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SVILUPPO ED APPLICAZIONEDI TECNOLOGIE INNOVATIVE
PER IL RICOPRIMENTOE LA FUNZIONALIZZAZIONE
DI SUPERFICI
Dipartimento di Ingegneriadei Materiali e dell’Ambiente
Bolelli GiovanniBolelli GiovanniINSTM sez. 2: Ingegneria e tecnologia dei materiali
Tutor: Chiar.mo Prof. Tiziano Manfredini
INTRODUZIONEINTRODUZIONELa termospruzzaturaLa termospruzzatura
1)1) RIVESTIMENTI CERAMICI APS VS. HVOFRIVESTIMENTI CERAMICI APS VS. HVOFProblematiche aperte Problematiche aperte –– sviluppi possibilisviluppi possibili
2)2) LEGHE METALLICHE HVOFLEGHE METALLICHE HVOFPOSTPOST--TRATTAMENTI TERMICITRATTAMENTI TERMICI
Problematiche aperte Problematiche aperte –– sviluppi possibilisviluppi possibili
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RIASSUNTO
Schema generale Formazione del rivestimento
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V AltaT Medio/bassa
V Medio/bassaT Alta
LA TERMOSPRUZZATURAINTRODUZIONE
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V AltaT Medio/bassa
V Medio/bassaT Alta
LA TERMOSPRUZZATURAINTRODUZIONE
CERAMICI HVOF
Al2O3HVOF
n-Al2O3HVOF
Al2O3APS
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MICROSTRUTTURA
CERAMICI HVOF
Cr2O3HVOF
Cr2O3APS
3/13
MICROSTRUTTURA
CERAMICI HVOF
54.3±3.60.78±0.12.76±0.110.389±0.0156.6±0.5Cr2O3APS
37.5±3.80.81±0.012.50±0.060.420±0.1098.7±1.2Al2O3APS
47.2±1.10.84±0.012.51±0.010.271±0.0145.5±0.3Cr2O3HVOF
37.7±2.10.84±0.022.42±0.010.278±0.0184.9±0.6n-Al2O3HVOF
40.4±3.00.84±0.012.50±0.070.326±0.0215.0±0.2Al2O3HVOF
% dellaporositàdovuta a pori con
elong>2.5
SfericitàElongazioneArea media deipori [µm2]
Porosità %Rivestimento
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MICROSTRUTTURA
Cr2O3APS
Cr2O3HVOF
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MICROSTRUTTURACERAMICI HVOF
Cr2O3APS
Cr2O3HVOF
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CERAMICI HVOF MICROINDENTAZIONE
5/13
CERAMICI HVOF MICROINDENTAZIONE
5/13
CERAMICI HVOF MICROINDENTAZIONE
CERAMICI HVOF TRIBOMETRIA
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Tribometro pin-on-disk alta temperatura (≤800°C) Esempio di traccia di usura
Cr2O3HVOF400°C
Al2O3HVOF400°C
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CERAMICI HVOF TRIBOMETRIA
Al2O3HVOF
T. amb.
Cr2O3HVOF
T. amb.
CERAMICI HVOF PROBLEMATICHE APERTE
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•• PRODUZIONE DI RIVESTIMENTI INNOVATIVIPRODUZIONE DI RIVESTIMENTI INNOVATIVIProduzione di polveri innovativeProduzione di polveri innovative-- polveri polveri nanostrutturatenanostrutturate agglomerateagglomerate(es.: TiO(es.: TiO22 nanostrutturatananostrutturata x proprietx proprietàà fotocatalitichefotocatalitiche))
-- polveri composite ceramico+metallopolveri composite ceramico+metallotramite deposizione PVD o CVDtramite deposizione PVD o CVD
-- ZrOZrO22 con stabilizzanti innovativicon stabilizzanti innovativi(minimizzazione della conducibilit(minimizzazione della conducibilitàà termica)termica)
Problemi: quantitProblemi: quantitàà di polveri richieste >1kgdi polveri richieste >1kgdifficoltdifficoltàà tecniche nel rivestimento di polveritecniche nel rivestimento di polveri
•• PROVE TRIBOLOGICHEPROVE TRIBOLOGICHETest di abrasione (dry Test di abrasione (dry sandsand--rubberrubber wheelwheel, ASTM G65), ASTM G65)Test di erosione da liquidi, sospensioni, polveriTest di erosione da liquidi, sospensioni, polveriTribocorrosioneTribocorrosione
•• MISURAZIONE DI STRESS RESIDUIMISURAZIONE DI STRESS RESIDUI
MICROSTRUTTURE
Microstuttura cristallina multiscala1: cristalli micrometrici
2: cristalli sub-micrometrici
Leghe Co-Mo-Cr-Si; Ni-Mo-Cr-Si; Ni-Cr-W-Mo
Metalli HVOFMetalli HVOF
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Leghe Co-Mo-Cr-Si; Ni-Mo-Cr-Si; Ni-Cr-W-Mo
As-sprayed
Ricotto600°C
308 308 ±± 32321.51 1.51 ±± 0.410.418.75 8.75 ±± 1.221.22600600°°CC172 172 ±± 771.26 1.26 ±± 0.340.346.90 6.90 ±± 0.810.81400400°°CC161 161 ±± 11110.87 0.87 ±± 0.140.146.70 6.70 ±± 0.330.33200200°°CC175 175 ±± 12121.04 1.04 ±± 0.270.276.93 6.93 ±± 0.870.87AsAs--sprayedsprayedE [GPa]E [GPa]KKIcIc [MPa*m[MPa*m1/21/2]]HVHV1N1N [GPa][GPa]
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PROPRIETÀ MECCANICHEMetalli HVOFMetalli HVOF
As-sprayed
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TRIBOLOGIAMetalli HVOFMetalli HVOF
Ricotto 600°C
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TRIBOLOGIAMetalli HVOFMetalli HVOF
Rivestimento as-sprayedcontro pin in acciaio
Rivestimento ricotto a 600°Ccontro pin in acciaio
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Metalli HVOFMetalli HVOF PROBLEMATICHE APERTE•• PRODUZIONE DI RIVESTIMENTI INNOVATIVIPRODUZIONE DI RIVESTIMENTI INNOVATIVIProduzione di polveri innovative:Produzione di polveri innovative:Nuove leghe con fasi di Nuove leghe con fasi di LavesLaves (es.: (es.: CrCr--Ti; Ti; CrCr--NbNb))
Problemi: quantitProblemi: quantitàà di polveri richieste >1kgdi polveri richieste >1kgdifficoltdifficoltàà tecniche nel rivestimento di polveritecniche nel rivestimento di polveri
•• PROVE TRIBOLOGICHEPROVE TRIBOLOGICHETest di abrasione (dry Test di abrasione (dry sandsand--rubberrubber wheelwheel, ASTM G65), ASTM G65)Test di erosione da liquidi, sospensioni, polveriTest di erosione da liquidi, sospensioni, polveriTribocorrosioneTribocorrosione
GRAZIE PER LA CORTESE GRAZIE PER LA CORTESE ATTENZIONEATTENZIONE
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Dipartimento di Ingegneriadei Materiali e dell’Ambiente
MICROSTRUTTUREMetalli HVOFMetalli HVOF
Leghe Co-Mo-Cr-Si
