Per il rivestimento PVD quale materiale dello strato si usano metalli in forma solida e con purezza elevata. A seconda delle proprietà degli strati desiderate, questi includono, ad esempio, titanio, alluminio, cromo o anche zirconio e silicio. Questo materiale è chiamato target.

La composizione, lo spessore e le proprietà dello strato possono essere controllati mediante la scelta del target, dei parametri di processo e delle condizioni di deposizione. In questo modo è possibile gestire, ad esempio, la struttura, la durezza, ma anche la resistenza termica.

Lo spessore dello strato desiderato dipende inoltre dalle dimensioni e dallo scopo d’impiego del pezzo. In linea di principio, sono possibili rivestimenti fino a 10 µm di spessore. Per i microutensili, tuttavia, lo spessore dello strato è solitamente inferiore a 1 µm.

Esistono diversi processi di rivestimento PVD, che possono anche essere combinati fra loro. Alcuni dei più diffusi sono:

• Arc-PVD: nella deposizione ad arco catodico viene creato un arco catodico tra un elettrodo e il materiale dello strato, in modo da staccare le particelle dal target.
• Sputtering: la superficie target viene bombardata con ioni o elettroni deviati da campi magnetici.
• Laser: il materiale viene bombardato con raggi laser al fine di avviare l'evaporazione.

In Härtha offriamo lo sputtering e la deposizione ad arco catodico. In linea di principio, i diversi processi prevedono le medesime fasi.

Evaporazione

Nella deposizione a vapore il target viene riscaldato finché gli atomi presenti sulla superficie non vengono rilasciati sotto forma di gas, in modo da essere disponibili per la fase successiva. A tale scopo si utilizzano diverse tecnologie. In Härtha utilizziamo il processo ad arco catodico.

L'evaporazione avviene sottovuoto in modo da garantire condizioni controllate e da evitare interazioni con le molecole d'aria.

Reazione

Affinché il materiale evaporato si depositi sulla superficie del pezzo, a questo punto viene apportato un gas reattivo che si combina con i vapori metallici. La scelta del gas influisce in modo importante sulle proprietà dello strato. Di norma il gas reattivo è un gas contenente carbonio o azoto. Questi gas raggiungono una forte adesione e formano composti di nitruro e ossido che proteggono da ruggine e corrosione.

Per evitare reazioni chimiche indesiderate questa fase avviene sotto atmosfera chimicamente non reattiva, per cui si può usare un gas inerte come l’argon. Per garantire l'uniformità dello spessore dello strato, durante questa fase il pezzo viene fatto ruotare su più assi.

Deposizione

 
Nell'ultima fase, gli atomi evaporati del target si condensano sulla superficie del pezzo dove formano un sottile rivestimento a film.

Strati di protezione dall'usura in sintesi

I rivestimenti PVD sono indicati come strati di protezione dall'usura. I tipi base più usati sono, ad esempio, nitruro di titanio, carbonitruro di titanio e nitruro di titanio alluminio.

Una panoramica dei sistemi di rivestimento e delle loro proprietà è riportata nella nostra tabella.

I rivestimenti PVD sono utilizzati in tanti settori, per un'ampia varietà di componenti:

• Utensili da taglio
• Utensili per deformazione e formatura
• Stampi in plastica
• Componenti industriali
• Componenti automobilistici
• Gioielli e orologi
• Tecnologia medicale
• Applicazioni decorative e sportive
• Alluminio pressofuso

Il rivestimento PVD è un trattamento superficiale. Per escludere cambiamenti della struttura e della durezza e per garantire la precisione dimensionale, il materiale deve essere sottoposto a un trattamento termico compatibile con il rivestimento.

 

Poiché i rivestimenti PVD possono essere eseguiti a temperature inferiori a 500 °C, il processo è molto adatto per acciai per lavorazioni rapide, acciai per lavorazioni a caldo e per alcuni acciai per lavorazioni a freddo.

 

In linea generale anche gli acciai rinvenuti a temperature molto basse possono essere rivestiti – con sistemi di strati specifici per processi a bassa temperatura (tra 250 °C e 450 °C).

Principali vantaggi dei rivestimenti PVD in sintesi:

• Precisione dimensionale elevata dato il ridotto spessore dello strato
• Aderenza elevata
• Aumento della resistenza all'usura e della durezza
• Riduzione dell'attrito grazie a superfici lisce
• Temperatura di rivestimento fino a 450 °C
• Qualsiasi struttura degli strati (monolayer, multilayer)
• Estetica di pregio

In Härtha vi offriamo il rivestimento PVD e quello DLC. Rivestiamo pezzi di dimensioni anche molto diverse, dal range micro fino a diametri di 500 mm. Oltre a strati standardizzati, sviluppiamo anche soluzioni su misura per applicazioni specifiche.

Ispezioniamo visivamente tutti i rivestimenti PVD. Se sono richieste prove più approfondite possiamo consigliare metodi di prova non distruttivi.

Per potervi sottoporre un'offerta per il rivestimento PVD o per trovare un'altra soluzione di rivestimento che faccia al caso vostro, abbiamo bisogno delle seguenti informazioni:

• Uso previsto
• Denominazione del materiale
• Pre-trattamenti termici
• Spessore dello strato desiderato in µm

Trovate una sede nella vostra zona. La nostra mappa mostra in quali stabilimenti Härtha viene eseguito il rivestimento PVD e quali altri processi di lavorazione dei metalli offriamo.

I rivestimenti DLC sono rivestimenti in carbonio con struttura simile al diamante. Esistono diverse tecniche per realizzarli. Le più comuni sono il rivestimento PVD, un processo fisico, e la deposizione chimica assistita da plasma, detta anche Plasma-Assisted Chemical Vapour Deposition, in breve PACVD.

 

Inoltre si distingue tra rivestimenti in carbonio amorfo contenente idrogeno (Amorphus Diamond-Like Carbon, in breve ADLC) e rivestimenti privi di idrogeno.

 
 

Rivestimento in carbonio amorfo idrogenato

 

Il rivestimento ADLC è la variante più comune del rivestimento DLC. Di norma si esegue utilizzando il processo PACVD. Questi strati DLC raggiungono durezze comprese tra 1.200 HV e 2.200 HV e coefficienti di attrito a secco da 0,1 a 0,2 contro metallo. In linea di principio, possono essere impiegati a temperature fino a 300 °C.

 

Le proprietà del rivestimento possono essere adeguate ai risultati desiderati aggiungendo appositi elementi di drogaggio.

 

 

Rivestimenti DLC privi di idrogeno

 

Solitamente i rivestimenti DLC privi di idrogeno sono più duri di quelli ADLC e hanno anche un coefficiente di attrito molto basso. Di norma vengono applicati sul pezzo mediante deposizione ad arco catodico o Arc-PVD. In questo modo si forma carbonio amorfo tetraedrico (ta-C), che offre una maggiore resistenza all'usura abrasiva rispetto al carbonio amorfo.

 

Questi rivestimenti DLC estremamente resistenti all'usura vengono spesso usati nelle applicazioni industriali, ad esempio per componenti automobilistici, macchine da corsa, componenti industriali, nonché per applicazioni a petrolio e a benzina, alberi a camme, valvole, pompe idrauliche e altro.

 

 

Confronto tra processi PVD e PACVD

 

Processo di rivestimento	PVD	PACVD
Strato DLC	HC08  Cr+a-C:H:W	HC09  Cr+a-C:H:W+a-C:H
Durezza HV 0,05	1.200 – 1.800	2.200 – 2.000
Temperatura d’impiego	350 °C	300 °C
Temperatura di deposizione	< 200 °C	< 200 °C
Colore	Grigio	Nero
Spessore dello strato µm	1-6	1-6
Coefficiente di attrito	0,2 a secco, contro acciaio	0,1 a secco, contro acciaio

Il rivestimento DLC si esegue a temperature molto basse (inferiori a 200°C). Pertanto in questo modo possono essere trattati anche alluminio, rame, ottone o acciai rinvenuti a basse temperature. Alcuni materiali adatti in sintesi:

• Cromo
• Acciaio
• Alluminio
• Rame
• Titanio
• Ottone
• Molibdeno
• Silicio

I rivestimenti DLC sono ideali per proteggere componenti esposti a carichi elevati e ad attriti estremi. Sono utilizzati in settori come l'industria automobilistica, l'ingegneria meccanica e l'industria alimentare. Le applicazioni tipiche sono:

• Azionamenti idraulici
• Sistemi di iniezione del carburante
• Pompe
• Lame di taglio
• Impianti di imbottigliamento

 

Il basso coefficiente di attrito e l'elevata durezza dei rivestimenti DLC proteggono il componente dall'usura elevata e conseguentemente dalla corrosione localizzata, gli sfregamenti e i grippaggi. 

• Bassa temperatura di rivestimento (fino a 200 °C)
• Spessore dello strato molto sottile (solitamente 1 µm – 6 µm)
• Temperatura d’impiego massima fino a 350 °C
• Aderenza elevata
• Grande precisione dimensionale
• Microdurezza fino a 2.200 HV
• Resistenza chimica elevata
• Basso coefficiente d’attrito (0,08 – 0,1)
• Scarsa tendenza all'adesione
• Protezione anticorrosione
• Estetica di pregio

A seconda dell'applicazione, esistono diversi sistemi per la generazione di strati che possono rappresentare la soluzione ideale per i vostri pezzi. Oltre ai rivestimenti PVD standardizzati, offriamo anche rivestimenti DLC su misura per le vostre esigenze.

Härtha gestisce diverse sedi in Germania, Italia e Paesi Bassi. Nella nostra mappa delle sedi potete vedere dove eseguiamo il rivestimento DLC e quali altri processi offriamo nella vostra zona.

Per potervi sottoporre un’offerta per un rivestimento DLC abbiamo bisogno della designazione del materiale del pezzo da trattare e di informazioni su eventuali pre-trattamenti termici.

 
Lo scopo della fosfatazione è quello di formare uno strato di fosfato sulla superficie metallica. Prima di tutto il componente viene sottoposto a decapaggio in modo da eliminare lo strato di ossido naturalmente presente sul metallo. Così facendo i cationi metallici si sciolgono sviluppando idrogeno.
 
Segue quindi il bagno in una soluzione di fosfato durante il quale i fosfati scarsamente solubili precipitano. A seconda della composizione della soluzione, si forma uno strato di fosfato di ferro, manganese o zinco. Il processo può eventualmente essere ripetuto. Esiste la fosfatazione con e senza formazione di strato.  
 

Fosfatazione senza formazione di strato

La fosfatazione senza formazione di strato è così chiamata in quanto nessun catione metallico viene trasferito dalla soluzione di fosfato al metallo da trattare. Tutti i cationi per la formazione dello strato provengono dal materiale stesso. Ciò consente un'elevata precisione dimensionale, ma offre una minore protezione contro la corrosione rispetto alla fosfatazione con formazione di strato.

Fosfatazione con formazione di strato

Nella variante di fosfatazione con formazione di strato, nella generazione dello strato possono essere coinvolti anche cationi provenienti dal metallo base, anche se la maggior parte dei cationi metallici proviene dalla soluzione di fosfato. Per i pezzi ad accoppiamento è necessario tenere in considerazione lo strato aggiuntivo, il cui spessore può variare da qualche centinaio di nanometri a pochi micrometri.

Metalli e tipologie

 

Un'altra caratteristica distintiva della fosfatazione è data dal metallo che contribuisce alla formazione dello strato – solitamente ferro, zinco o manganese. A seconda delle proprietà desiderate, è anche possibile applicare contemporaneamente due o tre di questi metalli.

 

Ferro

La fosfatazione al ferro viene utilizzata per la protezione dalla corrosione e come base per la verniciatura di componenti, come ad esempio le lamiere. Viene considerata la variante più semplice ed economica, in quanto l'attivazione e la fosfatazione avvengono nello stesso passaggio. Per la fosfatazione al ferro sono necessarie temperature da 25 °C a 65 °C e valori pH compresi tra 4 e 6. Gli strati di fosfato di ferro pesano tra 0,2 e 0,8 g/m². La fosfatazione al ferro è adatta per pezzi in ferro, alluminio e zinco.

 

Zinco

Nella fosfatazione allo zinco, la superficie metallica deve essere pretrattata in modo da ottenere uno strato di fosfato di zinco finemente cristallino. Si procede poi al bagno a base di sali di titanio. Al successivo bagno a 35 °C - 80 °C e con valori pH di 2,2 - 3,2 si aggiunge nichel. Durante questo processo si formano sulla superficie metallica dei pori che assorbono molto bene gli oli anticorrosione. Migliora anche l'adesione della vernice sull’acciaio, sia nudo che zincato. Lo strato in fosfato di zinco è opaco e il colore va dal grigio chiaro al grigio medio. Il peso è compreso tra 1,5 e 30 g/m².

 

Manganese

La fosfatazione al manganese è condotta a temperature comprese tra 90 °C e 95 °C e con un pH compreso tra 2,2 e 2,4. Gli strati di fosfato di manganese pesano tra 10 e 25 g/m². Offrono proprietà di riduzione dell'attrito, buona protezione dalla corrosione e un'elevata capacità di assorbimento dell'olio - pertanto sono ideali per l'uso su ingranaggi o cuscinetti radenti. Per il suo colore, da grigio scuro a nero e la finitura satinata, la fosfatazione al manganese viene utilizzata anche per migliorare l'estetica delle armi da fuoco portatili.

 

INFORMAZIONI: spessore dello strato
Lo composizione della soluzione di fosfato determina lo spessore dello strato di conversione. Mentre le fosfatazioni al manganese o allo zinco possono avere spessori fino a 2 µm, di norma gli strati della fosfatazione al ferro sono spessi solamente qualche centinaio di nanometri.

 

 

Altri metalli e tipologie

La fosfatazione tricationica è un processo di fosfatazione allo zinco-nichel-manganese. Nitrato di sodio, nitrito di sodio, fluoruro di sodio e calcio sono altri additivi spesso usati per la fosfatazione. Meno comune è invece l’uso di titanio, zirconio e solfato di rame. Il nichel è stato invece eliminato quasi del tutto per gli effetti nocivi per la salute.

 

Caratteristiche e vantaggi

• Promotore di adesione: lo strato di fosfato è saldamente ancorato al metallo base
• Protezione anticorrosione elevata: pori e capillari assicurano un'elevata capacità di assorbimento di oli e vernici anticorrosivi
• Elevata scorrevolezza: riduzione di attrito e usura
• L'aspetto può essere adattato a seconda del processo: struttura con grana da cristallina fine a cristallina grossa, colore da grigio chiaro a nero
• Isolamento: gli strati di fosfato offrono una resistenza di isolamento elevata
• Resistenza alla ruggine: gli strati danneggiati sono poco predisposti all’ossidazione

 

 

La fosfatazione viene usata spesso sull’acciaio, ma anche sull’alluminio e per gli acciai zincati e cadmiati. Serve principalmente quale preparazione per il rivestimento. Poiché lo strato di fosfato aderisce molto bene alle superfici metalliche e i suoi pori o capillari costituiscono la base perfetta per oli, grassi e vernici, viene usato come promotore dell’adesione.

 

Fosfatazione come protezione anticorrosione

Lo strato di fosfato offre già di per sé una protezione dalla corrosione che può essere ulteriormente migliorata, ad esempio, mediante ceratura o oliatura. Inoltre, lo strato è resistente alla ruggine ed è in grado di prevenire in larga misura le infiltrazioni della ruggine sottostante. La fosfatazione allo zinco è più resistente alla corrosione rispetto a quella al ferro.

 

Miglioramento delle proprietà di scorrimento grazie agli strati di fosfato

La fosfatazione migliora le proprietà di scorrimento dei pezzi. Gli strati di fosfato di zinco vengono utilizzati in particolare per la deformazione a freddo dell'acciaio. Reagiscono con saponi alcalini formando saponi di zinco che resistono a temperature più elevate e costituiscono un sistema lubrificante ideale.

 

Per evitare grippaggi dei pezzi per l'assenza di lubrificante, spesso si usano anche strati di fosfato di manganese, che sono in grado di ridurre l’usura delle superfici soggette ad attrito.

 

Proprietà elettriche

Gli strati di fosfato sono ideali per l'isolamento in quanto offrono un'elevata resistenza elettrica abbinata a spessori minimi. Vengono utilizzati, ad esempio, per le lamiere per nuclei magnetici.

 

Gli strati di fosfato offrono una protezione dalla corrosione migliore rispetto a quelli di brunitura, in quanto i loro contorni irregolari assicurano una migliore adesione degli oli e dei grassi anticorrosivi rispetto alle superfici di brunitura amorfe.

 

Grazie all'elevata precisione dimensionale, la brunitura è particolarmente adatta per parti di precisione, in quanto lo strato si forma all'interno della superficie del componente. Nella fosfatazione con formazione di strato, tuttavia, si deve tenere conto dello spessore dello strato generato sulla superficie.

 

Per la buona riuscita della fosfatazione è essenziale il preciso coordinamento tra temperature, tempi di reazione, prodotti chimici e loro concentrazione. Grazie alla lunga esperienza pratica nella gestione dei bagni e a impianti modernissimi, possiamo garantire la scelta dei parametri migliori. Facciamo in modo che i vostri materiali base non vengano danneggiati e adeguiamo lo spessore dello strato di fosfatazione, le dimensioni dei cristalli e l'aderenza della superficie allo scopo d’impiego dei pezzi. Affidatevi a un partner competente per la massima qualità.

 

 

Dimensioni massime dei pezzi:
1.800 x 320 x 500 mm

 

 

Ci fa molto piacere che vogliate commissionare la fosfatazione dei vostri pezzi a Härtha. Abbiamo però bisogno delle seguenti indicazioni:

• Denominazione del materiale
• Eventuali indicazioni sui precedenti trattamenti termici
• Eventuali indicazioni sullo spessore dello strato desiderato (in µm)

 

 

La nostra mappa delle sedi indica gli stabilimenti che offrono la fosfatazione e tanti altri processi.

 

L'anodizzazione si suddivide in tre fasi: il pre-trattamento, l’ossidazione anodica e la sigillatura. Se si desidera colorare il pezzo, prima della sigillatura si può procedere a un bagno colorato.

Pre-trattamento

Per preparare la superficie del pezzo per l'ossidazione, è necessario eliminare polvere e grasso e lavarla. I pre-trattamenti termici, come la piegatura a caldo o la saldatura, possono causare alterazioni del materiale che si ripercuotono poi sullo strato anodizzato. Queste irregolarità possono essere eliminate mediante decapaggio chimico, in modo da ottenere una struttura il più omogenea possibile. La norma DIN 17611 definisce tutti i metodi di pre-trattamento per l'anodizzazione.

Ossidazione anodica

Segue quindi il processo di anodizzazione vera e propria nel bagno elettrolitico. Il pezzo in alluminio viene immerso in acido ossalico o solforico e al contempo si crea un circuito anodico mediante collegamento al polo positivo di un generatore di corrente continua. Inoltre viene impiegato un catodo, solitamente costituito da lastre in titanio o piombo, che sono insensibili all’elettrolita. A questo punto l’acqua si scinde, per elettrolisi, in idrogeno e ossigeno. L'idrogeno fuoriesce dal catodo e l'ossigeno reagisce con l'alluminio dell'anodo.

 

Si forma un sottile strato barriera che penetra nell'alluminio. Si formano pori simili a capillari.Alla fine, circa un terzo dello strato anodizzato sporge al di sopra della superficie originale del pezzo.

Colorazione

Una volta eliminati anche gli ultimi residui di acidi, è possibile procedere con il bagno di vernice. I pori aperti assorbono la vernice che li protegge dall'abrasione. Questa procedura può durare fino a 20 minuti. I colori più comuni sono oro, viola, blu, rosso e verde, ma anche nero. Per contro, non è possibile ottenere la colorazione bianca.

Sigillatura

Infine, il pezzo viene fatto bollire in acqua demineralizzata. Si forma così idrossido di alluminio trasparente, che chiude i pori rimanenti sulla superficie dello strato anodizzato.

 

La norma DIN 8580 classifica l'anodizzazione come processo di rivestimento. Più precisamente si tratta di un rivestimento galvanico mediante ossidazione elettrolitica dell'alluminio.

 

Per le sue proprietà naturali, l'alluminio reagisce con l’ossigeno presente nell’aria formando ossido di alluminio. Sulla superficie si forma così uno strato di ossido trasparente dello spessore di pochi nanometri, che protegge contro la corrosione. Durezza e resistenza all'usura rimangono inalterate.

 

Con il processo Eloxal la formazione di questo strato si rafforza e diviene così possibile realizzare spessori degli strati compresi tra 5 μm e 25 μm. Finché la superficie rimane integra, questo strato protegge efficacemente il pezzo dalla corrosione.

 

Nell'anodizzazione si raggiungono durezze comprese tra 200 HV e 400 HV. Con il processo di anodizzazione dura si può arrivare fino a 600 HV. Inoltre lo strato anodizzato può essere colorato a scopi decorativi.

 

INFORMAZIONI: quali metalli possono essere anodizzati?
L'anodizzazione è possibile solo per l'alluminio. Per questo si usa l'acronimo „Eloxal“, che sta per „ossidazione elettrolitica dell'alluminio“ ed è spesso usato come sinonimo. Per i metalli ferrosi l'ossidazione non determina una nobilitazione della superficie, bensì il suo arrugginimento. Per questi si usano quindi altri tipi di finiture superficiali, come ad esempio la brunitura per l'acciaio.

 

L'anodizzazione comporta una serie di vantaggi importanti per i componenti in alluminio:

 

• Resistenza alla corrosione elevata per l'uso all'esterno
• Superficie dura, antigraffio e non soggetta a sfaldamenti
• Proprietà decorative
• Spessore dello strato ridotto
• Isolamento elettrico

 

Lo scopo d’impiego principale del processo di anodizzazione è la protezione anticorrosione di semilavorati in alluminio, come ad esempio lamiere, barre, tubi o profilati. Ma l'anodizzazione viene spesso usata anche per la colorazione a fini decorativi, ad esempio di elementi di connessione come moschettoni.

 

INFORMAZIONI: additivi ai componenti della lega
Premessa indispensabile per la buona riuscita del processo di anodizzazione è un materiale anodizzabile. Sull’alluminio pressofuso e leghe simili l'anodizzazione può modificare la struttura o creare macchie. I materiali anodizzabili sono, ad esempio, AlMg 1 hh o AlMgSi 0,5.

 

Per la corretta formazione dello strato anodizzato nell’alluminio non devono essere inclusi metalli estranei e le irregolarità presenti sulla superficie devono essere eliminate.

 

Le proprietà dello strato anodizzato dipendono dalla temperatura, dalla densità di corrente e dalla tensione, ma anche dalla composizione dell'elettrolita. Mentre il materiale base dello strato anodizzato è sempre l’ossido di alluminio, esistono appositi additivi chimici che possono essere aggiunti all'elettrolita per migliorare proprietà, come la resistenza.

 

Inoltre ha un suo ruolo anche l'uso di corrente continua piuttosto che di quella alternata. Lo spessore dello strato è influenzato essenzialmente dalla durata del trattamento.

 

A differenza dell'alluminio, l'ossido di alluminio non è conduttore di elettricità. Lo strato di ossido si ripercuote quindi sulla capacità isolante del pezzo.

 

L'alluminio anodizzato richiede una manutenzione minima. In ambienti normali è sufficiente una pulizia all'anno, in condizioni difficili bastano due pulizie all’anno. Per preservare la superficie si consiglia di utilizzare detergenti a pH neutro.

 

 

Mentre la verniciatura a polvere ricopre la struttura superficiale dei pezzi, nell'anodizzazione questa rimane visibile in quanto lo strato anodizzato ha uno spessore di pochi nanometri. Inoltre, lo strato è opaco.

 

 

1.600 x 600 x 900 mm

 

 

Härtha gestisce stabilimenti per trattamenti termici e finiture superficiali dei metalli in Italia e in tutta Europa. Nella nostra mappa delle sedi potete vedere dove offriamo l’anodizzazione.

 

 

Saremo lieti di sottoporvi un'offerta non vincolante per l'anodizzazione. Abbiamo però bisogno di conoscere la denominazione del materiale da trattare. Sarà nostra premura ricontattarvi al più presto con tutte le informazioni del caso.

 

 
La nichelatura chimica è un metodo di rivestimento per quasi tutti i tipi di metalli che non ne altera le dimensioni. Un processo chimico a una temperatura di circa 90 °C assicura la deposizione dello strato di nichel chimico senza l'uso di corrente. Si ottiene così una distribuzione uniforme dello spessore dello strato sull'intero pezzo in lavorazione.
 
La nichelatura chimica è molto lunga e quindi costosa. Serve all’incirca un’ora per realizzare 10 µm di nichel chimico. Pertanto è raro realizzare nella pratica strati più spessi di 50 µm.
 
INFORMAZIONI: differenza rispetto alla nichelatura galvanica
Per la separazione degli ioni di nichel dal metallo sono necessari degli elettroni. Nel nichel galvanico, per ottenere la separazione viene apportata corrente elettrica dall'esterno, ad esempio da un raddrizzatore. Nel nichel chimico, gli elettroni sono invece prodotti mediante una reazione redox nel bagno stesso. Ciò consente di ottenere rivestimenti che seguono fedelmente i contorni con una tolleranza da ± 2 µm a ± 3 µm e uno spessore dello strato da 8 µm a 80 µm. A partire da 50 µm, tuttavia, si possono creare tensioni nello strato di nichel chimico.
 

Proprietà dello strato

 

Le proprietà dello strato di nichel-fosforo possono essere controllate in maniera mirata tramite la concentrazione di fosforo. Con percentuali comprese tra il 3% e il 7% si parla di basso tenore, tra il 6% e il 9% di medio tenore e tra il 10% e il 12% di alto tenore di fosforo.

• Quanto maggiore è il contenuto di fosforo tanto migliore è la protezione anticorrosione. È importante anche che lo strato sia privo di pori. Ciò dipende dal tipo di materiale e dalle pre-lavorazioni del pezzo (fresatura, lucidatura, ecc.), in quanto queste influiscono sull'aderenza. Lo spessore dello strato di protezione contro la corrosione è solitamente di almeno 30 µm - 50 µm.
• Quanto minore è il contenuto di fosforo tanto maggiori sono la durezza e la resistenza all'usura. Mediante un trattamento termico aggiuntivo (fino a un'ora a massimo 400 °C) è possibile raggiungere gli 800 - 1.100 HV. Sono comuni spessori degli strati compresi tra 10 µm e 50 µm.

L'aspetto dello strato di nichel chimico può essere controllato solo in misura limitata, ad esempio utilizzando additivi brillantanti nell'elettrolita. Le proprietà regolabili, come la densità limite della grana, possono influire sull'aspetto in misura minima. L'aspetto dipende quindi sostanzialmente dalla pre-lavorazione del pezzo – le superfici brillanti rimangono brillanti, quelle opache rimangono opache.

Anche l’aderenza dipende dal tipo di materiale e dalle precedenti lavorazioni. Un trattamento termico a basse temperature e di lunga durata migliora l’aderenza.

Tipi di processi

 

Nichelatura chimica medio fosforo

Nella nichelatura chimica medio fosforo si raggiunge un tenore di fosforo medio (del 6 % - 9 %). È usata per aumentare la durezza (circa 600 HV) e la resistenza all'usura dei pezzi e per ottenere una buona protezione contro la corrosione (oltre 480 ore a s/min = 0,030 mm). I pezzi diventano ferromagnetici. Mediante un trattamento termico è possibile aumentare la durezza fino a circa 1.000 HV.

Nichelatura chimica alto fosforo

Nella nichelatura chimica alto fosforo si ottiene un tenore di fosforo elevato (del 10 % - 12 %). Questo processo è ideale per pezzi che devono avere una resistenza alla corrosione molto elevata (oltre 500 ore a s/min = 0,030 mm) e che non devono essere magnetici. Resistenza all'usura e durezza (circa 550 HV) sono inferiori rispetto al processo medio fosforo. Anche in questo caso, un post-trattamento termico può contribuire a ottenere una durezza maggiore (circa 900 HV).

Trattamento termico

Un post-trattamento termico dei pezzi nichelati chimicamente serve principalmente ad aumentare la durezza fino a 1.000 (± 50) HV, ma anche a migliorare la resistenza all'usura e l'aderenza dello strato. A tale scopo, i pezzi vengono temperati a 230 °C - 400 °C.

Rivestimento ibrido

Il rivestimento ibrido fonde in sé tutti i vantaggi dei processi di nichelatura chimica e cromatura dura. Alla nichelatura chimica fa seguito la cromatura dura. In questo modo si forma un sistema di strati che offre un'ottima protezione dalla corrosione e una resistenza all'usura molto alta. Lo spessore dello strato varia a seconda dell’uso previsto. I pezzi con rivestimento ibrido sono adatti per l'uso in ambienti impegnativi con sollecitazioni chimiche e meccaniche elevate.

Rivestimento a rotobarile

Nel rivestimento a rotobarile i pezzi sono inseriti in un tamburo forato che ruota attorno al proprio asse. Per effetto della rotazione tutti i pezzi vengono trattati in maniera uniforme. Questo metodo è usato per materiali sfusi, come ad esempio connettori a vite.

Rivestimento a telaio

La nichelatura chimica a telaio è adatta per pezzi grandi e voluminosi o per componenti di precisione . Questi vengono appesi al telaio o posizionati sul telaio e successivamente sottoposti al processo con la massima cura.

Sigillatura

La sigillatura fornisce protezione alle superfici porose. È adatta, ad esempio, per pezzi fusi. Una pellicola protettiva organica trasparente aumenta la resistenza alla corrosione, riduce la sensibilità agli attacchi e migliora anche l'estetica.

La nichelatura chimica offre una serie di vantaggi importanti per i componenti trattati:

 

• Buona protezione contro la corrosione, durezza e resistenza all'usura elevate
• La durezza e la resistenza all'usura possono essere ulteriormente migliorate mediante trattamento termico
• Le proprietà desiderate possono essere controllate in maniera precisa tramite il contenuto di fosforo (ad es. durezza, duttilità, proprietà magnetiche)
• Spessore dello strato uniforme anche per pezzi con geometria complessa
• Elevata riproducibilità e sicurezza delle serie
• Ottima saldabilità
• Struttura degli strati senza piombo e cadmio
• Non è richiesta una fonte di alimentazione esterna

 

 

Le ampie possibilità d'impiego e i tipi di metalli trattabili rendono la nichelatura chimica indispensabile per molti settori:

 

• Costruzione di utensili
• Ingegneria meccanica e impiantistica (ad es. robotica)
• Settore automobilistico e aeronautico (ad es. tecnologia di azionamento e comando)
• Industria elettrica e microelettronica(ad es. dissipatori di calore, connettori, batterie, componenti da saldare)
• Tecnologia medicale

 

 

In linea di principio, tutti i materiali base metallici sono adatti per la nichelatura chimica. Questi comprendono, oltre all'acciaio e all'acciaio inossidabile, anche alluminio, zinco pressofuso e metalli non ferrosi, come rame, ottone e bronzo, e altri materiali, previo rivestimento di campioni di prova.

 

 

 

Nella nichelatura chimica, gli ioni di nichel vengono introdotti nel pezzo dal bagno. Un tenore di nichel stabile e il valore di pH adatto sono garantiti da pompe di dosaggio e regolari controlli. Il Metall Turn Over (MTO) indica l’età del bagno. È necessario mantenere una temperatura costante di 90 °C. Il bagno viene sostituito completamente dopo una o due settimane.

 

Questa complessa gestione del bagno e la lunga durata del processo fanno del nichel chimico un processo costoso, con una tecnologia degli impianti più dispendiosa rispetto ai processi galvanici.

 

 

 

Oltre a nichel chimico e a nichelatura chimica, che rimandano entrambi alla natura chimica del processo, esistono diversi altre denominazioni per questo processo, come ad es. il termine inglese Electroless Nickel (abbreviato in EN). Considerati gli elementi coinvolti, ha preso piede anche il termine lega nichel-fosforo, abbreviata in nichel fosforo o NiP. Inoltre, in base al tenore di fosforo si distingue tra nichelatura basso fosforo, medio fosforo e alto fosforo.

 

 

Le dimensioni del nostro impianto sono:

Lunghezza: 2.100 mm
Larghezza: 1.150 mm
Altezza: 730 mm

 

È possibile trattare articoli in rotobarile
Misure speciali su richiesta

 

In Härtha offriamo la nichelatura chimica presso diversi stabilimenti. Scoprite di più nella nostra mappa delle sedi.

 

 

Volete commissionarci la nichelatura chimica dei vostri componenti? In questo caso vi preghiamo di comunicarci la denominazione del materiale e i pre-trattamenti termici (se eseguiti). Vi ricontatteremo quanto prima.

 

Secondo la norma DIN 50983, la brunitura è un processo di lavorazione con trasformazione della superficie del metallo, quindi non un rivestimento. Per realizzarla il componente viene immerso in una soluzione alcalina o acida e riscaldato.

A seguito di una reazione chimica tra l'agente di brunitura e il materiale, sulla superficie del componente si forma la cosiddetta ruggine nobile, uno strato di ossido misto color nero. Questo strato ha uno spessore di 1 µm soltanto e non influenza in alcun modo la precisione dimensionale.

Per la brunitura dei metalli sono necessari un pre-trattamento e un post-trattamento. Ha preso piede la seguente procedura:

 

Pre-trattamento

Per brunire correttamente l'acciaio, innanzitutto è necessario eliminare i residui e le impurità presenti e pulire accuratamente il pezzo. A questo scopo sono necessarie le seguenti operazioni: sgrassatura, lavaggio, decapaggio, nuovo lavaggio.

Brunitura

Per preparare il bagno di brunitura, il sale di brunitura viene aggiunto all’acqua fredda e mescolato. Quindi, mediante apporto di calore, si fa salire la temperatura fino al punto di ebollizione.

Segue poi il processo di brunitura vero e proprio. Il componente viene immerso nella soluzione di sale di brunitura con l'ausilio di rotobarili, telai o setacci, fino a quando la superficie assume un color nero carbone. Durante tutto il processo, il bagno di brunitura viene mantenuto alla temperatura di ebollizione. Questo processo può durare da cinque a trenta minuti, a seconda della geometria del componente, del tipo di materiale e dell'uso previsto.

Post-trattamento

Per eliminare i residui di sali dal metallo dopo la brunitura, il pezzo viene nuovamente lavato, solitamente con acqua calda e a ultrasuoni. Successivamente, sulla superficie viene applicato un anticorrosivo.
 
INFORMAZIONI: resistenza e valore di protezione della brunitura
Lo strato di annerimento diviene efficace quale protezione anticorrosione con l’applicazione di oli o grassi. In questo modo diviene resistente a carichi meccanici, come piegature e compressioni e al calore fino a 300 °C. Lo strato trattato non viene aggredito nemmeno dall’ambiente alcalino, come quello dato dai comuni lubrificanti, vernici e solventi. I pezzi bruniti sono quindi particolarmente adatti per l'uso interno. Per contro gli acidi sciolgono lo strato di brunitura. Per l'uso esterno, le parti trattate necessitano pertanto di un'ulteriore protezione.

 

La brunitura quale trattamento superficiale assicura al pezzo una serie di vantaggi:

 

• La caratteristica colorazione nera della brunitura conferisce all'acciaio una finitura anticata che è considerata un miglioramento estetico
• La brunitura protegge dalla corrosione, in particolare se abbinata a oli e grassi
• Lo strato di brunitura è molto resistente all'abrasione e alla flessione e resiste anche a temperature fino a 300 °C
• Sostanziale assenza di alterazioni della precisione dimensionale e conseguentemente di deformazione
• La conducibilità non è compromessa

La brunitura viene utilizzata nell’ingegneria meccanica e nell’impiantistica per aumentare la durata dei componenti. Ciò è importante soprattutto per i cuscinetti a rotolamento, ma anche molle, ganasce, viti, guarnizioni metalliche, elementi di comando e componenti di armi da fuoco portatili vengono bruniti di frequente. Inoltre, i pezzi vengono bruniti per motivi estetici, per conferire loro un aspetto anticato dato dalla colorazione nera.

 

INFORMAZIONI: annerimento
Con annerimento si definiscono anche altri metodi, oltre alla brunitura. Questo processo viene usato anche per la protezione anticorrosione di prodotti fucinati e stoviglie in ferro. In questo caso si brucia dell’olio di lino sulla superficie in ferro. Il pezzo viene riscaldato in carbone incandescente a 400°C - 700 °C e quindi sottoposto a spegnimento con olio di lino o, alternativamente, prima spennellato con olio e poi riscaldato. L'olio evapora sotto forma di fumo. Spesso per ottenere il risultato desiderato sono necessari diversi passaggi. Il processo è chiamato anche metallocromia.

 

Sono adatti per la brunitura metalli ossidabili, come ad esempio acciaio, rame, ottone e ghisa. I metalli non ferrosi e l'acciaio inossidabile non sono invece adatti per la brunitura in quanto non sono in grado di formare lo strato di ossido misto.

 

Ecco una sintesi di alcuni materiali adatti:

 

Mentre nella cromatura e nella fosfatazione gli elementi da cui questi processi traggono il nome sono depositati nello strato superficiale, nella brunitura si deposita solamente ossigeno. Si forma lo strato di ossido, uno strato di ossido ferroso (ossido di ferro (II)) o di ossido ferrico (ossido di ferro (III)).

 

Secondo la norma DIN 8580, la brunitura non costituisce un rivestimento conforme al gruppo principale 5, bensì una modifica delle proprietà del materiale conforme al gruppo principale 6.3. Le particelle vengono inserite nella superficie, non applicate sulla superficie. Pertanto, le dimensioni del componente rimangono praticamente invariate.

 

I singoli parametri della brunitura influiscono in modo decisivo sulla qualità a lungo termine di questo trattamento. Grazie alla nostra vasta esperienza riusciamo ad adattare perfettamente ai vostri pezzi l’importante equilibrio tra temperatura, tempo, sostanze chimiche e concentrazione. Impianti modernissimi assicurano il rispetto di tutti i parametri rilevanti. In questo modo, in Härtha possiamo garantire le proprietà che desiderate per i vostri prodotti, anche con intervalli di tolleranza ristrettissimi.

 

Dimensioni massime dei pezzi:
2.700 x 400 x 600 mm

 

Nella nostra mappa delle sedi interattiva potete vedere gli stabilimenti che offrono la brunitura in Italia e in Europa.

• La brunitura multifase (DIN 50 938) consente di ottenere una maggiore intensità del colore
• Durante la brunitura è solo il ferro a ossidarsi – è quindi la frazione di ferro quella che decide la profondità dell’annerimento. Una maggiore concentrazione degli altri componenti della lega determina colorazioni più chiare, eventualmente rossastre
• Per gli acciai inossidabili, il processo di brunitura è chiamato ossidazione nera
• Data la natura chimica del processo, è possibile brunire senza problemi anche le aree interne e i fori.
• Nella cosiddetta brunitura rapida la soluzione di brunitura viene applicata sul pezzo manualmente.

 

Ci fa molto piacere che vogliate commissionarci le vostre bruniture. Per poterle eseguire ci servono innanzitutto la denominazione del materiale e indicazioni sugli eventuali pre-trattamenti termici eseguiti.