{"id":18542,"date":"2022-04-05T20:35:46","date_gmt":"2022-04-05T20:35:46","guid":{"rendered":"https:\/\/nanovea.com\/?p=18542"},"modified":"2025-05-22T20:19:53","modified_gmt":"2025-05-22T20:19:53","slug":"test-di-graffiatura-del-rivestimento-in-nitruro-di-titanio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nanovea.com\/it\/test-di-graffiatura-del-rivestimento-in-nitruro-di-titanio\/","title":{"rendered":"Test di graffiatura del rivestimento in nitruro di titanio"},"content":{"rendered":"
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TEST DI GRAFFIATURA DEL RIVESTIMENTO IN NITRURO DI TITANIO<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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ISPEZIONE DI CONTROLLO QUALIT\u00c0<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Preparato da<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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DUANJIE LI, PhD<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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INTRODUZIONE<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La combinazione di elevata durezza, eccellente resistenza all'usura, alla corrosione e all'inerzia rende il nitruro di titanio (TiN) un rivestimento protettivo ideale per i componenti metallici di vari settori. Ad esempio, la ritenzione dei bordi e la resistenza alla corrosione di un rivestimento TiN possono aumentare notevolmente l'efficienza di lavoro e prolungare la durata di vita di macchine utensili come lame di rasoio, frese metalliche, stampi a iniezione e seghe. L'elevata durezza, l'inerzia e l'atossicit\u00e0 rendono il TiN un ottimo candidato per le applicazioni nei dispositivi medici, compresi gli impianti e gli strumenti chirurgici.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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IMPORTANZA DEL TEST DI SCRATCH DEL RIVESTIMENTO TiN<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Le tensioni residue nei rivestimenti protettivi PVD\/CVD svolgono un ruolo critico nelle prestazioni e nell'integrit\u00e0 meccanica del componente rivestito. Le sollecitazioni residue derivano da diverse fonti principali, tra cui le sollecitazioni di crescita, i gradienti termici, i vincoli geometrici e le sollecitazioni di servizio\u00b9. Il disallineamento dell'espansione termica tra il rivestimento e il substrato, che si crea durante la deposizione del rivestimento a temperature elevate, porta a elevate sollecitazioni residue termiche. Inoltre, gli utensili rivestiti di TiN sono spesso utilizzati in presenza di sollecitazioni concentrate molto elevate, come ad esempio le punte da trapano e i cuscinetti. \u00c8 fondamentale sviluppare un processo di controllo qualit\u00e0 affidabile per ispezionare quantitativamente la forza coesiva e adesiva dei rivestimenti funzionali protettivi.<\/p>

[1] V. Teixeira, Vacuum 64 (2002) 393-399.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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OBIETTIVO DI MISURAZIONE<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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In questo studio, mostriamo che NANOVEA Tester Meccanici<\/a> in Scratch Mode sono ideali per valutare la forza coesiva\/adesiva dei rivestimenti protettivi TiN in modo controllato e quantitativo.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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NANOVEA<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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PB1000<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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CONDIZIONI DI PROVA<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Per eseguire il rivestimento \u00e8 stato utilizzato il tester meccanico NANOVEA PB1000. test di graffio<\/a> su tre rivestimenti TiN utilizzando gli stessi parametri di prova riassunti di seguito:<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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MODALIT\u00c0 DI CARICAMENTO: <\/span>Progressivo lineare<\/span>\n<\/span><\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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CARICO INIZIALE<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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0.02 N<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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CARICO FINALE<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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10 N<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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TASSO DI CARICO<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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20 N\/min<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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LUNGHEZZA DELLO SCRATCH<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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5 mm<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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TIPO DI INDENTERO<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Sfero-conico<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Diamante, raggio 20 \u03bcm<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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RISULTATI E DISCUSSIONE<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La FIGURA 1 mostra l'evoluzione registrata della profondit\u00e0 di penetrazione, del coefficiente di attrito (COF) e dell'emissione acustica durante il test. La FIGURA 2 mostra le tracce dei micrograffi sui campioni di TiN. I comportamenti di rottura a diversi carichi critici sono mostrati in FIGURA 3, dove il carico critico Lc1 \u00e8 definito come il carico al quale si verifica il primo segno di cricca coesiva nella traccia del graffio, Lc2 \u00e8 il carico dopo il quale si verificano ripetuti cedimenti per spallazione e Lc3 \u00e8 il carico al quale il rivestimento viene completamente rimosso dal substrato. I valori di carico critico (Lc) per i rivestimenti TiN sono riassunti in FIGURA 4.<\/p>

L'evoluzione della profondit\u00e0 di penetrazione, della COF e dell'emissione acustica fornisce una visione del meccanismo di rottura del rivestimento in diverse fasi, che in questo studio sono rappresentate dai carichi critici. Si pu\u00f2 osservare che il campione A e il campione B presentano un comportamento comparabile durante il test di graffiatura. Lo stilo penetra progressivamente nel campione fino a una profondit\u00e0 di ~0,06 mm e il COF aumenta gradualmente fino a ~0,3 mentre il carico normale aumenta linearmente all'inizio della prova di graffiatura del rivestimento. Quando si raggiunge un Lc1 di ~3,3 N, si verifica il primo segno di rottura per scheggiatura. Ci\u00f2 si riflette anche nei primi grandi picchi nel grafico della profondit\u00e0 di penetrazione, della COF e dell'emissione acustica. Quando il carico continua ad aumentare fino a Lc2 di ~3,8 N, si verificano ulteriori fluttuazioni della profondit\u00e0 di penetrazione, della COF e dell'emissione acustica. Si pu\u00f2 osservare un continuo cedimento per spallazione su entrambi i lati della traccia di graffio. A Lc3, il rivestimento si stacca completamente dal substrato metallico sotto l'elevata pressione applicata dallo stilo, lasciando il substrato esposto e non protetto.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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In confronto, il campione C presenta carichi critici pi\u00f9 bassi in diverse fasi dei test di graffio del rivestimento, il che si riflette anche nell'evoluzione della profondit\u00e0 di penetrazione, del coefficiente di attrito (COF) e dell'emissione acustica durante il test di graffio del rivestimento. Il campione C presenta un intercalare di adesione con una durezza inferiore e una sollecitazione pi\u00f9 elevata all'interfaccia tra il rivestimento TiN superiore e il substrato metallico rispetto ai campioni A e B.<\/p>\n

Questo studio dimostra l'importanza di un adeguato supporto del substrato e dell'architettura del rivestimento per la qualit\u00e0 del sistema di rivestimento. Un intercalare pi\u00f9 resistente pu\u00f2 resistere meglio alla deformazione sotto un elevato carico esterno e alle sollecitazioni di concentrazione, migliorando cos\u00ec la forza coesiva e adesiva del sistema rivestimento\/substrato.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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FIGURA 1: <\/span>Evoluzione della profondit\u00e0 di penetrazione, della COF e dell'emissione acustica dei campioni di TiN.<\/span>\n<\/span><\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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FIGURA 2: <\/span>Traccia completa dei graffi dei rivestimenti TiN dopo i test.<\/span>
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FIGURA 3: <\/span>Cedimenti del rivestimento TiN in presenza di diversi carichi critici, Lc.<\/span>
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FIGURA 4: <\/span>Riepilogo dei valori di carico critico (Lc) per i rivestimenti TiN.<\/span>
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CONCLUSIONE<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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In questo studio abbiamo dimostrato che il tester meccanico NANOVEA PB1000 esegue test di graffiatura affidabili e accurati su campioni rivestiti di TiN in modo controllato e strettamente monitorato. Le misure di graffiatura consentono agli utenti di identificare rapidamente il carico critico al quale si verificano i tipici cedimenti del rivestimento coesivo e adesivo. I nostri strumenti sono strumenti di controllo qualit\u00e0 superiori, in grado di ispezionare e confrontare quantitativamente la qualit\u00e0 intrinseca di un rivestimento e l'integrit\u00e0 interfacciale di un sistema rivestimento\/substrato. Un rivestimento con un adeguato intercalare pu\u00f2 resistere a grandi deformazioni sotto un elevato carico esterno e a sollecitazioni di concentrazione e migliorare la forza coesiva e adesiva di un sistema rivestimento\/substrato.<\/p>

I moduli Nano e Micro di un tester meccanico NANOVEA includono tutti modalit\u00e0 di indentazione, graffiatura e usura conformi alle norme ISO e ASTM, fornendo la gamma di test pi\u00f9 ampia e semplice da utilizzare disponibile in un unico sistema. La gamma impareggiabile di NANOVEA \u00e8 la soluzione ideale per determinare l'intera gamma di propriet\u00e0 meccaniche di rivestimenti, film e substrati sottili o spessi, morbidi o duri, tra cui durezza, modulo di Young, tenacit\u00e0 alla frattura, adesione, resistenza all'usura e molte altre.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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TITANIUM NITRIDE COATING SCRATCH TEST QUALITY CONTROL INSPECTION Prepared by DUANJIE LI, PhD INTRODUCTION The combination of high hardness, excellent wear resistance, corrosion resistance and inertness makes titanium nitride (TiN) an ideal protective coating for metal components in various industries. For example, the edge retention and corrosion resistance of a TiN coating can substantially increase […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":19547,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[7,348,349,337,345,346],"tags":[],"class_list":["post-18542","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-application-notes","category-friction-testing-coefficient-of-friction","category-laboratory-testing","category-mechanical-testing","category-scratch-testing-adhesive-failure","category-scratch-testing-cohesive-failure"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/18542","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=18542"}],"version-history":[{"count":44,"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/18542\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":24702,"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/18542\/revisions\/24702"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media\/19547"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=18542"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=18542"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=18542"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}