Valutazione del comportamento tribologico di un acciaio da utensili per lavorazioni a caldo prodotto tramite Selective Laser Melting e sottoposto a diverse condizioni di trattamento termico

I processi di Additive Manufacturing (AM) permettono di realizzare componenti per addizione di materiale e, di recente, hanno avuto un crescente sviluppo in molti settori, fra cui il motorsport. In particolare, il processo di fusione a letto di polvere metallica mediante fascio laser, o Selective Laser Melting (SLM), applicato agli acciai da utensili a caldo è oggetto d’interesse per via dei possibili impieghi nella progettazione meccanica di elementi strutturali molto sollecitati per il racing. Tale elaborato di tesi è stato improntato sulla caratterizzazione tribologica dell’acciaio da utensili a caldo BÖHLER AMPO W360 prodotto con la tecnologia SLM e fornito in diverse condizioni di trattamento termico eseguite post-stampa, in particolare, è stato valutato un trattamento di distensione, cicli di tempra e rinvenimenti multipli, caratterizzati da diverse temperature di trattamento e dalla presenza o meno di un trattamento sottozero a -80 °C. La caratterizzazione tribologica è stata eseguita in configurazione pattino-su-cilindro secondo la normativa ASTM G77-05 (2010), in assenza nominale di lubrificazione, per ricavare i coefficienti di attrito ed i tassi di usura in diverse condizioni di carico e velocità. La caratterizzazione di piste e detriti di usura, condotta con microscopia multifocale ed elettronica a scansione, oltre all’analisi microstrutturale e durometrica sulle sezioni trasversali dei campioni, ha permesso di definire i diversi meccanismi di usura coinvolti nel processo di strisciamento in relazione alle differenti condizioni di carico e velocità. Si sono evidenziati meccanismi di usura tribossidativa nel regime di usura moderata e di adesione e abrasione nel regime di usura severa. Sono state definite delle mappe che, in funzione di pressioni di contatto e di velocità, consentono già in fase di progettazione di prevedere i meccanismi di usura per l’acciaio oggetto della sperimentazione in contatti di strisciamento contro acciaio temprato e disteso.