Caratterizzazione ad usura di rivestimenti PVD con e senza laser texturing

Abstract

Il processo di laser texturing (LST) è una delle tecniche più promettenti nel campo delle microlavorazioni superficiali
in quanto consente di ottenere un eccellente controllo della forma e delle dimensioni delle microcavità
prodotte 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, realizzate per ablazione dal fascio laser sulla superficie
di interesse, 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 meccanismi di usura da terzo corpo. Nel presente
lavoro si presentano i risultati di una sperimentazione volta a valutare l’effetto dell’introduzione di una
lavorazione superficiale di texturing laser sulla superficie di riporti PVD in TiN. Per il texturing è stata utilizzata
una sorgente laser in fibra innovativa ad alta efficienza che ha consentito, una volta ottimizzati i parametri
di processo, di ottenere dimensioni controllate delle microcavità, una buona geometria delle stesse 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 rivestimento laser
con texturing (fino al 50% di riduzione del volume di usura) e l’assenza di significativi danneggiamenti del rivestimento
in presenza delle microcavità 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.