Coefficiente di attrito e anti-aderenza

Il coefficiente di attrito è una delle proprietà funzionali più rilevanti nella progettazione di componenti soggetti a scorrimento relativo, contatto ripetuto o carichi elevati. La nichelatura chimica consente di modificare in modo controllato il comportamento tribologico delle superfici, riducendo l’attrito, prevenendo fenomeni di grippaggio e migliorando l’affidabilità in esercizio, sia in condizioni lubrificate sia a secco.

Il valore del coefficiente di attrito dipende non solo dal rivestimento, ma anche dal materiale antagonista, dallo stato superficiale, dalle condizioni di carico, dalla velocità di scorrimento e dalla presenza o meno di lubrificazione. I valori riportati di seguito sono da intendersi come indicativi e riferiti a condizioni di prova controllate.

NIPLATE® 500, NIPLATE® eXtreme e NIPLATE® 600

I rivestimenti NIPLATE® 500, NIPLATE® eXtreme e NIPLATE® 600 presentano un coefficiente di attrito generalmente inferiore rispetto ai tradizionali accoppiamenti metallo–metallo utilizzati in meccanica. Questa caratteristica contribuisce a ridurre l’usura adesiva e a prevenire fenomeni di grippaggio, anche in presenza di carichi superficiali elevati.

In condizioni di scorrimento a secco, il coefficiente di attrito dinamico di questi rivestimenti si colloca tipicamente in un intervallo compreso tra 0,4 e 0,6, in funzione del materiale antagonista e delle condizioni operative. Tali valori rendono questi rivestimenti idonei per applicazioni in cui è richiesto un buon compromesso tra resistenza all’usura, stabilità del comportamento tribologico e robustezza del rivestimento.

NIPLATE® 600 SiC

Il NIPLATE® 600 SiC è un rivestimento composito caratterizzato dalla presenza di particelle di carburo di silicio (SiC) disperse nella matrice di nichel chimico. L’inclusione di una fase ceramica ultra-dura incrementa in modo significativo la resistenza all’usura abrasiva, ma comporta un aumento del coefficiente di attrito rispetto al NIPLATE® 600 non composito.

In condizioni di scorrimento a secco, il coefficiente di attrito dinamico del NIPLATE® 600 SiC varia generalmente tra 0,5 e 0,8, a causa dell’interferenza meccanica delle particelle di SiC con la superficie antagonista. Questo comportamento è coerente con la destinazione d’uso del rivestimento, che privilegia la durabilità in condizioni di usura severa rispetto alla minimizzazione dell’attrito.

NIPLATE® 500 PTFE

Il NIPLATE® 500 PTFE è un rivestimento composito a matrice di nichel chimico alto fosforo, contenente particelle di PTFE in concentrazione tipicamente compresa tra il 25 e il 35% in volume. Il PTFE è un polimero caratterizzato da eccellenti proprietà di anti-aderenza e auto-lubrificazione, che conferiscono al rivestimento un comportamento tribologico distintivo.

Questo rivestimento combina le proprietà tipiche del nichel chimico, quali uniformità di spessore, aderenza al metallo base e resistenza all’usura, con una marcata riduzione dell’attrito superficiale. In assenza di lubrificazione, il coefficiente di attrito del NIPLATE® 500 PTFE è tipicamente pari a circa 0,10, valore significativamente inferiore rispetto ai rivestimenti metallici tradizionali.

La presenza del PTFE conferisce inoltre una spiccata proprietà anti-aderente, rendendo il rivestimento idoneo per applicazioni in cui è necessario prevenire incollaggi, accumuli o incrostazioni, come ad esempio su scambiatori di calore o componenti soggetti a depositi di calcare.

Nel grafico seguente sono riportati i risultati di una prova di misurazione del coefficiente di attrito dinamico mediante test ball-on-disk contro acciaio 100Cr6.