Anodizzazione, verniciatura a polvere, zincatura: scegliere il trattamento superficiale

Un trattamento superficiale modifica la «pelle» di un pezzo senza cambiarne la geometria complessiva: protegge dalla corrosione, migliora la resistenza all’usura, conferisce un colore, un isolamento o una conduttività, oppure prepara un incollaggio. Quattro domande guidano la scelta:

• Quale materiale? L’anodizzazione riguarda l’alluminio, la zincatura a caldo l’acciaio, la passivazione l’inox: il materiale esclude già diverse opzioni.
• Quale ambiente? Interno asciutto, esterno, atmosfera marina, contatto alimentare o chimico non richiedono la stessa protezione.
• Quale funzione? Estetica, anticorrosione, attrito, durezza, isolamento elettrico.
• Quali vincoli dimensionali? Un deposito di pochi micrometri o di cento micrometri non si gestisce allo stesso modo su un accoppiamento stretto.

Conta anche la quantità: molti trattamenti si eseguono a lotti, con una fatturazione minima. Vengono generalmente affidati a un’officina specializzata in trattamenti superficiali.

L’anodizzazione trasforma la superficie dell’alluminio, per via elettrochimica, in uno strato di ossido integrato nel metallo. Non è una vernice: non si sfalda, ma si applica solo all’alluminio (e ad alcuni metalli affini).

Anodizzazione solforica, protettiva e decorativa

Lo strato, da pochi micrometri a circa una ventina di micrometri, protegge dalla corrosione e riceve diverse tinte: naturale, nero e numerosi colori tramite colorazione in bagno. Il risultato dipende dalla lega: le leghe ricche di rame o di silicio e i pezzi di fonderia danno tinte meno uniformi, e un assemblaggio di leghe diverse non si colora in modo omogeneo (si veda la guida ai materiali).

Anodizzazione dura

Più spessa (diverse decine di micrometri) e più dura, migliora nettamente la resistenza all’usura e all’abrasione: guide di scorrimento, pistoni, pezzi soggetti ad attrito. La sua tinta, scura, non si sceglie liberamente. In entrambi i casi l’ossido è un isolante elettrico: mascherate le zone di contatto o di messa a terra.

Una polvere di resina pigmentata viene spruzzata sul pezzo per via elettrostatica e poi cotta in forno, intorno a 180-200 °C, dove fonde e polimerizza. Si ottiene un film continuo, resistente agli urti e alla corrosione, in un’ampia scelta di tinte RAL e di aspetti (opaco, satinato, lucido, goffrato).

Si applica su acciaio, acciaio zincato e alluminio, dopo un pretrattamento accurato (sgrassaggio, conversione o pallinatura), ma non su pezzi che non sopportano la cottura. Le polveri epossidiche sono adatte agli interni; per l’esterno preferite polveri poliestere, più stabili ai raggi UV. Il film, spesso dell’ordine di 60-120 µm, è spesso: occorre mascherare filettature, fori e punti di contatto, e si assottiglia sugli spigoli vivi. I pezzi cavi e gli angoli rientranti sono più difficili da ricoprire in modo uniforme.

Zincatura a caldo

Il pezzo in acciaio viene immerso in un bagno di zinco fuso, intorno a 450 °C. Lo strato è spesso (spesso da circa 45 a 100 µm, a seconda dello spessore dell’acciaio; norma NF EN ISO 1461), ricopre anche l’interno dei profili cavi e offre una protezione durevole all’esterno. L’aspetto è grigio e talvolta irregolare. Limiti: dimensioni della vasca, rischio di deformazione delle lamiere sottili e dei grandi pezzi saldati, fori di sfiato e di scolo necessari sui corpi cavi, filettature e sedi da prevedere con del gioco. È adatta a strutture, supporti e parapetti, non a pezzi di precisione. Può poi essere verniciata (sistema detto duplex).

Elettrozincatura

Lo zinco viene depositato per elettrolisi in strato sottile, da pochi micrometri a una ventina di micrometri. L’aspetto è lucido, completato da una passivazione (incolore o azzurrata, gialla iridescente, nera). La protezione è moderata: interni, atmosfera poco aggressiva. È la scelta abituale per la viteria, i pezzi meccanici e la lamiera sottile, perché le quote variano poco. Lo zinco-nichel offre una migliore resistenza in ambienti più esigenti.

Punto di attenzione: sugli acciai ad alta resistenza i depositi elettrolitici espongono al rischio di infragilimento da idrogeno, che un trattamento termico di degassaggio dopo il deposito limita. Comunichi al trattamentista la lega e la durezza dell’acciaio.

Passivazione dell’inox

Un bagno acido (citrico o nitrico) elimina il ferro libero e le contaminazioni lasciate dalla lavorazione meccanica, e favorisce la ricostituzione dello strato di ossido di cromo che garantisce la resistenza dell’inox. Nessun deposito, nessuna variazione di quota né di aspetto visibile. È raccomandata per l’industria alimentare, il settore medicale, la chimica e l’ambiente marino; la norma ASTM A967 è un riferimento diffuso. Da non confondere con l’elettrolucidatura, che leviga la superficie.

Nichelatura chimica

Questo deposito di nichel-fosforo, realizzato senza corrente elettrica, ha uno spessore molto regolare, anche nei fori e nelle forme complesse. Conferisce resistenza alla corrosione e all’usura, e la sua durezza può essere aumentata con un trattamento termico. Si applica su acciaio, alluminio (con preparazione) e leghe di rame.

Cromatura

La cromatura dura conferisce grande durezza e basso attrito (steli di cilindri, stampi, rulli). I processi tradizionali si basano sul cromo esavalente, sostanza disciplinata dalla normativa europea: il triossido di cromo figura nell’allegato XIV del regolamento REACH (regolamento (CE) n. 1907/2006), il che ne subordina l’impiego ad autorizzazione (concessa per usi precisi), e altri testi settoriali, come la direttiva RoHS per le apparecchiature elettriche ed elettroniche, ne limitano la presenza.

Gli spessori sono ordini di grandezza, da confermare con il trattamentista in base alla lega, alla geometria e al capitolato.

Un trattamento modifica le dimensioni. Va previsto prima della lavorazione finale, non a posteriori:

• Anodizzazione: circa la metà dello spessore dello strato si forma verso l’esterno, il resto penetra nel metallo (ordine di grandezza, variabile a seconda del processo). Il diametro di un albero aumenta quindi all’incirca dello spessore dello strato, quello di un foro diminuisce altrettanto.
• Verniciatura a polvere, zincatura a caldo: film spessi e poco precisi, incompatibili con un accoppiamento stretto. Mascherate filettature, sedi e fori, oppure prevedete del gioco.
• Elettrozincatura, nichelatura chimica: depositi sottili e regolari, da integrare nelle quote di filettature e sedi.
• Passivazione: nessun effetto misurabile.

Precisi sul disegno se le quote si intendono prima o dopo il trattamento. Lavori e saldi prima di trattare, e riprenda dopo il trattamento solo le quote critiche. Indichi infine le zone in cui sono tollerati i segni di aggancio. Smussi gli spigoli vivi prima del trattamento: vernice e depositi vi si assottigliano. Per le tolleranze in sé, si veda la guida sulla norma ISO 2768.

Una richiesta di trattamento incompleta produce preventivi non confrontabili. Precisi:

• il tipo di trattamento e, se il Suo settore ne impone una, la norma o la specifica di riferimento;
• lo spessore richiesto o l’intervallo accettato;
• per la verniciatura e l’anodizzazione, la tinta (riferimento RAL) e l’aspetto;
• le zone da mascherare o da non trattare, come filettature, fori e contatti elettrici;
• il requisito di resistenza, per esempio in nebbia salina neutra (NF EN ISO 9227) per una durata data;
• i controlli attesi: rapporto di spessore, certificato di conformità.

Pensi anche al termine di consegna: il trattamento aggiunge una fase, spesso un trasporto verso il trattamentista e un passaggio in lotto prima del rientro dei pezzi. Lo segnali già nella richiesta e raggruppi i pezzi che richiedono lo stesso trattamento.

Esempio di indicazione: «Verniciatura a polvere poliestere RAL 7016 satinata, 60-80 µm, filettature M8 mascherate». Per trasmettere il tutto, pubblichi la Sua richiesta su Meaflow: la pubblicazione è gratuita e senza commissioni, e Lei confronta le proposte di più fornitori. Per un pezzo in lamiera, si veda anche la guida sul taglio laser e la piegatura.