Wear behaviour of HVOF Co-free coatings

The aim of this work was to characterize several cobalt-free HVOF sprayed coatings to find a valid alternative to the more commonly used WC10Co4Cr. Some studies indicated the toxicity of the Co-rich solution if inhaled during the deposition process. The coatings that have been investigated are WC20CrC7Ni, WC10Ni5Cr, WC17Ni. All of the mentioned coatings are tungsten carbides dispersed in a softer metal matrix. Mechanical tests and microstructural analysis were carried out to characterize the coatings. The characterization focused mainly on the wear resistance and the ability to undergo plastic deformation of the coatings. Those results were compared with features of the coating such as hardness, residual stresses, to get possible correlations. The WC20CrC7Ni shows the best wear performance and the highest toughness among the Co-free coatings considered. The coatings have been deposited by Flame Spray and have been analysed at Politecnico di Milano and at Flame Spray Roncello.

Lo scopo di questo lavoro era quello di caratterizzare diversi rivestimenti spruzzati HVOF privi di cobalto per trovare una valida alternativa al WC10Co4Cr più comunemente usato. Alcuni studi hanno indicato la tossicità della soluzione ricca di cobalto se inalato durante il processo di deposizione. I rivestimenti che sono stati studiati sono WC20CrC7Ni, WC10Ni5Cr, WC17Ni. Tutti i rivestimenti citati sono carburi di tungsteno dispersi in una matrice metallica più morbida. Sono stati eseguiti test meccanici e analisi microstrutturali per caratterizzare i rivestimenti. La caratterizzazione si è concentrata principalmente sulla resistenza all'usura e sulla capacità di subire deformazioni plastiche dei rivestimenti. Questi risultati sono stati confrontati con le caratteristiche del rivestimento quali durezza, tensioni residue, per ottenere possibili correlazioni. Il WC20CrC7Ni mostra le migliori prestazioni di usura e la massima robustezza tra i rivestimenti Co-free considerati. I rivestimenti sono stati depositati da Flame Spray e sono stati analizzati dal Politecnico di Milano e da Flame Spray Roncello.