipo 2.1, una dichiarazione di conformità all'ordine senza risultati di prova, e il tipo 3.2, uguale al 3.1 ma con i risultati confermati anche dall'ispettore dell'acquirente o da un organismo di ispezione indipendente. Se vi serve un certificato 3.1 per il materiale di un lotto, indicatelo nella richiesta. Zincatura e prova in nebbia salina sono trattate nell'articolo «Materiali e finitura».

I raccordi a flangia Code 62 secondo SAE J518, noti anche come ISO 6162-2, sono dimensionati per 42 MPa (420 bar) in tutte le misure. Le flange Code 61 hanno una pressione nominale più bassa, che per di più diminuisce al crescere della misura. Per reggere 420 bar, la testa della flangia Code 62 si fa di diametro maggiore e più spessa, e le viti stanno più distanti tra loro. Per esempio, su un raccordo da 2″ la testa Code 61 ha un diametro di 71,4 mm e uno spessore di 9,53 mm, mentre la testa Code 62 ha un diametro di 79,4 mm e uno spessore di 12,57 mm. Per questo non sono intercambiabili con le flange Code 61.

Il grezzo di un raccordo a flangia si stampa a caldo. La testa della flangia è molto più larga del portagomma, più del doppio nelle misure piccole, e tornendo il pezzo da una barra del diametro della testa la maggior parte del metallo finirebbe in truciolo. Ancora più importante: nello stampato le fibre del metallo girano intorno al raccordo tra testa e portagomma. È il punto più sollecitato del pezzo: le semiflange premono sul retro della testa, mentre dall'interno agisce la pressione con le sue pulsazioni.

I requisiti di lavorazione più severi riguardano la faccia di tenuta e la testa. Sulla faccia la norma ammette solo segni di lavorazione circonferenziali, con rugosità non superiore a Ra 3,2 µm, perché un graffio radiale su questa superficie diventa una via di trafilamento. La gola dell'O-ring si lavora esattamente a misura, perché l'anello sia compresso della quantità prevista. Lo spessore della testa si mantiene in una tolleranza stretta, altrimenti le semiflange non la premono in modo uniforme contro la bocca su tutta la circonferenza.

I raccordi a flangia da 6000 psi si fanno in tre esecuzioni: per tubo trecciato 1SN e 2SN, per tubo a spirale 4SH e nella versione interlock per tubo spellato. Nella versione interlock, alla pressatura, la boccola si aggancia meccanicamente al codolo, perciò boccola e codolo di questo collegamento si producono come coppia abbinata.

Lavoriamo a Zhuji, nella località di Diankou, provincia dello Zhejiang. È uno dei maggiori poli della lavorazione dei metalli in Cina: qui operano migliaia di aziende, dai grandi impianti alle piccole officine che producono stampi e attrezzature. Per la produzione di raccordi questo significa catene di fornitura corte, perché barre, filo, stampi e utensili da taglio si trovano tutti nello stesso distretto.

• Divisione per prodotti e per operazioni. In Cina la produzione di solito è ripartita: il sito che produce boccole non tornisce flange, e una forgia fornisce stampati a più officine meccaniche. Ogni sito attrezza macchine, persone e collaudo per il proprio pezzo, e questo dà un prezzo difficile da ottenere in un impianto generalista. Come è organizzato da noi lo mostra la pagina «Stabilimento».
• Alta saturazione delle macchine. I torni automatici e le macchine CNC lavorano giorno e notte, e un operatore di solito segue più macchine. Per questo le grandi serie costano poco, mentre in un piccolo lotto il cambio di attrezzaggio pesa in modo sensibile sul prezzo.
• Un sistema comune di codici. Molti stabilimenti cinesi usano gli stessi codici dei raccordi: 20411, 26711, 87611 e così via. Un codice del catalogo di uno stabilimento di solito è comprensibile a un altro, e il nostro catalogo conserva questi codici. I pezzi sono prodotti secondo norme internazionali — SAE, ISO, DIN, BS e JIS —, mentre i materiali sono designati secondo le norme cinesi GB/T.
• Prezzi diversi per lo stesso articolo. Lo stesso articolo del catalogo può avere prezzi molto diversi da uno stabilimento all'altro, e la differenza sta quasi sempre in ciò che una foto non mostra: la qualità dell'acciaio, la ricottura delle boccole, la precisione dei filetti, lo spessore dello zinco e il tipo di passivazione.

Per questo, nella scelta di un fornitore, noi compresi, conviene porre alcune domande.

1. Di quale acciaio sono fatti i pezzi e se esiste un certificato del materiale.
2. Se le boccole vengono ricotte dopo lo stampaggio e come se ne controlla la durezza.
3. Con che cosa e con quale frequenza si controllano filetti e sedi.
4. Quale spessore ha lo zinco, quale passivazione si usa e quante ore resiste il rivestimento in nebbia salina prima della corrosione bianca.
5. Come viene marcato il lotto e se dalla marcatura si risale al suo rapporto di prova.