Reciprocating sliding wear performance of cold spray additive manufactured titanium

Abstract

Este estudio evalúa la aplicabilidad de la fabricación aditiva por proyección en frío (CSAM) para producir componentes de titanio puro sometidos a desgaste por deslizamiento reciprocante. Se analizaron dos conjuntos de muestras fabricadas con distintos parámetros de presión y temperatura. Los resultados microestructurales mostraron que mayores condiciones de proceso reducen la porosidad y mejoran la unión entre partículas. A nivel mecánico, se observó un aumento de la dureza respecto al material base. Los ensayos tribológicos revelaron comportamientos similares a escala microscópica, pero a escala macroscópica la muestra con menor porosidad presentó mayor resistencia al desgaste. El estudio destaca la relevancia de optimizar la microestructura para mejorar el rendimiento y sugiere el potencial de esta tecnología para aplicaciones industriales.

Titanium's extensive use in several applications, such as in aeronautical or automotive parts or biomedical implants, necessitates the development of Ti components in diverse shapes and sizes. Moreover, these components are usually subjected to mechanical wear, as that generated in the contact between materials subjected to a back-and-forth relative motion. Therefore, this study investigates the applicability of Cold Spray Additive Manufacturing (CSAM) for producing pure Ti components, focusing on their tribological properties under reciprocating sliding conditions. Two CSAM Ti samples sets, fabricated with different process parameters (55 bar and 800 ◦C for Ti-55-800, and 60 bar and 1000 ◦C for Ti-60-1000), were evaluated. Microstructural analysis and mechanical and tribological testing revealed that reduced porosity and improved bonding enhance wear resistance, highlighting the potential of CSAM technology.