Finitura superficiale: la riga più economica da scrivere e la più costosa da rispettare

Ra 0,8 µm si scrive sul disegno con pochi caratteri e può aumentare della metà il prezzo di un pezzo in lega di nichel. È il costo evitabile più frequente sui disegni che vediamo, davanti alle tolleranze e ben davanti alla scelta del materiale.

Quanto costa ciascuna finitura

Indicativamente, a parità di tutto il resto, su titanio o su una superlega di nichel:

Ra	Come si ottiene	Costo relativo
6,3 µm	Fresato grezzo, sola passata di sgrossatura	0,8×
3,2 µm	Normale passata di finitura	1,0× base
1,6 µm	Finitura accurata, utensili affilati	1,1–1,3×
0,8 µm	Passata di finitura fine, usura utensile controllata	1,4–1,8×
0,4 µm	Passate molto leggere, oppure rettifica	2–3×
0,2 µm	Rettifica	3–5×
0,05 µm	Lappatura o lucidatura	5–10×

I gradini non sono lineari, e il salto da 0,8 a 0,4 è il punto in cui di solito il processo deve cambiare, non solo rallentare.

Sulle leghe che incrudiscono c’è una seconda penalità. Ottenere una finitura fine richiede passate leggere, e le passate leggere sulle leghe di nichel rischiano di brunire invece di tagliare, il che indurisce la superficie e peggiora la finitura. Vedere l’incrudimento nelle superleghe. Una finitura fine sull’Inconel quindi non è solo più lenta: è tecnicamente più difficile da ottenere in modo costante, e questa incertezza entra nel prezzo.

Cosa raggiunge ciascuna lavorazione

Lavorazione	Campo pratico di Ra
Fresatura, sgrossatura	3,2–12,5 µm
Fresatura, finitura	0,8–3,2 µm
Tornitura, finitura	0,4–1,6 µm
Tornitura su temprato, CBN	0,2–0,8 µm
Alesatura	0,8–1,6 µm
Rettifica cilindrica	0,1–0,8 µm
Rettifica in piano	0,2–1,6 µm
Levigatura (honing)	0,05–0,4 µm
Lappatura / lucidatura	0,012–0,1 µm
Elettroerosione a filo	0,8–3,2 µm

A parità di sforzo la tornitura raggiunge finiture più fini della fresatura, perché l’utensile è in contatto continuo invece di lasciare creste a ogni passata. Se una caratteristica si può tornire invece di fresare, la sua finitura costa meno.

L’errore: un’indicazione generica

Un cartiglio che riporta «tutte le superfici Ra 0,8 µm salvo diversa indicazione» applica una finitura fine a ogni faccia del pezzo, compresi il retro, i fianchi, le superfici di staffaggio e le caratteristiche che nessuno toccherà mai.

Su un corpo prismatico in titanio con venti facce, questo può significare una dozzina di passate di finitura inutili. Su diciotto di quelle facce il pezzo funziona esattamente allo stesso modo con Ra 3,2 µm.

Lo scriva al contrario: un’indicazione generale grossolana, con le finiture fini segnate sulle facce che ne hanno bisogno. Lo standard deve essere ciò che costa poco, l’eccezione ciò che costa molto.

Dove una finitura fine vale davvero il suo costo

Superfici di tenuta. Le sedi degli O-ring e le facce delle guarnizioni hanno requisiti di finitura reali, di solito indicati in una norma pubblicata dal produttore della tenuta. Usi quel valore, non una stima.

Superfici di scorrimento e di supporto. Dove un albero ruota in un foro o una faccia si consuma contro un’altra.

Superfici critiche a fatica. La rugosità concentra le tensioni. Su un pezzo in titanio sollecitato ciclicamente è un vero requisito ingegneristico, non estetico, ed è anche il caso in cui conta l’integrità superficiale, non solo la rugosità.

Superfici critiche per la corrosione. Una superficie rugosa su un pezzo in duplex o in lega di nichel trattiene depositi e innesca la vaiolatura.

Tutto ciò che viene rivestito. La maggior parte dei rivestimenti specifica una finitura del substrato.

Superfici estetiche visibili, se il pezzo si vede: ma scriva «estetica», così l’officina sa che si può ottenere con una finitura successiva invece che con la lavorazione.

Cosa specificare oltre a Ra

Ra è una media, e due superfici con lo stesso Ra possono comportarsi in modo molto diverso. Per le superfici critiche consideri:

Rz: altezza media picco-valle. Individua meglio di Ra i graffi profondi isolati, che sono di solito ciò che fa fallire una tenuta.

Direzione dei solchi. Solchi circonferenziali o assiali contano per le tenute e per la fatica. Li specifichi dove contano.

Integrità superficiale. Sui pezzi in superlega torniti su temprato o lavorati pesantemente, lo stato sotto la superficie può contare più della rugosità. Se uno strato bianco o tensioni residue di trazione sarebbero un problema, lo dica, e dica come verrà verificato. Tornitura su temprato o rettifica tratta il rischio di strato bianco.

Uno schema pratico per il disegno

Finitura superficiale generale: Ra 3,2 µm. Foro Ø40 H7 e faccia A: Ra 0,8 µm, solchi circonferenziali. Sede O-ring secondo disegno del fornitore della tenuta, Ra 0,4 µm, Rz 3,2 µm max. Superfici restanti: come da lavorazione.

Quattro righe, e il pezzo costa quanto deve. Le confronti con un unico Ra 0,8 µm generico, che costa di più e comunica di meno.

Riferimento: rugosità superficiale.

Invii il disegno e riceva un’offerta a prezzo definito entro 24 ore lavorative: se un’indicazione di finitura Le costa denaro senza darLe nulla in cambio, lo troverà scritto nella stessa risposta.