Parti autolubrificanti soggette ad attrito progettate per le applicazioni ad alta temperatura
Gli attuali lubrificanti non funzionano alle alte temperature, e numerose piccole e medie imprese (PMI) cercano il vantaggio competitivo che la nuova tecnologia può permettersi. Gli scienziati hanno sviluppato nuove soluzioni per situazioni di attrito secco ad alta temperatura nell’ambito del progetto HIGRAPH (Incorporation of solid lubricants into surface of friction parts engineered for high-temperature applications), finanziato dall’UE. Il team ha lavorato per racchiudere le particelle di lubrificante solido ad alta temperatura (high-temperature solid lubricant, HTSL) all’interno di microserbatoi. Ciò consente un lento rilascio di lubrificante solido generando un film lubrificante all’interfaccia di attrito e mantiene l’integrità operativa anche a temperature elevate. A seconda delle esigenze industriali, gli strati di superficie autolubrificante sono stati prodotti attraverso la metallurgia delle polveri o la modifica dei rivestimenti termici a spruzzo (thermal spray coating, TSC) mediante microlavorazione. Le parti hanno dimostrato di avere una durata di tre o quattro volte maggiore grazie a una significativa riduzione del coefficiente di attrito. Il lieve aumento di prezzo unitario sarà completamente compensato dal prolungamento della vita utile, per un risparmio dei costi dal 40 al 60 % entro 2-3 anni. I ricercatori hanno creato un database di meccanismi di usura relativo alle parti soggette ad attrito alle alte temperature. Questo strumento offre ai progettisti di parti di macchine l’opportunità di determinare la selezione di materiali, proprietà degli strati superficiali, tecnologia di fabbricazione e proprietà tribologiche. Insieme al loro modello di lubrificazione mista, l’analisi di mercato ha permesso ai ricercatori di valutare le polveri HTSL disponibili in commercio. Essi hanno scelto le polveri HTSL più promettenti per le applicazioni industriali selezionate. Inoltre, il team ha sviluppato un processo di microlavorazione laser per la tessitura superficiale TSC, il quale facilita l’incapsulamento di lubrificanti solidi nei microserbatoi. La nuova tecnologia di lubrificazione potrebbe essere applicata con efficacia in una varietà di prodotti, tra cui rulli di tensione e guida per l’industria dell’acciaio, palette e albero dei motori aeronautici, e valvole per il settore petrolchimico. Il team di HIGRAPH ha verificato la tecnologia su guide e rulli. Un nuovo sistema di monitoraggio e controllo di processo ha consentito il controllo in tempo reale del processo di deposito dei rivestimenti. La nuova tecnologia a lubrificanti solidi per applicazioni a temperature elevate di HIGRAPH aumenterà la durata del servizio e ridurrà la necessità di sostituzione, riducendo inoltre l’energia consumata dalle macchine per eseguire il loro lavoro. Oltre alle applicazioni di lavorazione per le PMI, si prevede che i risultati raggiungano nuovi mercati, tra cui diversi settori industriali.
Parole chiave
Autolubridicanti, parti soggette ad attrito, applicazioni ad alta temperatura, HIGRAPH, lubrificanti solidi
