ITTO20110257A1 - METHOD FOR REPAIRING AN ALUMINUM ALLOY COMPONENT - Google Patents

Description

“METODO PER LA RIPARAZIONE DI UN COMPONENTE IN LEGA DI ALLUMINIO†⠀ œMETHOD FOR REPAIRING AN ALUMINUM ALLOY COMPONENTâ €

La presente invenzione à ̈ relativa ad un metodo per la riparazione di un componente in lega di alluminio, in particolare di un componente in lega di alluminio indurita per precipitazione. The present invention relates to a method for repairing an aluminum alloy component, in particular a precipitation hardened aluminum alloy component.

Come à ̈ noto, i componenti aeronautici, in genere, sono sottoposti, in uso, ad elevate sollecitazioni meccaniche e devono, pertanto, presentare specifiche proprietà meccaniche, in particolare per quanto concerne resistenza meccanica a caldo, durezza e resistenza all’usura. As is known, aeronautical components, in general, are subjected, in use, to high mechanical stresses and must, therefore, have specific mechanical properties, in particular as regards mechanical resistance to heat, hardness and wear resistance.

In particolare, questa esigenza à ̈ sentita per componenti quali scatole di trasmissione accessori o di potenza per motori aeronautici ed elicotteristici. Tali componenti sono tipicamente realizzati in leghe leggere a base di alluminio induribili per precipitazione. In particular, this need is felt for components such as accessory or power transmission boxes for aircraft and helicopter engines. These components are typically made of precipitation hardenable aluminum-based light alloys.

Frequentemente, tali componenti richiedono l’effettuazione di operazioni di riparazione. Questa eventualità può verificarsi già nelle diverse fasi di fabbricazione di componenti nuovi, per esempio a livello di realizzazione dei getti, di semilavorati o dopo una fase di lavorazione meccanica, per ragioni dimensionali o per danni locali da movimentazione o trasporto, o ancora per difetti di carattere metallurgico come porosità, cricche, inclusioni. Inoltre, à ̈ frequente che si debba ricorrere a processi di riparazione sui componenti finiti a seguito di un periodo di funzionamento in servizio, per problemi di usura, corrosione, impatti indesiderati o altro. Frequently, these components require repairs to be carried out. This possibility can already occur in the various manufacturing phases of new components, for example at the level of the realization of castings, semi-finished products or after a mechanical processing phase, for dimensional reasons or for local damage from handling or transport, or for defects in metallurgical character such as porosity, cracks, inclusions. In addition, it is common that it is necessary to resort to repair processes on finished components following a period of operation in service, due to problems of wear, corrosion, unwanted impacts or other.

Tradizionalmente, la riparazione dei componenti in lega di alluminio à ̈ stata effettuata mediante numerose tecnologie, tra le quali: il ripristino mediante deposizione di materiale di apporto per saldatura (saldatura TIG, laser cladding, eccetera); l’applicazione di resine ad elevata resistenza; il montaggio ad interferenza (per il recupero di diametri interni maggiorati mediante boccolamento); tecniche di deposizione mediante spruzzatura termica. Traditionally, the repair of aluminum alloy components has been carried out using numerous technologies, including: restoration by deposition of welding filler material (TIG welding, laser cladding, etc.); the application of highly resistant resins; interference assembly (for the recovery of increased internal diameters by means of bushings); deposition techniques by thermal spraying.

Tuttavia, tali tecnologie presentano, come verrà illustrato nel seguito, diverse problematiche. However, these technologies present, as will be illustrated below, various problems.

Le tecniche di riparazione basate sulle tecniche di saldatura vengono ampiamente utilizzate per la riparazione di componenti grezzi prima del trattamento termico. Esse presentano l’indubbio vantaggio di produrre un legame metallurgico con il materiale del substrato, ma sono difficilmente applicabili alla riparazione di componenti già lavorati, a causa delle deformazioni introdotte con la saldatura. Inoltre, soprattutto per le leghe di alluminio induribili per precipitazione, il materiale di apporto ha, rispetto al substrato, una microstruttura molto diversa e proprietà meccaniche sensibilmente inferiori. Repair techniques based on welding techniques are widely used for the repair of raw components prior to heat treatment. They have the undoubted advantage of producing a metallurgical bond with the substrate material, but are difficult to apply to the repair of already machined components, due to the deformations introduced by welding. Furthermore, especially for precipitation hardenable aluminum alloys, the filler material has, compared to the substrate, a very different microstructure and significantly lower mechanical properties.

Le tecniche di riparazione mediante applicazione di resine polimeriche ad elevata resistenza hanno limitata applicabilità data l’evidente dissimilarità tra il materiale di base metallico e quello di apporto, che à ̈ costituito sostanzialmente da una resina organica. Le elevate temperature di polimerizzazione di alcune resine di tipo epossidico, le quali possono essere dell’ordine dei 200°C, inoltre, possono provocare un indesiderabile peggioramento delle caratteristiche meccaniche di alcune leghe leggere indurite per precipitazione. The repair techniques by applying high resistance polymeric resins have limited applicability due to the evident dissimilarity between the metallic base material and the filler one, which is substantially constituted by an organic resin. The high polymerization temperatures of some epoxy-type resins, which can be of the order of 200 ° C, can also cause an undesirable worsening of the mechanical characteristics of some precipitation-hardened light alloys.

Le tecniche di riparazione che si basano su montaggi ad interferenza vengono solitamente utilizzate per il recupero di diametri interni usurati o maggiorati, ma questo tipo di applicazione à ̈ evidentemente limitato da fattori di carattere geometrico o strutturale. Repair techniques based on interference mountings are usually used for the recovery of worn or oversized internal diameters, but this type of application is obviously limited by geometric or structural factors.

La riparazione dei componenti in alluminio o relative leghe mediante tecniche di spruzzatura termica, invece, prevede la deposizione di materiale di apporto nel quale le particelle del materiale da depositare vengono portate ad una temperatura elevata che ne determina la fusione. Questa tecnologia ha, di conseguenza, lo svantaggio, per quanto riguarda la deposizione di polveri di alluminio, di favorire l’ossidazione delle particelle fuse a contatto con l’ossigeno atmosferico. The repair of the components in aluminum or related alloys by means of thermal spraying techniques, on the other hand, involves the deposition of filler material in which the particles of the material to be deposited are brought to a high temperature which causes them to melt. Consequently, this technology has the disadvantage, as regards the deposition of aluminum powders, of favoring the oxidation of the molten particles in contact with atmospheric oxygen.

Inoltre, le proprietà meccaniche della porzione di materiale di apporto sono decisamente inferiori a quelle del substrato, e pure la qualità dell’adesione relativa risulta generalmente insoddisfacente. Furthermore, the mechanical properties of the portion of the filler material are decidedly inferior to those of the substrate, and the quality of the relative adhesion is also generally unsatisfactory.

Per ovviare a questo inconveniente, la spruzzatura termica per la riparazione di leghe di alluminio viene spesso effettuata depositando materiali differenti dal materiale base. Spesso si ricorre, infatti, a polveri di bronzi o leghe Ni-Al. L’applicazione di materiali diversi dal materiale di base comporta comunque altre problematiche legate al differente comportamento che materiali dissimili tra loro presentano nel corso dei processi che contribuiscono al completamento della fabbricazione dei componenti (per esempio nel caso di applicazione del processo di ossidazione anodica del componente in alluminio) o durante lo stesso funzionamento in servizio (per esempio a causa di effetti di corrosione galvanica accelerata, coefficienti di dilatazione termica differenziale, eccetera). To overcome this drawback, thermal spraying for the repair of aluminum alloys is often carried out by depositing materials different from the base material. In fact, bronze powders or Ni-Al alloys are often used. However, the application of materials other than the base material entails other problems related to the different behavior that dissimilar materials present during the processes that contribute to the completion of the manufacturing of the components (for example in the case of application of the anodic oxidation process of the aluminum component) or during the same operation in service (e.g. due to accelerated galvanic corrosion effects, differential thermal expansion coefficients, etc.).

Un ulteriore svantaggio delle tecniche di riparazione mediante processi di spruzzatura termica di tipo tradizionale (plasma spray, HVOF, thermo-spray, D-gun, eccetera) deriva dal fatto che occorre implementare un controllo molto attento della temperatura del substrato per evitare che vengano raggiunte temperature troppo elevate con conseguente possibile decadimento delle proprietà meccaniche. È noto, infatti, che le leghe di alluminio, in particolare quelle indurite per precipitazione di fasi indurenti, possono perdere rapidamente le loro caratteristiche di resistenza a trazione e snervamento a seguito di un riscaldamento a temperature superiori a quelle di precipitazione. A further disadvantage of repair techniques using traditional thermal spraying processes (plasma spray, HVOF, thermo-spray, D-gun, etc.) derives from the fact that very careful control of the substrate temperature must be implemented to prevent them from being reached. temperatures that are too high with consequent possible decay of the mechanical properties. It is known, in fact, that aluminum alloys, in particular those hardened by precipitation of hardening phases, can rapidly lose their characteristics of tensile strength and yield strength following heating to temperatures higher than those of precipitation.

Si avverte, pertanto, nel settore, l’esigenza di fornire un metodo per la riparazione di componenti in lega di alluminio, in particolare di componenti in lega di alluminio indurita per precipitazione, che consenta di superare almeno uno degli inconvenienti descritti in precedenza. Therefore, there is a need in the sector to provide a method for the repair of aluminum alloy components, in particular of precipitation hardened aluminum alloy components, which allows to overcome at least one of the drawbacks described above.

Più particolarmente, si avverte, soprattutto nel settore aeronautico, l’esigenza di fornire un metodo per la riparazione di componenti in lega di alluminio tale da conferire ai componenti riparati caratteristiche meccaniche tali da soddisfare i requisiti imposti dalle particolari condizioni di uso, con particolare riferimento all’omogeneità delle proprietà fra materiale costituente il supporto (ovvero il componente da riparare) e la porzione di materiale di apporto, e alla loro relativa adesione. More particularly, especially in the aeronautical sector, there is a need to provide a method for the repair of aluminum alloy components such as to give the repaired components mechanical characteristics such as to satisfy the requirements imposed by the particular conditions of use, with particular reference to the homogeneity of the properties between the material constituting the support (ie the component to be repaired) and the portion of the filler material, and to their relative adhesion.

Inoltre, si avverte nel settore l’esigenza di fornire un metodo per la riparazione di componenti in lega di alluminio, in particolare di componenti in lega di alluminio indurita per precipitazione, che imponga bassi investimenti impiantistici e ridotti costi di gestione e manutenzione e che possa garantire una elevata produttività. Furthermore, there is a need in the sector to provide a method for the repair of aluminum alloy components, in particular of precipitation-hardened aluminum alloy components, which requires low plant investments and reduced management and maintenance costs and which can guarantee high productivity.

Scopo della presente invenzione à ̈ pertanto quello di fornire un metodo per la riparazione di componenti in lega di alluminio, in particolare di componenti in lega di alluminio indurita per precipitazione, il quale metodo consenta di soddisfare in modo semplice ed economico almeno una delle suddette esigenze. The purpose of the present invention is therefore to provide a method for the repair of aluminum alloy components, in particular of precipitation hardened aluminum alloy components, which method allows to satisfy at least one of the above requirements in a simple and economical way. .

Il suddetto scopo à ̈ raggiunto dalla presente invenzione, in quanto relativa ad un metodo secondo quanto definito nella rivendicazione 1. The aforesaid object is achieved by the present invention, as it relates to a method according to what is defined in claim 1.

Per una migliore comprensione della presente invenzione, ne viene descritta nel seguito una preferita forma di attuazione, a puro titolo di esempio non limitativo. For a better understanding of the present invention, a preferred embodiment thereof is described below, purely by way of non-limiting example.

Vantaggiosamente, un componente in lega di alluminio, e, in particolare, in una lega di alluminio indurita per precipitazione, viene riparato depositando per cold spray sul componente da riparare una porzione di materiale di apporto, ottenendo così un componente parzialmente riparato. Advantageously, a component in aluminum alloy, and in particular in an aluminum alloy hardened by precipitation, is repaired by cold spray depositing a portion of filler material on the component to be repaired, thus obtaining a partially repaired component.

Nel contesto dell’invenzione, per “componente da riparare†si intende un componente in lega di alluminio che necessita di riparazione, indipendentemente dallo stato di lavorazione meccanica del componente stesso. In the context of the invention, the term â € œcomponent to be repairedâ € means a component in aluminum alloy that requires repair, regardless of the state of mechanical processing of the component itself.

Per “indipendentemente dallo stato di lavorazione meccanica del componente stesso†si intende che il componente da riparare può essere, con riferimento al relativo procedimento di fabbricazione: allo stato grezzo; allo stato di semi-lavorato; finito; o anche un componente finito che à ̈ già stato posto in servizio, e che necessita di essere sottoposto a riparazione per ovviare a danni subiti nelle condizioni effettive di funzionamento nell’ambito della relativa destinazione di impiego. By â € œregardless of the state of mechanical processing of the component itselfâ € it is meant that the component to be repaired can be, with reference to the relative manufacturing process: in the raw state; in the semi-finished state; finished; or even a finished component that has already been put into service, and that needs to be repaired to remedy any damage suffered in actual operating conditions within the scope of its intended use.

Il “componente da riparare†costituisce il substrato della fase di deposizione per cold spray, la quale verrà descritta, in maggiore dettaglio, nel seguito. The â € œcomponent to be repairedâ € constitutes the substrate of the deposition phase for cold spray, which will be described in greater detail below.

A seguito della fase di deposizione della porzione di materiale di apporto sul componente da riparare, si ottiene un “componente parzialmente riparato†. Following the deposition phase of the portion of the filler material on the component to be repaired, a â € œpartially repaired componentâ € is obtained.

La deposizione per cold spray à ̈ una tecnica di sviluppo relativamente recente e che prevede la deposizione di materiali metallici in forma di polvere. A differenza dei processi di spruzzatura termica, però, nella deposizione per cold spray il materiale di apporto rimane allo stato solido senza mai raggiungere le condizioni di fusione. Cold spray deposition is a relatively recent development technique which involves the deposition of metallic materials in the form of powder. Unlike thermal spraying processes, however, in cold spray deposition the filler material remains in the solid state without ever reaching the melting conditions.

Tipicamente, secondo tale tecnica, una polvere metallica o una miscela di polveri metalliche avente una composizione predeterminata viene iniettata attraverso un ugello ed applicata a un substrato venendo accelerata allo stato non fuso, a velocità dell’ordine di 300 ̧ 1.200 m/s per mezzo di un flusso di un gas di trasporto che attraversa l’ugello. Impattando con il substrato con sufficiente energia cinetica, le particelle della polvere deformano localmente il substrato e sono deformate esse stesse. Typically, according to this technique, a metal powder or a mixture of metal powders having a predetermined composition is injected through a nozzle and applied to a substrate being accelerated to the non-molten state, at speeds of the order of 300 ̧ 1,200 m / s per medium of a flow of a carrier gas passing through the nozzle. By impacting the substrate with sufficient kinetic energy, the dust particles locally deform the substrate and are deformed themselves.

Nel contesto dell’invenzione, il componente da riparare costituisce il “substrato†sul quale viene depositata la polvere metallica a costituire una “porzione di materiale di apporto†. In the context of the invention, the component to be repaired constitutes the â € œsubstrateâ € on which the metal powder is deposited to form a â € œportion of filler materialâ €.

Preferibilmente, la polvere metallica o miscela di polveri metalliche utilizzata per la deposizione della porzione di materiale di apporto ha composizione sostanzialmente identica a quella del substrato (ovvero del componente da riparare). L’utilizzo di materiale di apporto con composizione sostanzialmente identica a quella del substrato ha il vantaggio di minimizzare le differenze di comportamento tra il substrato ed il materiale di apporto, ripristinando il più possibile le condizioni del componente riparato rispetto al componente nuovo. Preferably, the metal powder or mixture of metal powders used for the deposition of the filler material portion has a composition substantially identical to that of the substrate (ie of the component to be repaired). The use of filler material with a composition substantially identical to that of the substrate has the advantage of minimizing the differences in behavior between the substrate and the filler material, restoring as much as possible the conditions of the repaired component compared to the new component.

La tecnica di deposizione per cold spray favorisce, per ragioni di carattere fisico e chimico-fisico, la formazione di una porzione di materiale di apporto compatta e saldamente aderente al substrato. In particolare, promuovono questo vantaggioso risultato la compenetrazione reciproca di materiale di apporto e substrato e la rottura, al momento dell’impatto, dei sottili strati superficiali di ossido che, in pratica, sono sempre presenti nei materiali esposti all’atmosfera esterna. The cold spray deposition technique favors, for physical and chemical-physical reasons, the formation of a portion of filler material that is compact and firmly adhering to the substrate. In particular, the mutual interpenetration of filler material and substrate and the breaking, at the moment of impact, of the thin superficial oxide layers which, in practice, are always present in materials exposed to the external atmosphere, promote this advantageous result.

Questo aspetto risulta particolarmente vantaggioso nel caso della riparazione di componenti danneggiati nel corso del loro funzionamento in servizio, ovvero quando siano stati esposti per un tempo molto prolungato a condizioni atmosferiche aggressive. This aspect is particularly advantageous in the case of repairing components damaged during their operation in service, or when they have been exposed for a very long time to aggressive atmospheric conditions.

Tipicamente, nella tecnica di deposizione per cold spray, viene impiegato un flusso gassoso compresso ad una pressione di circa 5 ̧50 bar. Tale flusso gassoso avvolge le particelle di polvere metallica le trascina espellendole attraverso l’ugello ad alta velocità. Facoltativamente, almeno una parte del flusso gassoso viene riscaldata prima di arrivare all’ugello di applicazione. Typically, in the cold spray deposition technique, a gaseous flow compressed at a pressure of about 5-50 bar is used. This gaseous flow envelops the metal dust particles and drags them expelling them through the nozzle at high speed. Optionally, at least part of the gaseous stream is heated before reaching the application nozzle.

Preferibilmente, viene impiegato come gas di trasporto un gas inerte monoatomico come l’elio. L’elio ha il duplice pregio di permettere, come gas monoatomico, l’accelerazione delle particelle alle velocità più elevate e contemporaneamente, grazie alla sua inerzia, di escludere la possibilità di ossidazione della polvere metallica. Tuttavia, poiché i tempi di contatto tra i componenti della miscela di polveri metalliche ed il gas di trasporto sono molto limitati, à ̈ possibile utilizzare anche gas di trasporto più economici, come azoto o aria, sebbene, a parità di pressione, le velocità raggiungibili delle particelle siano inferiori a quelle raggiungibili con l’elio. Preferably, a monatomic inert gas such as helium is used as the carrier gas. Helium has the double advantage of allowing, as a monatomic gas, the acceleration of the particles at the highest speeds and at the same time, thanks to its inertia, to exclude the possibility of oxidation of the metal dust. However, since the contact times between the components of the metal powder mixture and the carrier gas are very limited, it is also possible to use cheaper carrier gases, such as nitrogen or air, although, at the same pressure, the speeds reachable particles are lower than those reachable with helium.

La temperatura di deposizione à ̈ tipicamente la più bassa possibile, compatibilmente con la necessità di ottenere un livello minimo di deformazione delle particelle di polvere spruzzate. The deposition temperature is typically the lowest possible, compatibly with the need to obtain a minimum level of deformation of the sprayed powder particles.

Per quanto concerne la dimensione media delle particelle metalliche costituenti la polvere da depositare, questa può essere vantaggiosamente scelta nell’intervallo da 1 a 200 mm As regards the average size of the metal particles making up the powder to be deposited, this can be advantageously chosen in the range from 1 to 200 mm

Questa tecnica favorisce quindi per natura la formazione di una porzione di materiale di apporto avente un basso livello di porosità e buone caratteristiche di adesione nei confronti del materiale costituente il supporto. This technique therefore naturally favors the formation of a portion of filler material having a low level of porosity and good adhesion characteristics towards the material constituting the support.

Nel caso di componenti in lega di alluminio, e, più in particolare, di componenti in lega di alluminio indurita per precipitazione, la porzione di materiale di apporto depositata per cold spray presenta tipicamente una elevata fragilità ed elevate tensioni interne che non sono pienamente soddisfacenti in vista dell’impiego nel settore aeronautico. In the case of aluminum alloy components, and, more particularly, of precipitation hardened aluminum alloy components, the portion of filler material deposited by cold spray typically has a high brittleness and high internal stresses which are not fully satisfactory in view of employment in the aeronautical sector.

In generale, si rileva tipicamente una sensibile disomogeneità in termini di proprietà meccaniche e caratteristiche microstrutturali tra il substrato e la porzione di materiale di apporto depositata per cold spray. Tale disomogeneità à ̈ indesiderabile in vista della destinazione di impiego dei componenti. In general, there is typically a significant inhomogeneity in terms of mechanical properties and microstructural characteristics between the substrate and the portion of filler material deposited by cold spray. Such inhomogeneity is undesirable in view of the intended use of the components.

Inoltre, la qualità di adesione tra la porzione di materiale di apporto depositata ed il substrato, pur se generalmente migliore rispetto ad altre tecnologie di deposizione mediante spruzzatura termica, à ̈ generalmente limitata. Furthermore, the quality of adhesion between the deposited portion of filler material and the substrate, although generally better than other thermal spray deposition technologies, is generally limited.

Vantaggiosamente, secondo l’invenzione, il metodo per la riparazione di componenti in lega di alluminio comprende inoltre la fase di sottoporre il componente parzialmente riparato ottenuto dalla fase di deposizione per cold spray ad un trattamento termico, ottenendo così un componente riparato. Advantageously, according to the invention, the method for the repair of aluminum alloy components further comprises the step of subjecting the partially repaired component obtained from the deposition step by cold spray to a heat treatment, thus obtaining a repaired component.

Tale trattamento termico ha la finalità di migliorare le caratteristiche meccaniche della porzione di materiale di apporto, con l’obiettivo di ridurre la disomogeneità tra porzione di materiale di apporto e substrato. Inoltre, tale trattamento termico à ̈ concepito per migliorare la qualità dell’adesione tra la porzione di materiale di apporto ed il substrato. This heat treatment has the purpose of improving the mechanical characteristics of the portion of the filler material, with the aim of reducing the inhomogeneity between the portion of the filler material and the substrate. Furthermore, this heat treatment is designed to improve the quality of the adhesion between the portion of the filler material and the substrate.

Vantaggiosamente, secondo l’invenzione, un componente riparato viene sottoposto ad un trattamento termico specifico le cui condizioni di esecuzione sono selezionate in funzione della composizione e delle tolleranze dimensionali dello stesso componente da riparare. Inoltre, si potrà convenientemente tener conto anche della destinazione finale di impiego del componente, una volta riparato. Advantageously, according to the invention, a repaired component is subjected to a specific heat treatment whose execution conditions are selected according to the composition and dimensional tolerances of the component to be repaired. Furthermore, the final destination of use of the component, once repaired, can also be conveniently taken into account.

Se il componente da riparare ha tolleranze dimensionali sufficientemente ampie da poter ammettere deformazioni eventualmente introdotte dal trattamento termico stesso, il componente parzialmente riparato viene vantaggiosamente sottoposto al trattamento termico specifico della lega, comprendente: If the component to be repaired has dimensional tolerances sufficiently large to be able to admit any deformations introduced by the heat treatment itself, the partially repaired component is advantageously subjected to the specific heat treatment of the alloy, comprising:

- una prima fase di solubilizzazione seguita da raffreddamento rapido; e - a first solubilization phase followed by rapid cooling; And

- una seconda fase, successiva alla prima, di precipitazione. - a second phase, following the first, of precipitation.

Nel caso in cui il componente da riparare sia ottenuto a partire da leghe di Al-Si, tipo 355, 356 o 357, la prima fase di solubilizzazione à ̈ preferibilmente condotta ad una temperatura da 500 a 580°C, più preferibilmente da 530°C a 550°C, per un tempo compreso tra 6 e 20 ore, mentre la fase di precipitazione à ̈ preferibilmente condotta ad una temperatura da 100 a 300°C, più preferibilmente da 150°C a 230°C, per un tempo compreso tra 3 e 12 ore. If the component to be repaired is obtained starting from Al-Si alloys, type 355, 356 or 357, the first solubilization phase is preferably carried out at a temperature from 500 to 580 ° C, more preferably from 530 ° C at 550 ° C, for a time between 6 and 20 hours, while the precipitation phase is preferably carried out at a temperature of between 100 and 300 ° C, more preferably between 150 ° C and 230 ° C, for a time included between 3 and 12 hours.

Nel caso in cui il componente da riparare sia ottenuto a partire da leghe Al-Cu, tipo 2014, 2618, 2024, la prima fase di solubilizzazione à ̈ preferibilmente condotta ad una temperatura da 400 a 600°C, più preferibilmente da 460°C a 535°C, per un tempo compreso tra 1 e 3 ore, mentre la fase di precipitazione à ̈ preferibilmente condotta ad una temperatura da 150 a 250°C, più preferibilmente da 160°C a 200°C, per un tempo compreso tra 8 e 20 ore. If the component to be repaired is obtained starting from Al-Cu alloys, such as 2014, 2618, 2024, the first solubilization phase is preferably carried out at a temperature from 400 to 600 ° C, more preferably from 460 ° C at 535 ° C, for a time between 1 and 3 hours, while the precipitation phase is preferably carried out at a temperature from 150 to 250 ° C, more preferably from 160 ° C to 200 ° C, for a time between 8 and 20 hours.

Di seguito, sono riportati alcuni esempi dei vantaggi ottenibili con l’applicazione del trattamento termico completo di solubilizzazione ed invecchiamento su provette in lega di Alluminio-Silicio 357 riparate mediante cold spray utilizzando come materiale di apporto polvere di lega di Alluminio-Silicio 357: Below are some examples of the advantages that can be obtained with the application of the complete solubilization and aging heat treatment on tubes in aluminum-silicon alloy 357 repaired by cold spray using aluminum-silicon alloy powder 357 as filler material:

Esempio 1a: Riparazione di componenti grezzi in lega di Alluminio-Silicio 357 già sottoposti a trattamento termico completo di solubilizzazione e precipitazione (invecchiamento). Example 1a: Repair of raw components in aluminum-silicon alloy 357 already subjected to thermal treatment complete with solubilization and precipitation (aging).

La resistenza meccanica della lega Alluminio Silicio 357 completamente trattata termicamente, misurata su provette cilindriche di diametro 9,0 mm secondo ASTM B557 Ã ̈ mediamente di 307 MPa. The mechanical strength of the fully heat-treated 357 Aluminum-Silicon alloy, measured on cylindrical test tubes with a diameter of 9.0 mm according to ASTM B557, is on average 307 MPa.

Per simulare una difettosità da riparare, il tratto utile di alcune provette à ̈ stato rilavorato, creando una gola circonferenziale di profondità tale da ridurre l’area resistente al 49% di quella originale. La resistenza meccanica media misurata su queste provette à ̈ risultata di 179 MPa. To simulate a defect to be repaired, the useful length of some test tubes has been reworked, creating a circumferential groove of such depth as to reduce the resistant area to 49% of the original one. The average mechanical resistance measured on these tubes was found to be 179 MPa.

Le provette con difettosità simulata sono state riparate mediante cold spray depositando un riporto di polvere di lega di alluminio 357 di spessore sufficiente a riempire completamente la gola circonferenziale. Dopo asportazione del riporto in eccedenza sul tratto utile delle provette, al fine di ripristinare il diametro originale di 9,0 mm, la resistenza meccanica misurata sulle provette riparate à ̈ risultata mediamente di 226 MPa. Analoghe provette riparate mediante cold spray e sottoposte, dopo riparazione, ad un trattamento termico di solubilizzazione a 540°C per 17,5 ore con raffreddamento in acqua, seguito da un trattamento termico di precipitazione (invecchiamento) a 200°C per 7 ore, hanno evidenziato una resistenza meccanica media di 250 MPa, con un miglioramento di circa il 11 % rispetto ai componenti che non hanno effettuato il trattamento termico. Tubes with simulated defects were repaired by cold spray by depositing a coating of 357 aluminum alloy powder of sufficient thickness to completely fill the circumferential groove. After removing the excess overlay on the useful section of the tubes, in order to restore the original diameter of 9.0 mm, the mechanical strength measured on the repaired tubes was on average 226 MPa. Similar test pieces repaired by cold spray and subjected, after repair, to a solubilization heat treatment at 540 ° C for 17.5 hours with cooling in water, followed by a precipitation (aging) heat treatment at 200 ° C for 7 hours, showed an average mechanical strength of 250 MPa, with an improvement of about 11% compared to the components that did not carry out the heat treatment.

Esempio 1b: Riparazione di componenti grezzi in lega di Alluminio-Silicio 357 già sottoposti a trattamento termico completo di solubilizzazione e precipitazione (invecchiamento). Example 1b: Repair of raw components in aluminum-silicon alloy 357 already subjected to thermal treatment complete with solubilization and precipitation (aging).

La resistenza meccanica della lega Alluminio Silicio 357 completamente trattata termicamente, misurata su provette cilindriche di diametro 9,0 mm secondo ASTM B557 Ã ̈ mediamente di 307 MPa. The mechanical strength of the fully heat-treated 357 Aluminum-Silicon alloy, measured on cylindrical test tubes with a diameter of 9.0 mm according to ASTM B557, is on average 307 MPa.

Per simulare una difettosità da riparare, il tratto utile di alcune provette à ̈ stato rilavorato, creando una gola circonferenziale di profondità tale da ridurre l’area resistente al 33% di quella originale. La resistenza meccanica media misurata su queste provette à ̈ risultata di 122 MPa. To simulate a defect to be repaired, the useful length of some test tubes has been reworked, creating a circumferential groove of such depth as to reduce the resistant area to 33% of the original one. The average mechanical resistance measured on these tubes was found to be 122 MPa.

Le provette con difettosità simulata sono state riparate mediante cold spray depositando un riporto di polvere di lega di alluminio 357 di spessore sufficiente a riempire completamente la gola circonferenziale. Dopo asportazione del riporto in eccedenza sul tratto utile delle provette, al fine di ripristinare il diametro originale di 9,0 mm, la resistenza meccanica misurata sulle provette riparate à ̈ risultata mediamente di 197 MPa. L’effettuazione, dopo riparazione mediante cold spray, di un successivo trattamento termico di solubilizzazione a 540 °C per 17,5 ore con raffreddamento in acqua, seguito da un trattamento termico di precipitazione (invecchiamento) a 200°C per 7 ore, ha permesso di incrementare le caratteristiche meccaniche delle provette riparate a valori medi 216 MPa, con un miglioramento anche in questo caso di circa il 10 % rispetto ai componenti che non hanno effettuato il trattamento termico. Tubes with simulated defects were repaired by cold spray by depositing a coating of 357 aluminum alloy powder of sufficient thickness to completely fill the circumferential groove. After removing the excess overlay on the useful section of the tubes, in order to restore the original diameter of 9.0 mm, the mechanical strength measured on the repaired tubes was on average 197 MPa. The carrying out, after repair by cold spray, of a subsequent solubilization heat treatment at 540 ° C for 17.5 hours with cooling in water, followed by a precipitation heat treatment (aging) at 200 ° C for 7 hours, allowed to increase the mechanical characteristics of the repaired test tubes to average values of 216 MPa, with an improvement in this case of about 10% compared to the components that did not carry out the heat treatment.

Esempio 2a: Riparazione di componenti grezzi in lega di Alluminio-Silicio 357 non trattati (condizione as-cast). Example 2a: Repair of raw components in untreated Aluminum-Silicon 357 alloy (as-cast condition).

La resistenza meccanica della lega Alluminio Silicio 357 non trattata termicamente (as-cast), misurata su provette cilindriche di diametro 9,0 mm secondo ASTM B557 Ã ̈ mediamente di 199 MPa. The mechanical strength of the non-thermally treated (as-cast) aluminum-silicon 357 alloy, measured on cylindrical test tubes with a diameter of 9.0 mm according to ASTM B557, is on average 199 MPa.

Per simulare una difettosità da riparare, il tratto utile di alcune provette à ̈ stato rilavorato, creando una gola circonferenziale di profondità tale da ridurre l’area resistente al 49% di quella originale. La resistenza meccanica media misurata su queste provette à ̈ risultata di 116 MPa. To simulate a defect to be repaired, the useful length of some test tubes has been reworked, creating a circumferential groove of such depth as to reduce the resistant area to 49% of the original one. The average mechanical strength measured on these tubes was found to be 116 MPa.

Le provette con difettosità simulata sono state riparate mediante cold spray depositando un riporto di polvere di lega di alluminio 357 di spessore sufficiente a riempire completamente la gola circonferenziale. Dopo asportazione del riporto in eccedenza sul tratto utile delle provette, al fine di ripristinare il diametro originale di 9,0 mm, la resistenza meccanica misurata sulle provette riparate à ̈ risultata mediamente di 127 MPa. Analoghe provette riparate mediante cold spray e sottoposte, dopo riparazione, ad un trattamento termico di solubilizzazione a 540 °C per 17,5 ore con raffreddamento in acqua, seguito da un trattamento termico di precipitazione (invecchiamento) a 200 °C per 7 ore, hanno evidenziato una resistenza meccanica media di 271 MPa, con un miglioramento di circa il 113 % rispetto ai componenti che non hanno effettuato il trattamento termico. Tubes with simulated defects were repaired by cold spray by depositing a coating of 357 aluminum alloy powder of sufficient thickness to completely fill the circumferential groove. After removing the excess overlay on the useful section of the tubes, in order to restore the original diameter of 9.0 mm, the mechanical strength measured on the repaired tubes was on average 127 MPa. Similar test pieces repaired by cold spray and subjected, after repair, to a solubilization heat treatment at 540 ° C for 17.5 hours with cooling in water, followed by a precipitation (aging) heat treatment at 200 ° C for 7 hours, showed an average mechanical strength of 271 MPa, with an improvement of about 113% compared to the components that did not perform the heat treatment.

Esempio 2b: Riparazione di componenti grezzi in lega di Alluminio-Silicio 357 non trattati (condizione as-cast). Example 2b: Repair of raw components in untreated Aluminum-Silicon 357 alloy (as-cast condition).

La resistenza meccanica della lega Alluminio Silicio 357 non trattata termicamente (as-cast), misurata su provette cilindriche di diametro 9,0 mm secondo ASTM B557 Ã ̈ mediamente di 199 MPa. The mechanical strength of the non-thermally treated (as-cast) aluminum-silicon 357 alloy, measured on cylindrical test tubes with a diameter of 9.0 mm according to ASTM B557, is on average 199 MPa.

Per simulare una difettosità da riparare, il tratto utile di alcune provette à ̈ stato rilavorato, creando una gola circonferenziale di profondità tale da ridurre l’area resistente al 33% di quella originale. La resistenza meccanica media misurata su queste provette à ̈ risultata di 75 MPa. To simulate a defect to be repaired, the useful length of some test tubes has been reworked, creating a circumferential groove of such depth as to reduce the resistant area to 33% of the original one. The average mechanical strength measured on these tubes was found to be 75 MPa.

Le provette con difettosità simulata sono state riparate mediante cold spray depositando un riporto di polvere di lega di alluminio 357 di spessore sufficiente a riempire completamente la gola circonferenziale. Dopo asportazione del riporto in eccedenza sul tratto utile delle provette, al fine di ripristinare il diametro originale di 9,0 mm, la resistenza meccanica misurata sulle provette riparate à ̈ risultata mediamente di 78 MPa. Analoghe provette riparate mediante cold spray e sottoposte, dopo riparazione, ad un trattamento termico di solubilizzazione a 540°C per 17,5 ore con raffreddamento in acqua, seguito da un trattamento termico di precipitazione (invecchiamento) a 200°C per 7 ore, hanno evidenziato una resistenza meccanica media di 191 MPa, con un miglioramento di circa il 145% rispetto ai componenti che non hanno effettuato il trattamento termico. Tubes with simulated defects were repaired by cold spray by depositing a coating of 357 aluminum alloy powder of sufficient thickness to completely fill the circumferential groove. After removing the excess overlay on the useful section of the tubes, in order to restore the original diameter of 9.0 mm, the mechanical strength measured on the repaired tubes was on average 78 MPa. Similar test pieces repaired by cold spray and subjected, after repair, to a solubilization heat treatment at 540 ° C for 17.5 hours with cooling in water, followed by a precipitation (aging) heat treatment at 200 ° C for 7 hours, showed an average mechanical strength of 191 MPa, with an improvement of about 145% compared to the components that did not perform the heat treatment.

Gli esempi sopra riportati evidenziano i benefici indotti dalla effettuazione di un trattamento termico completo su componenti grezzi in lega di alluminio 357 riparati mediante deposizione cold-spray. The above examples highlight the benefits induced by carrying out a complete heat treatment on raw components in 357 aluminum alloy repaired by cold-spray deposition.

Come detto in precedenza il trattamento termico completo di solubilizzazione ed invecchiamento può comportare delle deformazioni sul componente, ed à ̈ quindi generalmente applicato ai componenti grezzi (es. fusioni o semilavorati), dove le tolleranze dimensionali possono ammettere le deformazioni indotte dal trattamento termico. As previously said, the complete heat treatment of solubilization and aging can lead to deformations on the component, and is therefore generally applied to raw components (e.g. castings or semi-finished products), where dimensional tolerances can admit the deformations induced by the heat treatment.

Se, invece, il componente da riparare ha tolleranze dimensionali ristrette che non ammettono deformazioni potenzialmente introducibili da parte di un trattamento termico, il componente parzialmente riparato viene vantaggiosamente sottoposto ad un trattamento termico comprendente una singola fase di distensione. If, on the other hand, the component to be repaired has narrow dimensional tolerances that do not allow for deformations that can potentially be introduced by a heat treatment, the partially repaired component is advantageously subjected to a heat treatment comprising a single stress relieving step.

Nel caso in cui il componente da riparare sia ottenuto a partire da leghe di Al-Si, tipo 355, 356 o 357, la fase di distensione à ̈ preferibilmente condotta ad una temperatura da 80 a 250°C, più preferibilmente da 100°C a 200°C, per un tempo compreso tra 3 e 10 ore. If the component to be repaired is obtained starting from Al-Si alloys, type 355, 356 or 357, the stress relieving phase is preferably carried out at a temperature from 80 to 250 ° C, more preferably from 100 ° C at 200 ° C, for a time between 3 and 10 hours.

Nel caso in cui il componente da riparare sia ottenuto a partire da leghe Al-Cu, tipo 2014, 2618, 2024, la fase di distensione à ̈ preferibilmente condotta ad una temperatura da 80 a 200°C, più preferibilmente da 100°C a 180°C, per un tempo compreso tra 3 e 20 ore. If the component to be repaired is obtained starting from Al-Cu alloys, such as 2014, 2618, 2024, the stress relieving phase is preferably carried out at a temperature from 80 to 200 ° C, more preferably from 100 ° C to 180 ° C, for a time between 3 and 20 hours.

Di seguito, sono riportati alcuni esempi dei vantaggi ottenibili con l’applicazione del solo trattamento termico di distensione su provette in lega di Alluminio-Silicio 357 riparate mediante Cold Spray utilizzando come materiale di apporto polvere di lega di Alluminio-Silicio 357: Here are some examples of the advantages that can be obtained by applying only the stress relieving heat treatment on aluminum-silicon alloy 357 tubes repaired by Cold Spray using 357 aluminum-silicon alloy powder as filler material:

Esempio 3a: Riparazione di componenti semilavorati o finiti in lega di Alluminio-Silicio 357 già sottoposti a trattamento termico completo di solubilizzazione e precipitazione (invecchiamento). Example 3a: Repair of semi-finished or finished components in aluminum-silicon alloy 357 already subjected to thermal treatment complete with solubilization and precipitation (aging).

La resistenza meccanica della lega Alluminio Silicio 357 completamente trattata termicamente, misurata su provette cilindriche di diametro 9,0 mm secondo ASTM B557 Ã ̈ mediamente di 307 MPa. The mechanical strength of the fully heat-treated 357 Aluminum-Silicon alloy, measured on cylindrical test tubes with a diameter of 9.0 mm according to ASTM B557, is on average 307 MPa.

Per simulare una difettosità da riparare, il tratto utile di alcune provette à ̈ stato rilavorato, creando una gola circonferenziale di profondità tale da ridurre l’area resistente al 49% di quella originale. La resistenza meccanica media misurata su queste provette à ̈ risultata di 179 MPa. To simulate a defect to be repaired, the useful length of some test tubes has been reworked, creating a circumferential groove of such depth as to reduce the resistant area to 49% of the original one. The average mechanical resistance measured on these tubes was found to be 179 MPa.

Le provette con difettosità simulata sono state riparate mediante cold spray depositando un riporto di polvere di lega di alluminio 357 di spessore sufficiente a riempire completamente la gola circonferenziale. Dopo asportazione del riporto in eccedenza sul tratto utile delle provette, al fine di ripristinare il diametro originale di 9,0 mm, la resistenza meccanica misurata sulle provette riparate à ̈ risultata mediamente di 226 MPa. Analoghe provette riparate mediante cold spray e sottoposte, dopo riparazione, ad un trattamento termico di distensione a 125°C per 7 ore, hanno evidenziato una resistenza meccanica media di 245 MPa, con un miglioramento di circa il 8 % rispetto ai componenti che non hanno effettuato il trattamento di distensione. Tubes with simulated defects were repaired by cold spray by depositing a coating of 357 aluminum alloy powder of sufficient thickness to completely fill the circumferential groove. After removing the excess overlay on the useful section of the tubes, in order to restore the original diameter of 9.0 mm, the mechanical strength measured on the repaired tubes was on average 226 MPa. Similar test tubes repaired by cold spray and subjected, after repair, to a stress relieving heat treatment at 125 ° C for 7 hours, showed an average mechanical strength of 245 MPa, with an improvement of about 8% compared to components that did not have stress relieving treatment carried out.

Esempio 3b: Riparazione di componenti semilavorati o finiti in lega di Alluminio-Silicio 357 già sottoposti a trattamento termico completo di solubilizzazione e precipitazione (invecchiamento). Example 3b: Repair of semi-finished or finished components in aluminum-silicon alloy 357 already subjected to thermal treatment complete with solubilization and precipitation (aging).

La resistenza meccanica della lega Alluminio Silicio 357 completamente trattata termicamente, misurata su provette cilindriche di diametro 9,0 mm secondo ASTM B557 Ã ̈ mediamente di 307 MPa. The mechanical strength of the fully heat-treated 357 Aluminum-Silicon alloy, measured on cylindrical test tubes with a diameter of 9.0 mm according to ASTM B557, is on average 307 MPa.

Per simulare una difettosità da riparare, il tratto utile di alcune provette à ̈ stato rilavorato, creando una gola circonferenziale di profondità tale da ridurre l’area resistente al 33% di quella originale. La resistenza meccanica media misurata su queste provette à ̈ risultata di 122 MPa. To simulate a defect to be repaired, the useful length of some test tubes has been reworked, creating a circumferential groove of such depth as to reduce the resistant area to 33% of the original one. The average mechanical resistance measured on these tubes was found to be 122 MPa.

Le provette con difettosità simulata sono state riparate mediante cold spray depositando un riporto di polvere di lega di alluminio 357 di spessore sufficiente a riempire completamente la gola circonferenziale. Dopo asportazione del riporto in eccedenza sul tratto utile delle provette, al fine di ripristinare il diametro originale di 9,0 mm, la resistenza meccanica misurata sulle provette riparate à ̈ risultata mediamente di 197 MPa. L’effettuazione, dopo riparazione mediante cold spray, di un successivo trattamento termico di distensione a 125°C per 7 ore, ha permesso di incrementare le caratteristiche meccaniche delle provette riparate a valori medi 263 MPa, con un miglioramento del 33 % rispetto ai componenti che non hanno effettuato il trattamento di distensione. Tubes with simulated defects were repaired by cold spray by depositing a coating of 357 aluminum alloy powder of sufficient thickness to completely fill the circumferential groove. After removing the excess overlay on the useful section of the tubes, in order to restore the original diameter of 9.0 mm, the mechanical strength measured on the repaired tubes was on average 197 MPa. The carrying out, after repair by cold spray, of a subsequent stress relieving heat treatment at 125 ° C for 7 hours, allowed to increase the mechanical characteristics of the repaired tubes to average values of 263 MPa, with an improvement of 33% compared to components that have not carried out the stress relieving treatment.

Il metodo dell’invenzione ha, sui componenti riparati, effetti particolarmente positivi sia in termini di miglioramento delle proprietà meccaniche della porzione di materiale di apporto, sia in termini di adesione della porzione di materiale di apporto al substrato. The method of the invention has particularly positive effects on the repaired components both in terms of improving the mechanical properties of the filler material portion and in terms of adhesion of the filler material portion to the substrate.

In particolare, con il metodo dell’invenzione si riducono le tensioni interne nella porzione di materiale di apporto e all’interfaccia con il substrato. Inoltre, vengono fatte precipitare le fasi indurenti migliorando e stabilizzando la struttura della porzione di materiale di apporto che viene così resa per quanto possibile uniforme e simile a quella del substrato. Al tempo stesso, si provoca l’interdiffusione di elementi leggeri all’interfaccia, migliorando, di conseguenza, l’adesione tra porzione di materiale di apporto e substrato. In particular, with the method of the invention the internal tensions in the portion of the filler material and at the interface with the substrate are reduced. Furthermore, the hardening phases are precipitated, improving and stabilizing the structure of the portion of the filler material which is thus made as uniform and similar to that of the substrate as possible. At the same time, the interdiffusion of light elements is caused at the interface, thus improving the adhesion between the filler material and the substrate.

Nella condizione in cui il componente da riparare ha tolleranze dimensionali sufficientemente ampie da poter ammettere eventuali deformazioni introdotte dal trattamento termico completo, il metodo dell’invenzione ha l’effetto particolarmente desiderabile di rendere il comportamento, dal punto di vista meccanico e delle prestazioni, della porzione di materiale di apporto molto simili a quello del substrato. Infatti, le tensioni dovute alle deformazioni all’interno della porzione di materiale di apporto si annullano del tutto ed il materiale sostanzialmente ri-precipita nella fase di precipitazione (invecchiamento), ottenendosi così il massimo beneficio in termini di caratteristiche meccaniche ed adesione tra le parti. In the condition in which the component to be repaired has dimensional tolerances sufficiently large to be able to admit any deformations introduced by the complete heat treatment, the method of the invention has the particularly desirable effect of rendering the behavior, from a mechanical and performance point of view , of the portion of filler material very similar to that of the substrate. In fact, the tensions due to the deformations inside the portion of the filler material are completely canceled and the material substantially re-precipitates in the precipitation phase (aging), thus obtaining the maximum benefit in terms of mechanical characteristics and adhesion between parts.

In ogni caso, anche quando il componente da riparare ha tolleranze dimensionali ristrette e che non ammettono deformazioni potenzialmente introducibili da parte di un trattamento termico, o perché à ̈ già stato trattato termicamente prima della riparazione, il metodo dell’invenzione produce un sensibile beneficio. Infatti, il trattamento termico di distensione viene condotto a temperature e per tempi tali da favorire una sorta di invecchiamento del materiale, ma non tali da provocare fenomeni di sovra-precipitazione, i quali provocherebbero decadimenti inaccettabili delle caratteristiche del materiale di base del substrato. In any case, even when the component to be repaired has narrow dimensional tolerances and which do not allow for deformations that could potentially be introduced by a heat treatment, or because it has already been heat treated before repair, the method of the invention produces a sensitive benefit. In fact, the stress relieving heat treatment is carried out at temperatures and for times such as to favor a sort of aging of the material, but not such as to cause over-precipitation phenomena, which would cause unacceptable decay of the characteristics of the base material of the substrate.

Con il trattamento dell’invenzione, infatti, si riducono le tensioni interne alla porzione di materiale di apporto e si provoca una precipitazione di fasi indurenti nella stessa, minimizzando così le differenze rispetto al materiale di base del substrato (ovvero del componente da riparare). With the treatment of the invention, in fact, the internal tensions of the portion of the filler material are reduced and a precipitation of hardening phases is caused in it, thus minimizing the differences with respect to the base material of the substrate (i.e. of the component to be repaired ).

È da notare che, sulla base degli studi precedenti condotti sulla deposizione mediante cold spray di leghe di alluminio, quali quelli riportati nel brevetto US 2009/0148622, parrebbe non necessario effettuare trattamenti termici successivi alla deposizione per ottenere le proprietà meccaniche richieste. Tuttavia, il metodo proposto nella presente invenzione fornisce un indubbio miglioramento delle proprietà meccaniche dei componenti. It should be noted that, on the basis of previous studies conducted on the cold spray deposition of aluminum alloys, such as those reported in US patent 2009/0148622, it would seem unnecessary to carry out post-deposition heat treatments to obtain the required mechanical properties. However, the method proposed in the present invention provides an undoubted improvement in the mechanical properties of the components.

Nel brevetto US 6,905,728 viene citata l’esecuzione, dopo il processo di riparazione mediante cold spray di componenti delle turbine di alta pressione, di un processo di sinterizzazione sotto vuoto, seguito da un processo di hippatura e quindi da un trattamento termico. È evidente che tale trattamento termico ha lo scopo principale di ripristinare le proprietà del materiale dopo i processi di sinterizzazione e di hippatura più che quello di migliorare le caratteristiche del materiale depositato mediante cold spray. Patent US 6,905,728 mentions the execution, after the repair process by means of cold spray of components of high pressure turbines, of a vacuum sintering process, followed by a hipping process and then by a heat treatment. It is evident that this heat treatment has the main purpose of restoring the properties of the material after the sintering and hipping processes rather than improving the characteristics of the material deposited by cold spray.

Infine, nella pubblicazione “Characterization of low pressure type cold spray aluminium coatings†di K. Ogawa, K. Ito, K. Ichimura, Y. Ichikawa and T. Shoji, Sendai/J si cita espressamente il benefico effetto sulla duttilità del deposito di alluminio applicato per cold spray di un trattamento di ricottura a 270 °C per 9 ore. Tuttavia, tale trattamento termico, pur migliorando la duttilità del materiale, ha l’inconveniente di ridurre drasticamente le proprietà meccaniche del substrato e non può quindi essere convenientemente utilizzato in pratica nel settore di interesse preso in considerazione per la presente invenzione. Finally, in the publication â € œCharacterization of low pressure type cold spray aluminum coatingsâ € by K. Ogawa, K. Ito, K. Ichimura, Y. Ichikawa and T. Shoji, Sendai / J the beneficial effect on the ductility of the deposit is expressly mentioned. of aluminum applied by cold spray of an annealing treatment at 270 ° C for 9 hours. However, this heat treatment, while improving the ductility of the material, has the drawback of drastically reducing the mechanical properties of the substrate and therefore cannot be conveniently used in practice in the sector of interest considered for the present invention.

Claims (1)

RIVENDICAZIONI 1.- Metodo per la riparazione di un componente in lega di alluminio, in particolare di un componente in lega di alluminio indurita per precipitazione, comprendente le fasi di: a) depositare per cold spray sul detto componente da riparare una porzione di materiale di apporto, ottenendo così un componente parzialmente riparato; b) sottoporre il detto componente parzialmente riparato ad un trattamento termico, ottenendo così un componente riparato, le condizioni di esecuzione di detto trattamento termico essendo selezionate in funzione della composizione e delle tolleranze dimensionali del detto componente. 2.- Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la detta porzione di materiale di apporto ha composizione sostanzialmente identica a quella del detto componente da riparare. 3.- Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la detta fase b) di trattamento termico comprende: c) una prima fase di solubilizzazione seguita da raffreddamento rapido; e d) una seconda fase, successiva alla prima fase c), di precipitazione. 4.- Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui, se il detto componente da riparare à ̈ ottenuto a partire da leghe di Al-Si, tipo 355, 356 o 357, la detta prima fase c) di solubilizzazione à ̈ condotta ad una temperatura da 500 a 580°C per un tempo compreso tra 6 e 20 ore, e la detta seconda fase d) di precipitazione à ̈ condotta ad una temperatura da 100 a 300°C per un tempo compreso tra 3 e 12 ore. 5.- Metodo secondo la rivendicazione 4, in cui, se il detto componente da riparare à ̈ ottenuto a partire da leghe di Al-Si, tipo 355, 356 o 357, la detta prima fase c) di solubilizzazione à ̈ condotta ad una temperatura da 530 a 550°C per un tempo compreso tra 6 e 20 ore e la detta seconda fase d) di precipitazione à ̈ condotta ad una temperatura da 150 a 230°C per un tempo compreso tra 3 e 12 ore. 6.- Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui, se il detto componente da riparare à ̈ ottenuto a partire da leghe Al-Cu, tipo 2014, 2618, 2024, la detta prima fase c) di solubilizzazione à ̈ condotta ad una temperatura da 400°C a 600°C per un tempo compreso da 1 a 3 ore; la detta seconda fase di precipitazione essendo condotta ad una temperatura da 150°C a 250°C per un tempo da 8 a 20 ore. 7.- Metodo secondo la rivendicazione 6, in cui, se il detto componente da riparare à ̈ ottenuto a partire da leghe Al-Cu, tipo 2014, 2618, 2024, la detta prima fase c) di solubilizzazione à ̈ condotta ad una temperatura da 460°C a 535°C per un tempo compreso da 1 a 3 ore; la detta seconda fase di precipitazione essendo condotta ad una temperatura da 160°C a 200°C per un tempo da 8 a 20 ore. 8.- Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la detta fase b) di trattamento termico comprende una fase e) di distensione. 9.- Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui, se il detto componente da riparare à ̈ ottenuto a partire da leghe di Al-Si, tipo 355, 356 o 357, la detta fase e) di distensione à ̈ condotta ad una temperatura da 80°C a 250°C per un tempo da 3 a 10 ore. 10.- Metodo secondo la rivendicazione 9, in cui, se il detto componente da riparare à ̈ ottenuto a partire da leghe di Al-Si, tipo 355, 356 o 357, la detta fase e) di distensione à ̈ condotta ad una temperatura da 100°C a 200°C. 11.- Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui, se il detto componente da riparare à ̈ ottenuto a partire da leghe Al-Cu, tipo 2014, 2618, 2024, la detta fase e) di distensione à ̈ condotta ad una temperatura da 80°C a 200°C per un tempo da 3 a 20 ore. 12.- Metodo secondo la rivendicazione 11, in cui, se il detto componente da riparare à ̈ ottenuto a partire da leghe Al-Cu, tipo 2014, 2618, 2024, la detta fase e) di distensione à ̈ condotta ad una temperatura da 100 a 180°C per un tempo da 3 a 20 ore.CLAIMS 1.- Method for the repair of an aluminum alloy component, in particular of a precipitation hardened aluminum alloy component, comprising the steps of: a) deposit a portion of filler material on said component to be repaired by cold spray, thus obtaining a partially repaired component; b) subjecting said partially repaired component to a heat treatment, thus obtaining a repaired component, the conditions for carrying out said heat treatment being selected according to the composition and dimensional tolerances of said component. 2. A method according to Claim 1, wherein the said portion of filler material has a composition substantially identical to that of the said component to be repaired. 3.- Method according to claim 1 or 2, wherein said heat treatment step b) comprises: c) a first solubilization phase followed by rapid cooling; And d) a second step, following the first step c), of precipitation. 4.- Method according to claim 3, wherein, if the said component to be repaired is obtained starting from Al-Si alloys, type 355, 356 or 357, the said first solubilization step c) is carried out at a temperature from 500 to 580 ° C for a time between 6 and 20 hours, and the said second phase d) of precipitation is carried out at a temperature from 100 to 300 ° C for a time between 3 and 12 hours. 5.- Method according to Claim 4, wherein, if the said component to be repaired is obtained starting from Al-Si alloys, type 355, 356 or 357, the said first solubilization step c) is carried out at a temperature from 530 to 550 ° C for a time between 6 and 20 hours and said second precipitation phase d) is carried out at a temperature from 150 to 230 ° C for a time between 3 and 12 hours. 6.- Method according to Claim 3, wherein, if the said component to be repaired is obtained starting from Al-Cu alloys, type 2014, 2618, 2024, the said first solubilization step c) is carried out at a temperature from 400 ° C to 600 ° C for a time ranging from 1 to 3 hours; the said second precipitation step being carried out at a temperature of from 150 ° C to 250 ° C for a time of from 8 to 20 hours. 7.- Method according to claim 6, wherein, if the said component to be repaired is obtained starting from Al-Cu alloys, type 2014, 2618, 2024, the said first solubilization step c) is carried out at a temperature from 460 ° C to 535 ° C for a time ranging from 1 to 3 hours; the said second precipitation step being carried out at a temperature of from 160 ° C to 200 ° C for a time of from 8 to 20 hours. 8. A method according to Claim 1 or 2, wherein said heat treatment step b) comprises a stress relieving step e). 9.- Method according to Claim 8, wherein, if the said component to be repaired is obtained starting from Al-Si alloys, type 355, 356 or 357, the said stress relieving step e) is carried out at a temperature from 80 ° C to 250 ° C for a time of 3 to 10 hours. 10.- Method according to Claim 9, wherein, if the said component to be repaired is obtained starting from Al-Si alloys, type 355, 356 or 357, the said stress relieving step e) is carried out at a temperature from 100 ° C to 200 ° C. 11.- Method according to Claim 8, wherein, if the said component to be repaired is obtained starting from Al-Cu alloys, type 2014, 2618, 2024, said stress relieving step e) is carried out at a temperature from 80 ° C to 200 ° C for 3 to 20 hours. 12.- Method according to Claim 11, wherein, if the said component to be repaired is obtained starting from Al-Cu alloys, type 2014, 2618, 2024, said stress relieving step e) is carried out at a temperature from 100 to 180 ° C for 3 to 20 hours.