La protezione dei componenti metallici dalla corrosione è una necessità fondamentale in numerosi settori industriali. Tra le soluzioni più efficaci e innovative, la zincatura lamellare si distingue per le sue elevate performance e la sua versatilità. Questo trattamento non elettrolitico offre una protezione catodica eccezionale, garantendo durabilità e affidabilità anche in ambienti altamente aggressivi.
Cos'è lo Zinco Alluminio Lamellare?
Lo zinco alluminio lamellare è un riporto costituito da micro scagliette di alluminio e di zinco, della dimensione di alcuni micron, ciascuna delle quali protetta con propria passivazione. Queste scagliette vengono applicate sulla superficie degli oggetti da proteggere e su di essi portate alla temperatura che consente una microfusione delle scagliette fra loro e un attecchimento al materiale base.
Esistono versioni a base solvente dove le scagliette metalliche di zinco e alluminio rimangono in una matrice organica che si stende sopra i materiali da proteggere. La versione a base d’acqua, descritta in precedenza, è interamente minerale e costituisce la soluzione più efficace con il minor spessore. Viene chiamato genericamente zinco lamellare il rivestimento non elettrolitico che permette di depositare sui pezzi strati di vernice ricche di zinco e alluminio dispersi in una matrice organica acquosa o a base solvente.
Il Meccanismo di Protezione Catodica
La funzione protettiva dello zinco alluminio lamellare avviene per via catodica, similmente alla zincatura tradizionale. In questo processo, il riporto funziona da anodo, sciogliendosi progressivamente e conferendo così protezione al materiale base, che agisce da catodo. La protezione attiva/catodica dalla corrosione si basa sul principio della riduzione elettrochimica, che comporta il contatto di un metallo sacrificale con il metallo da proteggere, il quale si corrode preferibilmente.
La elevata protezione che si ottiene è dovuta al fatto che le scagliette formano svariati strati, nel senso dello spessore. La corrosione, procedendo dall’esterno verso l’interno, una volta corrosa la prima scaglietta rischia di fermarsi, offrendo una difesa multistrato. È importante notare che, a differenza della zincatura elettrolitica, dove lo strato di zinco depositato ha solo una passivazione sull’esterno, nel caso dello zinco alluminio lamellare ogni singola scaglietta è protetta da una sua propria forma di passivazione. Le lamelle di zinco, grazie alla loro forma e grande uniformità, si allineano parallelamente al substrato e formano una barriera molto compatta e conduttiva, superando i tradizionali rivestimenti contenenti polvere di zinco.
Leggi anche: Tecnologie e vantaggi della zincatura lamellare
Processo di Applicazione della Zincatura Lamellare
Il processo di applicazione del rivestimento in zinco lamellare richiede una preparazione accurata della superficie del materiale da trattare.
Preparazione della Superficie
Il materiale da rivestire deve essere sgrassato e privato di ogni possibile ossidazione. A tal fine, i particolari vengono lavati in solvente o con detergenti a base acqua. Per eliminare gli ossidi, viene eseguita la sabbiatura. Questa operazione è preferita al posto degli usuali decapaggi al fine di non introdurre passaggi idrogenanti in un processo che ne è esente. Ciò rappresenta un grande vantaggio per il trattamento protettivo di tutti gli organi di sicurezza, in quanto le operazioni legate al ciclo di applicazione del prodotto sono non idrogenanti e i riporti di zinco alluminio lamellare non sono idrogenanti, a differenza di altri trattamenti di zincatura.
Applicazione del Rivestimento
Una volta eseguita la preparazione, viene applicato il prodotto che contiene lo zinco e l’alluminio. Questo prodotto si presenta come una vernice molto metallizzata e deve essere mantenuto in continuo movimento per evitare la decantazione. In questa sospensione, che può essere a base acqua o solvente, devono essere controllati parametri quali la temperatura, la viscosità, il residuo secco ed altri specifici.
L’applicazione del prodotto può avvenire principalmente in due modi:
- Immersione e centrifugazione (dip-spin): L’applicazione è realizzata in massa mediante processi dip-spin e successiva essiccazione. I sistemi zinco-lamellare sono utilizzati principalmente per rivestire minuterie metalliche, come viti e molle, in processi di lavorazione di materiale sfuso.
- Spruzzatura: Adatta per pezzi di dimensioni maggiori o per lamierati che richiedono un’elevata uniformità nella distribuzione dello spessore e un alto impatto estetico.
Curing e Finiture Aggiuntive
Dopo l’applicazione, i particolari vengono passati in forno per almeno 30 minuti a temperature che, a seconda dello specifico prodotto, possono andare da 220 a 320°C. Una volta raffreddati, i particolari trattati in massa in genere subiscono un secondo ciclo di applicazione del prodotto per ricoprire punti non coperti in precedenza. Se trattati a spruzzo, sono pronti per l’imballo. Possono essere applicati altri prodotti per incrementare la resistenza alla corrosione, ottenere colorazioni specifiche o conferire un coefficiente di attrito predeterminato, soprattutto alla viteria.
Leggi anche: Tecnologia di Protezione Contro la Corrosione
Vantaggi dei Metodi di Applicazione
La scelta del metodo di applicazione dipende dalle dimensioni, dalla geometria del pezzo e dai requisiti specifici. La seguente tabella riassume le caratteristiche principali di ciascun metodo:
Nord Zinc: il ciclo di zincatura a caldo
| Caratteristica | Immersione e Centrifugazione (Dip-Spin) | Spruzzatura (Spray) |
|---|---|---|
| Dimensioni Pezzi | Piccole dimensioni, forma tondeggiante | Medie o grosse dimensioni, lamierati |
| Tipi di Componenti | Viteria, molle, clip, pezzi filettati, minuterie metalliche | Elementi di connessione, viteria (con requisiti specifici), parti strutturali |
| Uniformità Spessore | Buona, ma può richiedere cicli multipli per punti non coperti | Elevata uniformità nella distribuzione dello spessore |
| Impatto Estetico | Buono | Alto impatto estetico |
| Processo | In massa, automatizzato, elevata produttività | Manuale o automatico, flessibile per geometrie complesse |
| Post-Trattamento | Spesso un secondo ciclo per coprire punti non coperti | Pronti per l'imballo dopo il primo ciclo (spesso) |
Vantaggi e Caratteristiche Principali della Zincatura Lamellare
I rivestimenti in zinco lamellare sono molto apprezzati per l’alta resistenza alla corrosione e l’eccellente versatilità. Offrono un’eccezionale protezione catodica alla corrosione e garantiscono il totale soddisfacimento della direttiva europea ELV (End-of-Life Vehicles), essendo privi di Cromo VI.
Tra i principali punti di forza si annoverano:
- Assenza di Infragilimento da Idrogeno: I processi di applicazione non prevedono fasi che possano dar luogo a sviluppo di idrogeno atomico (es.: decapaggi ed elettrodeposizione). Questo rende la zincatura lamellare particolarmente adatta per componenti ad elevata durezza, che sono predisposti al fenomeno di infragilimento da idrogeno.
- Alta Qualità Estetica e Versatilità: I depositi ottenuti conferiscono una buona finitura estetica, un’elevata resistenza ai prodotti chimici e, grazie a finiture aggiuntive, proprietà di attrito controllato.
- Spessori Ridotti: La possibilità di applicare pochi micron di spessore rende questo rivestimento particolarmente adatto per pezzi che richiedono alte prestazioni di resistenza alla corrosione ma che al tempo stesso sono caratterizzati da tolleranze dimensionali ridotte, come i pezzi filettati.
- Durabilità e Resistenza: Questo sistema di rivestimento garantisce una protezione anticorrosiva catodica per almeno 720 ore in nebbia salina, secondo la norma EN-ISO 9227-NSS. Ciò significa che è in grado di resistere alla maggior parte delle sollecitazioni, migliorando la resistenza alle sollecitazioni meccaniche o agli agenti chimici.
- Flessibilità: L’elasticità di questi rivestimenti ne permette l’applicazione anche su prodotti quali molle, rondelle ed anelli elastici. È possibile aggiungere una finitura selezionata per ottenere una protezione aggiuntiva e migliorare, per esempio, la sensazione al tatto.
Innovazioni e Soluzioni Specifiche: DELTA-PROTEKT® KL 170 RT
Sin dalla sua introduzione negli anni ’70, la tecnologia zinco-lamellare è stata oggetto di costanti ottimizzazioni e innovazioni in termini di protezione anticorrosiva a lungo termine, compatibilità ambientale e funzionalità aggiuntive. Un’importante innovazione è rappresentata dai rivestimenti a polimerizzazione a temperatura ambiente.
Mentre i rivestimenti zinco-lamellare tipicamente sono polimerizzati in forno a temperature di 200 °C o superiori, l’uso di prodotti come DELTA-PROTEKT® KL 170 RT offre numerosi vantaggi. Questa soluzione polimerizza a temperatura ambiente, eliminando la necessità di un forno di polimerizzazione. Ciò è particolarmente utile quando si devono proteggere pezzi complessi con componenti sensibili alla temperatura (come parti in plastica o sensori) o pezzi di grandi dimensioni che non possono essere spostati o non entrano in un forno. In tempi di prezzi elevati dell’energia e di forniture potenzialmente incostanti, un processo a temperatura ambiente offre alle aziende una significativa mitigazione dei rischi correlati.
Leggi anche: Vantaggi delle Batterie Lamellari
I prodotti zinco-lamellare a temperatura ambiente possono essere facilmente applicati a spruzzo. Una volta preparata la superficie (pulita, asciutta e priva di ruggine, polvere o grasso), il rivestimento può essere applicato in modo uniforme a spruzzo, manualmente o automaticamente. A una temperatura ambiente compresa tra 20 e 25 °C, il rivestimento asciuga in circa 60 minuti.
Esempi di Applicazione di DELTA-PROTEKT® KL 170 RT
Un esempio di applicazione pionieristica, unica a livello mondiale, è la protezione del cuscinetto ruota. I cuscinetti ruota dei veicoli devono sopportare molti carichi e sono essenziali per un comportamento di guida stabile, richiedendo una protezione speciale. Per ragioni produttive, questi cuscinetti devono essere assemblati senza rivestimento, quindi la protezione anticorrosiva può essere applicata solo dopo l’assemblaggio, quando non è più possibile raggiungere temperature elevate. Il rivestimento zinco-lamellare a temperatura ambiente DELTA-PROTEKT® KL 170 RT di Dörken soddisfa tutti questi requisiti, essendo ideale per proteggere efficacemente i cuscinetti delle ruote o altri componenti critici, come i dischi dei freni, con uno spessore ideale di soli 20 μm.
Questa soluzione è stata utilizzata anche in un’applicazione unica nella cattedrale di Colonia. Nel 2017, la campana di San Pietro, “Dicker Pitter”, ha richiesto una nuova sospensione del battaglio, che è esposta a forti azioni meccaniche e aggressioni atmosferiche. Dörken ha fornito la soluzione con il suo prodotto zinco-lamellare a temperatura ambiente, dimostrando la capacità dei suoi micro-rivestimenti ad alte prestazioni di soddisfare anche i requisiti più complessi.
Campi di Applicazione della Zincatura Lamellare
I rivestimenti con zinco lamellare offrono performance eccellenti nell’ambito di differenti settori industriali grazie alla loro robustezza e affidabilità. FIMEUR è specializzata nella lavorazione dello zinco lamellare, utilizzando tecnologie all’avanguardia come il GEOMET® di NOF METAL COATINGS EUROPE.
Industria Automobilistica e Mezzi Pesanti
Nell’industria automotive, i rivestimenti in zinco lamellare sono impiegati per la protezione dalla corrosione di componenti come bulloni, viti e parti strutturali, oltre che per il controllo del coefficiente d’attrito. I componenti automobilistici sono progettati per soddisfare requisiti sempre più elevati in termini di prestazioni, sicurezza e impatto ambientale. I camion, spina dorsale del commercio, utilizzano queste soluzioni per aumentare l'affidabilità a lungo termine e l'efficienza operativa delle loro parti soggette a forti sollecitazioni. Il GEOMET® fornisce un’eccezionale protezione dalla corrosione, rispettando al tempo stesso gli standard di sicurezza e i requisiti funzionali più esigenti. La durata tipica di 10-15 anni richiesta dagli OEM nel settore automobilistico viene soddisfatta grazie a questa protezione.
Settore Edile e Costruzioni Metalliche
Nel campo edile, il rivestimento con zinco lamellare risulta essenziale per componenti strutturali come travi e ponti. Le costruzioni metalliche sono soggette a fenomeni climatici e sollecitazioni estreme, soprattutto nelle regioni a rischio sismico. Pertanto, oltre alla protezione dalla corrosione, entrano in gioco due fattori decisivi: la coppia di serraggio e l’infragilimento non dovuto all’idrogeno degli elementi di fissaggio. Le macchine edili operano in ambienti altamente corrosivi, soggetti all’abrasione e all’impatto delle pietre; il GEOMET® offre eccellenti prestazioni anticorrosione e resistenza meccanica alle condizioni più difficili.
Settore Marino, Navale e OIL & GAS
Nei settori marino, navale e OIL & GAS, il trattamento zinco lamellare garantisce una maggiore protezione contro la corrosione provocata dall’ambiente salino. Che si tratti di imbarcazioni da diporto o di superpetroliere, le parti metalliche sono sottoposte a forti disagi causati da salsedine, venti marini, goccioline e inquinamenti vari che contribuiscono al loro degrado progressivo.
Energia Rinnovabile ed Eolica
Il trattamento zinco lamellare trova impiego anche nell’ambito energetico, per la protezione di condutture, apparecchiature e serbatoi. Le turbine eoliche, sia onshore che offshore, stanno diventando sempre più potenti, il che comporta un aumento dei requisiti tecnici e di sicurezza e un potenziale aumento dei costi di manutenzione. I rivestimenti si adattano ai vincoli specifici dell’ambiente delle parti, come torre, mozzo della pala e navicella.
Industria Agricola
L’industria agricola fornisce un ambiente aggressivo per elementi di fissaggio, molle e altre parti metalliche che devono dimostrare un’eccellente resistenza agli agenti chimici, ai fertilizzanti, alle scheggiature, agli agenti atmosferici e alla corrosione. I rivestimenti in zinco lamellare garantiscono la durata e l’aspetto estetico di questi componenti, con un eccellente controllo della coppia.
Altre Applicazioni
Oltre all’applicazione base per l’industria automobilistica, questa famiglia di trattamenti trova impiego anche per il settore eolico, della bulloneria, dei grandi impianti elettrici, della carpenteria e dei truck. Zincoplating, con la sua pluriennale esperienza, si è imposta come punto di riferimento nazionale nella realizzazione di rivestimenti in zinco lamellare, apprezzati per la loro alta resistenza alla corrosione e l’eccellente versatilità.