INTERREG V ITALIA - AUSTRIA 2014-2020 - ITAT 1010 CUP: G52I16000090007 Progetto ICAP Innovazione tramite applicazioni combinate delle tecnologie ...
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INTERREG V
ITALIA – AUSTRIA 2014-2020
Progetto ICAP
Innovazione tramite applicazioni
combinate delle tecnologie al plasma
ITAT 1010
CUP: G52I16000090007
Caratterizzazione Mechanische und
meccanica e tribologische
tribologica Charakterisierung
di film sottili dünner Mikrofilme
Materials Diversi campioni in substrato Materials Verschiedene Aluminium- und
analyzed: Al e acciaio rivestiti con film analyzed: Stahlsubstrat-Proben, mit
sottili. dünnen Filmen überzogen
Date: 26/06/19 Date: 26/06/19
Customer: Consorzio Innova FVG Customer: Consorzio Innova FVG
Reference: Dr. L. Valan Reference: Dr. L. Valan
University researcher’s: University researcher’s:
Author: Ing. A. Lanzutti Author: Ing. A. Lanzutti
Instrument Microdurometro Vickers, Instrument Messinstrument für
used: Durometro Rockwell, used: Mikrohärte nach Vickers,
Tribometro in configurazione Härtemesser Rockwell,
BOF. Reibungsmessgerät BOF -
Konfiguration.
Operators: P.I. M. Magnan, Operators: P.I. M. Magnan,
Signature: Signature:
Prof. Lorenzo Fedrizzi, Dipartimento Politecnico Prof. Lorenzo Fedrizzi, Technische
di Ingegneria e Architettura, Università degli Fachhochschule für Ingenieurwesen und
Studi di Udine Architektur, Universität von Udine
OGGETTO OBJEKT
Il presente elaborato è stato redatto allo scopo di Die vorliegende Ausarbeitung wurde zu dem Zweck
caratterizzare, attraverso prove meccaniche di verfasst, um durch mechanische Härte- und
durezza e test ad usura, dei rivestimenti sottili. Verschleißprüfungen, dünne Beschichtungen zu
charakterisieren.
CAMPIONI ANALIZZATI UNTERSUCHTE PROBEN
I campioni analizzati sono i seguenti, per quanto Im Hinblick auf die Härteprüfung wurden folgende
concerne le prove di durezza: Proben untersucht:
• Substrato alluminio; • Aluminiumsubstrat;
• Substrato acciaio; • Stahlsubstrat;
• Substrato alluminio + OXID TT; • Aluminiumsubstrat + OXID TT;
• Substrato alluminio + OXID NERO; • Aluminiumsubstrat + OXID NERO (schwarz);
• Substrato acciaio + BLUE ++; • Stahlsubstrat + BLUE ++;
• Substrato acciaio + BLUE; • Stahlsubstrat + BLUE;
• Substrato acciaio + H39; • Stahlsubstrat + H39;
• Substrato acciaio + H39++. • Stahlsubstrat + H39++.
Per quanto concerne le prove tribologiche i In Bezug auf die tribologischen Proben, wurden
campioni sono: folgende ausgewählt:
• 1, ovvero campione rivestito con BLUE • 1, eine mit BLUE beschichtete Probe
• 2, ovvero altro campione rivestito con BLUE • 2, eine andere, mit BLUE beschichtete Probe
• 3, ovvero campione apparentemente senza • 3, eine scheinbar unbeschichtete Probe
rivestimento
PROCEDURE SPERIMENTALI EXPERIMENTELLE VERFAHREN
I campioni ricevuti dal cliente sono delle lame di Bei den, von dem Kunden erhaltenen Proben,
coltello, per le prove di durezza, rivestite con dei handelt es sich um Messer, die mit einer PVD-
rivestimenti PVD. Beschichtung überzogen sind und mithilfe von
Härteprüfungen untersucht werden sollen.
Su tali campioni sono state fatte delle prove di An diesen Proben wurden Härteprüfungen nach
durezza Vickers (carico 300g per 30 sec) in pianta e Vickers (Beschickung 300 g für 30 Sek.) und
delle prove di durezza Rockwell (HRC), sempre in Härteprüfungen nach Rockwell (HRC), zur
pianta, per valutare l’adesione. Beurteilung der Haftung durchgeführt.
Sui campioni sottoposti a prove HRC sono state An den Proben, die dem HRC-Tests unterzogen
fatte delle valutazioni al microscopio ottico per wurden, wurden Untersuchungen mit dem
determinare l’entità del danneggiamento. optischen Mikroskop durchgeführt, um das Ausmaß
der Beschädigung zu bestimmen.
Tali immagini sono state confrontate con quanto Diese Bilder wurden mit den Angaben der, im
descritto nel Manuale di Trattamenti e Finiture. Handbuch für Behandlungsmethoden und
Veredelung stehenden Beschreibungen, verglichen.
Le prove di usura sono state eseguite in Die Verschleißprüfungen wurden mittels BOF-
configurazione BOF (sfera contro piano a moto Konfiguration (Kugel gegen Ebene bei
alternato) con sfera antagonista in allumina con Wechselbewegung), mit einem kugelförmigen
carico di 40N per un’ora a frequenza di 1 Hz e Aluminiumoxid-Antagonisten bei einer Hauptkraft
corsa di 0,5mm su cilindri di diametro 5 cm. von 40N, eine Stunde lang bei einer Frequenz von 1
Hz, sowie einem Lauf von 0,5 mm auf Zylindern mit
einem Durchmesser von 5 cm, durchgeführt.
Il tasso di usura, dato che il campione era Da die Probe zylindrisch war, wurde die
cilindrico, è stato valutato semplicemente Verschleißrate einfach durch die Analyse der
analizzando l’ampiezza della traccia di usura. Amplitude des Verlaufs des Verschleißes ermittelt.
I test sono stati eseguiti a temperatura ambiente. Die Tests wurden bei Raumtemperatur
durchgeführt.
RISULTATI ERGEBNISSE
In fig.1 vengono mostrati i dati relativi alle prove di In Abb. 1: Darstellung der Graphiken der
durezza Vickers eseguite sui campioni oggetto di Härteprüfung nach Vickers, die an den zu
indagine. untersuchenden Proben durchgeführt curde.
Fig.1: risultati prove di durezza Vickers su campioni substrato Al e substrato acciaio.
Abb.1: Ergebnisse der Härteprüfungen nach Vickers (Aluminium- und Stahlsubstratproben).
Dalle prove di microdurezza Vickers osserviamo che Die Untersuchung der Mikrohärten nach Vickers
tutti i rivestimenti incrementano la durezza zeigt, dass alle Beschichtungen die
superficiale dell’oggetto. Nel caso di substrato in Oberflächenhärte des Objekts erhöhen. Bei
alluminio i rivestimenti danno un incremento di Aluminiumsubstraten ergeben die
durezza similare, mentre nel caso di substrato in Beschichtungen eine ähnliche Härteerhöhung,
acciaio il rivestimento H39 presenta il maggior während bei Stahlsubstraten die Beschichtungen
incremento di durezza. Comunque tutti i H39 die größte Verbesserung der Härte aufweist.
rivestimenti testati presentano un incremento di Jedoch alle geprüften Beschichtungen weisen
durezza superficiale rispetto alla durezza del eine Erhöhung der Oberflächenhärte, gegenüber
substrato. der Härte des Substrats, auf.
In Fig. 2 vengono mostrate le immagini delle prove In Abb. 2 werden die Abbildungen der
di adesione attraverso prova HRC. Adhäsionsprüfungen mittels HRC-Prüfung
aufgezeigt.
Campione - Misurato - Messung Riferimento testo trattamenti e finiture -
Probe Referenztext
Oberflächen-behandlung und -veredelung
OXID TT
OXID
nero
schwarz
BLUE++
BLUE
H39
H39++
Fig.2: prove di adesione HRC e relative immagini di confronto con riferimenti testo trattamenti e finiture. I nomi in grassetto si riferiscono ai
campioni su substrato in alluminio. Abb.2: Adhäsionsprüfungen und entsprechende Abbildungen im Vergleich mit den Textreferenzen aus
trattamenti e finiture(Oberflächenbehandlungen und Veredelungen). Fettgedruckte Bezeichnungen beziehen sich auf die Aluminiumsubstrat-Proben
Dalle analisi si evince che i rivestimenti Aus den Analysen geht hervor, dass die
depositati su alluminio hanno un’adesione di abgelagerten Beschichtungen auf Aluminium
categoria 5, ovvero il primo grado di scarsa eine Adhäsion der Kategorie 5, d. h. des ersten
adesione. Tale effetto è da imputare Grades einer geringen Adhäsion, aufweisen.
probabilmente alla bassa durezza del substrato Dieser Effekt ist wahrscheinlich auf die geringe
in alluminio. Infatti, il rivestimento sotto carico Härte des Aluminiumsubstrats zurückzuführen. In
di durezza sfonda nel substrato (effetto der Tat dringt die Beschichtung unter
materasso). Härteeinwirkung in das Substrat ein
(Matratzenwirkung).
Nel caso di substrato in acciaio, i rivestimenti Im Fall von Stahlsubstrat weisen die
H39++ e il BLUE ++ presentano una buona Beschichtungen H39++ und BLUE ++ eine gute
adesione (categoria 2). Mentre i campioni H39 e Adhäsion auf (Kategorie 2). Im Gegensatz dazu
BLUE presentano una pessima adesione con weisen die Proben H39 und BLUE eine schlechte
completa delaminazione del rivestimento Adhäsion mit vollständiger Delamination der
(categoria 8). Si precisa che l’adesione è Beschichtung, auf (Kategorie 8). Es wird darauf
buona/accettabile quando la classe di hingewiesen, dass die Adhäsion gut/akzeptabel
delaminazione ha un valoreIl presente Report è stato commissionato dal Consorzio Innova FVG nell’ambito del Progetto ICAP “Innovazione tramite applicazioni combinate delle tecnologie al plasma” ITAT1010– Interreg V Italia – Austria 2014-2020 e realizzato dal Dipartimento Politecnico di Ingegneria e Architettura dell’ Università degli Studi di Udine. La divulgazione è autorizzata citando la fonte: Progetto ICAP “Innovazione tramite applicazioni combinate delle tecnologie al plasma” ITAT1010 – Interreg V Italia – Austria 2014-2020. http://www.interreg-icap.eu/
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