La lavorazione dei metalli può essere effettuata a freddo o a caldo. Che cosa vuol dire? Queste espressioni non riguardano il livello di temperatura assoluta dei metalli che vengono lavorati, ma un altro valore, vale a dire il rapporto tra la temperatura di fusione del materiale e la temperatura a cui la lavorazione viene effettuata. Si ha a che fare con una lavorazione a freddo se il rapporto in questione è inferiore a 0.3 gradi, con una lavorazione a tiepido se è compreso tra 0.3 e 0.6 gradi e con una lavorazione a caldo se è superiore a 0.6 gradi.
Le tecniche di lavorazione
Nel novero delle tecniche di lavorazione a caldo è necessario citare la fusione, la fucinatura (indicata anche con il nome di forgiatura) e lo stampaggio. Per quel che riguarda le tecniche di lavorazione a freddo, invece, si deve menzionare l’imbutitura, che in genere riguarda le lamiere di acciaio e di alluminio destinate a essere lavorate o piegate. Ci sono, poi, le lavorazioni di finitura che prevedono l’impiego di utensili e di macchine ad hoc: è il caso della piallatura, dell’alesatura, della limatura, della strozzatura, della fresatura e della tornitura.
Le caratteristiche dei metalli
Sono numerosi i settori in cui vengono usati i metalli: si pensi al mondo dell’arredamento e all’industria chimica, ma anche al comparto aerospaziale e all’edilizia. Nella maggior parte dei casi essi non sono utilizzati puri, a causa delle loro ridotte caratteristiche meccaniche: per esempio il ferro puro può essere deformato con facilità perché è tenero. I metalli si usano, invece, in leghe: vale a dire, sotto forma di materiali che sono costituiti da almeno due elementi. Le leghe possono contenere composti chimici: l’acciaio, che è una lega di carbonio e ferro, contiene la cementite. In altri casi le leghe non sono altro che soluzioni solide: per esempio l’ottone è costituito da zinco e rame.
Le temperature dei metalli
A livello fisico, alcuni metalli a temperatura ambiente sono liquidi, come nel caso del mercurio. La temperatura di fusione è variabile: il cesio per esempio fonde a 28 gradi, il tungsteno addirittura a 3410 gradi. Uno dei metalli che vengono usati più di frequente è l’alluminio, a cui si ricorre per le costruzioni automobilistiche e aeronautiche, ma anche per i contenitori alimentari e per le finestre. L’anodizzazione è un processo che ha lo scopo di migliorare l’aspetto dell’alluminio e proteggerlo dalla corrosione attraverso la formazione di una pellicola di ossido sul materiale.
I metalli nel settore edilizio
Quando si parla di carpenteria metallica pesante si fa riferimento a quei metalli che vengono impiegati nel settore edilizio. Un esempio può essere individuato nel rame, che è noto per il suo peculiare colore rosso e che viene usato sin dai tempi più antichi. È un metallo che vanta caratteristiche ideali come conduttore elettrico e termico; essendo anche resistente alla corrosione, può essere usato per la realizzazione di cavi elettrici e di condutture dell’acqua. In più il rame è resistente agli agenti atmosferici, e tale prerogativa lo rende adatto alla composizione di converse e grondaie. Il bronzo e l’ottone sono le leghe principali del rame: nel primo caso insieme con lo stagno, nel secondo caso insieme con lo zinco. Duro e resistente alla corrosione, il bronzo viene usato nell’industria meccanica e nel mondo dell’arte. Anche l’ottone resiste alla corrosione, e viene usato nel settore dell’edilizia per numerosi oggetti, come per esempio le maniglie delle finestre e delle porte.
Il ferro nel comparto dell’edilizia
Il metallo che viene usato di più in assoluto è senza dubbio il ferro. Con il ferro si può ottenere l’acciaio, che – come noto – è il materiale da costruzione per antonomasia, in virtù delle numerose proprietà che lo caratterizzano: la malleabilità e la plasticità, per esempio, ma anche la duttilità e l’elasticità. Rispetto alla ghisa, l’acciaio è meno fragile e meno duro. Lo si può sottoporre a una lavorazione particolare che gli conferisce una particolare resistenza meccanica e durezza elevata: è ciò che avviene quando lo si tempra, vale a dire lo si riscalda a temperatura elevata e poi lo si raffredda in olio o acqua.
L’acciaio
Nel settore edile l’acciaio può essere utilizzato da solo o unitamente con il calcestruzzo: in questo secondo caso dà vita al cemento armato. Ma questo materiale mette in mostra tutto il proprio valore anche nel settore chimico, in quello automobilistico, in quello ferroviario e in quello meccanico. Va detto che tende a corrodersi nel caso di esposizione all’aria umida, ma per rimediare a questo inconveniente è sufficiente proteggere le superfici con delle lavorazioni ad hoc: per esempio la zincatura e la verniciatura. L’acciaio inox è un acciaio speciale, cioè una lega che, oltre al carbonio e al ferro, contiene anche il cromo e il nichel.