La zincatura è un processo fondamentale nell'ingegneria meccanica di precisione, impiegato per proteggere il metallo dalla corrosione.
Questa tecnica consiste nel rivestire un pezzo di metallo con uno strato di zinco, creando una barriera fisica che impedisce all'ossigeno, all'acqua e a qualsiasi altro potenziale agente corrosivo di raggiungere il metallo sottostante.
Tra i vari metodi di zincatura, troviamo la zincatura meccanica ed elettrolitica.
Il ruolo della Zincatura nella Meccanica di Precisione
L'uso della zincatura è una prassi diffusa nell’ambito della Meccanica di Precisione, ma anche in tutte quelle industrie che richiedono un’elevata durabilità, come l'industria automobilistica, elettronica e l'ingegneria navale.
Oltre alla protezione dalla corrosione, fornisce un’estetica migliorata ai pezzi di metallo, che possono acquisire un aspetto lucido e professionale.
Sono proprio queste caratteristiche a renderla una soluzione altamente versatile, che può trovare applicazione in diversi contesti.
Di seguito, approfondiamo nel dettaglio i processi e le fasi della zincatura meccanica ed elettrolitica.
Zincatura Meccanica: Cosa È e Come Funziona
La zincatura meccanica, nota anche come sherardizzazione, è un processo di rivestimento in cui particelle di zinco vengono applicate a piccoli pezzi di metallo, come viti, chiodi e rondelle, attraverso un metodo meccanico.
Il processo viene eseguito all'interno di un cilindro girevole, dove vengono posti il particolare, lo zinco (in polvere o in granuli) e un agente di affinamento come vetro o ceramica. Talvolta, come coadiuvante viene utilizzata la sabbia bianca.
Innanzitutto, il pezzo di metallo viene accuratamente pulito per rimuovere qualsiasi residuo di grasso, olio o ruggine. Successivamente, viene immerso nel cilindro, a sua volta riscaldato fino a raggiungere una temperatura compresa tra i 320 e i 400 gradi. La combinazione del calore e della rotazione della betoniera favorisce l'adesione dello zinco al metallo. Gli agenti di affinamento assicurano che il rivestimento creatosi sia uniforme e aderisca saldamente alla superficie.
Lo spessore di questa patina può variare dai 5 ai 30 micron, a seconda del risultato specifico che si desidera raggiungere. Inoltre, dopo la zincatura, i pezzi possono essere sottoposti a fosfatazione per migliorarne ulteriormente la resistenza e l’aspetto.
Infine, va sottolineato che la zincatura meccanica, non necessitando di corrente elettrica o di soluzioni chimiche aggressive, è un processo ecologicamente più sostenibile rispetto ad altri tipi di lavorazioni, rappresentando una soluzione più rispettosa dell'ambiente.
Le Fasi del Processo di Zincatura Meccanica
Il processo di zincatura meccanica, come si è potuto appurare, è fondamentalmente un metodo fisico. Nonostante sia piuttosto complesso, può essere suddiviso in tre fasi chiave: preparazione, rivestimento e finitura.
La preparazione del metallo è un passaggio cruciale.
Prima di tutto, il particolare di metallo viene pulito con cura per rimuovere eventuali contaminanti, tra cui olio, grasso e ruggine. Ciò avviene mediante sabbiatura o lavaggio acido. È quasi superfluo sottolineare l’importanza di questa fase: un pezzo deterso assicura un buon contatto tra lo zinco e il metallo, consentendo al rivestimento di aderire correttamente.
La fase di rivestimento avviene all'interno di un cilindro rotante.
Il componente, lo zinco (in polvere o in forma di granuli) e gli agenti di affinamento vengono inseriti nel cilindro, una sorta di betoniera. Quando il contenitore viene riscaldato e messo in rotazione, lo zinco si fonde e aderisce alla superficie del particolare, creando un rivestimento.
Nella fase di finitura, il pezzo rivestito viene rimosso ed eventualmente sottoposto a ulteriori trattamenti. Questi possono includere la fosfatazione e altre lavorazioni di cui è possibile apprendere tramite il nostro Glossario della Meccanica di Precisione.
Zincatura Elettrolitica: Cosa È e Come Funziona
La zincatura elettrolitica, nota anche come zincatura galvanica, è un altro metodo comune per applicare un rivestimento protettivo di zinco ai pezzi di metallo.
A differenza della controparte meccanica, sfrutta il principio dell'elettrodeposizione per creare lo strato protettivo. E lo fa utilizzando la corrente elettrica per ridurre gli ioni di zinco presenti in una soluzione e depositarli sul particolare.
Anche questo trattamento assicura la creazione un rivestimento estremamente uniforme e liscio, persino su pezzi di metallo con forme complesse o intricati dettagli. Tuttavia, rispetto al processo meccanico, tende a produrre uno strato meno spesso, motivo per il quale potrebbe non essere la scelta migliore per pezzi destinati ad ambienti molto aggressivi o a un uso intensivo.
Le Fasi del Processo di Zincatura Elettrolitica
Anche se più complesso rispetto al precedente, il processo di zincatura elettrolitica può essere suddiviso in tre fasi principali: la pulizia, l'elettrodeposizione e la finitura.
Nella fase di pulizia, il particolare viene preparato per il rivestimento attraverso una serie di lavaggi e trattamenti chimici. Come avviene per qualsiasi lavorazione superficiale, prima di agire è necessario eliminare ogni residuo di altre sostanze: in loro presenza, anche in minime quantità, il rivestimento potrebbe non aderire correttamente, con una conseguente diminuzione delle prestazioni.
Lo stesso discorso, infatti, vale per trattamenti quali Brunitura, Cromatura e Nichelatura.
Successivamente, durante la fase di elettrodeposizione, il pezzo viene immerso in una soluzione acquosa contenente sali di zinco. Il particolare agisce come catodo, mentre un pezzo di zinco puro agisce come anodo. Con l’applicazione di corrente elettrica, gli ioni di zinco dispersi nella soluzione vengono ridotti e si depositano sul pezzo di metallo, formando un rivestimento protettivo.
Nella fase di finitura, infine, il prodotto rivestito viene rimosso dalla soluzione per essere sottoposto a ulteriori trattamenti, volti migliorarne la resistenza alla corrosione o l'aspetto estetico. Questi possono includere passivazione, sigillatura o verniciatura.
Il processo richiede competenze e macchinari complessi, per questo viene eseguito da officine meccaniche di precisione che possono contare sui migliori professionisti del settore.
Differenze tra Zincatura Meccanica ed Elettrolitica
Sia la zincatura meccanica che quella elettrolitica sono tecniche efficaci per proteggere i pezzi di metallo dalla corrosione, ma presentano differenze significative che possono renderle più o meno adatte a specifiche applicazioni:
- Spessore del rivestimento: la zincatura meccanica tende a produrre un rivestimento più spesso rispetto alla zincatura elettrolitica. Ciò la rende una scelta migliore per pezzi destinati a condizioni estreme o a un uso intensivo.
- Uniformità del rivestimento: la zincatura elettrolitica, grazie all'utilizzo della corrente elettrica, può creare un rivestimento estremamente uniforme e liscio, perfetto per pezzi di metallo con forme complesse o dettagli intricati.
- Sostenibilità ambientale: il processo meccanico, non necessitando di corrente elettrica o di soluzioni chimiche aggressive, è generalmente considerato più ecologico rispetto al metodo galvanico.
- Estetica: entrambi i trattamenti possono migliorare l'aspetto estetico del particolare, ma la zincatura elettrolitica può offrire un aspetto più lucido e professionale.
- Costo: il costo dei due metodi può variare in base a fattori come dimensioni, quantità di zinco e tempo necessario per il processo. In generale, la zincatura elettrolitica può essere più costosa a causa dell'energia elettrica e dei prodotti chimici utilizzati.