Caratterizzazione della lega di alluminio 8006 e ottimizzazione del trattamento di omogeneizzazione per la produzione di finstock per applicazioni in scambiatori di calore = Characterisation of 8006 aluminium alloy and optimisation of homogenisation treatment for the production of finstock for heat exchanger applications

La lega di alluminio EN AW-8006 è una lega da deformazione plastica prodotta nello stabilimento produttivo della European Metals Srl (TO), il quale sfrutta un impianto di colata continua di tipo Twin-Roll Casting (TRC). L’azienda produce bobine di alluminio con spessore intorno ai 6,5 mm direttamente in seguito al processo di colata, mediante lavorazione a caldo. Queste vengono poi spedite alla SLIM aluminium S.p.a. (LT) per la laminazione a freddo, con lo scopo di ottenere un prodotto per applicazione di finstock coil. Questo prodotto è utilizzato nell’industria degli scambiatori di calore per produrre le alette di tali componenti, sfruttando le proprietà di scambio termico dell’alluminio e la sua eccellente resistenza alla corrosione. Allo stesso modo, il materiale richiede ottima formabilità e proprietà meccaniche, che devono soddisfare degli standard normati. Durante le lavorazioni di laminazione di tale materiale sono stati evidenziati principalmente due problemi: i prodotti presentano variabilità di performance durante la lavorazione e l’uso; alcune bobine non soddisfano i requisiti meccanici richiesti per applicazioni come fin stock coil. È stato riscontrato come questi problemi siano principalmente legati alla segregazione degli elementi chimici all'interno della lega e si verificano quando questi coil vengono prodotti utilizzando il processo Twin-Roll Casting (TRC) con successiva omogeneizzazione, al contrario del prodotto ottenuto direttamente da SLIM Aluminium S.p.A. (LT), che produce bobine di alluminio utilizzando il processo Direct Chill Casting (DCC). Tale lavoro di tesi, dunque, si è concentrato sull’analisi degli step produttivi che portano all’ottenimento della bobina di alluminio EN AW-8006 per lavorazione a caldo con uno spessore di 6,5 mm circa, comprendendo il processo di omogeneizzazione, il cui efficientamento può portare benefici di performance ed alla risoluzione del problema descritto. Il caso studio analizzato ha permesso, inoltre, di effettuare una caratterizzazione ed un processo di ottimizzazione di tale lega. Questo è stato possibile mediante opportuni test in laboratorio che hanno compreso l’analisi meccanica, seguita dall’analisi metallografica dei campioni trattati. È stata condotta inoltre un’analisi DSC a supporto delle altre analisi sperimentali. Il seguente lavoro di tesi prevede inizialmente di presentare lo stato dell’arte, al cui interno viene effettuata una descrizione delle leghe da deformazione plastica, con uno studio di dettaglio sulla lega in questione. Segue poi la trattazione dei due diversi processi industriali e del processo termico di omogeneizzazione. Successivamente, verranno presentate le metodologie di analisi utilizzate e seguirà l’analisi e discussione dei risultati, relazionando questi con testi di bibliografia a supporto del problema analizzato. La consultazione dei risultati ha permesso di caratterizzare e ottimizzare la lega, scegliendo tra due diverse composizioni chimiche all’interno della forcella composizionale definita dalla norma UNI EN 573-3:2013; in particolare, la lega con il più alto tenore di ferro e manganese risulta essere ottimale con l’obiettivo di raggiungere gli standard richiesti dal prodotto finito, applicato negli scambiatori di calore. L’analisi ha permesso di identificare la temperatura migliore di trattamento termico, che risulta essere pari a 580 °C, con migliorie già presenti a partire dai 560 °C.