Produzione di componenti di impianti idraulici aeronautici : influenza dei processi tecnologici

This thesis originates from an internship at Microtecnica, a company specialized in the production of aerospace components. The objective of this study is to investigate the correlation between the mechanical characteristics of a spool & sleeve steel piston and the corresponding test specimen used for tensile testing which is mandatory for the verification of the mechanical characteristics. The aim is to determine the optimal test specimen configuration that accurately represents the finished product, taking into account both the geometry and the sequence of processes employed during its fabrication. Specifically, the influence of diameter variation during heat treatments, such as carburizing and quenching, on the mechanical properties of the test specimen is analyzed. By establishing fixed process parameters, various diameters were considered, and the resulting mechanical characteristics were compared. Furthermore, an effort was made to isolate each individual heat treatment to assess its specific impact on the results. Throughout the investigation, particular emphasis was placed on the material's yield strength, a critical mechanical characteristic with direct implications for flight safety. The findings reveal that the mechanical properties obtained through quenching exhibit limited sensitivity to the treated diameter within the recommended range specified by regulations. In contrast, carburizing generally demonstrates a slightly negative effect on the material's yield strength. Moreover, it was observed that post-carburizing machining of the specimens is essential to avoid potential adverse influences from residual carburization on the tensile testing process. Finally, a representative test specimen configuration that complies with regulations and proves economically viable for production purposes was identified.

Questa tesi nasce in occasione di un tirocinio presso Microtecnica, un'azienda specializzata nella produzione di componenti aeronautici. Lo scopo dello studio è indagare la correlazione tra le caratteristiche meccaniche di un pistone in acciaio di una valvola a cassetto e i provini utilizzati per la prova di trazione, la quale è mandatoria per la verifica delle caratteristiche meccaniche del materiale. L'intento è trovare la configurazione di provino che meglio rappresenti il prodotto finito, considerando sia la geometria che la sequenza dei processi impiegati per la sua realizzazione. In particolare, si vuole analizzare l'influenza del diametro durante i trattamenti termici, quali cementazione e bonifica, sulle caratteristiche meccaniche del provino. Pertanto, fissati i parametri di processo, sono stati considerati diversi diametri e confrontate le relative caratteristiche meccaniche ottenute. Successivamente, si è cercato di isolare uno dei due trattamenti termici al fine di valutarne l'effetto sui risultati. Nel corso dell'indagine, si è dato particolare rilievo alla resistenza allo snervamento del materiale, una caratteristica meccanica considerata impattante sulla sicurezza del volo. È emerso che le caratteristiche meccaniche ottenute tramite la bonifica non sono così sensibili al diametro trattato, purché il diametro sia all'interno dei limiti indicati dalle normative. Tuttavia, non si può affermare la stessa cosa per la cementazione, la quale in generale ha un impatto leggermente negativo sulla resistenza allo snervamento del materiale. Si è osservato che i provini devono essere lavorati meccanicamente dopo la cementazione, altrimenti la prova di trazione potrebbe essere influenzata negativamente dai residui di cementazione. Infine, è stata identificata una configurazione di provino che potrebbe essere adottata nella produzione, in quanto rappresentativa del prodotto, conforme alle normative e vantaggiosa dal punto di vista economico.