Indurimento superficiale di leghe di alluminio mediante diffusione di rame

Abstract

Lo scopo di questo lavoro è quello di sviluppare un processo per incrementare la durezza superficiale
delle leghe di alluminio 2024 e 7075 mediante trattamenti di diffusione di rame, depositato elettroliticamente
sulla superficie. I trattamenti diffusivi sono stati effettuati in forno in atmosfera inerte a temperature
comprese nell’intervallo 470-500 °C per un tempo massimo di 24 h, seguiti da trattamenti di solubilizzazione
e invecchiamento. I campioni sono stati caratterizzati mediante analisi al microscopio ottico (OM),
microscopia elettronica a scansione (SEM), diffrazione a raggi X (XRD) e misure di microdurezza Vickers.
La lega 2024, in seguito ai trattamenti di diffusione del rame condotti a temperature prossime ai 495 °C,
raggiunge una durezza superficiale di 500 HV0,1, contro 80 HV0,1 del cuore del campione.
Ciò è dovuto alla formazione dell’intermetallico Al2Cu. Il trattamento di invecchiamento non influenza
lo spessore di diffusione che rimane di circa 50 ?m, bensì modifica la durezza in maniera diversa a seconda
che l’invecchiamento sia naturale o artificiale. I trattamenti di diffusione condotti sulla lega 7075 a
temperature prossime a 500 °C provocano la diffusione del rame fino ad una profondità di 600 ?m e causano
una parziale fusione degli intermetallici superficiali, non permettendo di ottenere un aumento significativo
della durezza superficiale. Abbassando la temperatura del trattamento diffusivo (470 °C), la zona interessata
dalla diffusione del rame è di circa 100 ?m con una durezza di 860 HV0,1, dovuta alla formazione di
intermetallici Al-Cu e Zn-Cu. Anche in questo caso, il successivo invecchiamento artificiale non varia lo
spessore di diffusione, ma porta ad una diminuzione della durezza superficiale a valori attorno a 500 HV0,1.