Zincatura: tutto quello che devi sapere

Ultimo aggiornamento:09/01;tempo di lettura: 6min

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Hai visto qualcosa sulla superficie del metallo che è arancione-marrone?Viene definita ruggine, il peggior nemico del metallo, e deriva dalla reazione delle molecole di metallo ferroso con l'umidità.La ruggine provoca il degrado del materiale e alla fine contribuisce al guasto di prodotti e parti meccaniche.Zincaturaviene utilizzato per affrontare il problema della formazione di ruggine creando una sottile barriera sulla superficie, impedendole di corrodersi mentre reagisce con l'ambiente.

In questo articolo, esamineremola lavorazione della zincatura, le fasi coinvolte, fattori che influenzano applicazioni, vantaggi e limitazioni.

Cos'è la zincatura?

Un metodo di finitura superficiale per componenti e prodotti in materiale ferroso è la zincatura.Consiste nell'aggiungere uno strato sottile alla superficie senza compromettere la stabilità dimensionale, lasciando una superficie grigia liscia e opaca.La zincatura conferisce un eccellente aspetto estetico ai prodotti, ma soprattutto rende i prodotti resistenti alla corrosione.Il processo di zincatura crea un sottile rivestimento protettivo elettrodepositando lo zinco sul metallo che verrà rivestito, noto anche come materiale del substrato.

Come funziona la zincatura?

Quando la zincatura è esposta all'aria, reagisce con l'ossigeno come fanno i metalli ferrosi e produce ossido di zinco (ZnO), che poi si combina con l'acqua per creare idrossido di zinco (ZnoH).

La svolta arriva ora quando l'anidride carbonica atmosferica e l'ossido di zinco si combinano per formare un sottile strato di carbonato di zinco (ZnCO3) che si attacca allo zinco sottostante e lo protegge ulteriormente dalla corrosione.

Passaggi coinvolti nella zincatura

1.          Pulizia della superficie

Il primo passo nella zincatura è la pulizia della superficie da placcare per rimuovere polvere, oli e ruggine in modo che la superficie sia rivestita di zinco in modo efficace.Per la pulizia, i detergenti alcalini sono i migliori agenti che non degradano la superficie.Tuttavia, la pulizia acida può essere applicata prima di utilizzare detergenti alcalini.

Un bagno tra 100 e 180 gradi C aiuta a rimuovere lo sporco prima di utilizzare un detergente alcalino per la pulizia a microlivello.Dopo la pulizia con un detergente alcalino, risciacquare immediatamente l'area con acqua distillata per evitare di danneggiare la superficie primaria del materiale, che le soluzioni alcaline possono danneggiare.Se la pulizia della superficie non viene eseguita correttamente, il rivestimento di zinco potrebbe staccarsi o danneggiarsi.

2.          Decapaggio

Sulla superficie possono essere presenti numerosi ossidi, compresa la ruggine già formata.Pertanto, è fondamentale utilizzare soluzioni acide per rimuovere questi ossidi e scaglie prima di procedere con la zincatura.Le due soluzioni più tipiche impiegate in questo processo sono l'acido solforico e l'acido cloridrico.I prodotti sono immersi in questa soluzione acida.Il tempo di immersione, la temperatura e la concentrazione degli acidi dipendono dal tipo di metallo e dallo spessore delle squame.

Dopo il decapaggio per immersione dei componenti in soluzione acida, pulire immediatamente con acqua distillata per evitare reazioni violente e degrado della superficie.

3.          Preparazione del bagno galvanico

Il passo successivo è la preparazione della soluzione elettrolitica per il processo di galvanoplastica, noto anche come bagno galvanico.Il bagno è una soluzione di zinco ionico che aiuta a semplificare i processi di placcatura.Può essere zinco acido o zinco alcalino;

Zinco acido: Elevata efficienza, deposizione rapida, eccellente potere coprente, ma scarso potere di lancio e debole distribuzione dello spessore.

Zinco alcalino:Eccellente distribuzione dello spessore con potenza di lancio superiore, ma minore efficienza di placcatura, velocità di elettrodeposizione inferiore,

4.          Configurazione dell'elettrolisi e introduzione della corrente

Allestimento zincatura

L'effettivo processo di deposizione inizia con l'introduzione della corrente elettrica (DC) dopo aver selezionato l'elettrolita in base ai requisiti e alle specifiche del prodotto.Lo zinco funge da anodo ed è accoppiato al terminale negativo del substrato (catodo).Gli ioni di zinco si collegano al catodo (substrato) mentre una corrente elettrica scorre attraverso gli elettroliti, formando un sottile strato barriera di zinco sulla superficie.

Inoltre, ci sono due metodi per l'elettrolisi: placcatura a cremagliera e placcatura a botte (placcatura a cremagliera).

·   Rack:Il substrato viene immerso nell'elettrolito mentre è attaccato al rack, adatto per pezzi di grandi dimensioni

·   Barile:Il substrato viene posto nel barile e poi ruotato per ottenere una placcatura uniforme.

5.          Post produzione

Per eliminare qualsiasi potenziale contaminazione sulla superficie, le parti devono essere pulite più volte con acqua distillata al termine della placcatura.Prima di inviare i prodotti placcati per la conservazione dopo il lavaggio, devono essere asciugati.Se necessario, possono essere impiegati anche passivanti e sigillanti in base agli standard richiesti per la finitura superficiale.

Fattori da considerare

Conoscere il fattore aiuterà a regolare il processo e ad acquisire una placcatura ottimale.Molti fattori influenzano il risultato della placcatura sul substrato.

1.          Densità corrente

Lo spessore dello strato di zinco, che deve essere depositato sulla superficie del substrato, è influenzato dalla densità della corrente che passa attraverso gli elettrodi.Pertanto, una corrente più alta creerà uno strato più spesso mentre una corrente più bassa creerà uno strato più sottile.

2.          La temperatura di un bagno galvanico

Un altro fattore che influenza la zincatura è la temperatura della soluzione di elettrolisi (bagno galvanico).Se la temperatura è più alta, il catodo consuma meno ioni idrogeno dalla soluzione mentre allo stesso tempo assume più sbiancanti in modo che la zincatura sia più brillante a causa della maggiore deposizione di cristalli metallici di zinco.

3.          La concentrazione di zinco nel bagno galvanico

La concentrazione di zinco nel bagno galvanico influisce anche sulla consistenza e sul grado di brillantezza della galvanica.Ad esempio, una superficie relativamente ruvida risulterà da un'alta concentrazione perché gli ioni di zinco saranno distribuiti in modo non uniforme e si depositeranno rapidamente.D'altra parte, una concentrazione bassa si tradurrà in una placcatura più brillante perché i cristalli fini verranno depositati lentamente.

Altri fattori includonola posizione degli elettrodi (anodo e catodo), la qualità della superficie del substrato, la concentrazione di tensioattivi e sbiancanti nel bagno galvanico, contaminazioni, e altro ancora.

Vantaggi

Oltre a prevenire la ruggine, la zincatura ha molti altri vantaggi;esaminiamone alcuni con una breve descrizione.

·        Basso costo:È il metodo economico di finitura superficiale rispetto ad altri metodi, tra cui verniciatura a polvere, finitura con ossido nero e placcatura in argento.

·        Rafforzare:Il rivestimento di zinco su metalli ferrosi, rame, ottone e altri substrati contribuisce ad aumentare la resistenza di tali materiali.

·     Stabilità dimensionale:L'aggiunta di uno strato di zinco non pregiudica la stabilità dimensionale dei componenti o dei prodotti,

·        Bellezza estetica:Dopo la placcatura, la superficie del substrato apparirà lucida e accattivante e i colori possono essere aggiunti dopo l'elaborazione.

·        Duttilità:Poiché lo zinco è un metallo duttile, modellare il substrato sottostante è semplice.

Applicazioni

Fili zincati

Hardware:La zincatura svolge un ruolo significativo nel mantenimento delle articolazioni per un lungo periodo.Viti, dadi, bulloni e altri elementi di fissaggio sono rivestiti di zinco per prevenire la formazione di ruggine, che potrebbe causare guasti.

Industria automobilistica:La zincatura rende le parti resistenti alla corrosione.I tubi dei freni, le pinze, le basi e i componenti dello sterzo sono zincati.

Impianto idraulico:Poiché i materiali idraulici interagiscono costantemente con l'acqua, la ruggine è il problema più significativo quando si lavora con essi.La durata delle tubazioni in acciaio è stata rivoluzionata dalla zincatura.I tubi zincati hanno una durata di oltre 65 anni.

Militare:Carri armati, veicoli corazzati, veicoli e altre attrezzature militari utilizzano la zincatura.

Limitazione della zincatura

La zincatura è un processo economico ed ecologico per la prevenzione della ruggine su prodotti e componenti realizzati con ferro, acciaio, rame, ottone e altri materiali simili.Tuttavia, non è adatto per prodotti petroliferi, farmaceutici, aerospaziali e alimentari, come quelli spesso immersi nelle soluzioni.

Conclusione

La zincatura è un complesso processo di finitura superficiale che richiede ingegneri e operatori esperti con attrezzature avanzate specializzate.

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FAQ

Cos'è la zincatura?

La zincatura è uno degli approcci di finitura superficiale di spicco, in cui un sottile strato di zinco viene applicato sulla superficie dei prodotti per renderli eccellenti resistenti alla corrosione.

La zincatura può essere applicata solo su metalli ferrosi e leghe?

No, la zincatura è applicabile a più di metalli ferrosi e leghe come rame e ottone.

Quali sono i fattori che influenzano il processo di zincatura?

Diversi fattori influenzano i risultati della zincatura, come la densità di corrente, la concentrazione di zinco sul bagno di placcatura, la temperatura, le posizioni degli elettrodi e altro.

Quali sono le fasi della zincatura?

Pulizia dei prodotti, decapaggio, preparazione del bagno galvanico, elettrolisi e post-lavorazione sono le principali fasi della zincatura.

La galvanizzazione è uguale alla zincatura galvanica?

No, lo zinco viene depositato sulla superficie nella zincatura immergendolo in una soluzione di zinco.Mentre la galvanica utilizza un processo di elettrolisi.