La selezione delle apparecchiature di prova meccanica per le ganasce dei freni in ghisa deve essere conforme alla norma ICS 45.060.20. Tale norma specifica che la prova delle proprietà meccaniche è suddivisa in due parti:
1. Prova di trazione
La procedura deve essere eseguita 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
La procedura deve essere eseguita in conformità alla norma ISO 6506-1:2014. I provini di durezza devono essere ricavati dalla metà inferiore della barra di prova fusa separatamente; in assenza di una barra di prova, si deve prelevare una ganascia del freno, asportarne una porzione laterale di 6-10 mm e misurarne la durezza in 4 punti di prova, calcolando la media dei valori ottenuti come risultato del test.
Base per il metodo di prova di 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, le apparecchiature 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 come prima scelta)
Vantaggi: L'area di indentazione è ampia, il che consente di valutare la durezza complessiva del materiale in ghisa (la ghisa può presentare una struttura irregolare) e i risultati sono più rappresentativi.
È adatto per ghise di media e bassa durezza (HB 80 – 450), coprendo quindi l'intera gamma di durezza delle ganasce freno in ghisa.
L'operazione è relativamente semplice e i requisiti per la finitura superficiale del campione sono relativamente bassi (generalmente Ra 1,6 – 6,3 μm sono sufficienti).
2.2 Principio della prova 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 sotto 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 macroscopica 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 principale 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 di solito l'unità non è indicata e si utilizza 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 del penetratore (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).
Come si può osservare dalla formula, a parità di forza di prova e diametro del penetratore, minore è il diametro di indentazione, 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 freno in ghisa (ghisa grigia), i parametri della prova di durezza Brinell sono generalmente i seguenti:
Forza di prova (F): Generalmente si utilizzano 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 a 1500 kgf o 500 kgf) in conformità alla norma ISO 6506-1:2014, ma ciò deve essere indicato nel rapporto di prova.
Data di pubblicazione: 26 agosto 2025
