Riassunto analitico
Questo progetto di tesi nasce dalla collaborazione tra il Dipartimento di Ingegneria “Enzo Ferrari” dell’Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia e l’azienda Microntech S.r.l. (gruppo GPS-Mochem, Soliera (MO)) con lo scopo di caratterizzare dei difetti riscontrati in componenti in lega 2099 anodizzati duri, al fine di poter individuare le cause alla base di questi e di evidenziare eventuali problematiche riconducibili alla natura di questa lega consentendone così l’ottimizzazione del processo di anodizzazione.
La lega 2099, oggetto di studio del lavoro di tesi, rientra nella classe di leghe più difficilmente anodizzabili a causa di un’elevata percentuale di rame alligato che, a seguito di invecchiamento, rappresenta la principale problematica dell’instaurarsi di una microstruttura ricca di precipitati a base Cu-Al. Questi ultimi sono responsabili della nascita di condizioni critiche e ostili al trattamento di anodizzazione comportando in generale la crescita di ossidi caratterizzati da numerosi difettosità e di conseguenza scarse proprietà meccaniche.
In più, la presenza di litio alligato determina una fondamentale problematica in termini di studio e indagine; le particelle a base di Li non risultano infatti rilevabili a causa di:
• Dimensioni (decine di nm) di gran lunga inferiori rispetto a quelle riscontrabili con i tradizionali strumenti di microscopia elettronica a scansione;
• Energie delle linee di emissione dei raggi X caratteristici troppo basse; essendo queste energie inferiori alla soglia di rilevabilità del detector di microanalisi EDS, la presenza di litio in analisi chimiche di tipo composizionale risulta “fantasma”, inindagabile.
Per questo motivo risulta difficile imputare al Litio specifiche responsabilità e studiare in generale la sua influenza nei processi oggetto di indagine nel presente lavoro.
In particolare, l’azienda ha fornito l’Università di due diversi tipi di componenti per lo studio commissionato:
• Metà di una scatola collettrice (impiegata in F1) in lega 2099-T8 anodizzata dura (20-25 µm). Questa mostrava evidenti disomogeneità dell’ossido su tutta la superficie con aloni e frastagliature dal diverso tono cromatico; presentava inoltre un foro passante, provocato da fenomeni di bruciatura intervenuti durante il processo di anodizzazione, in corrispondenza di un area a spessore sottile (l’azienda ha dichiarato di aver riscontrato più volte questo fenomeno ma solo in aree a sezione sottile);
• Un campione di geometria semplice prismatica, sempre in lega 2099-T8 e anodizzato con gli stessi parametri della scatola difettata, in cui l’ossido anodico è risultato ben riuscito. Ogni lato di questo campione, prima di essere sottoposto al trattamento elettrolitico, era inoltre caratterizzato da una differente rugosità superficiale.
L’obbiettivo del presente lavoro è stato quindi quello di studiare e confrontare lo stato dell’ossido e microstrutturale dei due diversi campioni al fine di:
• Individuare le cause alla base dei difetti di anodizzazione riscontrati;
• Valutare come la rugosità superficiale del componente vada a influenzare il successivo processo di anodizzazione e quindi le performance dell’ossido;
• Cercare di comprendere l’influenza del litio sul trattamento.
In aggiunta si sono cercate di individuare le opportunità che offre questa lega alto prestazionale AA2099 rispetto ai diretti competitors, i materiali compositi, impostando un confronto sulla base delle perfomance fruibili e del ciclo di lavorazione; condurre una corretta caratterizzazione dei difetti riscontrati, con il supporto degli studi già presenti in letteratura sulla lega in esame, permette di individuare le cause alla base del processo ed eventuali problematiche direttamente imputabili alla lega, al fine di introdurre delle basi di studio per successive ricerche.
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