Mi è sempre piaciuto guardare un fabbro al lavoro. È una forma d'arte, e un processo affascinante osservarli mentre tirano fuori il metallo rovente dalla fucina, e poi qualche minuto dopo, con un po' di abilità nel martellare e modellare, vedere un oggetto di uso quotidiano prendere forma. C'è qualcosa di intrigante in tutto questo, dall'odore del fuoco al metallo rovente al ritmico tintinnio del martello.
In passato, un fabbro era noto per la fabbricazione di utensili, ferri di cavallo, parti di carri, attrezzi agricoli e qualsiasi cosa in metallo. Ma quando arrivò l'automobile e creò la necessità di meccanici e di utensili specifici per l'automotive, la rivoluzione industriale aveva già cambiato il mondo con lo sviluppo di macchine e processi per ridurre al minimo il lavoro manuale e aumentare la produzione di prodotti. E non è l'unica cosa che è cambiata.
Gli utensili odierni sono costruiti per resistere a livelli di stress ben superiori a quelli di anni fa e, come meccanici di automobili, ci affidiamo a loro. Ben lontano dal martello e dall'incudine, il mondo della produzione odierno è un argomento affascinante, che intreccia l'evoluzione della scienza e della tecnologia in un processo dinamico.
Le chiavi inglesi sono uno degli strumenti più utilizzati e possono sopportare gravi abusi, quindi ho pensato che fosse il momento perfetto per dare un'occhiata in prima persona a come sono fatte. Ecco un riassunto.
Le singole aziende hanno le loro formule e procedure specifiche, ma i passaggi principali del processo sono generalmente gli stessi. Tutto inizia con il materiale.
La maggior parte delle chiavi sono realizzate in una lega di acciaio, e più specificatamente, in acciaio al cromo vanadio 6140. Il motivo è che il cromo vanadio 6140 è un materiale collaudato per prodotti che richiedono sia resistenza che durevolezza. Mentre questi due aspetti potrebbero inizialmente sembrare la stessa cosa, sono due cose diverse.
La resistenza è una caratteristica che indica che un materiale può sopportare una forza considerevole, mentre la durevolezza è una caratteristica che indica che può resistere a quella forza più e più volte.
"Quando selezioni una lega per realizzare uno strumento, devi pensare all'uso finale. Il tipo di materiale con cui realizzerai un martello è diverso da quello con cui realizzerai una chiave inglese,"ha affermato Paul Dean, vicepresidente operativo di Gray Tools."Si sceglie un materiale che conferisca le proprietà richieste dall'utensile finale. Quando si pensa a una chiave inglese, deve essere resistente in modo da non deformarsi e deve essere durevole in modo da non usurarsi. Il cromo vanadio è un materiale comune, ma lo usiamo tutti per le sue proprietà comuni."
Poiché i produttori di chiavi inglesi ricevono materiali in grandi quantità, ad esempio lunghe barre di acciaio, come processo di pre-produzione queste barre vengono tagliate in dimensioni specifiche, quindi spesso sabbiate per rimuovere eventuali impurità che potrebbero influenzare il processo di produzione. La billetta, a quel punto solo un pezzo di metallo, viene quindi riscaldata vicino alla sua temperatura di fusione.
Quindi viene forgiato a stampo, un processo che prende la billetta calda e la modella in una forgiatura grezza. La forgiatura grezza ti dà la forma che desideri, ma non necessariamente tutte le dimensioni di cui hai bisogno. Quando si realizzano chiavi, più di una dimensione può essere realizzata dalla stessa forgiatura. Il processo di forgiatura è spesso solo un passaggio, ma a volte ne richiede più di uno a seconda della configurazione della chiave, e alcuni produttori utilizzano un'atmosfera di azoto durante alcune parti per proteggere la purezza dell'acciaio dall'ossigeno circostante, che potrebbe causare ustioni e scorie.
Le forgiature si raffreddano rapidamente da sole, ma poi vengono passate alla fase successiva di ricottura. La ricottura è una forma di trattamento termico che altera le proprietà fisiche del metallo per ammorbidirlo in preparazione alle fasi di finitura.
Il prossimo in linea è la brocciatura, uno specifico processo di lavorazione che è il modo più comune di dimensionare le estremità aperte e scatolate delle chiavi. Una broccia è uno strumento per la lavorazione dei metalli che ha una successione di denti che aumentano di dimensione in piccoli incrementi, e la brocciatura tirata è il processo più comune per le chiavi, in cui la broccia viene tirata fino a ottenere la dimensione desiderata.
Ora è il momento di stampare la chiave, che include le dimensioni, il numero di parte e il nome dell'azienda, e questo di solito viene fatto su una pressa punzonatrice. Dopo la forgiatura, una chiave viene ricoperta in modo che sia sufficiente per accettare la rimozione del materiale e la stampa, ma dopo la stampa, il metallo non ha bisogno di ulteriore lavoro dal punto di vista molecolare di spostamento o modellatura del metallo.
Ora si passa al trattamento termico. Tutte le chiavi sono trattate termicamente per soddisfare gli standard di durezza stabiliti dalle società di governo americane e internazionali. I livelli di durezza minimi e massimi sono molto specifici. Una chiave non può essere troppo morbida, al punto che potrebbe potenzialmente arrotondarsi durante l'uso, e non troppo dura, rendendola fragile. Il processo di trattamento termico, che è una parte critica e molto scientifica della produzione, è spesso seguito e combinato con tempra e rinvenimento.
Un esempio è il trattamento termico che riscalda la chiave e consente l'assorbimento del carbonio nello strato superficiale, seguito da un processo di raffreddamento chiamato tempra, che la immerge in un olio riscaldato per controllare con precisione il tempo di raffreddamento. La tempra è quindi un processo di riscaldamento e raffreddamento immediato di follow-up con parametri diversi. Il trattamento termico rafforza la chiave, la tempra impedisce che diventi troppo fragile.
Molti considerano il trattamento termico la parte più complicata del processo di produzione. "Ogni materiale ha una ricetta diversa per il trattamento termico", ha affermato Dean. "Dici al tuo addetto al trattamento termico qual è il materiale e la durezza desiderata, e lui ti indicherà una curva. Il vero problema è che non puoi raffreddarlo troppo velocemente perché il metallo potrebbe presentare delaminazioni o micro crepe. In genere viene fatto in olio più caldo per rallentare il raffreddamento".
Il processo di trattamento termico può richiedere ore, ed è una formula molto specifica che può essere difficile da realizzare correttamente, quindi c'è sempre una variazione accettabile. Dopo che le chiavi sono state trattate termicamente, vengono controllate con un durometro per assicurarsi che siano entro la tolleranza richiesta.
