Riassunto analitico
Il lavoro qui presentato nasce con lo scopo di trovare un rivestimento capace di offrire ai componenti metallici che verranno impiegati come substrato una efficace protezione da degrado di natura meccanica (usura) e/o chimica (corrosione). Nel panorama industriale questi due fenomeni deteriorativi sono molto frequenti e se non vengono controllati possono portare danni molto elevati in termini economici e rischi per la sicurezza dei lavoratori. Rivestimenti di hardmetals a base di WC come fase dura, solitamente con Co o CoCr come metalli leganti, rappresentano lo stato dell'arte degli strati resistenti all'usura e alla corrosione in molte applicazioni, grazie alla combinazione di elevata durezza e buona tenacità. Il processo di termospruzzatura HVOF (High Velocity Oxygen Fuel) è il processo di deposizione più utilizzato per i rivestimenti hardmetals, ottenendo spessori che spaziano nel range di 50 – 300 µm. Tuttavia, la regolamentazione europea del 18.02.2020 ha classificato Co e W come “Materie Prime Critiche” (CRMs) in termini di reperibilità. Inoltre, dal 2006 il Co è stato segnalato come sostanza cancerogena 1B (sostanze di cui si presumono effetti cancerogeni per l’uomo, prevalentemente sulla base di studi su animali) che in combinazione con W si classifica come 2A (sostanza probabilmente cancerogena per l’uomo) oppure 2B (sostanza possibilmente cancerogena per l’uomo) se non presenti altri elementi. Queste criticità hanno portato la necessità di trovare una formulazione alternativa che garantisca, oltre alle adeguate prestazioni, economicità, reperibilità, sicurezza per la salute dei lavoratori e che sia sostenibile a livello ambientale. Sono dunque state studiate diverse formulazioni di rivestimento a base NbC-NiCr in quanto, nonostante le proprietà meccaniche e tribologiche del NbC in rivestimenti termospruzzati rimangano in gran parte inesplorate, il NbC è stato dimostrato avere resistenza all’usura meccanica paragonabile al WC nelle applicazioni di utensili da taglio. Le composizioni NbC-NiCr sono state spruzzate a diverse portate di H₂, O₂ e aria così da avere il maggior ventaglio possibile di campioni da studiare. Oltre ai campioni di materiale proposto sono stati analizzati anche dei rivestimenti standard di Cr₃C₂-NiCr, WC-CoCr, TiC-NiCr così da avere un paragone immediato sulle prestazioni offerte dai campioni in esame.
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