MCA Strumentazione Industriale – Pirometri per forgia e stampaggio in Italia
Misura temperatura billette in uscita forno a induzione, preriscaldo stampo e controllo temperatura in pressa — modelli MCA-IRT-8 fissi e MCA-FOT a fibra ottica per induzione
Applicazione siderurgia • Forgia a caldo
La forgia a caldo è un processo a finestra di temperatura stretta: ogni billetta deve uscire dal forno a una temperatura entro ±20-30°C dal setpoint per garantire forgiabilità ottimale, riempimento corretto dello stampo, qualità del pezzo finale e durata dello stampo stesso. Una billetta troppo fredda significa sforzi pressa eccessivi, usura accelerata, rischio cricche nel pezzo. Una billetta troppo calda significa proprietà meccaniche degradate, grano grossolano, shock termico sullo stampo.
Il pirometro a infrarossi è lo strumento di misura della temperatura in tutte le postazioni critiche della linea di forgia: uscita forno di riscaldo (induzione, gas, resistenza), trasferimento dal forno alla pressa (la billetta perde 30-80°C nel trasferimento di 5-20 secondi), ingresso pressa o stampo, preriscaldo dello stampo per evitare shock termico al primo pezzo, controllo del pezzo forgiato in uscita pressa per tracciabilità qualità.
MCA fornisce pirometri a numerose forge italiane (forgiatura automotive, ferroviaria, ferramenta, bulloneria, componenti aerospaziali) con la selezione tecnica adattata al tipo di processo: MCA-IRT-8H1/H2 fissi per uscita forno e trasferimento, MCA-FOT-6 a fibra ottica per misura sopra l'induttore, MCA-IRT-6H1 per preriscaldo stampo, MCA-HHT portatili per controlli puntuali.
La forgia a caldo è il processo di deformazione plastica di un semilavorato metallico (billetta, spezzone di tondo o barra) ad alta temperatura per ottenere un pezzo di forma definita con proprietà meccaniche superiori grazie all'orientamento del flusso fibroso seguito durante la deformazione. La billetta viene riscaldata in forno a induzione, a gas o a resistenza fino alla temperatura di forgiabilità (tipicamente 1100-1280°C per acciai al carbonio), trasferita rapidamente alla pressa (idraulica, meccanica, a vite, martello), e forgiata in uno o più colpi in stampo chiuso (closed-die) o aperto (open-die). I prodotti finali coprono dall'automotive (alberi, bielle, ingranaggi grezzi) al ferroviario (ruote, assili) all'aerospace (componenti motore, ali, carrelli).
La temperatura è il parametro che condiziona tutta la riuscita del processo. La forgia di acciai al carbonio ha finestra di lavoro 1100-1280°C: sotto i 1100°C la duttilità cala bruscamente, sopra i 1280°C il rischio di bruciatura del materiale (oversoaking) e grano grossolano è alto. Acciai legati hanno finestre più strette (1100-1230°C), superleghe ancora di più (1050-1180°C), titanio si lavora attorno ai 950°C. Sbagliare di 50°C la temperatura di forgia significa pezzo fuori specifica e scartato in controllo qualità.
La misura della temperatura della billetta deve essere fatta in modo senza contatto (impossibile usare termocoppie sulla billetta in movimento ad alta velocità), veloce (la billetta passa sotto la postazione di misura in 1-3 secondi), robusto (ambiente con polveri, scaglia, vapore di lubrificante, radiazione termica intensa), integrato al PLC della pressa per l'interlock di sicurezza che impedisce di forgiare billette fuori temperatura. Il pirometro a infrarossi è l'unica tecnologia che soddisfa tutti questi requisiti.
Pirometro MCA-FOT-6 a fibra ottica installato sopra il forno a induzione di forgia: la testa di misura passiva, immune ai campi EM dell'induttore, è puntata sulla billetta in uscita per controllo della temperatura di forgiabilità prima del trasferimento alla pressa.
Una linea di forgia industriale moderna ha tipicamente quattro postazioni di misura della temperatura. Sotto le caratteristiche tecniche di ciascuna con la configurazione MCA consigliata.
Il forno a induzione (frequenza 50 Hz fino a 25 kHz) è lo standard nelle forge italiane: riscalda la billetta dall'interno in tempi rapidi (minuti contro ore) con uniformità e basso consumo. Il pirometro misura la temperatura della billetta all'uscita dall'induttore, prima del trasferimento alla pressa. Il campo EM dell'induttore impedisce l'installazione di pirometri standard nella zona attiva: si usa la fibra ottica MCA-FOT.
Configurazione MCA: MCA-FOT-6 testa Ø 12 mm in acciaio inox, cavo armato 5-15 m, elettronica in armadio macchina lontana dal campo EM.La billetta viene trasferita dal forno alla pressa tramite catena, robot o nastro trasportatore in 5-20 secondi, perdendo 30-80°C nel trasferimento. Il pirometro sopra la zona di trasferimento (o all'ingresso pressa) misura la temperatura reale di forgia, dato critico per il controllo qualità e per l'interlock di sicurezza della pressa.
Configurazione MCA: MCA-IRT-8H1 fisso banda 1-1,6 µm, D:S 300:1, installazione a 1-2 m dalla traiettoria della billetta, air-purge.Lo stampo della pressa viene preriscaldato prima dell'avvio della produzione per evitare shock termico al primo pezzo e garantire condizioni di processo costanti. La temperatura di preriscaldo è tipicamente 150-300°C per stampo di forgia di acciaio, 350-450°C per stampo di alluminio. La misura è solitamente di controllo (verifica pre-avvio) con pirometro portatile, ma in alcune linee è continua con pirometro fisso.
Configurazione MCA: MCA-IRT-6H1 fisso banda 2 µm range basso, oppure MCA-HHT-H1 portatile per controllo periodico, ottica focus regolabile.Per tracciabilità qualità (forge automotive IATF 16949, forge aerospace Nadcap) si misura la temperatura del pezzo in uscita dalla pressa, prima del raffreddamento. Il dato si registra a database insieme al codice pezzo per ricostruzione del lotto in caso di reclamo. Velocità di linea fino a 30-60 pezzi al minuto.
Configurazione MCA: MCA-IRT-8H1 con tempo di risposta 1 ms per pezzi veloci, RS-485 per registrazione su sistema MES.Sei vantaggi pratici della misura pirometrica continua in forgia industriale, da casistica reale di forge italiane.
Il pirometro genera un segnale digitale di interlock verso il PLC della pressa che impedisce alla pressa di chiudere su una billetta sotto temperatura. Una billetta a 950°C in pressa progettata per 1200°C può causare rottura dello stampo, danni meccanici alla pressa, lesioni personali. L'interlock è una sicurezza di processo obbligatoria nelle forge moderne.
Per forge certificate IATF 16949 (automotive), AS9100 (aerospace), Nadcap, l'identificazione di ogni pezzo con i suoi parametri di processo è obbligatoria. Il pirometro registra la temperatura di ogni billetta forgiata e il dato si associa al codice pezzo nel sistema MES. In caso di reclamo cliente si ricostruiscono i parametri di tutti i pezzi del lotto in pochi minuti.
La finestra di forgia per acciaio è 1100-1280°C: 180°C di tolleranza totale, ma 50°C sono già sufficienti a generare un pezzo fuori specifica. Il pirometro identifica in tempo reale le billette fuori finestra (forno poco regolato, transito troppo lungo, lotti misti), permettendo di scartarle prima della pressa anziché dopo, con risparmio diretto sul costo del pezzo lavorato male.
L'OEM automotive o aerospace audita la forga sulla stabilità statistica del processo (Cpk > 1,33 tipico). La registrazione continua della temperatura di forgia per ogni pezzo è il dato base per il calcolo del Cpk e per la firma del PPAP (Production Part Approval Process). Il pirometro MCA, calibrato a corpo nero tracciabile, è la fonte di misura accettata in audit.
Una volta calibrato il processo, la temperatura di forgia ottimale non è la massima della finestra ma quella più bassa che garantisce ancora forgiabilità. Lavorare 30°C in meno significa risparmio energetico significativo sul forno (i forni a induzione consumano direttamente per il delta T da raggiungere). Il pirometro permette di calare gradualmente il setpoint del forno con monitoraggio continuo della qualità pezzo.
Lo stampo di forgia è un costo importante: stampi grandi per ruote ferroviarie costano decine di migliaia di euro, hanno vita di 20.000-50.000 colpi, e la temperatura della billetta è il primo fattore di usura. Una temperatura più costante (controllo statistico stretto, riduzione delle billette troppo calde) allunga la vita stampo del 10-30% secondo casistica. Il pirometro paga il proprio investimento in pochi mesi.
La selezione del pirometro dipende dal tipo di forno di riscaldo e dalla postazione di misura. Sotto la tabella di sintesi per i casi più frequenti nelle forge italiane.
| Tipo di forno / postazione | Materiale | Pirometro consigliato | Modello MCA |
|---|---|---|---|
| Forno a induzione sopra induttore | Acciaio | Fibra ottica immune EM | MCA-FOT-6 o MCA-FOT-8 |
| Forno a induzione uscita zona | Acciaio | Fisso monocromatico banda corta | MCA-IRT-8H1 |
| Forno a gas a tunnel | Acciaio | Fisso monocromatico | MCA-IRT-8H1 |
| Forno a resistenza | Acciaio | Fisso monocromatico | MCA-IRT-8H1 con finestra ispezione |
| Trasferimento forno → pressa | Acciaio | Fisso banda 1-1,6 µm | MCA-IRT-8H1 |
| Forgia di alluminio (350-500°C) | Alluminio e leghe | Banda MIR per metalli bassi | MCA-IRT-5 o MCA-IRT-7 |
| Forgia di ottone/leghe rame | Ottone, bronzo | Banda lunga | MCA-IRT-5 o MCA-IRT-6 |
| Preriscaldo stampo | Acciaio stampo | Fisso range basso | MCA-IRT-6H1 o MCA-HHT |
Cinque modelli coprono la grande maggioranza delle linee di forgia italiane, dalla forgia di componenti automotive a quella di grossa fucinatura ferroviaria.
Range: 600-2200°C • Banda: 1-1,6 µm • D:S: 300:1 • Risposta: 1 ms
Il pirometro standard per uscita forno, trasferimento e controllo pezzo in pressa. Banda 1-1,6 µm ottimale per acciaio in forgia, D:S elevata per puntare billette di piccola sezione, tempo di risposta 1 ms per pezzi veloci.
Range: 250-1400°C • Banda: 2,0-2,6 µm • D:S: 60:1 a 100:1 • Risposta: 2 ms
Per misura della billetta sopra l'induttore del forno a induzione. Testa passiva immune al campo EM, cavo armato fino a 20 m, elettronica in armadio macchina. Range 250-1400°C copre acciaio in forgia.
Range: 600-1800°C • Banda: 1-1,7 µm • D:S: 100:1 • Risposta: 1 ms
Versione banda NIR del fibra ottica per acciai brillanti o ad alte temperature (acciai legati, superleghe). Range esteso a 1800°C, tempo di risposta più veloce per linee di forgia ad alta velocità.
Range: 100-1000°C • Banda: 1,6 µm o 2,0 µm • D:S: 100:1 • Risposta: 10 ms
Per preriscaldo stampo di forgia (150-450°C) e per applicazioni a temperatura medio-bassa. Range esteso a 100°C, ottica focus regolabile per puntare zone diverse dello stampo.
Range: 100-1200°C • Banda: 3,9 µm o 5 µm • D:S: 60:1 • Risposta: 50 ms
Per forgia di alluminio (350-500°C) e leghe non ferrose (ottone, bronzo). Banda MIR ottimale per metalli a bassa emissività in NIR. Modelli con compensazione emissività per superfici brillanti.
Range: 250-2000°C • Banda: 1-1,6 µm o 2 µm • D:S: 100:1 • Display: grafico
Pirometro portatile per controlli puntuali di temperatura su billette, stampi, postazioni di lavoro. Utile in fase di startup e per verifiche periodiche di tarature dei pirometri fissi. Memoria interna per logging dei dati di campagna.
Inviaci la descrizione della linea (tipo di forno: induzione/gas/resistenza, materiale, sezione billette, velocità di linea, tipo di pressa, certificazioni di processo: IATF/AS9100/Nadcap). Risponderemo con la configurazione MCA per uscita forno, trasferimento, preriscaldo stampo, controllo pezzo, integrazione PLC e piano di calibrazione tracciabile. Sopralluogo possibile.
Tre temperature critiche. (1) Temperatura della billetta in uscita dal forno di riscaldo: per acciai al carbonio 1100-1280°C, per acciai legati 1100-1230°C, per superleghe e titanio 1050-1180°C, per alluminio 380-480°C. (2) Temperatura della billetta all'ingresso nello stampo: dopo trasferimento dal forno alla pressa ha perso 30-80°C. (3) Temperatura di preriscaldo stampo: tipicamente 150-450°C in funzione del materiale forgiato e del tipo di pressa.
I forni a induzione (frequenza 50 Hz fino a 25 kHz) sono lo standard nelle forge italiane perché riscaldano la billetta dall'interno in modo uniforme in tempi rapidi (minuti contro ore), con basso consumo energetico e basso ossidazione superficiale grazie all'atmosfera locale. Il pirometro che misura la temperatura della billetta in uscita dal forno a induzione deve gestire i campi EM dell'induttore e i tempi rapidi di transito: per questo si usa il MCA-FOT a fibra ottica per misura sopra induttore o si installa il MCA-IRT-8 in posizione esterna al forno con air-purge.
La temperatura della billetta in uscita forno è il parametro che determina la forgiabilità del materiale e la durata dello stampo. Una billetta troppo fredda richiede maggiore forza di forgiatura (sforzi pressa più alti, usura stampo aumentata, rischio cricche nel pezzo finale) e può non riempire completamente lo stampo. Una billetta troppo calda riduce la resistenza meccanica del prodotto finale, può causare grano grossolano, accelera l'usura dello stampo per shock termico. La forgiatura corretta ha una finestra di temperatura stretta (±20-30°C) che il pirometro garantisce di rispettare pezzo dopo pezzo.
Lo stampo della pressa di forgia viene preriscaldato prima dell'avvio per evitare shock termico al primo pezzo e per garantire condizioni di processo costanti. La temperatura di preriscaldo è tipicamente 150-450°C in funzione del materiale forgiato. Si misura con pirometro fisso MCA-IRT-6H1 (banda 1,6 µm o 2 µm per range basso) puntato sulla superficie dello stampo o con un pirometro portatile MCA-HHT-H1 per controlli periodici puntuali. Per controllo continuo durante la produzione si valuta il MCA-IRT-8H2 fisso.
Per forgia di alluminio (temperatura di lavoro 350-500°C) o ottone (650-800°C) la banda spettrale 1-1,7 µm dei modelli standard per acciaio non funziona bene: i metalli non ferrosi a temperature relativamente basse emettono poca radiazione in NIR. Si usano modelli a banda lunga (3-5 µm o 7-14 µm) con compensazione di emissività per metalli lucidi. La selezione MCA prevede MCA-IRT-5 o MCA-IRT-7 per alluminio in forgia, con calibrazione dedicata all'emissività dell'alluminio brillante (0,1-0,25 in NIR, 0,3-0,5 in MIR). Vedi anche la pagina dedicata a pirometro per trasformazione dell'alluminio.
Tutti i modelli MCA per forgia hanno output 4-20 mA per collegamento al PLC della pressa (Schneider, Siemens, B&R, Rockwell), oltre a interfaccia RS-485 bidirezionale. Il segnale del pirometro viene usato come (1) interlock di sicurezza che impedisce alla pressa di operare con billetta sotto temperatura, (2) input per il sistema di tracciabilità qualità (registrazione T per ogni pezzo prodotto), (3) input per controllo di processo statistico (Cpk della temperatura forgia per audit cliente OEM). Documentazione tecnica e supporto di startup forniti da MCA in italiano.
Sì. La billetta viene trasferita dal forno alla pressa tramite catena, robot o nastro trasportatore, in tempi di 5-20 secondi. Durante il trasferimento perde 30-80°C per radiazione. Il pirometro installato sopra la zona di trasferimento (tipicamente MCA-IRT-8H1 con D:S 300:1 o MCA-2C-6H1 se l'ambiente è polveroso) misura la temperatura al momento dell'ingresso nello stampo e dà il dato critico per il controllo di processo. Per linee di forgia ad alta velocità (forgiatura di bulloneria a 30-60 pezzi/min) si usa un MCA-IRT-8H1 con tempo di risposta 1 ms.
Per acciaio in forgia (1100-1280°C) la ripetibilità tipica del MCA-IRT-8H1 è ±0,5°C su misure successive, su tempo di risposta 1 ms. La precisione assoluta è ±0,5% del valore letto in tracciabilità a corpo nero MCA-BBF. Questo significa che la misura tracciabile è entro ±6°C a 1200°C, sufficiente per il controllo della finestra di forgia che è tipicamente ±20-30°C. Per processi qualificati Nadcap o specifiche aerospace si fornisce documentazione di calibrazione tracciabile ACCREDIA.
MCA fornisce pirometri a forge italiane (Lombardia, Brescia, Bergamo, Vicenza, Reggio Emilia, Modena, Toscana) con supporto applicativo, calibrazione tracciabile, ricalibrazioni periodiche pianificate. Per forge di componenti automotive certificate IATF 16949 forniamo certificati di calibrazione conformi alle specifiche di processo del cliente OEM. Per forge aerospace Nadcap forniamo documentazione completa per il dossier di qualifica. Ricambi a magazzino per i modelli più diffusi e assistenza in italiano per troubleshooting di linea.
MCA fornisce pirometri industriali per forgia a caldo a forge italiane di tutto il territorio nazionale: forgiatura automotive, ferroviaria, ferramenta, bulloneria, componenti aerospaziali. La selezione tecnica è gratuita e personalizzata sulla linea reale. Calibrazione tracciabile, supporto in italiano, documentazione per certificazioni IATF/AS9100/Nadcap.