Descrizione dei trattamenti al nitruro di titanio e al carbonitruro di titanio con particolare riferimento ai vantaggi ottenuti sugli steli delle forcelle e ammortizzatori per moto

Riguardo alle supersportive di ultima generazione, spesso si sente parlare di trattamento al TiN o TiCN delle sospensioni, soprattutto per quanto concerne gli steli delle forcelle e gli ammortizzatori di sterzo.

TiN è una sigla che identifica il nitruro di titanio. Uno stelo trattato al TiN appare dorato alla vista. TiCN identifica il carbonitruro di titanio: uno stelo trattato al TiCN appare quasi nero.
I componenti meccanici delle moto non sono propriamente realizzati con questi materiali, ma solo rifiniti con rivestimenti più o meno spessi a base di questi elementi..

Prendiamo come esempio lo stelo di una forcella. Questo elemento, comune a tutti i mezzi a due ruote, è in acciaio e deve ammortizzare le asperità del terreno per rendere la guida più confortevole.
Nello svolgere questa funzione lo stelo viene sollecitato da un gran numero di fenomeni: quelli meccanici come l’attrito, il riscaldamento (dovuto all’attrito), la torsione, ecc. e quelli esterni, come la corrosione dovuta agli spruzzi d’acqua, il danneggiamento della superficie da parte delle pietruzze che si staccano dal manto stradale, la sporcizia che vi si deposita.

L’acciaio normale dello stelo, specialmente in caso di moto da pista, può rivelare i propri limiti nella guida estrema: la fisica infatti insegna che il riscaldamento dei metalli provoca una (minima) deformazione, la corrosione ne compromette la solidità, mentre i danni alla superficie vanno a scapito della scorrevolezza.

Uno stelo trattato al TiN o TiCN presenta una scorrevolezza maggiore perché tali elementi hanno un coefficiente d’attrito minimo (0,05 per il TiCN e 0,25 per il TiN), una durezza proverbiale e sono pressoché inattaccabili: i problemi di attrito, corrosione e danneggiamento delle superfici vengono così eliminati o ridotti al minimo.

Purtroppo, però, trattare l’acciaio con questi processi è costoso e complicato.
Il procedimento più usato è il P.V.D. (Physical Vapor Deposition) e le tecniche utilizzate sono tre: polverizzazione ionica (sputtering), polverizzazione catodica e impiantazione ionica (ion planting).

La prima consiste nel porre lo stelo d’acciaio di fronte al materiale con cui si desidera rivestirlo e nel chiudere entrambi in una camera sottovuoto in cui, successivamente viene introdotto il gas Argon (gas nobile) che viene ionizzato tramite una scarica elettrica. Le molecole di Argon perdono alcuni dei propri elettroni che vanno a colpire il “bersaglio”, cioè il materiale di rivestimento. Colpiti dagli elettroni che le molecole di gas hanno ceduto, gli atomi del “bersaglio” vengono espulsi e vanno a depositarsi sullo stelo. Durante questo processo, il “bersaglio” subisce usura, visto che esso stesso fornisce il materiale che si deposita sullo stelo. In questo modo si ottiene uno strato molto sottile sullo stelo, e il tempo di deposizione del rivestimento è molto lungo: infatti c’è la possibilità di stendere più strati di rivestimento.

La terza tecnica, l’impiantazione ionica, è simile, solo che si ottiene l’evaporazione del “bersaglio” tramite una scarica elettrica sul “bersaglio” stesso. Gli strati che si formano con questa tecnica mostrano un’aderenza inferiore ma una deposizione più rapida rispetto alla prima. La seconda tecnica non viene quasi utilizzata in campo motociclistico, ma serve per trattare attrezzi e apparecchiature di lavorazione per l’industria e l’artigianato di precisione.

Spero di essere stato chiaro ed esauriente!
NP.