[0001] La presente invenzione si riferisce alla deposizione di cromo duro a spessore su pezzi metallici allungati quali barre, mediante deposizione elettrolitica di cromo trivalente anziché cromo esavalente.

[0002] Più in particolare la presente invenzione si riferisce ad un processo di cromatura in continuo con circolazione forzata, in moto turbolento, di una soluzione elettrolitica di cromo trivalente, all’interno di anodi anulari mentre i pezzi metallici vengono fatti avanzare all’interno di essi.

[0003] La cromatura è un rivestimento di cromo su un manufatto di ferro o acciaio per proteggerlo dalla corrosione, conferendogli una elevata resistenza all’abrasione grazie alla elevata durezza del cromo elettro depositato.

[0004] Tali proprietà di cromatura dipendono essenzialmente dal numero di «microfessurazioni» in una data distanza. In generale, una struttura di alta densità di fessure è desiderabile poiché tende ad avere minore stress, maggiore potere lubrificante, buona resistenza all’usura e una migliore resistenza alla corrosione.

[0005] Inoltre la non corrispondenza delle fessure fornisce una maggiore protezione alla corrosione, e una minore permeabilità del riporto, perché la probabilità di corrispondenza di micro fessure tra ciascun strato di cromo tende a zero.

[0006] Per ottenere la non corrispondenza delle fessure e una minore permeabilità del deposito s i ricorre alla deposizione di più depositi sovrapposti o cromatura multistrato.

[0007] Attualmente la cromatura multistrato di barre metalliche viene realizzata per mezzo di vari processi in continuo che utilizzano cromo esavalente.

[0008] Detti processi possono essere di tipo statico dove la solu z ione elettrolitica è posta in una vasca in cui i pezzi da cromare sono immersi, oppure di tipo dinamico dove è prevista la circolazione in conthuo della soluzione elettrolitica all’interno di uno o più anodi anulari in cui vengono fatte passare in continuo le barre da cromare che fungono da catodo.

[0009] Un esempio di quest’ultima tipologia di processo è riportato nella domanda di brevetto MI 98 A 002 595, la quale prevede l’impiego in serie di particolari anodi forati attraverso cui viene alimentata la solu z ione elettrolitica, assial mente rispetto alla barra in avanza mento, in maniera dinamica e con moti non turbolenti. In tale domanda di brevetto viene detto che grazie a questo tipo di alimentazione e a questo tipo di elettrodi, è possibile utilizzare una densità di corrente intorno ai 300 Ampere/dm<2>.

[0010] L’anodo utilizzato nel suddetto impianto è di tipo anulare, forato lungo la corona con tre serie di fori che determinano, intenzionalmente, un ambiente circostante (soluzione elettrolitica) calmo.

[0011] Tuttavia prove effettuate dalla Richiedente hanno mostrato che è solo il primo anodo a lavorare a tali alte densità di corrente, mentre nel secondo e terzo anodo il processo galvanico non si attiva alle densità di correnti indicate, salvo scendere a minori densità di corrente, da300 a 70 Ampere/dm<2>.

[0012] La Richiedente ha infatti trovato che se si utilizza una densità di corrente di almeno 300 Ampere/dm<2>su tutti e tre gli anodi, realizzati in piombo come in altri processi che utilizzano cromo esavalente, ed operando in una cella di cromatura in piombo, dopo solo un mese di lavoro si ha la deformazione dell’anodo dovuta al forte calore generato dalla alta densità di corrente, con il rischio di cortocircuiti tra anodo e catodo (barra), mentre per poter lavorare simultaneamente con i tre anodi in serie occorre impiegare una bassa densità di corrente pari a 50 Ampere/dm<2>: ciò comporta ovviamente un notevole svantaggio produttivo in quanto minori densità di corrente implicano basse velocità di avanzamento della barra attraverso l’anodo di cromatura per poter avere un certo spessore di deposito, rallentando quindi la velocità di lavoro. La differenza produttiva tra l’impiego di un anodo anziché di tre anodi, come si intuisce, comporta una riduzione del rendimento industriale del 66%.

[0013] Inoltre il processo descritto nella suddetta domanda di brevetto, come peraltro gli altri processi noti, si basa sull’impiego di una soluzione elettrolitica di cromo esavalente che, se da un lato determina buoni risultati di cromatura, dall’altro rappresenta un notevole inquinante ambientale.

[0014] Nel settore della cromatura in continuo è quindi altamente sentita l’esigenza di trovare un processo di deposizione di cromo duro che sia efficiente dal punto di vista della produttività industriale e che elimini nel contempo l’uso di cromo esavalente così da avere una elevata sostenibilità ambientale.

[0015] In particolare molte legislazioni nazionali (REACH ed EPA) hanno stabilito il 2017 come scadenza entro la quale bandire il cromo triossido, anche se i legislatori potrebbero concedere un’estensione dell’uso per un certo tempo contro significati v e imposizioni fiscali eprogressive importanti riduzioni di volume.

[0016] Il cromo trivalente è attualmente impiegato in alcuni processi di cromatura decorativa dove è prevista la deposizione di film sottili di cromo (< 1 micron), mentre fino ad oggi, per quanto è dato di sapere alla Richiedente, non si è riusciti ad effettuare depositi di cromo duro (spessore intorno ai 50–60 micron) di qualità.

[0017] Scopo della presente invenzione è quello cii superare, almeno in parte, gli svantaggi della tecnica nota fornendo un processo ed un impianto capace di operare con forti densità di corrente, ad alta produttività industriale ma di basso impatto ambientale.

[0018] Questo ed altri scopi sono raggiunti dall’impianto in accordo all’invenzione avente le caratteristiche elencate nella annessa rivendicazione indipendente 1.

[0019] Realizzazioni vantaggiose dell’invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.

[0020] Un oggetto della presente invenzione riguarda l’uso, per l’ottenimento di depositi di cromo duro a spessore su pezzi metallici allungati quali barre, di una soluzione elettrolitica di Cr per la deposizione elettrolitica di cromo, circolante forzatamente in regime turbolento in almeno un anodo di titanio platinato, altamente forato o microforato come ad esempio una maglia o una rete microforata, in sostituzione di anodi forati in piombo. Con «titanioplatinato» qui si intende indentificare qualsiasi tipo di platinatura che si può effettuare sul titanio, inclusa la platinatura con Niobio o altri metalli nobili.

[0021] La Richiedente ha trovato che la suddetta sostituzione degli anodi forati in piombo con quelli in titanio platinato altamente forati permette di far lavorare tutti i tre anodi di un impianto come quello di MI 98 A 002 595, anche ad una densità di corrente di almeno 300 Ampere/dm<2>.

[0022] Inoltre su anodi in titanio platinato l’ossidazione spontanea di Cr<3+>non avviene: è da nota re infatti che nei processi convenzionali a base di cromo esavalente, l’anodo costituito da piombo o sue leghe con Sn o Sb, oltre ad ossidarsi anodicamente a biossido di piombo (fango inquinante), determina l’ossidazione ad acido cromico (Cr<6+>) degli ioni Cr<3+>prodotti al catodo, la quale è necessaria per mantenere gli ioni Cr<3+>entro certi valori per ottenere un deposito ottimale.

[0023] In pratica è previsto di utilizzare un bagno a base di cromo trivalente e catalizzatori al fluoro in combinazione con anodi insolubili, capaci di mantenere un potenziale di elettrodo che impedisce l’ossidazione del Cr<3><+>.

[0024] Inoltre nei processi noti come quello di MI 98 A 002 595, quando s i impiegano anodi dalle dimensioni contenute aventi conseguentemente un’area piccola, se la densità di corrente anodica diventa grande, la riossidazione del cromo trivalente avviene a bassa efficienza di corrente cosicché la quantità di Cr<3+>nell’elettrolita incrementa gradualmente per ossidazione, compromettendo il deposito ottimale. Questo accade in quanto l’anodo si ricopre di uno strato di biossido di piombo: se questo film non si forma, compare al suo posto u no strato di cromato di piombo che ha la caratteristica di non permettere la riossidazione del cromo trivalente.

[0025] Gli anodi in titanio platinato offrono una serie di vantaggi, tra cui riduzione dell’impatto ambientale (il Pb è tossico), eccellenti possibilità di lavoro ad alte densità di corrente e quindi elevato potere penetrante.

[0026] Di fatto, poiché gli anodi in titanio platinato possono sopportare senza problemi densità di corrente molto più elevate rispetto agli anodi noti in piombo, è possibile lavorare con elevate densità di corrente necessarie per ottenere un maggiore potere penetrante dei bagni di cromatura.

[0027] Inoltre, poiché gli anodi in titanio platinato non si alterano nella forma geometrica alle alte densità dicorrente, contrariamente agli anodi noti in piombo, la distanza catodo/a nodo non varia, permettendo quindi di ridurre lo spazio anodo/catodo senza problemi di corto circuito, determinando quindi una maggiore uniformità di deposito.

[0028] Con i bagni contenenti catalizzatori al fluoro, si è verificato un migliore utilizzo di anodi platinati al niobio.

[0029] Un ulteriore vantaggio dell’uso di anodi in titanio platinato risiede nel fatto che la maggiore densità superficiale di fori dovuta al loro essere in microforati o in maglia, permette una maggiore espulsione di idrogeno, che è prodotto in forte quantità quando si opera ad elevata densità di corrente, non richiedendo quindi la fase di deidrogenazione normalmente prevista.

[0030] L’elevata produzione di idrogeno nei processi di cromatura è dovuta alla reazione secondaria al catodo, che causa anche la produzione di un aerosol di soluzione che provoca un assorbimento di idrogeno sia nel deposito che nel metallo base, producendo tensionamenti nei manufatti cromati che richiedono quindi un suppletivo processo di deidrogenazione (decarburazione dell’acciaio), non più necessario nel presente processo in accordo all’invenzione.

[0031] Inoltre l’espulsione di idrogeno è ulteriormente facilitata grazie al fatto che l’uso del suddetto anodo in titanio platinato è previsto, preferibilmente, in combinazione con la circolazione in regime turbolento della soluzione elettrolitica a base di Cromo (III).

[0032] Di fatto poiché forti densità di corrente determinano un innalzamento immediato della temperatura del bagno dalla quale dipende il rendimento e la velocità di deposizione, è intuibile quanto sia importante il controllo della temperatura del bagno: la Richiedente ha trovato che, contrariamente a quanto affermato in MI 98 A 002 595, una circolazione con forti moti vorticosi della soluzione all’interno dell’elettrodo forato concorre ad un deposito regolare di cromo grazie al moto turbolento della soluzione elettrolitica che genera un efficace raffreddamento per l’aumento dello scambio termico, con la conseguente diminuzione e regolazione della temperatura.

[0033] Le prove effettuate dalla Richiedente, operando con una densità di corrente di 250 A/d m<2>, hanno mostrato che una velocità di circolazione dell’elettrolito di 5 m/s risulta adeguata, anche se una velocità di circolazione dell’elettrolito di almeno circa 2 m/s può essere impiegata, aduna temperatura di 50 °C.

[0034] Le suddette velocità sono circa sei volte superiori a quelle che si ottengono nelle apparecchiature convenzionali o tradizionali che hanno come limite l’impiego di correnti con densità di 50 A/dm<2>contro i 300 A/dm<2>della nuova tecnica.

[0035] La Richiedente ha trovato che le performance citate nel brevetto MI 98 A 002 595 non sono raggiungibili a causa del mancato controllo della temperatura: infatti il «treno» di barre su cui viene applicata la corrente in linea, si surriscalda per effetto Joule e, il raffreddamento esclusivamente a mezzo aria è insufficiente per dissipare velocemente il calore in modo da arrivare alla temperatura di circa 50 °C, salvo scendere inaccettabilmente nelle performance del sistema.

[0036] Inoltre la circolazione forzata dell’elettrolito, favorisce la riduzione della distanza anodo-catodo, grazie al rapido raffreddamento operato, che conseguentemente determina l’abbassamento della resistenza omnica nell’interfaccia.

[0037] Senza volersi vincolare ad alcuna teoria è presumibile che il moto turbolento determini un intenso bombardamento del rivestimento in fase di crescita dovuto a collisioni di ioni cromo o dei vapori di processo: questo bombardamento sembrerebbe scalzare dal rivestimento le molecole non perfetta mente aderite e compattare meccanicamente il rivestimento nel suo complesso, favorendo la formazione di rivestimenti aderenti e privi di difetti.

[0038] Come opportuna soluzione a base di cromo trivalente, adatta alla sostituzione di quelle a base di cromo esavalente si può citare, ad esempio, una soluzione contenente 300g/l di Cr<+3>catalitico al fluoruro, ad esempio una soluzione di 300g/l di Cr<+3>a cui viene aggiunto del catalizzatore al fluoroalluminato di sodio (Na3AIF6 – criolite) nella concentrazione di circa 1,5% in peso oltre piccole quantità di sali quali il solfato di stronzio (SrS04) ed il fluosilicato di potassio. Questi sali, che fungono da catalizzatori, hanno una solubilità in acido cromico tale da fornire una concentrazione di ioni solforici e fluoridrici corrispondente a quella ideale per la deposizione del cromo. Bisogna tenere presente che la solubilità di questi sali è funzione della temperatura e della concentrazione dell’acido cromico: questi due parametri possono variare in un intervallo definito ma sufficientemente largo per una buona riuscita dell’elettrodeposizione. Per queste caratteristiche tali bagni autoregolanti vengono chiamati SRHR (self regulating high speed). Tutto ciò non è vincolante ai fini della presente invenzione e pertanto possono essere utilizzati altri bagni a base di cromo (III).

[0039] E’ da notare che per mantenere la corretta concentrazione di cromo trivalente (III) nell’elettrolita che si forma al catodo, e superare l’incapacità degli anodi in titanio platinato di riossidare il cromo trivalente a causa del loro basso potenziale anodico, sono stati previsti, a monte delle celle di cromatura, uno o più anodi sacrificali in piombo stagno antimonio (Pb-Sn-Sb) affiancati da un raddrizzatore indipendente che opera con bassa corrente (50 A/dm<2>) per consentire la precipitazione chimica di ioni di idrossido che permette la dissoluzione dell’anodo sacrificale in Pb dovuta all’applicazione della corrente elettrica, mentre l’adsorbimento di perossido di piombo si fonna in situ. L’applica zione della coll’ente, infatti, genera all’anodo sacrificale la formazione di ioni idrossido e al catodo lo svolgimento di gas idrogeno.

[0040] Gli ioni di idrossido attivano il processo di ossidazione anodica di biossido di piombo ed eccitano gli anodi in titanio platinati posti a valle, favorendo la elettrolisi. E’ una piccola quantità di piombo che aggiunta all’elettrolita si depositata sull’anodo di titanio platinato come perossido di piombo (Pb02) e quest’ultimo catalizza l’ossidazione del Cr<3><+>ad acido cromico.

[0041] Di fatto l’applicazione di corrente elettrica ad alta densità all’anodo sacrificale consente la sua dissoluzione (Pb + 2H20 → Pb02+ 4H + + 4e).

[0042] E’ da notare che per ogni densità di corrente c’è una temperatura ottimale per la deposizione del cromo: alle alte temperature, aumentando la densità di corrente si produce un aumento della durezza, mentre alle basse temperature aumentando la densità di corrente la si dimi nuisce notevolmente.

[0043] Esempio di condizioni di elettrolisi che hanno permesso di ottenere depositi di cromo duro a spessore di buona qualità, utilizzando anodi in titanio platinato, moto turbolento e cromo trivalente, sono preferibilmente le seguenti: <tb>temperatura bagno<SEP>50–60 °C <tb>densità di corrente da<SEP>200 a ≤ 500 A/dm<2>; <tb>velocità di circolazione elettrolita<SEP>m/s

[0044] In particolare, la massima durezza che può essere ottenuta per tutti i valori di corrente con una soluzione contenente 300 g/1 di Cr<3+>e catalizzatori si ha per T = 50 °C. Alla temperatura di 55 °C, la durezza è ugualmente alta per tutti i valori di densità di corrente.

[0045] Ulteriori caratteristiche dell’invenzione risulteranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita ad una sua forma puramente esemplificativa, e quindi non limitativa, di realizzazione illustrata nei disegni annessi, in cui: <tb>La fig. 1<SEP>è una vista schematica di insieme dell’impianto di cromatura in accorcio alla presente inv enzione; <tb>la fig. 2<SEP>riporta la guarnizione prevista nell’impianto di fig. 1 , illustrata rispettivamente in una vista frontale (a), in sezione verticale (b) e in prospettiva (c) montata nell’impianto; <tb>la fig. 3<SEP>mostra una vista ingrandita di una prima forma di realizzazione di una struttura di anodo secondo l’invenzione; <tb>la fig. 4<SEP>è una sezione ingrandita secondo la linea 4–4 di fig. 3 ; <tb>la fig. 5<SEP>è una vista schematica, in sezione verticale (a destra), del sistema di tenuta previsto in corrispondenza delle aperture di entrata e di uscita delle barre dell’impianto di fig. 1 ; <tb>la fig. 6<SEP>è una vista schematica ingrandita della sezione di sgrassatura delle barre dell’impianto di fig. 1 ; <tb>la fig. 7<SEP>è una sezione longitudinale mostrante una prima realizzazione di un giunto di collegamento delle barre da cromare; <tb>la fig. 8<SEP>è una sezione longitudinale mostrante una seconda realizzazione di un giunto di collegamento delle barre da cromare; <tb>la fig. 9<SEP>è una vista prospettica, parzialmente interrotta, di una seconda forma di realizzazione di un anodo secondo l’invenzione; <tb>la fig. 10<SEP>è una vista prospettica, parzialmente interrotta, di una terza forma di realizzazione di un anodo secondo l’invenzione.

[0046] Con riferimento alla fig. 1 si descriveranno ora le caratteristiche del procedimento e dell’apparecchiatura (impianto) secondo l’invenzione.

[0047] Come mostrato in detta figura, l’impianto comprende principalmente una camera di cromatura 30, che può avere un fondo inclinato oppure piano, in cui si raccoglie la soluzione elettrolitica che fuoriesce da anodi di cromatura, ad esempio tre, interni alla camera stessa e complessivamente indicati con il riferimento numerico 17, per essere convogliata tramite la tubazione 36 ad un serbatoio di stoccaggio 29 contenente una quantità di soluzione elettrolitica sufficiente a consentire l’alimentazione ed il ricambio continuo dell’elettrolita agli anodi 17 dell’apparecchiatura di cromatura.

[0048] L’elettrolita contenuto nel serbatoio di stoccaggio 29 è mantenuto ad una temperatura costante, idonea per la cromatura, che viene avvertita da un termometro TI il quale controlla uno scambiatore di calore 29 ́, il quale interviene per mantenere l’elettrolita nel serbatoio 29 alla temperatura prescelta. La camera 30 su una o più pareti laterali è provvista di un’ampia finestra chiusa da una lastra di materiale trasparente, per visionare l’intero processo di cromatura delle barre; opportuni getti d’acqua mantengono le finestre pulite da eventuali schizzi di elettrolita.

[0049] L’elettrolita contenuto inizialmente nel serbatoio 29 è composto, vantaggiosamente da una soluzione a base di Cr (III) contenente 300g/l di Cr<+><3>catalitico al fluoruro: rima ne inteso che anche altre soluzioni a base di Cr (III) possono essere utilizzate nel presente impianto e processo, ad esempio TriChrome<®>Plus della Atotech oppure Tristar<®>della Coventya.

[0050] Ciascun anodo 17 è alimentato dalla soluzione elettrolita, mediante una rispettiva pompa 31 con tubazione di mandata 37, mentre una pompa ausiliaria 28 con tubazione separata consente di alimentare la soluzione elettrolitica ad un anodo sacrificale 16, in piombo antimonio stagno, disposto all’ingresso di detta camera di cromatura 30, a monte degli anodi di cromatura 17, per causare mediante la stessa soluzione elettrolitica una attivazione anodica (attivazione elettrolitica da non confondere con l’inversione di corrente utilizzata nei processi noti) della barra 27 che innescherà l’adesione del cromo alla barra stessa durante il processo di deposizione elettrolitica attraverso gli anodi 17, nel modo più avanti spiegato.

[0051] Detto anodo sacrificale 16 è realizzato vantaggiosamente con struttura di anello in Pb avente fori assiali sulla corona interna.

[0052] La camera di cromatura 30, in corrispondenza della sua parete di entrata 26 e rispettiva mente della sua parete di uscita barre 33, è altresi provvista di ntercapedini di raffreddamento delle barre mediante getti d ’ acqua con abbassamento crioscopico proveniente da impianto criogenico, e di una intercapedine con getti di attivazione con aria umida e acidula.

[0053] In particolare, è prevista un’intercapedine anteriore 12 di raffreddamento a mezzo acqua con abbassamento crioscopico, una intercapedine 13 in cui sono disposti dei getti d’aria umida e acidula di preparazione alla elettrolisi, a temperatura ambiente, e due intercapedini posteriori 19 e 20 con getti di raffreddamento rispettivamente ad acqua (proveniente da impianto criogenico) e ad aria.

[0054] I vari getti di acqua e aria sono idonei a raffreddare la barra 27 sia sul lato di entrata che su quello di uscita della camera di cromatura 30, mantenendola ad una temperatura prefissata idonea per la cromatura, ad esempio ad una temperatura compresa tra 50 e 55 °C, evitando che la barra 27 si surriscaldi troppo per effetto Joule originato dalla corrente che circola nella barra stessa.

[0055] A monte della vasca di cromatura 30, l’apparecchiatura comprende una rulliera 24 di sostegno delle barre, schematicamente indicate, mediante la quale le barre 27, opportunamente collegate tra loro mediante giunti intermedi 70, che verranno illustrati in seguito in dettaglio, vengono fatte avanzare e contemporaneamente fatte ruotare su se stesse per migliorare l’omogeneità del deposito di cromo sulla barra che avanza attraverso gli anodi di cromatura 17.

[0056] In corrispondenza della rulliera 24 è previsto un dispositivo 10 di collegamento della barra al polo negativo (contatto catodo) di una sorgente di energia elettrica in CC, costituito da pinze portacorrente mosse da un gruppo di avanzamento, rotazione e connessione elettrica, le quali lavorano con i 1 concetto meccanico del «Passo del Pellegrino» in cui la traslazione contemporanea di tutti i pezzi opera a passo fisso e, durante lo spostamento della barra, un contatto elettrico lavora anche quando l’altro, che è in movimento, stacca.

[0057] Successivamente è disposta una vasca di sgrassaggio 15, più avanti descritta con riferimento alla fig. 6 , ed una vasca di risciacquo con acqua 14 per eliminare ogni traccia di solvente e/o di tensioattivo di sgrassaggio prima che la barra entri nella camera di cromatura 30.

[0058] II movimento di avanzamento delle pinze catodiche 10 viene impresso da un sistema pignone cremagliera: il pignone riceve il moto, a mezzo innesto elettromagnetico e pulegge, dall’albero di trasmissione utilizzato per il movimento della rotazione. L’albero di trasmissione viene comandato da un motore asincrono trifase alimentato da un gruppo convertitore di frequenza. La corrente viene trasmessa alle barre da cromare a mezzo delle pinze in rame collegate ad un collettore sul quale la corrente viene portata a mezzo di calze in rame fissate al collettore. La pressione di chiusura delle pinze è regolata a mezzo di un cilindro pneumatico.

[0059] Il vantaggio di questo sistema è rappresentato dal fatto che esso riesce a sopportare correnti superiori a 70 A/dm<2>mentre i 1 contatto strisciante noto, come ad esempio quello descritto nel brevetto MI 98 A 002 595, non sopporta densità di corrente superiori a 70 A dm<2>: infatti con densità superiori, ad esempio 300 Ndm<2>, si forma un arco elettrico causato da una connessione tocca e non tocca, che provoca la saldatura delle spazzole in rame (contatto strisciante) con la barra in acciaio 27 compromettendo totalmente il manufatto.

[0060] La Richiedente ha trovato che una connessione con pinze in rame che lavorano con il concetto meccanico del «Passo ciel Pellegrino», e con gli accorgimenti sopra indicati, evita scintillio, dispersione, danni superficiali e principalmente è in grado di operare con elevate densità di corrente dovuto al fatto che almeno un contatto è fisso mentre l’altro si muove, e il contatto connesso in CC mai striscia.

[0061] Con il riferimento numerico 11, in fig. 1 , sono stati inoltre indicati dei getti d’aria di raffreddamento della barra in corrispondenza del contatto rotante di avanzamento 10.

[0062] A monte dell’intercapedine 12 della camera di cromatura 30, è prevista una sezione 90 (fig. 1 , 5 ) per il trattamento superficiale in linea della barra 27, disposta in una intercapedine, con una griglia a protezione: detto trattamento superficiale viene effettuato per mezzo di una ralla circolare con un braccio meccanico e attrezzi orbitanti in PVC (velocità periferica 30m/sec) che contengono un abrasivo (abrasivo 3M Scotch-Brite<TM>) e l’alimenta zione a goccia per la electropolishing. Siffatto trattamento superficiale provvede alla ravvivatura meccanica superficiale per mezzo dell’abrasivo, con funzione antiossidante a mezzo Trietanolammina 85% (C6H15NO3) sciolta in acqua allo 0,1%.

[0063] Il vantaggio di questo sistema è rappresentato dal fatto che la barra 27 viene attivata (preparata) fuori dalla linea di cromatura con un metodo rispettoso per l’ambiente, lasciando all’anodo sacrificale 16 la mera funzione di innesco alla elettrolisi degli anodi in titanio platinato 17 posti a valle, nelle vasche anodo.

[0064] A valle della camera di cromatura 30, immediatamente dopo l’uscita per le barre, è previsto un dispositivo di lavaggio 21 con getti d’acqua provenienti da impianto criogenico, un secondo dispositivo di connessione elettrica 23, nonché una seconda rulliera 34 atta a sostenere barre cromate in uscita, consentendo loro uno svitamento o un disimpegno per l’introduzione di ciascuna barra cromata 27 in una stazione di raffreddamento criogenico 35 il tempo sufficiente a raffreddare le barre ad una temperatura attorno ai 50–70 °C, idonea per trattamenti successivi di finitura.

[0065] E’ da notare che secondo la legge di Ohm per una corrente I ai cui capi vi è una differenza di potenziale pari a V si ha una potenza elettrica P = V*I che viene trasformata in calore (effetto Joule): inprossimità dei contatti elettrici23e 10 sulla singola linea di ogni treno barre vengono scaricati ca. 5 000 A con 7 Volt in CC (in totale 10 000 A) che, per resistenza, generano un calore tale da portare la superficie esterna (corteccia) della barra ad una temperatura parecchio superiore ai 100 °C a seconda del diametro trattato.

[0066] Poiché la temperatura della barra deve essere contenuta, massimo 50 °C per necessità del processo galvanico che ricordiamo avviene a 55 °C (ulteriori stazioni a raffreddamento ad aria sono collocate nei punti 11 e 22), l’impiego di acqua raffreddata criogenicamente abbassa la velocità di deterioramento che cresce con la temperatura, risultando in un raffreddamento più efficiente e rapido rispetto a quello ad aria.

[0067] Con riferimento alle fig. 1 , 2 e 5 si descriveranno ulteriori caratteristiche della camera di cromatura 30 e dell’apparecchiatura secondo l’invenzione.

[0068] Come mostrato, la camera 30 risulta totalmente sigillata da pareti periferiche tali da evitare la fuoriuscita dei vapori e della soluzione elettrolitica: a tale proposito la c a m e r a di cromatura 30 è collegata ad un’apparecchiatura di aspirazione 18 mediante una tubazione che porta allo Scrubber della captazione fumi che ricicla il cromo elettrolita, contenuto nei vapori saturi, nel serbatoio 29.

[0069] La camera di cromatura 30 presenta, oltre ad una parete di fondo 32, una parete frontale 26 ed una parete posteriore (uscita) 33 provviste di ampie aperture, assialmente allineate per il passaggio delle barre 27. Analoghe aperture sono formate in posizioni assialmente allineate nelle pareti frontali delle intercapedini 12, 13, 19 e 20.

[0070] Ciascuna delle aperture di passaggio delle barre, nelle pareti delle intercapedini e della camera 30, come mostrato in fig. 5 , è provvista di un opportuno mezzo di tenuta sotto forma di una guarnizione flessibile 25, atta a consentire il passaggio delle barre 27, garantendo una sufficiente tenuta per impedire la fuoriuscita del liquido di cromatura verso l’esterno.

[0071] Poiché l’apparecchiatura deve essere adatta per trattare barre di differente diametro, le guarnizioni di tenuta 25 fig. 2 , come mostrato nell’esempio di fig. 5 , sono posizionate in un gruppo porta guarnizioni 41 estraibile, trattenuto da una flangia estema 42 che è solidale alle pareti della camera 30 e funzionale alle intercapedini 12, 13 e 19,20 (i fori illustrati in fig. 5 illustrano schematicamente fori attraverso cui escono i getti di acqua/aria).

[0072] In questo modo è possibile sfilare il corpo guarnizioni 41 unitamente alle rispettive guarnizioni 25 sostituendolo con un nuovo pacco guarnizioni predisposto per il passaggio e la tenuta di una barra di differente diametro. Ogni «pacco guarnizioni» consente di lavoraredieci diametri diversi.

[0073] La guarnizione di tenuta illustrata in fig. 2 è realizzata in plastica PVC, ed è opportunatamente rinforzata da mezzi elastici radiali, ad esempio molle in accia io armonico, incorporati nella guarnizione stessa, ed opportunatamente conformati per adattarsi a sezioni diverse delle barre da cromare.

[0074] In particolare la guarnizione 25 è costituita da due lastre 101 di PVC morbido pressate e saldate tra loro, tra le quali sono fissati i mezzi elastici radiali di rinforzo 102, 102 ́, sotto forma di acciaio per molle di flessione, differentemente combinate e orientate verso l’apertura centrale.

[0075] Ciascuna guarnigione 25 presenta inoltre alette flessibili di tenuta, definite da fenditure dirette sostanzialmente in senso radiale, i cui bordi interni delle alette delimitano il passaggio barra, di dimensione inferiore alla sezione delle barre stesse.

[0076] In pratica il pacco di guarnizioni 25 costituisce un dispositivo di tenuta idoneo per vasche di cromatura in continuo di barre o simili.

[0077] Dette guarnizioni vengono a trovarsi in corrispondenza delle aperture di passaggio delle barre sulle pareti della vasca di cromatura.

[0078] Tali guarnizioni 25 sono poste quindi come organo di tenuta delle celle/anodo sia in entrata che in uscita, contenendo il flusso turbolento dell’elettrolita.

[0079] Il vantaggio di questo sistema di guarnizioni, inserito dalla Richiedente, è rappresentato dal fatto che non solo l’elettrolita ma anche i fumi saturi di soluzione sono perfettamente trattenuti, senza sversamenti nell’ambiente di lavoro. La tenuta della «serranda» utilizzata nell’arte come ad esempio quella descritta in MI 98 A 002 595 non sigilla completamente la vasca di cromatura, creando problematiche ambientali.

[0080] Con riferimento ora alle fig. 3 , 4 , 9 descriveremo in maggior dettaglio le caratteristiche dell’anodo di cromatura secondo la presente invenzione.

[0081] Come si nota dalle suddette figure; la struttura dell’anodo di cromatura, complessiva mente indicato con il riferimento numerico 17, comprende un elemento tubolare 45 che si estende longitudinalmente nella direzione di scorrimento delle barre 27.

[0082] L’elemento tubolare 45 dell’anodo di cromatura, è realizzato in titanio platinato (indicato più avanti anche con Ti PI), dove generalmente lo spessore standard del platino è di 5 micron, mentre si riportano spessori ciel platino di 20 micron dove l’anodo è stressato.

[0083] Detto elemento tubolare 45 è dotato, nella parete inferiore, di una pluralià di fori 46 di entrata della soluzione elettrolitica, distribuiti in modo uniforme per l’intera lunghezza dell’anodo di cromatura.

[0084] Corrispondentemente, la parete superiore dell’elemento tubolare 45 presenta a sua volta una pluralità di fori 47 per la fuoriuscita della soluzione elettrolitica, distribuiti in modo uniforme per l’intera lunghezza dell’anodo di cromatura.

[0085] Anche se in figura il numero di fori 46, 47 risulta contenuto, in realtà i fori 46 e 47 sono distribuiti in modo, e in numero tale, da risultare in un elemento tubolare preferibilmente microforato o a rete (maglia) come illustrato in fig. 9 .

[0086] L’elemento anulare 45 dell’anodo di cromatura, nella sua parte inferiore, è circondato da una camera 48 di distribuzione del flusso di elettrolita e di equalizzazione della pressione, collegata ad una delle pompe 31 del serbatoio 29, mediante la tubazione 37, la camera 48 è costituita da lastre di titanio, similmente all’elemento tubolare 45, collegate alle sbarre in rame 49 con polarità positiva che conducono corrente all’anodo stesso.

[0087] Più in particolare, nell’esempio mostrato, l’elemento tubolare 45 è sostenuto mediante due setti laterali 50 che separano la camera inferiore chiusa 48 che distribuisce la soluzione elettrolitica alle aperture 46 di entrata della soluzione elettrolitica nell’elemento tubolare 45 dell’anodo di cromatura, verso una camera superiore 51, aperta verso l’alto provvista su una sua parete di un foro di troppopieno 52 per la formazione di un battente di liquido di cromatura sufficiente al di sopra dell’elemento tubolare stesso.

[0088] Mentre la camera superiore 51 serve per raccogliere la soluzione elettrolitica che fuoriesce dai fori superiori 47 dell’elemento tubolare 45 per poi scaricarla per tracimazione attraverso il foro di troppo pieno 52 sul fondo della camera di cromatura 30, la camera inferiore 48 costituisce una sorta di «plenum» o di camera in pressione, che consente un’omogenea distribuzione della soluzione elettrolitica ai fori di entrata 46, assicurando in questo modo che la soluzione elettrolitica mantenga per l’intera lunghezza dell’anodo, un flusso diretto in modo omogeneo dal basso verso l’alto, trasversalmente all’anodo stesso, vale a dire diretto sostanzialmente in una direzione ortogonale alla direzione di scorrimento della barra 27, avvolgendo due lati opposti della barra. Un deflettore 53 a forma di tegolo è posto all’interno della camera 48 per deviare il flusso entrante ed evitare il sorgere di flussi preferenziali, mentre un termometro T2 controlla la temperatura dell’elettrolita che fluisce attraverso l’anodo.

[0089] La pressione all’interno della camera 48 di distribuzione della soluzione elettrolitica, il numero e le dimensioni dei fori di entrata 46 e dei fori di uscita 47, potranno variare da caso a caso, opportunamente calcolati in modo da avere un’entrata turbolenta della soluzione elettrolitica e conseguentemente una sua distribuzione omogenea all’interno dell’elemento tubolare 45. Il flusso dal basso verso l’alto dell’elettrolita, nella direzione in cui possono svilupparsi le bolle di idrogeno causato dal processo elettrolitico di cromatura, è comunque tale da facilitare il trascinamento e la fuoriuscita delle bolle stesse attraverso i numerosi fori superiori 47 (maggiore densità di fori rispetto agli anodi noti).

[0090] L’anodo in titanio platinato può anche essere realizzato in una forma stellare torx (fig. 10 ) come alternativa al tubolare, senza per questo uscire dall’ambito della presente invenzione.

[0091] In questo caso l’anodo è costituito da un supporto in titanio in forma di lamiera stirata, con telaio in titanio pieno di grado «2» DIN 3.7035.

[0092] In pratica l’anodo utilizzato nel suddetto impianto è di tipo anulare, altamente forato lungo la corona così da garantire che detto anodo sia attraversato da un flusso turbolento della soluzione elettrolitica.

[0093] Relativamente ai materiali dell’impianto, tutta la circuiteria, la struttura della cella dell’anodo, oltre al serbatoio, sono in titanio: ciò garantisce una maggiore sicurezza anche in caso di utilizzo di elevate sovrappressioni o elevati valori di vuoto.

[0094] E’ da notare invece che negli impianti che utilizzano cromo esavalente, si impiegano celle di piombo, anodi in piombo, tubazioni e serbatoi in vetroresina e PVC con pressioni di esercizio vicino alla pressione atmosferica.

[0095] Descriveremo ora qui di seguito il procedimento di cromatura in continuo secondo l’invenzione, attuabile mediante l’apparecchiatura precedentemente descritta.

[0096] Le barre 27 che devono essere cromate, vengono collegate meccanicamente ed elettricamente in successione tra loro, ad esempio mediante giunti intermedi avvitabili in corrispondenti fori filettati praticati alle estremità contrapposte delle barre 27 (figg. 7-8) in questo modo le barre possono essere fatte avanza re verso l’apparecchiatura di cromatura, impartendo loro anche una rotazione attorno al proprio asse longitudinale, con velocità di traslazione e di rotazione prefissate in funzione delle dimensioni e/o del diametro delle stesse barre da cromare.

[0097] Pertanto le barre, mentre avanzano con velocità costante, passano attraverso il contatto catodo 10, poi attraverso la stazione di sgrassaggio 15 dove vengono investite da un getto di liquido detergente, ad esempio acqua contenente un tensioattivo, preferibilmente una soluzione sgrassante LHC/3 (Low Heat Cleaner 3), quindi passano attraverso la vasca di lavaggio 14.

[0098] La soluzione sgrassante da utilizzarsi deve contenere una percentuale di LHC/3 compresa tra 3% e 8%, mentre il bagno arriva ad essere esausto quando contiene il 10% di concentrazione LHC/3. La separazione dell’olio dai tensioattivi avviene mediante rottura acida, portando il pH dei tensioattivi residui, che sono biodegradabili, tra 6,5 e 8,5.

[0099] La stazione di sgrassaggio 15 costituita generalmente da una vasca in acciaio inossidabile AISI 304 coibentata, della capacità complessiva di 2 000 Litri. E’ previsto uno scolmatore in grado di asportare in continuazione dalla superficie della soluzione sgrassante le morchie galleggianti. In aggiunta è previsto un filtro per la separazione dei mezzi sgrassanti dalla soluzione. Delle resistenze (non illustrate in figura), della potenza di 6 kW, sono previste per riscaldare all’avvio la soluzione sgrassante fino alla temperatura di lavoro di 80 °C, regolata per mezzo di tennostato, mentre sono previste anche serpentine 67 di raffreddamento collegate alla stazione criogenica.

[0100] La stazione di lavaggio 14 è munita di quattro ugelli a lama di 60° di apertura, posti ogni 90° su una circonferenza con diametro tale da coprire l’intera gamma di produzione con due vasche di risciacquo barre, ciascuna munita di pompa galleggiante per ilcontrollo del livello, alimentate in controcorrente.

[0101] In particolare, come mostrato in fig. 6 , la stazione di sgrassaggio 15 è preferibilmente costituita da una vasca chiusa 60 contenente sul fondo una quantità di soluzione sgrassante 61 che mediante una pompa 62 ed una tubazione 63 viene continua mente ali mentata ad una testa di spruzzo 64 posta superiormente alla barra 27. La barra 27 entra e fuoriesce dalla vasca di sgrassaggio 60 attraverso opportune aperture formate sulle due pareti laterali in posizioni assialmente allineate alle aperture di passaggio della barra nella camera di cromatura 30, prevedendo delle opportune guarnizione di tenuta 65 e 66 (fig. 6 ) che possono essere identiche alle guarnizioni 25 oppure essere guarnizioni convenzionali realizzate ad esempio in feltro.

[0102] Come precedentemente detto, poiché la barra 27 deve essere condizionata termicamente per impedire un suo eccessivo surriscaldamento dovuto alla corrente circolante nella barra stessa, onde mantenerla ad una temperatura idonea alla fase di cromatura, prima della stazione di sgrassaggio 15 sono previsti getti d’aria di raffreddamento 11.

[0103] Inoltre, nel caso in cui la temperatura del liquido di sgrassaggio 61 aumenti, superando un valore ritenuto pericoloso, internamente alla vasca di sgrassaggio 60, immerso nel liquido 61, è previsto un opportuno serpentino di raffreddamento 67 nel quale viene fatto circolare un fluido di raffreddamento, ad esempio acqua da una sorgente di fluidi 68 (tubazione dalla stazione criogenica), prevedendo mezzi idonei, ad esempio una sonda termica di controllo della temperatura del fluido 61.

[0104] Dopo la stazione di sgrassaggio 15, la barra 27 viene fatta passare attraverso la vasca di lavaggio 14 dove la barra viene investita da getti d’acqua che la puliscono completamente prima del trattamento superficiale 90 effettuato per mezzo di una ravvivatura meccanica superficiale (con abrasivo 3MScotch-Brite<TM>), avente funzione antiossidante a mezzo Trietanolammina 85% (C6H15NO3). Questo trattamento, esterno alla vasca 30, può essere definito come mordenzatura chimico-fisica (si sottolinea attivazione chimico-fisica e non elettrolitica) che differisce da quella elettrolitica generalmente effettuata mediante inversione di corrente (intacco anodico per 30–120 sec con la barra che funge da anodo anziché catodo). Tutti i liquidi di risulta (a temperatura ambiente) sono riciclati nel serbatoio di cromo.

[0105] E’ da notare che l’inversione di polarità nei bagni di cromatura convenzionali a base di Cr (VI) a lungo andare comporta la contaminazione dell’elettrolita che provoca una caduta del rendimento di corrente, dovuta a una riduzione della conducibilità del bagno, e il deterioramento delle caratteristiche del deposito.

[0106] Nel presente processo invece l’irruvidimento superficiale dell’acciaio della barra per creare le condizioni di buona aderenza (mordenzatura) viene ottenuto vantaggiosamente senza ricorrere all’ inversione di polarità sulla barra 27.

[0107] Continuando nel suo movimento, la barra 27 viene sottoposta, dopo il raffreddamento criogenico a mezzo acqua posto nella intercapedine 12, ad una preparazione superficiale ad aria umida e acidula effettuata all’interno dell’intercapedine 13.

[0108] Successivamente, all’interno della camera di cromatura 30, la barra 27 viene dapprima investita da un getto di soluzione elettrolitica alimentato dalla pompa 28 all’anodo sacrificale anulare 16 con fori assiali, realizzato con un materiale meno nobile (piombo) degli anodi in titanio platinato che perfeziona una protezione catodica e favorisce l’innesco della elettrolisi ai seguenti anodi 17 in titanio platinato.

[0109] Inoltre questo getto finemente suddiviso di soluzione elettrolitica che investe la barra 27, per effetto della precedente mordenzatura chimico-fisica 90 e della pressione del getto stesso, provoca una attivazione superficiale della barra necessaria per consentire un saldo ancoraggio del primo strato di cromo quando verrà depositato all’interno dell’anodo o del primo anodo 17 dell’apparecchiatura.

[0110] Poiché la natura del materiale della barra può variare, e poiché il trattamento di corrosione superficiale, oltre che dalla natura chimica della soluzione elettrolitica può dipendere anche da altri fattori, come ad esempio dalla temperatura del liquido stesso e dalla pressione di impatto dei vari getti contro la superficie della barra da cromare, si dovranno prevedere mezzi idonei per variare la pressione e/o la portata del liquido alimentato dalla pompa 28, nonché per mantenere condizioni di temperatura adeguatamente controllate.

[0111] Dopo la zona di attivazione superficiale, la barra entra nell’anodo 17 o nel primo di una serie di anodi 17, in ciascuno dei quali per effetto elettrogalvanico viene depositato uno strato di cromo avente uno spessore prefissato dipendente sostanzialmente dai parametri del processo di cromatura ed in particolare dalla velocità lineare di avanzamento della barra 27, dal rapporto tra il diametro della stessa barra ed il diametro interno dell’elemento tubolare 45 dell’anodo di cromatura, nonché dalla densità superficiale di corrente alimentata alla barra tramite l’anodo stesso.

[0112] A tale proposito per poter operare con elevate densità di corrente, comprese ad esempio tra 150 e 500 A/dm<2>o superiori, e per mantenere nel contempo elevate velocità di scorrimento delle barre, ad esempio comprese tra 10 e 30 metri/ora, è opportuno che il diametro interno dell’elemento tubolare 45 sia di poco superiore al diametro esterno della barra 27 ad esempio superiore del 5–20% circa, in quanto distanze eccessive tra barra ed anodo risultano negative per il processo di cromatura.

[0113] Una distanza ridotta tra la superficie della barra 27 e l’elemento tubolare dell’anodo di cromatura 45, oltre a consentire di lavorare con amperaggi maggiori e con maggiori velocità di scorrimento della barra, permette un deposito più regolare di cromo grazie al fatto che il flusso di soluzione elettrolitica viene distribuito omogeneamente per l’intera lunghezza dell’anodo di cromatura mantenendo una direzione dal basso verso l’alto; l’effetto di raffreddamento delle barre, ottenuto in modo controllato regolando o variando la portata della soluzione elettrolitica, mediante una pompa di alimentazione 31 a portata variabile, consente infine di migliorare le condizioni di cromatura e la produttività.

[0114] Poiché la pressione della soluzione elettrolitica all’interno della camera di compensazione (entrata elettrolita) 46 risulta di gran lunga superiore alla pressione atmosferica, si ottiene in questo modo una circolazione turbolenta della soluzione elettrolitica all’interno dell’anodo di cromatura, che causa un deposito regolare di cromo.

[0115] La soluzione elettrolitica che fuoriesce dall’elemento tubolare 45 attraverso i fori 47, si raccoglie nella camera di troppo pieno 51 dalla quale tracima attraverso il foro (troppo pieno) 52 raccogliendosi sul fondo della camera di cromatura 30 per ritornare nuovamente nel serbatoio di stoccaggio 29.

[0116] Dopo l’anodo o i 1 complesso di anodi di cromatura 17, la barra 27, proseguendo il suo scorrimento in avanti, entra nell’intercapedine posteriore 19, dove viene colpita da getti d’acqua che, oltre a mantenere la barra raffreddata, provocano il distacco del velo di soluzione elettrolitica l’esiclua rimasta aderente alla barra stessa.

[0117] All’uscita della intercapedine 19 la barra viene fatta passa re attraverso una intercapedine 20 per il raffreddamento con aria, quindi asciugata.

[0118] La barra 27 avanza ed entra nella stazione di raffreddamento 21 mediante getto di acqua da impianto criogenico tramite spruzzatore anulare, quindi viene asciugata da getti di aria 22, prima di entrare nella stazione di contatti 23 ed ulteriormente raffreddata con aria 22, quindi il dispositivo 23 (contatto catodo) in parallelo al dispositivo 10 che collega la barra al polo negativo (contatto catodo) di una sorgente di energia elettrica in CC, costituito come detto da pinze portacorrente mosse da un gruppo di avanzamento.

[0119] La barra avanza poi sulla rulliera di uscita 34 dalla quale poi viene scaricata lateralmente nel bancale di raffreddamento 35.

[0120] Nello schema generale di fig. 1 è stato mostrato l’uso di tre elettrodi di cromatura 17 posti in successione tra loro: tuttavia il numero degli elettrodi potrebbe anche variare rispetto a quanto mostrato. L’uso di tre elettrodi di lunghezza pari a 33 cm circa, in generale si dimostra vantaggioso, in quanto riduce i rischi di contatto con le barre 27 causati da una eventuale flessione della barra stessa. Pertanto, in funzione del numero di anodi impiegati sarà possibile ottenere, in un unico passaggio, il deposito di uno o più strati sovrapposti di cromo, il cui spessore dipenderà sostanzialmente dalle condizioni di temperatura, dalla portata di soluzione elettrolitica che attraversa l’anodo o ciascun anodo, nonché dal diametro interno dell’elemento tubolare dell’anodo stesso. Pertanto, in funzione delle esigenze di impiego, l’apparecchiatura potrà essere predisposta per regolare variamente la temperatura ed il flusso dell’elettrolita in ciascun anodo, ad esempio regolando la portata delle pompe 31 in modo da variare le condizioni di raffreddamento e di cromatura della barra.

[0121] La possibilità di effettuare una cromatura in continuo a più strati, mediante un unico passaggio, secondo la presente invenzione risulta estremamente importante in quanto le microfessurazioni che si possono verificare nel deposito di uno strato di cromo vengono chiuse e ricoperte dal deposito di cromo successivo; inoltre tale possibilità abbatte drasticamente i tempi di processo in quanto ora non risulta più necessario effettuare passaggi successivi per una stessa barra attraverso un’apparecchiatura di cromatura, come risulta tuttora necessario con le apparecchiature di tipo noto per ottenere spessori di cromatura maggiori.

[0122] Inoltre la presente invenzione presenta, rispetto alle apparecchiature convenzionali, i 1 vantaggio di mantenere in circolazione quantità estremamente basse di soluzione elettrolitica, dell’ordine di qualche decina di litri al minuto, contro le migliaia di litri di soluzione elettrolitica necessarie nelle apparecchiature di cromatura convenzionali. In questo modo si consegue un sostanziale risparmio energetico e costi di processo estremamente ridotti.

[0123] Da quanto detto e mostrato nei disegni allegati si sarà dunque compreso che si è fornito un procedimento ed un impianto per la cromatura in continuo di barre metalliche, elementi tubolari e simili, estremamente versatile che utilizza una originale struttura di anodo atta a consentire un preciso controllo delle condizioni di cromatura, per il deposito controllato di uno o più strati di cromatura su una stessa barra mentre questa avanza attraverso l’anodo e/o gli anodi stessi. La possibilità di controllare le condizioni di raffreddamento della barra all’interno di ciascun anodo, o quindi le condizioni di cromatura mediante una circolazione controllata ed una distribuzione longitudinale della soluzione elettrolitica mentre fluisce trasversalmente dal basso verso l’alto in ciascun anodo di cromatura, consente altresi di operare con densità di corrente molto elevate, comunque superiore a quelle possibili con impianti convenzionali, aumentando in questo modo la produttività.

[0124] A tale proposito, considerate le elevate densità di corrente rese possibili con il procedimento e l’apparecchiatura secondo l’invenzione, con valori che possono variare da 150 a 500 A per dm<2>di superficie da cromare, secondo un altro aspetto dell’invenzione si è predisposto un particolare giunto di collegamento meccanico ed elettrico tra barre contigue, idoneo a consentire un contatto elettrico su un’ampia superficie e il passaggio di elevate densità correnti di cromatura; il giunto in questione consente inoltre di compensare eventuali difetti di planarità nella intestatura delle barre da collegare. In questo modo si eliminano o si riducono grandemente i problemi connessi con il surriscaldamento dei giunti convenzionali che a volte causavano problemi di fusione e la sua conseguente saldatura alle estremità delle barre da cromare.

[0125] Secondo la presente invenzione, per collegare meccanicamente ed elettricamente due barre da cromare, si utilizza pertanto un giunto intermedio in materiale metallico deformabile, comprendente superfici di contatto con le estremità delle barre, in materiale metallico deformabile, ad esempio in rame, alluminio o altro materiale metallico idoneo avente un grado di durezza inferiore a quello delle stesse barre da cromare.

[0126] Il giunto è sostanzialmente costituito da un nucleo cilindrico, avente lo stesso diametro delle barre da cromare, provvisto alle sue estremità di idonei mezzi di collegamento impegnabili e disimpegnabili per rotazione, a corrispondenti mezzi di collegamento, previsti o formati alle estremità contrapposte delle barre da giuntare.

[0127] I mezzi di collegamento possono essere di qualsiasi tipo idoneo; la forma di realizzazione possibile del giunto è rappresentata nell’esempio di fig. 7 .

[0128] In fig. 7 è stato rappresentato il giunto 70 secondo l’invenzione per col legare due barre da cromare 27 ́ e 27 ́ ́. Il giunto 70 comprende un nucleo centrale 71 avente lo stesso diametro o le stesse dimensioni trasversali delle barre 27 ́ e 27 ́ ́, dal quale sporgono due perni filettati 72,73 con filettature opposte destra e sinistra, atte ad avvitarsi in corrispondenti fori filettati 74, 75 formati assialmente nelle estremità contrapposte delle due barre 27 ́ e 27 ́ ́.

[0129] Tra il nucleo centrale 71 del giunto e le estremità opposte delle due barre 27 ́ e 27 ́ ́ è stata interposta una rispettiva rondella 77, 78 in rame, alluminio o altro materiale metallico deformabile per facilitare l’adattamento e il contatto elettrico tra le superfici: tuttavia la presenza di tali rondelle non è vincolante ai fini della presente invenzione.

[0130] Poiché le barre 27 ́ e 27 ́ ́ possono a volle presentare errori di intestatura o di planarità alle loro estremità, che con i sistemi di collegamento convenziona li causerebbero un contatto in zone limitate attraverso cui passerebbero una densità di corrente troppo elevata, tale da provocare un forte surriscaldamento localizzato ed una saldatura per fusione delle estremità a contatto delle stesse barre, secondo la presente invenzione si utilizza un giunto comprendente un nucleo centrale 71 in materiale morbido, avente una durezza inferiore a quella delle barre in acciaio da cromare, ad esempio in rame, alluminio o altro materiale idoneo sia a condurre la corrente elettrica che a subire una parziale deformazione plastica per compressione durante il serraggio del giunto, in modo da venire intimamente a contatto e ad adattarsi contro la superficie estrema delle due barre da giuntare.

[0131] Al fine di facilitare l’avvitamento e la stretta finale, è possibile prevedere nel nucleo centrale 71 la formazione di scanalature (fresa) 76 per l’impegno con una chiave di serraggio. Sono ovviamente possibili altre soluzioni atte a conseguire lo stesso risultato.

[0132] Nella fig. 7 è stato mostrato un collegamento a vite tra il nucleo centrale e le estremità delle barre da collegare; sono tuttavia possibili altre soluzioni, prevedendo altri sistemi meccanici ed elettrici di attacco.

[0133] Nel caso in cui le barre da collegare fossero di piccolo diametro, ad esempio da 6 a 60 mm, è preferibile utilizzare come giunto di collegamento un unico perno filettato 72 di fig. 8 con filettature opposte destra e sinistra, atte ad avvitarsi nei corrispondenti fori filettati 74 e 75, formati assialmente nelle estremità contrapposte delle due barre 27 ́ e 27 ́ ́, analogamente a quanto descritto in relazione alla fig. 7 .

[0134] I vantaggi della presente invenzione sono notevoli, in particolare: maggiore sicurezza ambientale dovuta a ll’uso di Cr<3><+>anziché Cr<6><+>; contenimento controllato della reazione parassita da idrogeno e completa sicurezza ambientale, con eliminazione degli scarichi e smaltimenti residui di processo; maggiore rendimento di corrente (resa faradica) per maggiore densità di corrente; minori costi energetici grazie al maggiore rendimento faradico e alla maggiore velocità di riporto; maggiore qualità del deposito dovuto al controllo della morfologia di riporto in assenza di fragilità dell’acciaio imputabile all’intrappolamento da idrogeno, controllo promotore della costante e omogenea qualità produttiva e migliore resistenza alla corrosione; minore distanza anodo-catodo e quindi bassa resistenza ohmica all’interfaccia grazie alla circolazione forzata in regime turbolento.

[0135] La presente invenzione non è limitata alle particolari forme di realizzazione precedentemente descritte e illustrate nei disegni annessi, ma ad essa possono essere apportare numerose modifiche di dettaglio, alla portata del tecnico del ramo, senza per questo fuoriuscire dall’ambito dell’invenzione stessa, come definito nelle rivendicazioni annesse.