Durezza e Resistenza all'usura

Durezza

I rivestimenti NIPLATE® sono caratterizzati da una durezza superficiale significativamente superiore rispetto a quella dei materiali base tipicamente trattati. Questa proprietà contribuisce in modo determinante alle prestazioni tribologiche del componente, in particolare in termini di resistenza all’usura e stabilità delle superfici in esercizio.

Rispetto a rivestimenti tradizionali e tecnologie superficialmente comparabili, quali nichelatura elettrolitica, ossidazione anodica dell’alluminio e trattamenti termochimici degli acciai, i rivestimenti di nichelatura chimica presentano valori di durezza mediamente più elevati, paragonabili a quelli del cromo duro, con il vantaggio di uno spessore uniforme e di una migliore controllabilità dimensionale.

È tuttavia opportuno evidenziare che la durezza del nichel chimico rimane inferiore a quella ottenibile con rivestimenti speciali ad altissima prestazione, come plasma spray o PVD/CVD. Tali tecnologie, sebbene consentano durezze superiori, comportano differenze sostanziali in termini di costo, applicabilità geometrica e complessità di processo, che ne limitano l’impiego in molte applicazioni industriali.

La durezza finale dei rivestimenti NIPLATE® è fortemente influenzata dal trattamento termico post-deposizione, che determina l’evoluzione microstrutturale della lega Ni–P. Nella tabella seguente sono riportati i valori indicativi di durezza ottenibili in funzione del tipo di trattamento termico applicato.

Resistenza all'usura

La resistenza all’usura dei rivestimenti NIPLATE® è il risultato della combinazione tra durezza elevata, coesione del deposito e uniformità di spessore. In particolare, i rivestimenti NIPLATE® 600 e NIPLATE® 600 SiC sono impiegati con successo in applicazioni soggette a usura abrasiva, adesiva e da fretting.

Il NIPLATE® 600, caratterizzato da un contenuto medio di fosforo (circa 7% in lega), offre un’elevata resistenza all’usura sia in condizioni lubrificate sia a secco. La possibilità di combinare spessori di rivestimento elevati (fino a 50–70 µm) con trattamenti termici di indurimento consente di incrementare significativamente la vita utile del componente, raggiungendo prestazioni comparabili a quelle del cromo duro, con il vantaggio di non richiedere rilavorazioni successive e di garantire uno spessore uniforme anche su superfici interne.

Per applicazioni particolarmente critiche, in cui l’usura rappresenta il fattore limitante principale, è stato sviluppato il NIPLATE® 600 SiC. Si tratta di un rivestimento composito a matrice NIPLATE® 600 contenente particelle microcristalline di carburo di silicio (SiC) in concentrazione del 20–30% in volume.

Il carburo di silicio è un materiale ceramico sintetico caratterizzato da durezza estremamente elevata. La sua co-deposizione all’interno della matrice di nichel chimico conferisce al rivestimento una resistenza all’usura abrasiva eccezionale, fino a 10 volte superiore rispetto al cromo duro. Queste caratteristiche rendono il NIPLATE® 600 SiC particolarmente adatto a settori ad alta sollecitazione, come il racing, il tessile e le applicazioni industriali con contatto continuo e severo.

Test di usura abrasiva Taber Abraser

Il metodo più comunemente utilizzato per la valutazione della resistenza all’usura abrasiva dei rivestimenti di nichel chimico è il Taber Abraser Test, definito dalla normativa ASTM B733.

La prova viene eseguita secondo parametri standardizzati:

• Ruote abrasive: CS-10
• Carico applicato su ciascuna ruota: 1000 g
• Altezza ugelli di aspirazione: 1 mm

Durante il test, il provino viene montato su un piatto rotante e sottoposto all’azione combinata di rotolamento e strisciamento delle ruote abrasive. I residui di usura generati vengono aspirati per evitare interferenze con la misura.

Il risultato della prova è espresso tramite il Taber Wear Index (TWI), calcolato come la perdita media di peso del provino, in milligrammi, su 1000 cicli. Valori di TWI più bassi indicano una maggiore resistenza all’usura abrasiva.

Nella tabella seguente sono riportati i valori indicativi di TWI per i principali rivestimenti NIPLATE® in funzione del trattamento termico applicato.