Fustelle in carburo di tungsteno vs fustelle in acciaio: guida comparativa

Qual è il migliore tra gli stampi in carburo di tungsteno e quelli in acciaio? Questi due tipi di stampi sono spesso utilizzati negli stampi per fucili., stampi per timbratura, matrici di trafilatura, nonché matrici di punzonatura o estrusione. Ciò dipende da diversi fattori, quali costi, facilità di lavorazione, resistenza all'usura, durata e tolleranza alle alte temperature e alla corrosione.

Conoscere gli stampi e le matrici

Normalmente, per "stampi" si intendono le forme di stampaggio utilizzate per la tranciatura o la formatura dei metalli, ottenuta attraverso processi come la pressatura, la punzonatura o l'estrusione. Gli "stampi", invece, si riferiscono alla formatura di materie plastiche e altro. Per la lavorazione dei metalli si utilizzano sia stampi in carburo di tungsteno sia stampi in acciaio.

Confronto tra i materiali

Caratteristiche del materiale

Acciaio per stampi e carburo di tungsteno sono materiali comunemente utilizzati nella produzione di stampi e trovano ampia applicazione in questo settore. Qual è il materiale migliore tra l'acciaio per stampi e il carburo di tungsteno? Confrontiamoli in termini di caratteristiche dei materiali, proprietà meccaniche, resistenza all'usura, lavorabilità e costo.

Acciaio per stampi

L'acciaio per stampi è un tipo di acciaio con proprietà meccaniche e resistenza all'usura superiori.

• Elevata durezza e resistenza: L'acciaio per stampi ha una durezza, una resistenza e una tenacità elevate, in grado di soddisfare i requisiti di alta resistenza e di resistenza all'usura durante il funzionamento dello stampo.
• Trattamento termico: Ha buone proprietà di trattamento termico per migliorare la durezza e la resistenza all'usura.
• Eccellente lavorabilità: Consente di tagliare e modellare con facilità.

Filiera in carburo di tungsteno

Il carburo di tungsteno è un materiale in lega ad alta durezza e resistenza, composto principalmente da tungsteno e altri elementi in lega.

• Durezza estrema: Ha una durezza e una resistenza all'usura estremamente elevate, adatte alle operazioni di stampaggio.
• Resistenza alle alte temperature: Mantiene una buona durezza e resistenza in condizioni di alta temperatura.
• Resistenza alla corrosione: In grado di resistere ad ambienti corrosivi.

Proprietà meccaniche

In termini di proprietà meccaniche, sia l'acciaio per stampi che il carburo di tungsteno possiedono durezza e resistenza elevate, che soddisfano le esigenze di alta resistenza durante le operazioni di stampaggio. Tuttavia, la durezza e la resistenza del carburo di tungsteno sono più elevate e lo rendono più adatto alle applicazioni che richiedono queste caratteristiche.

Resistenza all'usura

Sia l'acciaio per stampi che il carburo di tungsteno hanno proprietà di resistenza all'usura eccezionali. Tuttavia, resistenza all'usura del carburo di tungsteno è superiore rispetto all'acciaio per stampi, rendendolo più adatto per applicazioni che richiedono un'elevata resistenza all'usura.

Lavorabilità

Acciaio per stampi:

La buona lavorabilità rende il taglio e la formatura relativamente semplici. Il materiale può essere lavorato utilizzando fresatrici CNC convenzionali, torni e macchine per elettroerosione a filo. Sono sufficienti fresette standard in metallo duro e i parametri di lavorazione sono facili da regolare.

Carburo di tungsteno:

Lavorabilità relativamente scarsa, che richiede tecniche e attrezzature di lavorazione specializzate. Quanto è significativa la differenza? Ecco alcuni esempi pratici:

• Lavorazione a scarica elettrica (EDM): Per la stessa cavità, la lavorazione del carburo di tungsteno richiede circa quattro volte più tempo rispetto alla lavorazione dell’acciaio per stampi. Anche l’usura degli elettrodi è maggiore, con un conseguente consumo di elettrodi di rame significativamente più elevato.
• Macinazione: Le mole standard in ossido di alluminio non sono in grado di molare efficacemente il carburo di tungsteno. È necessario utilizzare mole diamantate o in nitruro di boro cubico (CBN). Una mola diamantata costa da cinque a dieci volte di più di una mola standard e richiede una ravvivatura più frequente.
• Elettroerosione a filo: La velocità di taglio con elettroerosione a filo del carburo di tungsteno è pari a circa un terzo o un quarto di quella dell'acciaio per stampi. Anche il consumo di filo di molibdeno o di rame aumenta di conseguenza.
• Tornitura e fresatura: È possibile utilizzare esclusivamente utensili da taglio in PCD (diamante policristallino) o CBN. Sia la velocità di avanzamento che la profondità di taglio devono essere ridotte in modo significativo; in caso contrario, gli utensili da taglio potrebbero scheggiarsi o rompersi.

In parole povere, gli stampi in carburo di tungsteno richiedono tempi di lavorazione più lunghi, materiali di consumo più costosi e operatori altamente qualificati. Quando frequenti modifiche progettuali richiedono ripetute modifiche agli stampi, i costi e i tempi necessari per modificare gli stampi in carburo di tungsteno possono diventare un problema rilevante.

Considerazioni sui costi

Sia i costi del materiale che quelli di lavorazione dell’acciaio per stampi sono notevolmente inferiori a quelli del carburo di tungsteno. Su questo non vi è alcun dubbio. Tuttavia, a partire dal 2025, il divario di prezzo tra i due materiali si è ulteriormente ampliato.

Confronto dei costi dei materiali

• Acciai convenzionali per stampi, come il Cr12MoV e l’SKD11: in genere alcune decine di RMB al chilogrammo di peso
• Semilavorati in carburo di tungsteno: da diverse centinaia a diverse migliaia di RMB al chilogrammo, con notevoli fluttuazioni di prezzo negli ultimi due anni

Impatto effettivo degli aumenti dei prezzi delle materie prime del tungsteno nel periodo 2025–2026

Nell’aprile 2025, la Cina ha introdotto controlli più rigorosi sulle quote di produzione totali per l’estrazione di concentrato di tungsteno e ha intensificato i provvedimenti contro le miniere su piccola scala prive di licenza, riducendo in modo significativo la produzione di materie prime a monte. A partire dal terzo trimestre del 2025, i prezzi della polvere di tungsteno e della polvere di carburo di tungsteno hanno iniziato a salire. Dopo l’entrata in vigore, il 6 gennaio 2026, dei controlli sulle esportazioni di prodotti correlati al tungsteno, i prezzi hanno registrato un nuovo forte aumento.

Di seguito sono riportati i dati relativi ai prezzi:

Sebbene il prezzo sia sceso di circa 60% rispetto al picco massimo, il prezzo attuale rimane più di tre volte superiore a quello registrato prima dell’inizio di questo ciclo di aumento dei prezzi. Ciò significa che il costo delle materie prime per gli stampi in carburo di tungsteno è aumentato di diverse volte rispetto a due anni fa, ed è improbabile che si torni ai livelli di prezzo precedenti nel breve termine.

Raccomandazioni pratiche

• Per le applicazioni di produzione su larga scala che richiedono una durata degli stampi estremamente lunga, ad esempio oltre un milione di cicli, il costo unitario degli stampi in carburo di tungsteno può comunque risultare conveniente. L'impatto dei prezzi più elevati può essere compensato dalla loro durata di servizio eccezionalmente lunga.
• Per la produzione di piccoli e medi volumi, che richiede una durata dello stampo compresa tra decine di migliaia e diverse centinaia di migliaia di cicli, l’acciaio per stampi — in particolare gli acciai rapidi ottenuti con la metallurgia delle polveri, come l’ASP-23 e l’HAP40 — offre un vantaggio in termini di rapporto costo-prestazioni più significativo nelle attuali condizioni di mercato.

Conclusione

In conclusione, sia l'acciaio per stampi che il carburo di tungsteno presentano vantaggi e applicazioni appropriate. Quando si scelgono i materiali, bisogna considerare i requisiti specifici dell'applicazione dello stampo. Se sono richieste durezza, forza e resistenza all'usura superiori, il carburo di tungsteno può essere la scelta giusta. Se il costo è fondamentale, l'acciaio per stampi potrebbe essere un'opzione migliore. Inoltre, in base a situazioni specifiche, è possibile scegliere altri materiali per stampi adatti.