Effetto del trattamento termico sulle proprietà tribologiche di rivestimenti Ni-P ad alto contenuto di P rinforzati con nanoparticelle di ZrO2

The present work aims at the tribological characterisation of HP coatings reinforced with ZrO2 nanoparticles and heat-treated to induce crystallisation phenomena. ASTM F22 steel discs were coated with nano-reinforced Ni-P and subjected to different combinations of heat treatment time and temperature. The developed and manufactured coatings were subjected to preliminary microstructural, morphological and hardness characterisations before conducting tribological tests in unidirectional motion, with a normal load of 30 N and a total number of 1200 cycles. Al2O3 balls with a diameter of 6 mm were used as a counterpart, to confine the wear on the Ni-P discs. A 3-D optical non-contact profilometer was used to acquire the transverse profiles of the wear traces from which the specific wear rate (WR) was calculated. The results demonstrate the importance of the dehydrogenation implementation and suggest an overall improved wear resistance of nano- reinforced and heat-treated samples.

Il presente lavoro si pone l’obiettivo della caratterizzazione tribologica di rivestimenti HP rinforzati con nanoparticelle di ZrO2 e trattati termicamente per indurre fenomeni di cristallizzazione. Dischi in acciaio ASTM F22 sono stati rivestiti con Ni-P nano-rinforzato e sottoposti a diverse combinazioni di tempo e temperatura di trattamento termico. I rivestimenti sviluppati e realizzati sono stati sottoposti a preliminari caratterizzazioni microstrutturali, morfologiche e di durezza prima di condurre prove tribologiche in modalità a moto continuo, con carico normale pari a 30 N e per un numero complessivo di 1200 cicli. Sfere in Al2O3 di diametro 6 mm sono state utilizzate come controparte, al fine di confinare l’usura sui dischi in Ni-P. Attraverso un profilometro ottico 3-D a non-contatto sono stati acquisiti i profili trasversali delle tracce di usura da cui poter calcolare il tasso di usura specifico (WR). I risultati dimostrano l’importanza della realizzazione della deidrogenizzazione e suggeriscono una complessiva migliore resistenza all’usura dei campioni nano-caricati e trattati termicamente.