Studio microstrutturale e tribologico di leghe leggere prodotte mediante additive manufacturing

In questo lavoro è stato valutato il comportamento tribologico di leghe prodotte mediante i più diffusi processi di Powder Bed Fusion: SLM (Selective Laser Melting) ed EBM (Electron Beam Melting). Nella prima parte è stata studiata l’influenza di processi di anodizzazione innovativi come PEO (Plasma Electrolytic Oxidation) ed ECO (ElectroChemical Oxidation) sulla lega di alluminio A357 prodotta mediante SLM con due diverse combinazioni di parametri di processo volte ad ottimizzare rispettivamente, la microstruttura (M) e la produttività (P). Nella seconda parte è stato studiato il comportamento tribologico della lega Ti6Al4V prodotta per EBM, in relazione al processo produttivo, alla finitura superficiale e all’orientazione derivante dal processo EBM. Lo studio tribologico è stato effettuato con prove di strisciamento non lubrificato (geometria pattino-su-cilindro contro acciaio EN 100Cr6), con carichi applicati nell’intervallo 20-60 N, nel caso della lega A357 SLM anodizzata, e di 10 N per la lega Ti6Al4V EBM, in entrambi i casi con velocità di strisciamento di 0,3 m/s. Nel primo caso i risultati ottenuti hanno dimostrato come entrambi i processi di anodizzazione abbiano migliorato la resistenza ad usura della lega SLM A357 as-built rispetto al substrato non rivestito. Il rivestimento ECO ha dato luogo ad una maggiore resistenza ad usura rispetto al PEO, grazie alle migliori proprietà di coesione ed adesione. Nel secondo caso i risultati ottenuti hanno evidenziato come il processo EBM sulla lega di Ti6Al4V abbia prodotto resistenza ad usura maggiori rispetto a quella convenzionale, grazie alla maggiore finezza microstrutturale. Nei casi studiati, un aumento di rugosità superficiale ha condotto sempre ad un incremento del tasso d’usura. Al contrario, la sezione di crescita, con orientazione dei grani perpendicolare alla direzione di strisciamento, ha portato ad un’usura minore, rispetto alla sezione a grani equiassici perpendicolare alla direzione di crescita.