La storia del metallo duro

Storia

Alla fine del 1800, il chimico francese e premio Nobel per la chimica nel 1906 Henri Moissan fece una scoperta interessante.

Il chimico scoprì che mescolando le polveri di tungsteno con quelle di carbonio si formava un composto nuovo. Un composto che, se scaldato ad alta temperatura in un forno ad arco elettrico di sua progettazione, formava un materiale molto duro e resistente all’usura. Tuttavia era un materiale troppo fragile perché fosse impiegato nelle applicazioni tipiche dei metalli duri di oggi. Questo problema fu analizzato e risolto da Karl Schroter nel 1914. Schroter stava lavorando all’epoca presso la ditta Osram, in Germania, come ricercatore.

La sua ricerca era molto specifica e riguardava la possibilità di trovare nuovi materiali per la trafilatura dei filamenti delle lampadine elettriche. ll filo presente all’interno del bulbo della lampadina era realizzato in una filiera di  acciaio che, nel tempo, si allargava a mano a mano che si usurava la matrice del  calibro del filo. In altre parole, all’inizio del periodo di lavorazione la trafilatura era più piccola, diventando sempre più grande nel corso della lavorazione. Schroter era stato incaricato di trovare un materiale più resistente dell’acciaio in modo di  trafilare il filo di tungsteno.

Il chimico fece diversi tentativi. In questa ricerca trovò la soluzione miscelando tungsteno e cobalto: un’intuizione che lo portò a un nuovo materiale. Scoprì così che era possibile mescolare polveri di carburo di tungsteno a un legante metallico come nickel o cobalto e, poi, si poteva sinterizzare la mescola a una temperatura di circa 1500 °C. In questo modo si otteneva un prodotto a bassa porosità, con una durezza elevatissima e una buona tenacità.

Ecco in quale maniera questo chimico arrivò a scoprire una nuova lega partendo da un problema pratico legato alla produzione delle lampadine. Questo materiale fu introdotto per la prima volta, come utensile da taglio, dalla Krupp (industria siderurgica tedesca) nel 1927, con il nome registrato ”Widia” (wie Diamant – come diamante).

La sua storia commerciale è però più articolata. In Germania, Friedrich Krupp acquistò il brevetto originale e intraprese un programma di produzione della Widia che consisteva principalmente in particelle di tungsteno carbide intersecato con una matrice in cobalto costituito da 5 al 15% del totale della composizione. A seguito di serrate negoziazioni con Krupp, tutti i diritti passarono in seguito agli americani della General Electric, mentre Krupp manteneva il diritto di esportazione del carburo cementato negli Stati Uniti. General Electric formò la Carboloy Company, che aprì le consociate Firth-Sterling Steel Company e Ludlum Steel Company. In quel tempo in America il carburo cementato era noto con i termini Carboloy, Dimondite, e Strass Metal.

Anche se i primi test di produzione furono fatti nei laboratori di Essen nel 1922, fu solo nel 1926 che Krupp cominciò a commerciare la Widia in Germania.

Si trattava di un materiale costoso? 

Negli anni ’20/30 il carburo cementato era molto caro, con un prezzo superiore a 450 euro per oncia. Tuttavia anche a quel prezzo il suo uso poteva essere giustificato economicamente.

Del resto, la consuetudine di realizzare solo la punta degli strumenti in carburo cementato deriva proprio da considerazioni economiche.  In ogni caso, gli strumenti in Widia furono provati negli impianti di General Electric e si imposero all’opinione pubblica nel 1928.