Protezione da attrito e attaccatura
I tradizionali oli lubrificanti non si possono usare per evitare che i componenti si attacchino e sebbene i metodi di spruzzatura termica siano indicati per produrre rivestimenti resistenti all'usura, i rivestimenti adattati come i lubrificanti solidi non si trovano in commercio. L'uso della tribologia offre soluzioni industriali per questi importanti problemi di ingegneria, si tratta di un ramo dell'ingegneria meccanica che si occupa delle scienza e dell'ingegneria di superfici interagenti in moto relativo. Questo campo comprende lo studio e l'applicazione dei principi dell'attrito, della lubrificazione e dell'usura. Il progetto Sefuco ("High performance self-lubricated multifunctional coating for demanding industrial applications") si è proposto di trovare un modo di assicurare il funzionamento affidabile dei rivestimenti resistenti all'usura e auto-lubrificanti dei componenti principali. Questo progetto, finanziato dall'UE, ha lavorato in particolare su tre aree tecnologiche della produzione di polveri, la spruzzatura termica e la tribologia. I progressi in questo campo avevano anche lo scopo di proteggere i componenti dall'esposizione a rifiuti pericolosi, conseguenza di una perdita chimica causata dall'attaccamento o da questioni di tribologia. I partner del progetto hanno cercato di migliorare le tecniche di produzione per una produzione di polveri innovativa in modo da ottenere una struttura ottimale della polvere e per nuove composizioni di polvere per la spruzzatura termica. Le tecniche di spruzzatura termica sono processi di rivestimento che comportano la spruzzatura di materiali fusi su una superficie, la qualità del rivestimento è di solito valutata misurando la forza del legame, la porosità, il contenuto di ossido e la ruvidezza della superficie. Il controllo del percorso della produzione comincia con il trattamento del materiale per il rivestimento. Il consorzio ha adattato le composizioni del materiale alle applicazioni studiate e ha cominciato a produrre la polvere e a ottimizzare i parametri di trattamento della polvere per ottenere una qualità adatta delle polveri da spruzzare. Quando si è ottenuta una qualità sufficiente della polvere, i prodotti sono stati sottoposti a test di spruzzatura termica e i membri del team hanno cominciato a ottimizzare i procedimenti di rivestimento tramite spruzzatura. Questi comprendevano carburante di ossigeno ad alta velocità (high-velocity oxygen fuel o HVOF) in particolare per polveri contenenti materiali lubrificanti solidi, che ha permesso di adattarle a diverse applicazioni. Sono stati effettuati test tribologici per determinare le proprietà tribologiche, di usura e corrosione dei rivestimenti contenenti lubrificanti solidi. Un grande risultato riguardante la lavorazione delle polveri è stata la creazione di polveri con buone proprietà di flusso per la spruzzatura termica. La spruzzatura termica con le polveri sviluppate in modo sperimentale ha dato un rivestimento di buona qualità. I rivestimenti sono stati prodotti quando il lubrificante solido aggiunto non causava la decomposizione durante la procedura di spruzzatura e se funzionavano ben al di sotto dei test di usura abrasiva. I rivestimenti sono stati poi sottoposti a test tribologici completi. I risultati hanno mostrato che le aggiunte di lubrificanti solidi riducevano lievemente la resistenza all'usura dei rivestimenti. Questo era previsto sulla base di un esame completo della letteratura. I membri di Sefuco hanno creato circa 23 nuove composizioni sfruttabili a partire dai risultati ottenuti. Le migliori conoscenze riguardo la produzione di nuove composizioni per le polveri e di composizioni adattate possono adesso essere usate per applicazioni specifiche e si può ottimizzare l'affidabilità della funzionalità dei componenti.
