Le temperature di fusione per bronzo, ottone e alluminio: il cuore ardente della fonderia
Nel mondo della metallurgia, la fonderia rappresenta un luogo di trasformazione quasi alchemica, dove il calore estremo costringe la materia solida a diventare liquida, pronta per essere modellata in una nuova forma. Questo processo, apparentemente semplice, è in realtà una scienza precisa in cui il controllo della temperatura non è solo un dettaglio, ma il fattore più critico per garantire la qualità, l’integrità strutturale e le prestazioni del prodotto finale.
Ogni metallo ha la sua “personalità” termica: bronzo, ottone e alluminio, tre delle leghe più utilizzate, danzano con il calore in modi molto diversi. Comprendere le loro specifiche esigenze di temperatura, dal cuore del forno fino al momento della colata, è fondamentale. Questa guida esplora le temperature operative in una fonderia moderna, svelando la scienza che si cela dietro ogni getto incandescente.
Oltre il punto di fusione: solidus, liquidus e surriscaldamento
Quando si parla di leghe metalliche, il concetto di “punto di fusione” è più complesso di quanto si pensi. A differenza di un metallo puro, una lega non fonde a una temperatura singola, ma attraverso un intervallo di fusione. Questo intervallo è definito da due temperature critiche:
- temperatura di solidus: è la temperatura alla quale la lega inizia a fondere. Al di sotto di questo valore, il metallo è completamente solido.
- temperatura di liquidus: è la temperatura alla quale la lega diventa completamente liquida. Tra solidus e liquidus, il metallo si trova in uno stato pastoso, una miscela di cristalli solidi e metallo fuso.
Una volta superata la temperatura di liquidus, il metallo è pronto per la fase successiva e forse più importante: il surriscaldamento (superheat). Si tratta di riscaldare il metallo fuso a una temperatura significativamente superiore al suo liquidus. Questo calore aggiuntivo è essenziale per diverse ragioni:
- aumenta la fluidità, permettendo al metallo di scorrere agevolmente e riempire ogni cavità dello stampo, anche le più sottili e complesse;
- compensa la perdita di calore che avviene inevitabilmente durante il trasferimento dal forno allo stampo;
- previene difetti di fusione come le cold shuts, che si verificano quando il flusso di metallo si solidifica prematuramente.
Tuttavia, un surriscaldamento eccessivo è dannoso, poiché può causare un maggiore assorbimento di gas (come l’idrogeno nell’alluminio) e un’ossidazione accelerata, compromettendo la qualità finale del getto.
I metalli a confronto: requisiti termici specifici
Ogni lega richiede un trattamento termico su misura. Di seguito i valori tipici per alluminio, ottone e bronzo.
- Alluminio – Essendo un metallo leggero, richiede le temperature più basse. Le leghe da fonderia, come la comune A356, fondono fra 550 °C (solidus) e 615 °C (liquidus) e vengono colate a 700–780 °C.
- Ottone – Lega rame‑zinco che lavora a temperature ben più elevate. Un ottone rosso (es. C83600) fonde fra 990 °C e 1010 °C; la colata avviene in genere fra 1060 °C e 1290 °C.
- Bronzo – Famiglia di leghe a base rame con stagno, alluminio o silicio. Un bronzo allo stagno fonde intorno a 900–950 °C, mentre un bronzo all’alluminio (es. C95400) supera i 1040 °C; la temperatura di colata varia da 1150 °C a oltre 1300 °C.
La temperatura non è un valore assoluto: i fattori chiave
Impostare il termostato del forno non basta. La temperatura di colata ideale dipende da variabili interconnesse che solo un fonditore esperto sa bilanciare:
- Composizione della lega – Piccole variazioni degli elementi leganti possono alterare sensibilmente l’intervallo di fusione.
- Geometria del getto – Pezzi con pareti sottili si raffreddano più rapidamente. Si usa il concetto di modulo termico (volume/superficie); un basso modulo richiede temperature di colata più alte.
- Tipo di forma (stampo) – Una forma in sabbia isola, trattenendo calore; una forma metallica lo estrae velocemente. Colate in conchiglia richiedono temperature più alte o velocità di riempimento maggiori.
Misura e sicurezza: la gestione delle alte temperature
Misurare con precisione la temperatura di un metallo fuso è una sfida. Si usano principalmente:
- termocoppie a immersione – misurazione diretta e precisa, ma la sonda si consuma rapidamente;
- pirometri ottici (o a infrarossi) – misurazione a distanza; sicuri, ma richiedono un’accurata impostazione dell’emissività.
Lavorare a queste temperature impone standard di sicurezza elevatissimi. Gli operatori devono indossare DPI conformi alla norma EN ISO 11612: indumenti ignifughi, ghette, guanti resistenti al calore, stivali da fonderia a sfilamento rapido e visiere protettive contro gli schizzi di metallo fuso.
L’esperienza che fa la differenza
Come emerge da questa analisi, il successo di una fusione non dipende da un singolo valore, ma da un complesso equilibrio di variabili. La capacità di regolare il surriscaldamento in base alla lega, alla geometria del pezzo e al tipo di stampo è una competenza che unisce la scienza dei materiali all’arte della fusione. Questa sensibilità è ciò che distingue una buona fonderia da un’eccellenza nel settore. In Italia, realtà come Modelleria Ferrieri incarnano questo livello di maestria, gestendo con perizia processi complessi per trasformare un progetto in un componente metallico impeccabile.
In sintesi
La gestione della temperatura è il cuore pulsante della fonderia. Dalle temperature relativamente miti dell’alluminio fino al calore intenso richiesto dal bronzo, ogni grado conta. Di seguito la tabella riassuntiva per un confronto rapido.
| Metallo | Lega comune di riferimento | Intervallo di fusione (solidus–liquidus) | Temperatura di colata tipica |
| Alluminio | A356 | 550 °C – 615 °C | 700 °C – 780 °C |
| Ottone | C83600 | 990 °C – 1010 °C | 1060 °C – 1290 °C |
| Bronzo | C95400 | 1025 °C – 1040 °C | 1150 °C – 1300 °C+ |
Scegliere la giusta temperatura è la prima, fondamentale garanzia per ottenere un pezzo fuso non solo esteticamente perfetto, ma anche strutturalmente solido e performante.
