La fase di Tempra rappresenta un aspetto estremamente critico nella conduzione di un Processo Termico in quanto considerato maggior fattore che influenza le viariazioni dimensionali dei componenti trattati.
Attraverso un'attenta ottimizzazione dei parametri che intervengono durante la Tempra è oggi possibile raggiungere buoni risultati che si avvicinano sempre piu' a quella che viene definita "Tempra Ottimale".
La differenza sostanziale fra una Tempra in mezzo Fluido (Acqua, Olio, Sali Fusi) e la Tempra in Gas ad Alta Pressione (HPGQ - High Pressure Gas Quenching) consiste nel diverso modo di trasferire calore fra il fluido ed il componente da raffreddare.
Nel caso dell'impiego di un mezzo fluido le velocità di raffreddamento sono legate alle temperature della superficie da raffreddare:
A temperature elevate il liquido evapora a contatto della superficie e forma una pellicola di vapore che isola termicamente il componente rallentando notevolmente la velocità di raffreddamento.
Quando la temperatura si abbassa lo strato di vapore collassa trasformandosi in bolle che si staccano subito dalla superficie e portano la velocità di scambio a valori elevatissimi.
Infine quando la temperatura della superficie del solido scende al di sotto del punto di ebollizione del fluido, lo scambio avviene solo per convezione e la velocità rallenta notevolmente.
Nell'immagine a lato sono rappresentate le fasi che intervengono durante la Tempra con Olio minerale: "Film Boiling", "Bubble Boiling" e "Convection Phase".
Ogni fase è caratterizzata da un differente coefficente di trasferimento del calore che induce sullo stesso componente temprato diversi gradiendi di temperatura. Questo fenomeno fisico innesca inevitabilmente tensionamenti e contrazioni termiche in momenti differenti causandone una deformazione.
Nel caso della Tempra in Gas ad Alta Pressione non avvengono cambiamenti di fase durante lo spegnimento e l'estrazione del calore avviene solamente per convezione.
Il coefficiente di trasferimento del calore è estremamente omogeneo su tutta la superficie del componente riducendo drasticamente il rischio di deformazioni. E' inoltre possibile gestire e monitorare accuratamente l'intero processo di Tempra in Gas attraverso il controllo della pressione e della velocità del gas stesso.
Attraverso la Tempra in Gas ad Alta Pressione è infine possibile raggiungere la massima pulizia delle superfici con totale assenza di incrostazioni da fluidi di tempra, asfaltene o residui carboniosi.
Vantaggi della Tempra in Gas:
- Riduzione delle deformazioni ed elevata ripetibilità delle variazioni dimensionali
- Drasticità di Tempra personalizzabile attraverso il controllo della pressione e velocità del gas
- Massima flessibilità del processo
- Garanzia di fori non ostruiti
- Assoluta pulizia dei comopnenti e nessuna necessità di post-lavaggi
