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perfettamente sferiche, e sono quindi particolarmente adatte a fluire attraverso la torcia, ad

essere efficientemente fuse nel getto ad alta velocità e facilmente deformate all’impatto col

substrato. La dimensione media di queste polveri è pari a 41 µm, e l’83% delle particelle è

compreso tra 20 e 60 µm, il che le rende perfettamente adatte alla spruzzatura ad alta velocità.

La spruzzatura HVOF è influenzata da un minor numero di variabili. Solo tre set di parametri

sono stati testati per ottimizzare le proprietà dei rivestimenti: la temperatura di

preriscaldamento del substrato è stata variata fra 100 e 150°C, utilizzando diversi valori del

rapporto aria/carburante (O = 873 slpm, cherosene = 250 g/min e O = 944 slpm, cherosene =

2 2

220 g/min).

La scelta finale dei parametri di deposizione ottimali è stata basata sulla valutazione della

microdurezza dei rivestimenti, della presenza di particelle non fuse nel riporto, della sua

porosità e della qualità dell’interfaccia rivestimento-substrato. Sono state identificate le

seguenti condizioni operative ottimali per la deposizione APS: distanza di spruzzatura = 90

mm, potenza = 45 kW, portata di H = 14 slpm, alimentazione polveri = 15 g/min. Una

2

sezione trasversale di un rivestimento APS deposto con i parametri così selezionati è mostrata

in Fig. 3a (spessore = 200 µm). Per la deposizione mediante HVOF si è osservato che un

valore del rapporto aria/carburante di 18 garantisce migliori risultati in termini di durezza,

mentre la temperatura di preriscaldamento non influisce sensibilmente sulla qualità dei

rivestimenti. La Fig. 3b mostra la tipica microstruttura, compatta ed omogenea, di un riporto

ottenuto per HVOF (spessore medio = 150 µm).

Sono state indagate le proprietà tribologiche dei rivestimenti così ottenuti, al fine di valutare

l’influenza del processo di deposizione sul comportamento ad usura dei riporti: tutti i

rivestimenti sono stati caratterizzati per la loro resistenza ad usura mediante prove di

abrasione (“ball on disk”, secondo la norma ASTM G76), erosione (ASTM G99) e “fretting”

(ASTM STP 1159). Tutte le prove sono state condotte, per ogni tipo di rivestimento, nelle

stesse condizioni operative. Per ogni tipo di riporto la resistenza all’usura è stata valutata in

termini di perdita in peso; il coefficiente di usura è stato valutato, nel caso delle prove di

usura, in diverse condizioni di prova. Per avere informazioni affidabili sul comportamento ad

alta temperatura dei rivestimenti le prove di fretting sono state effettuate a 350°C e 550°C; le

prove di erosione ed usura abrasiva sono state invece effettuate a temperatura ambiente.

Erosione: I rivestimenti HVOF si sono dimostrati molto più resistenti nelle condizioni di

prova, perdendo una quantità di materiale di un ordine di grandezza inferiore rispetto ai riporti

APS. Durezza e coesione del film sono responsabili di questo ottimo comportamento.

"Fretting": Alla temperatura più bassa i campioni APS ed HVOF mostrano perdite in peso

confrontabili, dell'ordine dello 0.012-0.016%. A 550°C la resistenza al fretting è migliore: si

evidenziano valori di perdita in peso dell'ordine dello 0.004% per rivestimenti APS, mentre

per i rivestimenti HVOF si è registrato un aumento di peso, dovuto a danneggiamento

profondo del materiale antagonista e trasferimento di materia dalle sfere 100 Cr 6 al

rivestimento.

"Ball on disk": in Fig. 4 sono indicati i coefficienti di attrito di rivestimenti APS (a) ed HVOF

(b) misurati durante test di “ball on disk” effettuati con carico normale pari a 30 N. Sono

indicati nei grafici anche i valori di perdita in peso dei campioni e delle sfere antagoniste.

La riproducibilità del valore del coefficiente d'attrito e del suo andamento nel tempo è

maggiore per i rivestimenti HVOF, ad ulteriore conferma della loro omogeneità e della qualità

della loro microstruttura. In assoluto, tuttavia, i valori dei coefficienti d'attrito per le due

tipologie di rivestimento non mostrano differenze apprezzabili.


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AUTORE

Atreyu

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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in ingegneria aerospaziale
SSD:
A.A.: 2009-2010

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Materiali aerospaziali e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università La Sapienza - Uniroma1 o del prof Valente Teodoro.

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