La tartarugatura nelle armi classiche
Molti, ma non tutti gli appassionati di armi conoscono la "tartarugatura", il cosiddetto Color Case Hardening, un trattamento del metallo dalle bellissime sfumature cromatiche un tempo molto usata sulle armi ad avancarica o su quelle fini di un certo pregio. Vediamo perché e come veniva realizzata allora e oggi.
La tartarugatura nelle armi classiche
Se vi è mai capitato di vedere una moderna replica di un’arma storica ad avancarica, un fucile, una pistola o un revolver, avrete notato che a volte alcuni componenti dell’arma, come il castello, la cartella dell’azione, il cane, sono caratterizzati da una finitura superficiale con sfumature cromatiche multicolore. Si tratta della cosiddetta tartarugatura, il “Case Hardening” in lingua inglese, termini con cui si indica un processo termico-chimico di cementazione con cui un tempo si trattava superficialmente il metallo di alcuni componenti fondamentali delle armi, per indurirli e renderli resistenti.
La meccanica completamente tartarugata di una carabina Spencer modello 1860
La tartarugatura può creare sfumature colorate più o meno vivaci su una superficie metallica, e il suo valore estetico è ciò che la rende così popolare. Ma la vera ragione alla base di questa lavorazione era sostanzialmente pratica: irrobustire il metallo.
Fino alla metà dell’Ottocento, infatti, gli acciai per armi da fuoco erano molto più semplici e poveri di carbonio rispetto a quelli attuali, e prima dell'introduzione del processo Bessemer (1856), produrre acciaio al carbonio era difficile, molto costoso e fattibile solo in piccoli lotti, e i trattamenti termici specifici di indurimento venivano quindi applicati sono sui componenti dell’arma maggiormente soggetti a sollecitazioni meccaniche.
Il problema principale era che quei trattamenti termici non erano comunque accurati come quelli odierni, non consentivano di trattare il metallo in modo omogeneo, col risultato che i componenti in acciaio trattati, arricchiti al carbonio, diventavano sì duri, ma rischiavano di essere anche fragili.
Alcune parti dell'arma, come il telaio dei revolver o le bascule e le carcasse dei fucili, dovevano essere resistenti all'usura, alle abrasioni e in grado di sopportare forti sollecitazioni senza rompersi.
Case Hardening "fai da te": tubo-contenitore 28x10 cm e pinze, venduti da Brownells
(se portate a casa anche forgia e mantice, poi dovete solo spiegare la cosa a vostra moglie)
Il modo migliore per ottenere queste proprietà era appunto la cementazione dei componenti in ferro: un trattamento termico che in italiano da sempre chiamiamo comunemente “tartarugatura” per le screziature multicolore che caratterizzano il metallo trattato in questo modo.
In lingua inglese questo trattamento si chiama Case Hardening, perché i componenti in ferro dolce da trattare venivano posti all’interno di un contenitore (case, in inglese) sigillato, un contenitore in metallo o ceramica, insieme a materiali di origine organica ad alto contenuto di carbonio, come ad esempio ossa animali, o carbone di ossa animali. Il contenitore sigillato veniva poi tenuto per ore all’interno di un forno, alla temperatura di circa 700-760 °C.
Scopo del contenitore sigillato era quello di impedire all'ossigeno di bruciare il carbonio, consentendo anzi che questo venisse assorbito dal metallo, che in tal modo, da ferro dolce, diventava ferro acciaioso. Il numero di ore in forno poteva essere considerevole (a volte anche 20 ore) e dipendeva principalmente dal tipo di metallo e dalle dimensioni dei componenti da trattare.
Componenti tartarugati erano tipici sui fucili americani del XVIII Secolo.
Foto: acciarino a pietra tartarugato su un fucile Frontier Pedersoli
Castelli e cani tartarugati erano caratteristici sui revolver Colt dell'800.
Foto: castello e cane tartarugati su un revolver Uberti 1873 Cattleman
A seconda della temperatura e del tempo, il carbonio penetra nel ferro fino a una profondità di circa 1,5 mm, trasformando efficacemente la superficie del metallo da ferro dolce a ferro acciaioso.
Una volta estratti dal contenitore, i componenti così trattati, ancora roventi, venivano immediatamente immersi in acqua, causando uno shock termico che li temprava, indurendo la superficie del metallo.
Il risultato è un componente in ferro con una superficie esterna più dura e resistente all'usura e all'ossidazione, mentre il nucleo interno resta resiliente, in grado di resistere meglio a forti sollecitazioni senza rompersi.
La bella tartarugatura della replica del Winchester 1886 di Pedersoli
Ci sono però molte cose che possono andare storte e compromettere anche la qualità estetica finale dei componenti.
Per evitare problemi, i componenti in ferro da trattare dovevano innanzitutto essere religiosamente puliti prima di essere messi nel contenitore: qualsiasi traccia di grasso avrebbe causato brutte screziature e macchie nei colori, invece dei meravigliosi e morbidi disegni tanto ricercati. I materiali organici invece, finemente macinati fino alla grana desiderata, dovevano essere miscelati con cura. Le parti da trattare dovevano poi essere perfettamente avvolte dal mezzo di cementazione, all'interno del contenitore.
Ed è proprio nella cura messa nella fase di preparazione che veniva fuori l’abilità, l’esperienza e la maestria dell’artigiano, da cui dipendeva poi appunto anche la “bellezza cromatica” del pezzo finito. Tutti questi accorgimenti erano validi allora come oggi, per chi voglia sperimentare in proprio questi trattamenti.
La tartarugatura su castello, cane e leva di caricamento era una caratteristica tipica di tutti i revolver Colt ad avancarica. Nella foto, una rara, splendida coppia di Colt 1851 Navy donata da Re Vittorio Emanuele II al Generale Alessandro Negri di Sanfront.
Come gli alchimisti, al carbone d'ossa gli artigiani spesso aggiungevano poi altro materiale organico: ad esempio il carbone di legna, oppure cose come ritagli di zoccolo di cavallo, cuoio (a volte il cuoio vecchio era ritenuto migliore di quello nuovo) e persino urina di cavallo (utilizzata anche nel processo di brunitura delle canne dei fucili) poiché si riteneva che producessero colori migliori. Tutta questa miscela doveva comunque essere triturata e mescolata.
Al termine del trattamento termico sopra descritto, oltre al carbonio il metallo assorbiva superficialmente – in modo assolutamente irregolare e imprevedibile – anche altre sostanze chimiche contenute nel mix di polvere di carbone di ossa e legno e altre sostanze organiche in cui le parti erano immerse, facendo emergere i bellissimi vortici di colore superficiali tipici della tartarugatura.
Se si sommano il tempo, l'abilità nell’eseguire il trattamento e la possibilità di rovinare o distruggere un componente, si capiscono facilmente le ragioni per cui questo trattamento era costoso.
Fin qui, così è come si facevano le cose una volta.
La tartarugatura oggi
Il trattamento termico che abbiamo descritto, con cui si cementava il metallo e otteneva l’effetto tartarugatura, era e resta un procedimento sostanzialmente artigianale, che un qualsiasi armaiolo può utilizzare ancora oggi, ma che non è adatto ad un impiego industriale, perché non è applicabile in modo pratico e controllabile su un gran numero di componenti contemporaneamente.
Pistola Chiappa Firearms1911-45 Superior "Color Case"
Per questo motivo, i moderni fabbricanti di armi che utilizzano la tartarugatura in modo estensivo, come ad esempio Uberti e Pedersoli, fabbricanti di eccellenti repliche di armi storiche, per la tartarugatura si rivolgono a fornitori specializzati che utilizzano processi chimici industriali nei quali l’arricchimento in carbonio del metallo (la cementazione) e l’effetto estetico della tartarugatura vengono ottenuti per immersione delle parti in bagni ad alta temperatura di sali di vario tipo.
A seconda dei casi, nei moderni processi industriali utilizzati per realizzare la tartarugatura sono state utilizzate miscele di sali contenenti cianuro di potassio o di sodio, bario e nitrati vari a seconda degli scopi: miscele che tuttavia, a causa dell’alta tossicità di questi componenti, negli anni sono stati sostituiti da bagni con sali meno pericolosi, ma altrettanto efficaci.
Molte persone criticano la tartarugatura chimica ritenendola “un processo economico con cui si ottengono colori scadenti", cosa che qualche decina di anni fa è stata anche vera, con la progressiva applicazione di divieti all’impiego di sostanze particolarmente tossiche e la necessità di trovare soluzioni (letteralmente) alternative.
Nelle immagini che seguono è visibile la sequenza delle fasi solitamente utilizzate oggi per ottenere la tartarugatura a livello industriale per immersione in una miscela liquida di sali ad alta temperatura e successiva tempra in acqua.
Le parti da trattare sono montate su un supporto agganciato ad un'asta in acciaio.
Le parti da trattare vengono immerse per alcuni minuti nel liquido ad alta temperatura
Estratte dal bagno di sali, le parti roventi vengono gettate in acqua, temprandole
Estratte dall'acqua e lasciate raffreddare, le parti mostrano la caratteristica tartarugatura
Ma dare giudizi senza conoscere necessità e limiti della metallurgia dell'acciaio risulta ingiusto, ad esempio, nei confronti dei fabbricanti di repliche di armi storiche, che devono produrre componenti tartarugati, realizzandoli con processi moderni, a costi industriali ragionevoli, ma garantendo comunque un bell’effetto estetico finale.
Nella moderna tartarugatura "chimica" i componenti subiscono una cementazione allo stesso modo del metodo a carbone di ossa, con lo stesso effetto. L'unica differenza è che la cementazione, l’arricchimento in carbonio, non avviene usando del carbone di ossa, ma per immersione in un bagno liquido contenente sali ed elementi chimici specifici.
Anche quando realizzata con tecniche moderne, la tartarugatura continua ad essere presente su molti fucili da caccia di fascia alta
Ma d’altra parte, soprattutto oggi, parlando di tartarugatura, c’è un importante distinzione da fare. Un moderno Maestro restauratore di armi antiche, infatti, utilizzando il tradizionale metodo di “color case hardening” è in grado di riportare a nuovo un’arma originale valorizzando i suoi componenti tartarugati con colorazioni e sfumature di una bellezza profonda. Ma il tenore degli acciai delle armi dell’ottocento o di inizio novecento non era quello degli acciai moderni, oggi utilizzati anche sulle moderne repliche di armi storiche.
Gli acciai moderni hanno proprietà meccaniche di gran lunga migliori, ma le leghe di cui sono composti hanno già il carbonio necessario a renderli resistenti, e volerli cementare usando “carbone di ossa” non ha molto senso.
Parlando quindi di tartarugatura su componenti di armi prodotte oggi a livello industriale, con acciai moderni, risulta chiaro che la tartarugatura chimica sia più adatta, anche perché più controllabile e cromaticamente omogenea.
Dando quindi per scontato che le caratteristiche meccaniche degli acciai moderni siano superiori rispetto a quelle delle armi di un tempo, c’è una domanda che ricorre spesso fra gli appassionati: i colori ottenuti con la tartarugatura chimica sono più superficiali, più delicati rispetto a quelli ottenuti con la tartarugatura tradizionale?
La risposta è No.
Il fatto che i colori della tartarugatura siano sgargianti oppure tenui dipende dal tipo di acciaio della parte trattata e dai componenti chimici utilizzati nel processo di cementazione, esattamente così come accadeva per gli additivi di origine organica usati un tempo. Che si tratti di tartarugatura tradizionale o chimica, il fissaggio dei colori sul metallo è comunque un fenomeno che agisce solo sulla superficie del metallo, ma con i moderni processi di cementazione e tartarugatura il fissaggio dei colori risulta più resistente rispetto ai metodi tradizionali usati nei secoli scorsi.
Coppia di revolver Uberti Colt: una 1873 Single Action Army e una 1894 Bisley, con castelli tartarugati con tonalità di colore più vicine agli originali
Proprio come oggi, il problema di dover produrre industrialmente molti componenti tartarugati lo avevano anche i fabbricanti dell’ottocento, come ad esempio Colt: sui cui revolver, ad avancarica o a retrocarica, le tonalità di colore delle tartarugature su castelli e cani non erano mai sgargianti, ma anzi, spesso piuttosto sfumate su toni di marrone e grigio, e anche piuttosto superficiali, tanto da non essere spesso neppure più visibili oggi, sugli originali d’epoca giunti fino a noi.
Una bella Smith & Wesson modello 10 con telaio tartarugato
Foto: Turnbull Restoration
Oggi, a volte, fabbricanti e restauratori usano vernici o lacche per proteggere i colori, fino a trattamenti hi-tech come l’MC-160 High Gloss Ceramic Clear Cerakote, che offre un elevato livello di protezione delle superfici trattate.
In fatto di sfumature di colore, le tartarugature cromaticamente più belle degli ultimi duecento anni le troviamo principalmente su fucili fini da caccia realizzati da famosi laboratori armaioli, più che altro inglesi e americani, che infatti lavoravano su un ridotto numero di componenti tartarugati per volta.
Ma in conclusione: con la moderna tartarugatura "chimica" si possono ottenere colori vivaci e interessanti come la vecchia tartarugatura al carbone di ossa, con tutti i vantaggi aggiuntivi delle proprietà meccaniche degli acciai moderni in termini di durata, costanza della qualità e sicurezza.
Come dimostrano le foto di alcune moderne repliche di armi storiche Uberti e Pedersoli che vedete in questo articolo.
Moderne repliche di armi storiche. Dall'alto: carabina Spencer 1860 (Chiappa), carabina Sharps 1874 (Pedersoli), Winchester 1873 Short Rifle (Uberti)
Moderne repliche Uberti di revolver americani. Dall'alto: Colt Dragoon 3rd Model, Colt 1851 Navy, Colt 1873 Single Action Army, Remington 1875
