La laminazione dei metalli può avvenire a caldo o a freddo, con effetti diversi sulla materia prima di partenza, allo scopo di ottenere semilavorati e prodotti metallici dalle eccellenti proprietà meccaniche e superficiali. Analizziamo più nel dettaglio le differenze tra il processo di laminazione a caldo e il processo di laminazione a freddo.
Cosa si intende per laminazione dei metalli
La laminazione è un processo meccanico che rientra nelle deformazioni plastiche, ossia modificazioni del materiale permanenti al termine delle lavorazioni (a differenza delle deformazioni elastiche, che implicano un grado di reversibilità allo stato originale).
Il processo di laminazione consiste nel far passare un pezzo di metallo tra una serie di cilindri rotanti inseriti all’interno dei laminatoi: questi esercitano una forte pressione e causano uno schiacciamento, un allungamento e una sagomatura della materia prima. Il pezzo laminato subisce quindi una deformazione permanente della struttura cristallina.
Impiegati in diversi settori, i laminatoi automatizzati vengono utilizzati in larga scala per produrre semilavorati come fili, nastri o profilati, partendo da tondi, lamiere o vergelle.
Laminazione a caldo: cos’è e come avviene
La laminazione a caldo dei metalli viene eseguita a temperature superiori al punto di ricristallizzazione del materiale, generalmente tra i 1000-1300°C: a queste temperature, lo stato solido del metallo consente ancora di ottenere notevoli deformazioni plastiche.
Il metallo laminato a caldo viene riscaldato in appositi forni fino al punto da renderlo sufficientemente malleabile. Successivamente viene fatto passare più volte tra i laminatoi che ne riducono progressivamente lo spessore: ad ogni passaggio la riduzione è però sempre più limitata, per evitare la formazione di imperfezioni sul materiale.
Inoltre, la tolleranza dimensionale della laminazione a caldo è abbastanza bassa: i fenomeni di ritiro e distorsione del metallo durante il raffreddamento, così come la formazione di una patina di ossido superficiale, rendono più complesso il controllo dello spessore del semilavorato e aumentano il rischio di imprecisioni dimensionali.
Laminazione a freddo: i vantaggi del processo
La laminazione a freddo viene eseguita a temperatura ambiente, quindi al di sotto del punto di ricristallizzazione del materiale. In genere si usano semilavorati di medie e grandi dimensioni, già laminati a caldo e che necessitano di un’ulteriore rifinizione, per ottenere un maggiore grado di finitura superficiale e migliori caratteristiche meccaniche.
Il passaggio del metallo laminato a freddo nei moderni treni di laminazione provoca un fenomeno di incrudimento, che ne aumenta la resistenza e la durezza ma anche la fragilità. Nonostante la laminazione a freddo comporti un certo rischio di rottura, il processo permette di ottenere prodotti precisi nelle dimensioni e con alta resistenza meccanica.
Infatti, i laminatoi a freddo ottengono una precisione dimensionale e una finitura superficiale da 5 a 10 volte superiore rispetto ai laminatoi a caldo: per questo motivo spesso costituiscono la fase di rifinitura successiva alle lavorazioni preliminari a caldo.
Differenze tra laminazione a freddo e a caldo
Possiamo affermare che, in generale, la laminazione a caldo e la laminazione a freddo sono processi complementari: usati in sequenza, permettono di ottenere prodotti metallici di qualità con elevate proprietà meccaniche. Di seguito le differenze tra le due lavorazioni:
| Laminazione a caldo | Laminazione a freddo | |
| Temperatura | 1000 – 1300°C | Ambiente |
| Resistenza | Minore incremento | Elevato incremento |
| Malleabilità | Buona | Ridotta |
| Deformazione | Elevata | Limitata |
| Tolleranza | Minore (± 1 – 2 mm) | Maggiore (± 0,05 – 0,2 mm) |
| Finitura | Grezza | Rifinita |
| Prodotti | Binari ferroviari, nastri per lamiere, tubi senza saldatura, anelli di grandi dimensioni | Fili metallici, tubi di precisione con o senza saldatura, nastri e piattine sottili, semilavorati |
In particolare, la laminazione a freddo risulta indispensabile per due motivi principali:
- Conferisce al materiale eccellenti caratteristiche di resistenza, durezza e tenacità, grazie all’incrudimento prodotto dalla deformazione a freddo;
- Permette di ottenere una precisione dimensionale e finitura superficiale di altissima qualità, irraggiungibili con la sola laminazione a caldo.
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