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Il Sarto con le Ruote | Alluminio, proprietà e caratteristiche.

IL SARTO CON LE RUOTE | Peter Boeris | Bicicletta Materiali | Alluminio

Buon giorno a tutti e benvenuti al terzo incontro di Informazione tecnica riguardante la bicicletta.
Oggi parliamo del materiale che mi fa incupire: l’ ALLUMINIO. Non vorrei che chi legga l’articolo interpretasse questa mia affermazione come un giudizio negativo sul materiale, come vedremo le proprietà dell’alluminio sono più che accettabili. Il mio giudizio è la conseguenza di centinaia di migliaia di telai in alluminio importati ad un prezzo super basso che lentamente ma inesorabilmente( l’alluminio) si è diffuso come una epidemia decimando l’artigianato made in Italy. Detto questo procediamo ad approfondire i concetti inerenti questo metallo. L’ alluminio ha avuto la sua consacrazione soltanto nel 1886 grazie a due ragazzi, Charles Hall statunitense e Paul Héroult francese, che inventarono un processo efficiente per la sua produzione. Un passaggio necessario ma molto superficiale che dobbiamo affrontare è la classificazione dell’Alluminio e delle leghe di Alluminio

 

Le leghe di alluminio si dividono in: leghe da fonderia o da deformazione plastica.
La classificazione internazionale ( Alluminium Association) prevede un sistema di quattro cifre in cui:

la prima indica la famiglia di leghe;
la seconda le eventuali varianti rispetto alla lega originaria, alla quale è riservata la cifra 0;
le due ultime cifre indicano infine nella serie 1xxx il grado di purezza dell’alluminio e nelle altre serie definiscono specificatamente la combinazione di alliganti secondo questo indice:

1XXX Alluminio con purezza minima 99.00%
2XXX Leghe Al-Cu
3XXX Leghe Al-Mn
4XXX Leghe Al-Si
5XXX Leghe Al-Mg
6XXX Leghe Al-Mg-Si
7XXX Leghe Al-Zn
8XXX Leghe Al con altri elementi
9XXX Serie sperimentale

In concomitanza agli alliganti si possono impiegare elementi che migliorano alcuni aspetti prestazionali delle leghe, conosciuti come correttivi. Senza analizzare le proprietà che forniscono i correttivi possiamo elencarli : bismuto, cadmio, cromo, nichel, piombo, scandio, stagno, titanio, zirconio, ed anche ferro, il quale è sempre presente come impurezza.
Per comprendere maggiormente la classificazione della lega e che tipo di trattamento ha subito dobbiamo conoscere la simbologia dei trattamenti termici.

Trattamenti termici:

Le norme europee per la classificazione delle leghe di alluminio, prevedono inoltre la collocazione di una lettera, separata da un trattino, che descrive la successione dei trattamenti termici e meccanici che il materiale subisce prima di essere messo in opera. Le principali lettere che identificano i trattamenti sono otto : FOHH1H2H3WT. Il trattamento che maggiormente viene evidenziato nel nostro settore è la T che significa : “trattato termicamente”. Si applica solo ai materiali trattati termicamente, incruditi o meno, ed è seguita da una cifra che va dall’1 al 10. Per completare l’informazione di carattere generale vediamo T (+ cifre).
Ecco cosa rappresentano le cifre:

T1: invecchiato naturalmente
T2: invecchiato naturalmente dopo lavorazione
T3: solubilizzato + deformato a freddo
T4: solubilizzato + invecchiato naturalmente
T5: invecchiato artificialmente
T6: solubilizzato + invecchiato artificialmente
T7: solubilizzato + stabilizzato

T8: solubilizzato + deformato a freddo +invecchiato artificialmente
T9: solubilizzato + invecchiato artificialmente + deformato
T10: lavorato a caldo + deformato a freddo + invecchiato artificialmente

Le leghe maggiormente utilizzate nel settore ciclistico sono:

Serie 6000: (nome commerciale Anticorodal); i principali elementi di lega sono Silicio e Magnesio.
Presentano buona lavorabilità, saldabilità, resistenze meccaniche e resistenza alla corrosione.
Serie 7000: (nome commerciale Ergal); Il principale elemento di lega è lo Zinco, normalmente a questa lega viene aggiunto anche il Magnesio per sviluppare le caratteristiche meccaniche e renderle fra le più elevate tra le leghe d’Alluminio. Dopo il trattamento termico la lega Al-Zn-Mg acquisisce la più elevata resistenza a trazione. Purtroppo peggiorano per l’Ergal la resistenza alla corrosione e la saldabilità.

Volendo riassumere in modo semplice possiamo dire che quando definiamo un materiale come “alluminio” in realtà identifichiamo una lega costituita da diversi materiali e che la bontà e le caratteristiche meccaniche dell’alluminio variano a seconda degli elementi utilizzati. Durante il percorso di definizione della lega alcune proprietà o caratteristiche meccaniche del materiale possono peggiorare: a questo punto si interviene con i “ trattamenti “ i quali hanno la funzione di stabilizzare e migliorare le proprietà dell’alluminio.

 

Direi che siamo giunti alla domanda che tutti fareste a questo punto: che caratteristiche ha un telaio in alluminio?
Prima di rispondere a questa domanda vorrei raccontarvi un aneddoto che è accaduto ad un corridore. Come ben sapete qualunque corridore vuole vincere, ma quando la vittoria non arriva si incominciano a ricercare le cause. La lamentela principale era sul telaio ritenuto troppo rigido e pesante. D’accordo con il direttore sportivo abbiamo rifatto un telaio con le stesse caratteristiche del precedente ma con un peso inferiore di 175 grammi. Eravamo al limite ed io ero molto perplesso sulla tenuta del telaio in corsa. Soluzione geniale: riverniciare e rimontare il vecchio telaio spacciandolo per il nuovo. Consegnata la bicicletta con il “nuovo” telaio sono andato ad assistere all’esordio in gara. La fortuna : il corridore vince la gara con il “nuovo” telaio. Da quel giorno in poi il campione ha avuto apprezzamenti positivi nei confronti  del “nuovo” amato telaio. (Premetto il direttore sportivo era al corrente del finto scambio). Questo aneddoto ha lo scopo di ricordare ha tutti che le i giudizi devono essere oggettivi e valutati attentamente.

Vorrei dividere la risposta sulle caratteristiche del telaio in alluminio dicendo:

Se il telaio è un “corsa” allora possiamo asserire che le tubazioni saranno sicuramente oversize
(maggiorate) e di conseguenza avrà una maggiore rigidità rispetto ad un telaio con tubazioni in acciaio. L’alluminio però ha una caratteristica importante che è quella di avere un valore di densità basso pari ad 1/3 dell’acciaio e quindi il peso risulterà minore. La bicicletta dovrà avere la forcella in carbonio e delle ruote a basso profilo per non esaltare la rigidità che trasmette il telaio. Per chi volesse adottare il telaio in alluminio per delle cronoscalate direi che la scelta è valida.

Se invece siamo appassionati del fuori strada è il mezzo utilizzato è una “mountain bike front” direi che la scelta è molto buona. La resa migliore la otteniamo se la bicicletta è impostata per un utilizzo da cross country dove le sollecitazioni non sono esasperate. Ritengo importante ricordare che il carico di rottura Rm dell’alluminio è 1/3 dell’acciaio ed associato al fatto che il materiale ha una memoria alla fatica questo comporta la necessità di attribuire un limite massimo di utilizzo al telaio che direi non superiore agli 8 anni. (Questo parametro varia in base all’’utilizzo(Km) e alle sollecitazioni che il telaio subisce)

Non bisogna comunque dimenticare che l’utilizzo dell’alluminio nella costruzione dei telai è superiore ad ogni altro materiale e se escludiamo scoperte rivoluzionarie il primato di questa lega nel settore del ciclismo rimarrà ancora per lungo tempo. Immagino il vostro pensiero… e il carbonio? Ne parleremo in modo approfondito successivamente. Ringrazio tutti per la considerazione e l’incoraggiamento.

Buona pedalata.

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