Riassunto analitico
Lo studio in oggetto del presente lavoro di tesi voleva indagare sui pretrattamenti superficiali atti a migliorare l’adesione di rivestimenti termospruzzati su componenti realizzati mediante additive manufacturing. In particolare, si è cercato di capire se il profilo superficiale di un campione in additive, nella condizione as built, possa fornire una buona adesione al rivestimento termospruzzato. È noto che, normalmente, i substrati su cui vengono depositati rivestimenti termospruzzati sono sottoposti a sabbiatura per rimuovere la patina di ossido e aumentare la rugosità superficiale. Componenti realizzati in additive presentano già rilevanti valori di rugosità, che potrebbero teoricamente essere adatti all’aggancio del rivestimento senza ulteriori preparazioni se non, eventualmente, un decapaggio. In questo studio, quindi, si sono confrontati tre diversi tipi di pretrattamento. I campioni sono stati realizzati con polveri di acciaio 316L mediante SLM (Selective Laser Melting) in due differenti geometrie, cilindri e piastrine, e su tre differenti orientazioni di crescita del pezzo (verticale, orizzontale e inclinata), poiché quest’ultima può influire sul profilo superficiale. Le tre condizioni di pretrattamento analizzate sono state: as built, decapaggio (atto a rimuovere la patina di ossido senza alterare il profilo originario) e sabbiatura (per rimuovere la patina di ossido e modificare il profilo superficiale). Inoltre, come riferimenti sono stati utilizzati campioni SLM sottoposti a lavorazione meccanica per asportare interamente la superficie originaria, e campioni ottenuti tramite tecnologie convenzionali di lavorazione meccanica da barre o laminati. La caratterizzazione ha avuto come fine quello di capire se le microstrutture dei rivestimenti su substrati variamente trattati fossero diverse tra loro. L’analisi SEM ha evidenziato delle differenze all’interfaccia substrato/rivestimento, riconducibili ai pretrattamenti; infatti i campioni as built presentavano una patina di ossido discontinua all’interfaccia, non presente sui campioni decapati e sabbiati;nei sabbiati sono stati notati dei residui di particelle di abrasivo. In tutti i casi, gli splat del rivestimento termospruzzato riuscivano a seguire il profilo superficiale del substrato, anche sui campioni non sabbiati e con rugosità massima (orientazione di crescita inclinata). Test di impatto ciclico sono state svolti per dare un’idea qualitativa dell’adesione dei rivestimenti. I danneggiamenti rilevati sono stati di tipo esclusivamente coesivo nei rivestimenti, mentre le interfacce con i substrati sono rimaste intatte, senza presentare alcun segno di delaminazione. Non sono state notate differenze in base al pretrattamento subito dai campioni. Anche le prove di corrosione hanno mostrato un’omogeneità nei risultati di potenziale e corrente di corrosione. Solo con esse si è potuto notare la presenza occasionale di porosità interconnesse. L’interfaccia con il substrato sembra essere intatta per tutti i campioni, segno di una ridotta quantità di porosità interconnesse e probabilmente dovuto anche all’ottima resistenza a crevice corrosion dell’acciaio inox 316L. I risultati più rilevanti sono stati ottenuti dai test d’adesione secondo normativa ASTM C633. I valori d’adesione ottenuti per i cilindri verticali e orizzontali non presentavano differenze significative tra pretrattamenti diversi, ed erano inoltre confrontabili con quelli ottenuti per campioni massivi e per campioni additive sui quali era stata asportata interamente la superficie originaria. Si è concluso che abbia senso termospruzzare su una superficie as built, o al più decapata, visti i valori di adesione ottenuti nelle prove.
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