La selezione dell'attrezzatura per le prove meccaniche sulle ganasce dei freni in ghisa deve essere conforme alla norma ICS 45.060.20. Questa norma specifica che la prova delle proprietà meccaniche è divisa in due parti:
1. Prova di trazione
Deve essere eseguito in conformità alle disposizioni della norma ISO 6892-1:2019. Le dimensioni e la qualità di lavorazione dei provini di trazione devono soddisfare i requisiti della norma ISO 185:2005.
2. Metodo di prova della durezza
Deve essere implementato in conformità con la norma ISO 6506-1:2014. I campioni di durezza devono essere tagliati dalla metà inferiore della barra di prova fusa separatamente; se non è presente una barra di prova, deve essere presa una ganascia del freno, devono essere piallati 6 mm - 10 mm dal suo lato e la durezza deve essere misurata in 4 punti di prova, con il valore medio che rappresenta il risultato della prova.
Base per il metodo di prova della durezza
La norma ISO 6506-1:2014 “Materiali metallici – Prova di durezza Brinell – Parte 1: Metodo di prova” specifica il principio, i simboli e le spiegazioni, l’apparecchiatura di prova, i campioni, le procedure di prova, l’incertezza dei risultati e il rapporto di prova per la prova di durezza Brinell dei materiali metallici.
2.1 Selezione dell'apparecchiatura di prova: durometro Brinell (consigliato per primo)
Vantaggi: l'area di indentazione è ampia, il che può riflettere la durezza complessiva del materiale in ghisa (la ghisa può avere una struttura irregolare) e i risultati sono più rappresentativi.
È adatto per ghisa di media e bassa durezza (HB 80 – 450), coprendo completamente la gamma di durezza delle ganasce dei freni in ghisa.
Il funzionamento è relativamente semplice e il requisito per la finitura superficiale del campione è relativamente basso (in genere è sufficiente Ra 1,6 – 6,3 μm).
2.2 Principio del test di durezza Brinell
Il principio può essere riassunto come segue: una sfera in lega dura (o in acciaio temprato) con un diametro di 10 mm viene premuta sulla superficie del campione applicando una determinata forza di prova (ad esempio 3000 kgf). Dopo aver misurato il diametro dell'impronta, viene calcolato il valore di durezza (HBW) per caratterizzare la capacità del materiale di resistere alla deformazione plastica. Il suo principale vantaggio risiede nell'elevata rappresentatività dei risultati, che possono riflettere le caratteristiche di durezza macroscopiche del materiale. Si tratta di un metodo classico ampiamente utilizzato nei test prestazionali dei materiali metallici.
2.3 Simboli e spiegazioni del valore di durezza Brinell
La definizione fondamentale del valore di durezza Brinell (HBW) è: il rapporto tra la forza di prova (F) e l'area della superficie di indentazione (A), con l'unità di misura MPa (ma solitamente l'unità non è indicata e viene utilizzato solo il valore numerico). La formula di calcolo è la seguente: HBW = πD(D−D2−d2)2×0,102×F
Dove:
F è la forza di prova (unità: N);
D è il diametro dell'indentatore (unità: mm);
d è il diametro medio dell'indentazione (unità: mm);
Il coefficiente “0,102″ è un fattore di conversione utilizzato per convertire l’unità di forza di prova da kgf a N (se calcolata direttamente in N, la formula può essere semplificata).
Dalla formula si evince che, a parità di forza di prova e di diametro dell'indentatore, minore è il diametro dell'indentatura, maggiore è la capacità del materiale di resistere alla deformazione plastica e maggiore è il valore di durezza Brinell; viceversa, minore è il valore di durezza.
In base alle caratteristiche del materiale delle ganasce dei freni in ghisa (ghisa grigia), i parametri della prova di durezza Brinell sono solitamente i seguenti:
Forza di prova (F): in genere si utilizza 3000 kgf (29,42 kN) e il simbolo di durezza corrispondente è “HBW 10/3000″.
Nota: se il campione è sottile o il materiale è morbido, la forza di prova può essere regolata (ad esempio 1500 kgf o 500 kgf) in conformità con la norma ISO 6506-1:2014, ma ciò deve essere indicato nel rapporto di prova.
Data di pubblicazione: 26-08-2025
