Rivestimenti Thermal Spray per la Protezione da Corrosione ed Usura di Componenti di Motori Diesel Marini

Le valvole di aspirazione e scarico dei motori diesel marini soffrono di diversi problemi causati dagli effetti combinati e sinergici di sollecitazioni meccaniche cicliche e di un ambiente aggressivo. Rivestimenti galvanici in cromo duro sono stati largamente impiegati quali protezione standard per gli steli valvola, ma la loro limitata resistenza a corrosione-usura e l’elevata tossicità dei bagni galvanici utilizzati per applicare la cromatura hanno suggerito di ricercare soluzioni più efficaci. Nella letteratura recente sono stati proposti quali alternative possibili vari rivestimenti thermal spray, tra cui diversi compositi metallo-ceramici e le leghe self-fluxing. Nello studio presente diverse soluzioni sono state confrontate analizzandone la resistenza alla corrosione nello specifico ambiente acido e la resistenza all’usura, prima e dopo l’attacco corrosivo. I rivestimenti sono stati depositati mediante HVOF (high velocity oxy-fuel) su substrati in acciaio martensitico o in superlega a base nichel. L’ottimizzazione dei parametri di spruzzatura è stata condotta attraverso procedure di “design of experiment”, sulla base di porosità e durezza dei rivestimenti e dell’efficienza della loro deposizione. I test di corrosione, eseguiti in soluzioni bollenti al 5% di acido solforico hanno evidenziato l’effetto importante del substrato selezionato e della porosità del rivestimento. I test di usura-strisciamento, effettuati a secco in configurazione “block on ring” sia su rivestimenti tal quali che pre-corrosi, hanno confermato il ruolo fondamentale delle caratteristiche delle fasi dure disperse (composizione, distribuzione dimensionale, possibili ossidazione/decarburazione, coerenza con la matrice metallica). Tutte le soluzioni analizzate hanno mostrato resistenza alla tribocorrosione fortemente migliorata rispetto alla convenzionale cromatura.