Con Jim Grann, Direttore Tecnico Ipsen
Il 4 febbraio è la "Giornata nazionale del vuoto" e Ipsen è orgogliosa di festeggiare rispondendo a una domanda comune: Perché usare un forno a vuoto?
Le persone forgiano il metallo da sempre. Letteralmente.
Dall'Età del Bronzo all'Età del Ferro, i progressi della tecnologia metallurgica hanno segnato l'ascesa delle civiltà e l'espansione dell'umanità. Le spade venivano forgiate nel fuoco, temprate nell'acqua, legate con il carbonio e martellate dagli armaioli. L'esercito con le armi migliori e l'armatura più efficace aveva un vantaggio significativo ogni volta che si combattevano le guerre. La capacità di attaccare o difendere un territorio era spesso determinata dall'abilità degli operai metallurgici dell'armeria.
Con il progredire della tecnologia, è aumentata anche la fusione e la lega dei metalli. Durante la rivoluzione industriale, le catene di montaggio richiedevano la consistenza dei materiali e una frequenza regolare di rifornimento. Negli Stati Uniti, le gigantesche acciaierie, con i loro metalli fusi che potevano essere visti brillare a chilometri di distanza, furono essenziali per creare modalità di trasporto che aprirono il continente e poi il mondo.
Nei primi anni '20th secolo, la radio e la televisione iniziarono a incorporare l'uso di tubi a vuoto, mentre la lampadina elettrica richiedeva la creazione di un vuoto attorno a un elemento elettrificato che emetteva luce, tipicamente il tungsteno. Più o meno nello stesso periodo, gli esperimenti con i forni a vuoto iniziarono a mostrare la possibilità di applicazioni industriali e nel 1929 la Raytheon Corporation fece il primo ordine per un forno a vuoto.
Nel 1959, Harold Ipsen sperimentò il suo forno a vuoto a Rockford, Illinois. Ipsen progettava zone calde, risolveva i problemi di tempra e sperimentava gas inerti per eliminare efficacemente ossigeno e vapore acqueo. Si rendeva conto che la tecnologia dei forni a vuoto sarebbe stata una forza da non sottovalutare.
I forni a vuoto erano in grado di fornire calore a un pezzo metallico per modificarne la struttura reticolare a scopo di indurimento, invecchiamento o riduzione delle tensioni, oppure potevano legare un metallo con un altro metallo attraverso processi come la brasatura. Eliminando l'ossigeno e l'acqua, si evitano la ruggine e gli altri ossidi metallici e i pezzi trattati termicamente sottovuoto risultano puliti e brillanti. Più efficiente è il vuoto, più puliti e brillanti sono i pezzi.
Negli anni '60, la corsa allo spazio ha determinato un'impennata nella domanda di leghe metalliche di precisione e nell'uso di metalli rari ed esotici. Le tecnologie di trattamento termico sotto vuoto sono state impiegate per garantire la creazione di pezzi con alti livelli di precisione e affidabilità. Quando si tratta di viaggi spaziali con equipaggio, la prevedibilità e l'affidabilità sono essenziali.
Le applicazioni per parti pulite e affidabili hanno trovato spazio anche in medicina, contribuendo a risolvere il problema del deterioramento delle articolazioni, in particolare di ginocchia e anche. La capacità di creare articolazioni sostitutive durature e resistenti da leghe di cobalto-cromo, titanio, zirconio e nichel, pulite anche a livello microscopico, ha reso i forni a vuoto una risorsa medica essenziale.
Il controllo preciso che un forno sottovuoto ha per garantire una migliore uniformità da un processo all'altro, per gestire le geometrie contorte della brasatura, per gestire la deallocazione, per controllare le fasi alfa e beta e per mantenere un controllo efficace della profondità del bossolo per la carburazione e la nitrurazione, rende il forno sottovuoto essenziale per le industrie che si affidano a livelli elevati di coerenza con qualità metallurgiche molto specifiche.
I produttori hanno scoperto che i pezzi lavorati in un forno a vuoto spesso non necessitano di un'ampia pulizia post-trattamento o di lavorazioni aggiuntive. Non era necessario sabbiare o lucidare i pezzi lavorati in un forno a vuoto. Si riduceva la dipendenza da oli di tempra, acetilene o generatori di gas endotermici. Il processo, guidato principalmente da elementi di riscaldamento elettrici interni con una temperatura esterna controllata da un sistema di ricircolo dell'acqua, non prevedeva fiamme libere né fumi o fuliggine associati. Con i forni sottovuoto, gli impianti di trattamento termico potevano essere magazzini puliti e a temperatura controllata, con un impatto ambientale di gran lunga inferiore.
Perché usiamo i forni a vuoto? Perché la tecnologia dei forni a vuoto ci aiuta a trovare modi per andare più lontano e vivere più a lungo che mai. E perché le imprese umane di maggior successo inizieranno sempre dando ai nostri visionari, ingegneri, progettisti e operatori la migliore tecnologia possibile.
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