Le differenti tipologie di usura | Officina

Usura: diverse tipologie

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Il tipo di usura che ha luogo più frequentemente all’interno dei motori è quello adesivo, ovvero da strisciamento. In questo caso si verifica una serie di vere e proprie microfusioni tra le piccolissime asperità delle superfici a contatto. Tali giunzioni vengono rotte o letteralmente strappate per l’azione di taglio generata dallo spostamento di una superficie rispetto all’altra. Come ovvio, questo ti po di usura diminuisce al migliorare della lubrificazione ed è molto minore se i due componenti sono realizzati con metalli metallurgicamente incompatibili. Se tale incompatibilità è elevata i due metalli a contatto “scorrono” uno sull’altro con usura minima o praticamente nulla. In altre parole, hanno un’elevata compatibilità tribologica (che è quindi l’inverso di quella metallurgica) e un coefficiente di attrito molto ridotto. Al contrario, se due metalli sono metallurgicamente compatibili, tendono ad aderire, ovvero a “legare” uno con l’altro. Il titanio per esempio lega con quasi tutti gli altri metalli. Il ferro è invece particolarmente incompatibile, dal punto di vista metallurgico, con l’indio, il piombo, l’argento e lo stagno. Quando le pressioni specifiche sono molto elevate, per limitare l’usura da strisciamento occorre impiegare materiali molto duri.

Nel caso dell’acciaio si fa ricorso a tempra, cementazione o nitrurazione, e talvolta si utilizzano riporti di cromo, o dalla durezza ancora superiore, come quelli di TiN o di DLC. Tipico è il caso dei pattini dei bilancieri a dito dei motori di alte prestazioni.

L’usura abrasiva si ha quando tra i due corpi in movimento relativo si inseriscono delle particelle di elevata durezza. Queste ultime possono essere sciolte (ovvero venire trasportate da un fluido) o essere incorporate in uno di essi. Un esempio di questo secondo caso è costituito dalla mola, che asporta materiale grazie all’azione di una miriade di granuli abrasivi che si muovono con elevata velocità e che vengono premuti contro il pezzo da lavorare. All’interno del motore le particelle dure possono essere estranee o derivare dall’usura di qualche altro organo meccanico. Talvolta il componente realizzato con un materiale più duro letteralmente “ara” quello in un materiale più tenero, con un vero e proprio “effetto lima”. In vari casi si ha in effetti un’usura combinata (ossia tanto abrasiva quanto da strisciamento).

È evidente che, in linea di principio, i materiali più duri hanno una maggiore resistenza all’usura abrasiva. Appare anche chiara l’importanza di un efficiente filtraggio dell’aria e dell’olio.

L’usura corrosiva si verifica quando, per azione chimica, sulla superficie di un componente si forma uno strato di un composto del metallo base (in genere un ossido) che viene poi rimosso per azione meccanica. L’usura da fatica superficiale si verifica in seguito a intense sollecitazioni che si susseguono per un numero elevatissimo di cicli. Spesso è dovuta all’azione di corpi volventi e infatti è tipica dei cuscinetti a rotolamento, ma si può verificare anche negli ingranaggi. In entrambi i casi le superfici di contatto sono molto ridotte e le pressioni specifiche altissime. Tipicamente si manifesta come distacco di piccole porzioni di materiale dalla superficie di lavoro, con formazione di tipiche vaiolature (pitting).

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