La tecnologia laser texturing (LST) è una delle tecniche più promettenti nel campo delle microlavorazioni su- perficiali in quanto consente di ottenere un eccellente controllo della forma e delle dimensioni dei microfori pro- dotti ed è estremamente veloce e senza ricadute dannose per l’ambiente. Recentemente si è assistito allo sviluppo di diversi lavori nei quali il laser è stato impiegato per migliorare il comportamento tribologico di componenti meccanici in materiale metallico. Le microcavità, infatti, hanno diversi aspetti positivi da questo punto di vista perché generano un sistema diffuso di microspinte idrodinamiche sulla superficie e agiscono come riserve di lubrificante da una parte e come trappole per i detriti di usura dall’altra, ritardando così, l’innesco di mecca- nismi di usura da terzo corpo. Nel presente lavoro si presentano i risultati di una sperimentazione volta a va- lutare l’effetto dell’introduzione di una microlavorazione laser sulla superficie di riporti PVD in TiN. Si è utilizzato per il texturing una sorgente laser in fibra innovativa ad alta efficienza che ha consentito, una volta ottimizzati i parametri di processo, di ottenere dimensioni controllate dei microfori, una buona geometria degli stessi e di evitare la presenza di residui di lavorazione anche sui coating ceramici oggetto dello studio. I test di usura in condizioni di strisciamento lubrificato con alto carico applicato e bassa velocità relativa , sono stati condotti sul rivestimento TiN microlavorato e per confronto sul tal quale e su un rivestimento autolubrificante commerciale, il WC/C. I risultati ottenuti mostrano un marcato incremento delle prestazioni a usura per il ri- vestimento laser textured (fino al 50% di riduzione del volume di usura) e l’assenza di significativi danneggia- menti del rivestimento in presenza dei microfori e delle sollecitazioni di usura applicate. Nel breve futuro si eseguirà pertanto un approfondimento ulteriore per valutare anche l’economia di scala del ciclo di lavorazione.

Caratterizzazione ad usura di rivestimenti PVD con e senza laser texturing

LECIS, NORA FRANCESCA MARIA;PREVITALI, BARBARA;DEMIR, ALI GOKHAN
2012

Abstract

La tecnologia laser texturing (LST) è una delle tecniche più promettenti nel campo delle microlavorazioni su- perficiali in quanto consente di ottenere un eccellente controllo della forma e delle dimensioni dei microfori pro- dotti ed è estremamente veloce e senza ricadute dannose per l’ambiente. Recentemente si è assistito allo sviluppo di diversi lavori nei quali il laser è stato impiegato per migliorare il comportamento tribologico di componenti meccanici in materiale metallico. Le microcavità, infatti, hanno diversi aspetti positivi da questo punto di vista perché generano un sistema diffuso di microspinte idrodinamiche sulla superficie e agiscono come riserve di lubrificante da una parte e come trappole per i detriti di usura dall’altra, ritardando così, l’innesco di mecca- nismi di usura da terzo corpo. Nel presente lavoro si presentano i risultati di una sperimentazione volta a va- lutare l’effetto dell’introduzione di una microlavorazione laser sulla superficie di riporti PVD in TiN. Si è utilizzato per il texturing una sorgente laser in fibra innovativa ad alta efficienza che ha consentito, una volta ottimizzati i parametri di processo, di ottenere dimensioni controllate dei microfori, una buona geometria degli stessi e di evitare la presenza di residui di lavorazione anche sui coating ceramici oggetto dello studio. I test di usura in condizioni di strisciamento lubrificato con alto carico applicato e bassa velocità relativa , sono stati condotti sul rivestimento TiN microlavorato e per confronto sul tal quale e su un rivestimento autolubrificante commerciale, il WC/C. I risultati ottenuti mostrano un marcato incremento delle prestazioni a usura per il ri- vestimento laser textured (fino al 50% di riduzione del volume di usura) e l’assenza di significativi danneggia- menti del rivestimento in presenza dei microfori e delle sollecitazioni di usura applicate. Nel breve futuro si eseguirà pertanto un approfondimento ulteriore per valutare anche l’economia di scala del ciclo di lavorazione.
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