T4, T5 e T6 su un disegno tecnico di alluminio lavorato: a cosa si impegna davvero il fornitore lo stato di tempra

La tempra è una voce a sé, non parte del nome della lega

Un disegno tecnico che riporta solo "6061" non ha specificato il pezzo. Trattamenti come T6, T651 e T7351 alterano in modo significativo le proprietà meccaniche della lega base scelta, e la condizione di tempra modifica resistenza, corrosione, planarità e comportamento in lavorazione²³²⁴.

È per questo che le linee guida per la richiesta di offerta (RFQ) elencano la tempra come campo autonomo, a fianco di lega, forma del semilavorato e norma del materiale: è la norma a prevenire sostituzioni e contestazioni sui certificati in seguito²⁴.

Le stesse linee guida trattano la forma del semilavorato come campo separato, perché piastra, barra, profilato estruso, forgiato e piastra per attrezzaggi fusa possono comportarsi diversamente anche quando la famiglia di lega nominale sembra simile²⁴. Quindi la quotatura della tempra e la forma in cui il materiale viene acquistato sono due decisioni, non una.

Leghe e dimensioni meno comuni possono richiedere un ordinazione speciale, il che aggiunge tempo prima ancora che la lavorazione inizi²⁶. In pratica, l'acquirente dovrebbe prezzare la tempra come voce a sé: indicarla sul disegno tecnico, indicarla nella richiesta di offerta (RFQ) e prevedere che il certificato del materiale la riporti.

La specifica T6 è giustificata, o basta T5?

T6 significa che l'alluminio è stato sottoposto a solubilizzazione e poi a invecchiamento artificiale, un processo termico in due fasi che produce la condizione di resistenza standard più elevata per le leghe trattabili termicamente ed è la tempra più comunemente specificata per applicazioni strutturali²⁷.

T5 è descritta come meno costosa e sufficiente per molte applicazioni, in particolare i profilati estrusi per l'edilizia²⁷. Nessuna delle due è universalmente migliore; la fonte presenta la scelta come dipendente dai requisiti strutturali del progetto specifico²⁷.

Ciò che le fonti non danno è l'entità del divario. Per la 6061-T6 riportano circa 276 MPa di snervamento e 310 MPa di rottura, e per la 7075-T6 circa 503 MPa di snervamento e 572 MPa di rottura¹⁵¹⁶¹⁷.

Nessuna fonte di questo insieme riporta valori T4 o T5 per entrambe le leghe, quindi la differenza di resistenza tra T4, T5 e T6 per una lega specifica non può essere stabilita qui¹⁵¹⁶¹⁷.

Vale la pena segnalare una trappola: le temperre T si applicano alle leghe trattabili termicamente (serie 2000, 6000 e 7000), mentre le temperre H si applicano alle leghe non trattabili termicamente come la 5052²⁷. Una specifica T6 su un pezzo in 5052 non è una specifica severa, è una specifica errata²⁷.

Piastra destinata alla lavorazione di precisione: T6 contro T651

T6 e T651 sono entrambe solubilizzate e invecchiate artificialmente. T651 aggiunge una fase di stiro controllato, un allungamento permanente dell'1 al 3%, applicato dopo la tempra per tempra (quenching) e prima dell'invecchiamento²⁷.

Quello stiro rilascia le tensioni residue e migliora la stabilità dimensionale, cosa che la fonte indica come importante per il semilavorato in piastra destinato alla lavorazione di precisione²⁷. È la decisione di tempra più chiara che l'evidenza supporta.

Se il pezzo viene tagliato da piastra e la stabilità dimensionale conta, la condizione descritta come rilasciante le tensioni residue è T651, non la semplice T6²⁷.

La cifra dell'1 al 3% è la descrizione dello stiro data da una fonte di livello fornitore, non una norma, quindi va trattata come il meccanismo e non come una tolleranza di progetto²⁷.

Prima che il preventivo sia fissato, l'acquirente dovrebbe confermare in quale condizione la piastra sarà effettivamente acquistata, perché il certificato la riporterà e la sequenza di lavorazione dipende da essa.

La tempra modifica il comportamento di taglio, quindi il percorso di processo va dichiarato

Il trattamento termico non è solo un cambiamento di proprietà. Altera microstruttura, durezza e tensioni residue, il che modifica le forze di taglio, l'usura dell'utensile e il comportamento in finitura³.

La stessa fonte osserva che dopo la ricottura un materiale può tagliarsi facilmente ma brinare o trascinare durante la finitura, perché le tensioni interne sono state ridistribuite³. Una durezza maggiore aumenta le forze di taglio e accelera l'usura dell'utensile, mentre la ricottura riduce entrambe³.

Il rischio di distorsione sta nella stessa catena. Le tensioni interne nel semilavorato, la distorsione dopo la sbozzatura e il calore di taglio sono elencati tra i fattori del materiale che influenzano la tolleranza ottenibile, e i pezzi sottili in alluminio possono distorcere se troppo materiale viene rimosso in modo non uniforme²⁰.

Il comportamento del truciolo, la qualità della finitura superficiale, i pattern di usura utensile e i requisiti di distensione variano in modo significativo tra 7075, 7050 e 6061 sulle stesse macchine²².

Un percorso stabile può essere sbozzare, poi distendere, poi finire, oppure lavorare in condizioni tenera, poi trattare termicamente, poi retificare le superfici critiche; il fornitore dovrebbe spiegare il percorso prima di quotare la capacità²⁹.

Nessuna fonte di questo insieme quantifica distorsione o tensioni residue per alluminio T4, T5 o T6 specificamente, e nessuna indica una pratica di distensione specifica per tempra, quindi il percorso è una domanda da porre al fornitore, non una regola da dare per scontata³²⁰²⁹.

Verificare che il fornitore sappia produrre e certificare la tempra

La catena di evidenza per un'affermazione sulla tempra è costituita da risultati di prove del materiale e delle prestazioni più documentazione di tracciabilità, non da un'assicurazione verbale.

La documentazione PPAP include risultati di prove del materiale e delle prestazioni, rapporti dimensionali, studi preliminari di processo e documentazione di laboratorio che verifica la conformità del laboratorio di prova alle normative di settore¹⁴.

Nei programmi aerospaziali, AS9100 Rev D richiede tracciabilità completa del materiale con conservazione del 100% della documentazione dalla materia prima al pezzo finito per un minimo di 10 anni, e le certificazioni devono essere aggiornate ed emesse da un organismo certificatore riconosciuto IAQG²⁸.

Nessuna fonte di questo insieme indica una norma di prova di durezza o di trazione per verificare T4, T5 o T6 sull'alluminio, quindi i controlli seguenti riguardano l'esigere evidenze, non la prescrizione di un metodo di prova¹⁴²⁸³¹.

La funzione giustifica il sovrapprezzo di lega e tempra?

Tempra e lega incidono entrambe sul costo, ma le fonti le forniscono a risoluzioni diverse. T5 è indicata come meno costosa di T6²⁷.

A livello di lega, la 7075-T6 porta un tipico sovrapprezzo di prezzo del +30-40% rispetto alla 6061¹⁶. La quantità muove prezzo unitario e tempo di consegna in direzioni opposte.

Per un unico pezzo grande e semplice in alluminio allo stato grezzo di lavorazione, le cifre citate vanno da £1,209.60 a 8 giorni per un singolo pezzo a £662.40 a 60 giorni a 1000 pezzi¹².

L'acquirente dovrebbe leggerlo come uno scambio, non come uno sconto: il prezzo unitario scende mentre il tempo di consegna sale¹². Ciò che manca è la cifra specifica per tempra.

Nessuna fonte fornisce un delta di prezzo T4/T5/T6, una quantità minima di ordinazione o un tempo di consegna per la stessa lega e lo stesso pezzo, quindi il sovrapprezzo per passare da T5 a T6 va quotato, non stimato^12162627.

Finitura: segnalarla nella richiesta di offerta (RFQ), ma la tempra non la esclude

L'alluminio si abbina a un'ampia gamma di finiture superficiali, tra cui anodizzazione, anodizzazione dura e verniciatura a polvere²³.

Le linee guida per la richiesta di offerta (RFQ) elencano anodizzazione, conversione al cromato, sabbiatura a microsfere, lucidatura, verniciatura o stato grezzo di lavorazione come opzioni di finitura che incidono sulla scelta della lega, sul mascheramento, sulle dimensioni e sull'aspetto²⁴.

Qui conta più della tempra la sequenzialità: l'anodizzazione aggiunge spessore misurabile al pezzo, il che va considerato se il progetto presenta caratteristiche a tolleranza stretta²³. È una decisione di quotatura e va inserita nella richiesta di offerta (RFQ), così che mascheramento e margine di spessore vengano quotati e non scoperti in ispezione²³²⁴.

Ciò che le fonti non fanno è collegare una tempra specifica a un risultato di finitura specifico. Nessuna fonte di questo insieme dichiara se T4, T5 o T6 differiscano in anodizzazione, verniciatura o altra compatibilità con le finiture, quindi la scelta della finitura da sola non esclude né impone una tempra²³²⁴.

Dove le fonti discordano o tacciono sulle cifre di tempra

La tabella qui sotto separa ciò che è corroborato da ciò che manca. I valori di resistenza T6 sono riportati in modo coerente da tre editori, ed è questo che li rende utilizzabili; le colonne T4 e T5 sono vuote perché nessuna fonte di questo insieme le riempie.

Ciò che le fonti non stabiliscono

• Nessuna fonte fornisce valori di snervamento o rottura per T4 o T5 per alcuna lega specifica, quindi la differenza di resistenza T4 vs T5 vs T6 per una singola lega è assente.
• Nessuna valutazione di lavorabilità o raccomandazione di velocità di taglio per tempra per l'alluminio.
• Nessun dato quantificato di distorsione o tensione residua per tempra, e nessuna ricetta di distensione specifica per tempra.
• Nessuna indicazione di quali temperre siano compatibili o incompatibili con anodizzazione, verniciatura o altre finiture.
• Nessun dato di costo, quantità minima di ordinazione o tempo di consegna specifico per T4/T5/T6.
• Nessuna evidenza della capacità di trattamento termico interno o di subappalto certificato di un fornitore per una tempra specifica.
• Nessun metodo o norma di ispezione o prova nominata per verificare la tempra T4/T5/T6, come una norma di prova di durezza o di trazione.
• Nessuna guida applicativa per T4 specificamente; T4 è nominata nella domanda ma non coperta da alcuna fonte.
• Nessuna fonte affronta T4/T5/T6 per una lega specifica come 6061 o 7075 in un'unica tabella comparativa.