Coltelli per Macinatori in Acciaio e Carburo di Tungsteno per Materiali da Riciclo

di Marco Arezio

Gli strumenti di taglio in acciaio a disposizione degli impianti di macinazione per i materiali da riciclo, sono soggetti ad una notevole usura in virtù del loro impiego e, tanto maggiore sarà l’abrasività dei materiali da ridurre di dimensioni, tanto maggiore sarà la loro usura e tanto minore sarà il tempo necessario al loro consumo.

Tutto questo si traduce in costi. Infatti, un’usura veloce dei coltelli di taglio comporta frequenti fermi della macchina per la loro sostituzione, con una perdita della produzione giornaliera, che non si compensa con l’utilizzo di coltelli più economici e meno performanti.

Inoltre, quando inizia l’usura dell’acciaio, aumentano, generalmente, le vibrazioni della macchina, la polvere per un’imperfezione di taglio e un consumo maggiore di energia elettrica in quanto la macchina impiega più tempo per svolgere il lavoro.

C’è poi da considerare che i materiali da frantumare hanno durezze diverse e che per questo la scelta della composizione dei coltelli deve tener conto di questo importante fattore. A volte non è sufficiente scegliere tipologie di acciaio con durezza differente, ma occorre impiegare coltelli che abbiano degli inserti con materiali estremamente tenaci come il carburo di tungsteno.

Ma cos’è il carburo di tungsteno e perché è così efficace nei coltelli dei macinatori?

Il carburo di tungsteno si prepara principalmente tramite carburizzazione, facendo reagire tungsteno metallico con nerofumo o grafite a 1400–2000 °C, in atmosfera di idrogeno o sotto vuoto.

Si presenta come una polvere di colore grigio con lucentezza metallica, praticamente insolubile in acqua e in acidi diluiti, ma solubile in miscele di acido nitrico e acido fluoridrico. In soluzione acquosa viene ossidato facilmente dal perossido di idrogeno

Il carburo di tungsteno ha un punto di fusione di 2 785 °C quindi è un materiale estremamente duro, situandosi a circa 9 nella Scala di Mohs e a circa 2600 nella Scala Vickers. Ha un modulo di Young di circa 700 GPa, un modulo di compressibilità di 630–655 GPa[3] e un modulo di taglio di 274 GPa.

Per usi pratici lo si unisce a metalli di transizione, principalmente cobalto o nichel lavorandolo a partire da polveri, con tecniche di sinterizzazione a temperature intorno ai 1200–1500 ºC.

Il composto che ne deriva è un materiale ceramico-metallico denominato carburo cementato, metallo duro o widia.

Per ottenere del metallo duro possono essere aggiunti anche altri elementi come cromo o tantalio, allo scopo di evitare la crescita dei grani di carburo, fungendo da inibitori.

Le polveri di carburo di tungsteno e del metallo subiscono tre passaggi:

• Macinazione, per mescolare tra di loro polveri di diversa qualità e creare una miscela omogenea di polveri.

• Riscaldamento a 100 °C con aggiunta di legante (cobalto) per formare una massa solida grazie all'unione dei granelli.

• Sinterizzazione tra 1200 e 1600 °C, per consentire al cobalto di fondere, saldare i grani ed eliminare le porosità.

Nel caso degli utensili da taglio destinati agli impianti di macinazione dei rifiuti riciclabili, questi hanno una grande tenacità e durevolezza che permettono un risparmio generale dei costi di macinazione, anche se i coltelli costino di più rispetto ai comuni coltelli in acciaio, ma permettono anche di ottenere un prodotto tagliato in modo uniforme senza sbavature o polveri eccessive. 

I coltelli in metallo e carburo di tungsteno sono indicati per i seguenti materiali tenaci:

• PET

• Plastiche caricate con fibra

• Plastiche caricate con cariche minerali

• Raffia

• Polietilene da serra o proveniente dalla campagna

• Rifiuti elettronici

• Pneumatici

• Legno

Categoria: notizie - tecnica - acciaio - riciclo - coltelli - macinazione

Vedi maggiori informazioni sul riciclo