IT201900000352A1 - Metodo di lavorazione superficiale di un articolo in alluminio - Google Patents
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Description
METODO DI LAVORAZIONE SUPERFICIALE DI UN ARTICOLO IN
ALLUMINIO
DESCRIZIONE
Campo di applicazione
La presente invenzione concerne un metodo di lavorazione superficiale di un articolo in alluminio, secondo il preambolo della rivendicazione principale indipendente.
Il metodo di cui trattasi è vantaggiosamente volto ad ottenere un articolo in alluminio dotato di almeno una superficie che visivamente simuli l'effetto esteriore di una pietra come ad esempio di marmo o granito, in particolare riproducendone le venature ed i colori.
Il metodo di cui trattasi è destinato ad essere impiegato nel settore metallurgico della produzione di articoli in alluminio, ed in particolare nel settore delle costruzioni edili e di arredamento.
Stato della tecnica
Come è noto gli articoli in alluminio siano essi laminati, estrusi ovvero prodotti realizzati per stampaggio, sono generalmente sottoposti a trattamenti superficiali per migliorarne le caratteristiche esteriori e per migliorarne le caratteristiche di resistenza sia ai fattori ambientali sia alle sollecitazioni chimiche o fisiche a cui è sottoposto l’articolo medesimo in accordo con le diverse possibilità di applicazione.
Sono ben note ad esempio lavorazioni di trattamento superficiale, nel seguito richiamate genericamente anche come operazioni di prefinitura, le quali comprendono ad esempio operazioni di ossidazione anodica, satinatura chimica, brillantatura chimica, colorazione organica, elettrocolorazione, spazzolatura, pulitura, nastratura, micropallinatura, vibrofinitura, vibrolucidatura o altre lavorazioni ancora.
In particolare, il trattamento superficiale di vibrofinitura (noto anche con il termine di burattatura) è volto ad ottenere una superficie finale che sia la più omogenea possibile eliminando eventuali difetti presenti dopo la fase di produzione di un semilavorato dell’articolo in alluminio.
Più in dettaglio, trattamenti superficiali di vibrofinitura di tipo noto prevedono generalmente di porre l’articolo da trattare in un bagno di corpi abrasivi in plastica o urea che eseguono su di esso una levigatura uniforme dello stesso. Dopo la vibrofinitura è noto sottoporre l’articolo ad un processo di ossidazione anodica per conferirgli maggiore resistenza all'usura.
Un’ulteriore lavorazione di prefinitura di tipo noto è la verniciatura. Essa può essere prevista con lo scopo di isolare la superficie esterna dell’articolo dall’ambiente circostante, ad esempio per prevenire effetti di corrosione, ovvero anche con lo scopo di conferire all’articolo la finitura esteriore desiderata.
Al fine di rendere gli articoli maggiormente appetibili sul mercato è nota l’esigenza di effettuare operazioni di verniciatura volte a conferire particolari ed apprezzabili effetti estetici ed in particolare vantaggiosamente volti a simulare l'effetto estetico di pietre come ad esempio il marmo o il granito.
Allo scopo, tale lavorazione di verniciatura per conferire all’articolo un effetto estetico che simuli la pietra ed in particolare le venature del marmo (nel seguito per semplicità si farà riferimento al solo caso del marmo) è generalmente seguita mediante un processo di sublimazione di inchiostri.
Più in dettaglio, processi di sublimazione di inchiostri di tipo noto prevedono di depositare una colorazione, generalmente in polvere, sulla superficie dell’articolo da verniciare e successivamente di sottoporre l’articolo verniciato ad un trattamento termico in cui la colorazione sublima e si lega all’articolo medesimo e gli conferisce una rifinitura estetica desiderata.
Tale lavorazione di verniciatura con lo scopo di riprodurre sulla superficie dell’articolo la finitura del marmo si è rivelata nella pratica non scevra di inconvenienti.
Un importante inconveniente di tali lavorazioni di verniciatura risiede nell’incapacità di ottenere una finitura superficiale dell’articolo che simuli in modo sufficientemente realistico la finitura del marmo.
Un ulteriore inconveniente delle suddette lavorazioni di verniciatura risiede nell’incapacità di ottenere uno strato superficiale di vernice che sia dotato di una buona resistenza sia ai fattori ambientali sia alle sollecitazioni chimiche o fisiche a cui è sottoposto l’articolo medesimo.
In particolare, le lavorazioni di verniciatura di tipo noto non sono in grado di ottenere uno strato superficiale di vernice in grado di resistere per un periodo di tempo prolungato e conseguentemente richiedono di essere ripetute nel tempo e quindi comportano una continua spesa per il mantenimento dell’articolo.
Presentazione dell’invenzione
In questa situazione, il problema alla base della presente invenzione è pertanto quello di ovviare agli inconvenienti manifestati dalle lavorazioni di prefinitura di tipo noto, mettendo a disposizione un metodo di lavorazione superficiale di un articolo in alluminio che permetta di realizzare articoli in alluminio che simulino in modo realistico l'effetto superficiale di una pietra in particolare in marmo o granito e che siano al contempo più economici rispetto a questi ultimi.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è di mettere a disposizione un metodo di lavorazione superficiale di un articolo in alluminio che permetta di realizzare articoli in alluminio dotati di una buona resistenza alla corrosione ed all’usura.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è di mettere a disposizione un metodo di lavorazione superficiale di un articolo in alluminio che permetta di ottenere articoli in alluminio durevoli nel tempo.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è di mettere a disposizione un metodo di lavorazione superficiale di un articolo in alluminio che non richieda lavorazioni di mantenimento nel tempo.
Breve descrizione dei disegni
Le caratteristiche tecniche dell’invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi della stessa risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:
‒ la Figura 1 mostra un articolo di alluminio ottenuto mediate il metodo della presente invenzione;
‒ la Figura 2 mostra una vista schematica di una fase di vibrofinitura del metodo in oggetto;
‒ le Figure 3a, 3b e 3c mostrano tre micrografie realizzate mediante un microscopio ottico in cui è possibile apprezzare lo sviluppo dei solchi e delle cavità presenti sulla superficie dell’articolo di Figura 1, in particolare, tali micrografie sono state realizzate in corrispondenza di tre distinte aree di indagine di una sezione del suddetto articolo in alluminio realizzata lungo la traccia III-III di Figura 1;
‒ le Figure 4a e 4b mostrano due immagini realizzate mediante un fotomacroscopio ottico delle superfici di due articoli in alluminio trattati con il metodo in oggetto, nelle quali i solchi e le cavità sono rappresentate in bianco e la superficie non solcata è rappresentata in grigio;
‒ la Figura 5 mostra un’immagine realizzata mediante un microscopio elettronico a scansione di una ulteriore area di indagine della sezione dell’articolo in alluminio realizzata lungo la traccia III-III di Figura 1, in cui è possibile apprezzare lo strato di ossido di alluminio dell’articolo di figura 1, colorato con il metodo in oggetto.
Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione preferita Con riferimento agli uniti disegni è stato indicato nel suo complesso con 1 un articolo in alluminio ottenuto con il metodo di lavorazione superficiale oggetto della presente invenzione.
Vantaggiosamente, il metodo in oggetto è volto ad ottenere un articolo in alluminio 1 dotato di almeno una superficie 2 provvista di una finitura superficiale che simula l'effetto estetico di pietre come ad esempio il marmo o il granito.
Vantaggiosamente, l’articolo in alluminio 1 è destinato ad essere impiegato nel settore delle costruzioni in sostituzione dei suddetti materiali in pietra, consentendo una significativa riduzione dei costi rispetto a questi ultimi.
In accordo con l’allegata Figura 1, l’articolo in alluminio 1 è in forma di lastra, è ovviamente da intendersi che l’articolo in alluminio 1 possa essere in una qualsiasi forma e possa essere realizzato mediante un qualunque processo di lavorazione dell’alluminio di tipo noto, come ad esempio laminazione, estrusione o stampaggio.
Vantaggiosamente, nella presente privativa, con il termine "alluminio" sarà indicato l'alluminio alle varie purezze commerciali, ovvero leghe di alluminio. Secondo l’idea alla base della presente invenzione, il metodo in oggetto comprende una fase di vibrofinitura, una fase di ossidazione anodica ed una fase di colorazione.
In particolare, il metodo secondo l'invenzione comprende una fase di vibrofinitura di almeno una superficie 2 dell’articolo in alluminio 1 e vantaggiosamente di tutto l’articolo in alluminio 1.
In particolare, nella suddetta fase di vibrofinitura una pluralità di corpi impattanti 30 colpisce la superficie 2 dell’articolo in alluminio 1 e realizza su di essa una pluralità di solchi e cavità 20 definendo una superficie scanalata 2’, così come schematizzato nell’allegata Figura 2.
Vantaggiosamente, la suddetta fase di vibrofinitura è realizzata mediante un macchinario di tipo noto al tecnico del settore e per questo non descritto in dettaglio.
In particolare, il macchinario per eseguire la suddetta fase di vibrofinitura è vantaggiosamente dotato di una vasca di contenimento dei corpi impattanti 30, alla quale sono associati mezzi vibranti atti a portare in vibrazione i corpi impattanti 30 medesimi.
Operativamente, quindi, nella suddetta fase di vibrofinitura, l’articolo in alluminio 1 è inserito nella vasca di contenimento con i corpi impattanti 30 portati in vibrazione per colpire la superficie 2.
Vantaggiosamente, nella suddetta fase di vibrofinitura, i corpi impattanti 30 sono dotati di una forza di impatto contro la superficie 2 tale da abradere e/o deformare e/o scalfire la superficie 2 medesima, formando i solchi e cavità 20. Vantaggiosamente, i corpi impattanti 30 impiegati nella suddetta fase di vibrofinitura sono costituiti da pietre e/o ghisa e/o materiale ceramico e/o altri corpi aventi preferibilmente durezza maggiore rispetto alla durezza dell’articolo in alluminio 1.
Vantaggiosamente, inoltre, i corpi impattanti 30 sono dotati di una estensione compresa tra 0,5 e 7 cm e preferibilmente sono dotati di almeno una porzione appuntita per scalfire la superficie 2.
In accordo con una forma realizzativa preferenziale, i solchi e cavità 20 ottenuti mediante la suddetta fase di vibrofinitura si sviluppano in modo irregolare lungo la superficie scanalata 2’, ed in particolare si estendono lungo traiettorie non rettilinee per simulare le venature e le macchie che caratterizzano l’effetto estetico di pietre come ad esempio marmo e granito.
Preferibilmente i solchi e cavità 20 si estendono lungo la superficie 2 per una lunghezza preferibilmente compresa tra 0,1 e 5 cm ed inoltre si estendono a partire dalla superficie 2 per una profondità compresa tra 1 e 30 µm e più preferibilmente tra 1 e 15 µm.
Vantaggiosamente, i suddetti valori di profondità sono stati selezionati a partire da un elevato numero di misurazioni sperimentali eseguite su vari articoli in alluminio 1 trattati con il metodo in oggetto. In particolare le Figure 3a, 3b e 3c riportano alcune immagini sperimentali realizzate per mezzo di un microscopio ottico metallografico Leica DMI5000, in cui sono raffigurate tre aree di indagine ricavate a partire da una sezione dell’articolo in alluminio 1 e nelle quali sono indicate le profondità locali H dei solchi e cavità 20 misurate a partire dalla superficie 2.
Alcuni valori delle profondità locali rilevati nelle suddette immagini sono mostrati in Tabella 1 sotto riportata.
Tabella 1: Misure di profondità locali di solchi e cavità 20
Profondità Misura (µm)
H1 7,34
H2 12,3
H3 13,9
H4 9,74
Preferibilmente, inoltre, la suddetta fase di vibrofinitura è protratta per un tempo tale da realizzare i solchi e cavità 20 per un’area compresa tra il 10 ed il 20 % della superficie 2.
Vantaggiosamente, infatti, i suddetti valori dell’area interessata dai solchi e cavità 20 sono stati selezionati a partire da un elevato numero di misurazioni sperimentali eseguite su vari articoli in alluminio 1 trattati con il metodo in oggetto protratto per differenti tempi di vibrofinitura e selezionando gli articoli in alluminio 1 che simulano in modo più realistico l’effetto estetico di pietre come ad esempio marmo e granito.
In particolare, le allegate Figure 4a e 4b mostrano due immagini sperimentali di due superfici scanalate 2’ ricavate per mezzo di un fotomacroscopio ottico WILD M420, le quali superfici scanalate 2’ presentano rispettivamente un’area interessata dai solchi e cavità 20 pari al 10,47 % dell’intera superficie 2, ed un’area interessata dai solchi e cavità 20 pari al 19,61 % dell’intera superficie 2. Come indicato in precedenza, il metodo in oggetto comprende successivamente alla fase di vibrofinitura una fase di ossidazione anodica della superficie scanalata 2’ dell’articolo in alluminio 1.
Operativamente, la fase di ossidazione anodica è volta a generare uno strato di ossido di alluminio 22 colorabile, vantaggiosamente distribuito lungo l’intera superficie scanalata 2’.
Vantaggiosamente, inoltre, il metodo in oggetto prevede precedentemente alla fase di ossidazione anodica, e preferibilmente successivamente alla fase di vibrofinitura, una fase di pulizia dell’articolo in alluminio 1. Operativamente, tale fase di pulizia è volta ad eliminare dalla superficie scanalata 2’ eventuali tracce di impurità, quali ad esempio sostanze organiche, olii, grassi, o paste provenienti generalmente da varie manipolazioni che l’articolo in allumino 1 subisce in precedenza.
In particolare, la suddetta fase di pulizia comprende una o più operazioni di sgrassaggio, risciacquo e/o disossidazione della superficie 2 (tutte le suddette operazioni sono di tipo tradizionale, noto al tecnico del settore, e pertanto non sono descritte nel seguito).
Preferibilmente, la fase di ossidazione anodica prevede di posizionare l’articolo in alluminio 1 in una vasca contenente un bagno elettrolitico preferibilmente costituito da acido solforico in soluzione acquosa.
In particolare, all’interno del bagno elettrolitico viene posizionato anche un elettrodo atto a fungere da catodo, con l’articolo in alluminio 1 che funge da anodo.
Vantaggiosamente, inoltre, la fase di ossidazione anodica prevede di collegare l’articolo in alluminio 1 al polo positivo di un generatore di tensione e/o di corrente, e precede di collegare l’elettrodo al polo negativo del medesimo generatore al fine di polarizzare anodicamente l’articolo in alluminio 1 medesimo mediante un passaggio di corrente tra anodo e catodo.
Vantaggiosamente, la suddetta fase di ossidazione anodica è protratta nel tempo fino ad ottenere un desiderato spessore medio dello strato di ossido di allumino 22. Operativamente, infatti, maggiore è la durata della fase di ossidazione anodica e maggiore è lo spessore medio dello strato di ossido di alluminio 22. Vantaggiosamente, la fase di ossidazione anodica non modifica la morfologia dei solchi e cavità 20, e più precisamente non modifica la profondità o la lunghezza dei solchi e cavità 20 medesimi, così come è apprezzabile dalle allegate Figure 3a, 3b e 3c. Infatti, lo strato di ossido di alluminio 22 non accresce dalla superficie scanalata 2’ verso l’ambiente esterno all’articolo in allumino 1, ma accresce verso l’interno dello stesso, senza riempire i solchi e cavità 20.
Secondo l’invenzione, lo strato di ossido di alluminio 22 è dotato di un primo spessore T1 di ossido di alluminio 22 in corrispondenza dei solchi e cavità 20, e di un secondo spessore T2 di ossido di alluminio 22 in corrispondenza delle rimanenti regioni della superficie 2 esenti da solchi e cavità 20.
In particolare, il primo spessore T1 realizzato con il metodo in oggetto è inferiore rispetto al secondo spessore T2, così come è apprezzabile dalle allegate Figure 3a, 3b e 3c.
Vantaggiosamente, il secondo spessore T2 di ossido di alluminio è compreso tra 5 e 30 µm, ad esempio dalle Figure 3a, 3b e 3c è stato misurato un secondo spessore T2 medio di ossido di alluminio 22 di circa 20 µm. Come indicato in precedenza, tale spessore può essere opportunamente variato variando il tempo per cui si protrae la suddetta fase di ossidazione anodica.
In particolare, lo strato di ossido di alluminio 22 si estende tra una prima faccia 24 ed una seconda faccia 26, di cui la prima faccia 24 è posta a contatto con l’alluminio non ossidato di cui è formato l’articolo in alluminio 1, e la seconda faccia 26 è rivolta in verso opposto rispetto alla prima faccia 24 ed in particolare è posta a contatto con l’ambiente circostante l’articolo in alluminio 1.
Vantaggiosmente, inoltre, così come si può apprezzare dalle allegate figure, la prima faccia 24 è sostanzialmente planare e in particolare è disposta ad una profondità maggiore rispetto alla profondità dei solchi e cavità 20.
Vantaggiosamente, inoltre, lo strato di ossido di alluminio 22 è dotato di una struttura porosa, ovvero di una pluralità di porosità le quali si estendono ad attraversamento almeno parziale dello strato di ossido di alluminio 22.
Le suddette porosità si estendono a partire dalla seconda faccia 26 dello strato di ossido di alluminio 22 per una profondità di ossidazione, in particolare fino ad una parete di fondo (non illustrata) la quale è posta in prossimità della prima faccia 24 dello strato di ossido di alluminio 22 medesimo, successivamente alla quale parete di fondo la porosità è trascurabile o assente.
Vantaggiosamente, la parete di fondo di ciascuna porosità separa l’alluminio non ossidato di cui è formato l’articolo in alluminio 1 dall’ambiente esterno prevenendone un’ulteriore ossidazione.
Vantaggiosamente, le suddette porosità sono dotate di forma sostanzialmente cilindrica ed in particolare sono dotate di un diametro nanometrico.
Vantaggiosamente, il primo spessore T1 di ossido di alluminio 22 è provvisto di prime porosità ed il secondo spessore T2 è provvisto di seconde porosità, le quali sono generalmente dotate di dimensioni differenti rispetto alle suddette prime porosità ed in particolare, le prime porosità sono dotate di una dimensione minore rispetto alle seconde porosità. Più in dettaglio, le prime porosità sono caratterizzate da una estensione, e vantaggiosamente anche da un diametro, minore rispetto alle seconde porosità.
Come indicato in precedenza, successivamente alla fase di ossidazione anodica, il metodo in oggetto comprende inoltre una fase di colorazione dello strato di ossido di alluminio 22 colorabile lungo il primo ed il secondo spessore T1, T2. Vantaggiosamente, nella fase di colorazione l’articolo in alluminio 1 viene immerso in un bagno contenente sostanze coloranti 28, quali ad esempio metalli o sostanze pigmentanti, le quali sono atte a penetrare nello strato di ossido di alluminio 22 dell’articolo in alluminio 1 trattato.
In particolare, nella suddetta fase di colorazione, il primo spessore T1 dello strato di ossido di alluminio 22 viene colorato con una corrispondente prima profondità di colorazione mentre il secondo spessore T2 dello strato di ossido di alluminio 22 viene colorato con una corrispondente seconda profondità di colorazione maggiore della prima profondità.
Vantaggiosamente, infatti il metodo in oggetto permette di colorare in modo differente, e quindi evidenziare, i solchi e cavità 20 rispetto alla rimanente superficie 2 esente dai solchi e cavità 20 medesimi. In particolare, tale evidenziazione consente vantaggiosamente di simulare in modo realistico l’effetto estetico delle venature presenti in pietre come ad esempio marmo e granito.
Più in dettaglio, nella suddetta fase colorazione le sostanze coloranti 28 penetrano nelle porosità dello strato di ossido di alluminio 22 che vengono riempite con profondità di colorazione differenti in corrispondenza dei suddetti primo e secondo spessore T1, T2.
Come indicato in precedenza, infatti, le prime porosità del primo spessore T1 dello strato di ossido di alluminio 22 sono vantaggiosamente dotate di una dimensione (cioè di un volume) minore rispetto alle seconde porosità e quindi sono suscettibili di essere riempite con una minore quantità (ovvero con una minore profondità di colorazione) di sostanza colorante 28 rispetto alle seconde porosità, determinando in questo modo la colorazione differente dei solchi e cavità 20 rispetto alla superficie 2 esente da questi ultimi.
Vantaggiosamente, inoltre, anche la diversa orientazione dei solchi e cavità 20 rispetto alla rimanente superficie 2 comporta differenze di riflessione della luce incidente sulla superficie solcata 2’, le quali si traducono in una differente percezione del colore della superficie solcata 2’ medesima ed esaltano maggiormente i solchi e cavità 20.
Un esempio dello strato di ossido 22 colorato è mostrato nella sezione di Figura 5, la quale è stata ottenuta per mezzo di un microscopio ottico a scansione (SEM) tramite analisi degli elettroni retrodiffusi (o “backscattered electrons”, BSE). In particolare, in tale figura è possibile apprezzare la presenza della sostanza colorante 28 (indicata con una colorazione più chiara), la quale è maggiormente concentrata in prossimità della prima faccia 24 dello strato di ossido di alluminio 22.
In una prima variante realizzativa della presente fase di colorazione, lo strato di ossido di alluminio 22 viene colorato per elettrocolorazione.
Più in dettaglio, in tale elettrocolorazione l’articolo in alluminio 1 anodizzato viene immerso in una soluzione acida contenente la sostanza colorante 28, in particolare composta da sali metallici, e successivamente viene sottoposto ad una corrente alternata.
Conseguentemente, all’interno delle porosità dello strato di ossido di alluminio 22 si formano dei depositi metallici, i quali colorano lo strato medesimo con il colore caratteristico del sale metallico usato. Ad esempio, sali metallici di stagno conferiscono una colorazione superficiale scura.
In una seconda variante realizzativa della presente fase di colorazione, lo strato di ossido di alluminio 22 viene colorato per assorbimento di pigmenti organici, ovvero per immersione dell’articolo in alluminio 1 in un bagno contenente una soluzione di pigmenti organici.
Operativamente, tali pigmenti organici vengono assorbiti dallo strato di ossido di alluminio 22 e si depositano all’interno delle porosità legandosi allo strato di ossido di alluminio 22 medesimo attraverso legami chimici (generalmente di tipo covalente o Van Der Waals).
Vantaggiosamente, in tale seconda variante realizzativa della fase di colorazione sono impiegati dei coloranti organici solubili in acqua, aventi elevata solidità alla luce.
Vantaggiosamente, la fase di colorazione dell’articolo in alluminio 1 può avvenire anche attraverso altri metodi di colorazione di tipo noto (ad esempio colorazione per assorbimento inorganica), senza per questo uscire dall’ambito di tutela della presente privativa.
Vantaggiosamente, il metodo in oggetto comprende inoltre, successivamente alla fase di colorazione, una fase di fissaggio dello strato di ossido 22 ed in particolare della sostanza colorante 28 presente nelle sue porosità. Vantaggiosamente, tale fase di fissaggio permette di sigillare le porosità dello stato di ossido di alluminio 22, aumentando la resistenza dell’articolo in alluminio 1 ad attacchi corrosivi.
In una prima variante realizzativa della fase di fissaggio, quest’ultima è realizzata a freddo immergendo l’articolo in alluminio 1 in una soluzione a base di fluoruro di nichel la quale è suscettibile di ostruire le porosità dello strato di ossido di alluminio 22. Operativamente, infatti, nella suddetta prima forma realizzativa della fase di fissaggio il fluoruro di nichel precipita all’interno delle porosità dell’ossido di alluminio 22 e reagisce chimicamente con l’ossido di alluminio 22 medesimo determinando la formazione di idrossifluoruri di alluminio i quali occludono le porosità.
In una seconda variante realizzativa della fase di fissaggio quest’ultima è realizzata a caldo, in cui l’ossido di allumino 22 è posto a contatto con una soluzione acquosa ad alta temperatura (in particolare superiore a 85°C) che determina la trasformazione dell’ossido di allumino 22 medesimo in un composto denominato “pseudo-boehmite”, il quale possiede un volume specifico maggiore dell’ossido si alluminio 22. Conseguentemente, la pseudo-boehmite tende ad espandersi sigillando le porosità.
Vantaggiosamente, il metodo in oggetto può comprendere inoltre una fase di lucidatura della superficie 2 dell’articolo in alluminio 1, la quale prevede l'asportazione di una parte superficiale dello spessore di ossido di alluminio 22, ad esempio dotata di uno spessore 1 o 2 µm.
Vantaggiosamente tale fase di lucidatura è successiva alla fase di ossidazione anodica, più preferibilmente, è successiva alla fase di colorazione ed ancor più preferibilmente è successiva alla fase di fissaggio.
L'invenzione così concepita consente di ottenere gli scopi prefissi.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Metodo di lavorazione superficiale di un articolo in alluminio, il quale è caratterizzato dal fatto di comprendere: ‒ una fase di vibrofinitura di un articolo in alluminio (1), in cui una pluralità di corpi impattanti (30) colpisce almeno una superficie (2) di detto articolo in alluminio (1) e realizza su di essa una pluralità di solchi e cavità (20) definendo una superficie scanalata (2’); ‒ una successiva fase di ossidazione anodica della superficie scanalata (2’) di detto articolo in alluminio (1), generante uno strato di ossido di alluminio (22) colorabile avente: ‒ un primo spessore (T1) di ossido di alluminio (22) in corrispondenza di detti solchi e cavità (20), ed ‒ un secondo spessore (T2) di ossido di alluminio (22) in corrispondenza delle rimanenti regioni di detta superficie (2) esenti da detti solchi e cavità (20); detto primo spessore (T1) essendo inferiore a detto secondo spessore (T2); ‒ una successiva fase di colorazione di detto strato di ossido di alluminio (22) colorabile lungo detti primo e secondo spessore (T1, T2) per colorare il primo spessore (T1) di detto strato di ossido di alluminio (22) con una corrispondente prima profondità di colorazione e per colorare il secondo spessore (T2) di detto strato di ossido di alluminio (22) con una corrispondente seconda profondità di colorazione maggiore della prima profondità.
- 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti corpi impattanti (30) impiegati in detta fase di vibrofinitura sono dotati di una estensione compresa tra 0,5 e 7 cm.
- 3. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta fase di vibrofinitura è protratta per realizzare detti solchi e cavità (20) per un’area compresa tra il 10 ed il 20 % di detta superficie (2).
- 4. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti corpi impattanti (30) impiegati in detta fase di vibrofinitura sono dotati di una durezza maggiore rispetto alla durezza di detto articolo in alluminio (1).
- 5. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti solchi e cavità (20) realizzati in detta fase di vibrofinitura si estendono a partire da detta superficie (2) per una profondità compresa tra 1 e 30 µm.
- 6. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto strato di ossido di allumino (22) realizzato in detta fase di ossidazione anodica, è dotato di una struttura porosa.
- 7. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta fase di colorazione prevede una elettrocolorazione.
- 8. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che detta fase di colorazione prevede una colorazione per assorbimento di coloranti organici di detto strato di ossido di alluminio (22).
- 9. Metodo secondo la rivendicazione 6, 7 o 8, caratterizzato dal fatto di comprendere, successivamente a detta fase di colorazione, una fase di fissaggio di detto strato di ossido di alluminio (22), in cui le porosità di detta struttura porosa vengono sigillate.
- 10. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di lucidatura della superficie (2) di detto articolo in alluminio (1) successiva a detta fase di ossidazione anodica.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2947124A (en) * | 1959-09-08 | 1960-08-02 | Bendix Aviat Corp | Process for tumble finishing |
US4022671A (en) * | 1976-04-20 | 1977-05-10 | Alcan Research And Development Limited | Electrolytic coloring of anodized aluminum |
US4414077A (en) * | 1980-03-26 | 1983-11-08 | Nippon Light Metal Company Limited | Method for production of colored aluminum article |
EP0535457A2 (en) * | 1991-09-30 | 1993-04-07 | Ykk Corporation | Colored article of aluminum or aluminum alloy and method for production thereof |
CN103624636A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-03-12 | 天广消防股份有限公司 | 一种铝及铝合金工件的表面处理工艺 |
CN108161586A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-06-15 | 苏州汇川联合动力系统有限公司 | 一种工件表面处理工艺 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9644283B2 (en) * | 2011-09-30 | 2017-05-09 | Apple Inc. | Laser texturizing and anodization surface treatment |
US9683305B2 (en) * | 2011-12-20 | 2017-06-20 | Apple Inc. | Metal surface and process for treating a metal surface |
US20130153427A1 (en) * | 2011-12-20 | 2013-06-20 | Apple Inc. | Metal Surface and Process for Treating a Metal Surface |
-
2019
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-
2020
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2947124A (en) * | 1959-09-08 | 1960-08-02 | Bendix Aviat Corp | Process for tumble finishing |
US4022671A (en) * | 1976-04-20 | 1977-05-10 | Alcan Research And Development Limited | Electrolytic coloring of anodized aluminum |
US4414077A (en) * | 1980-03-26 | 1983-11-08 | Nippon Light Metal Company Limited | Method for production of colored aluminum article |
EP0535457A2 (en) * | 1991-09-30 | 1993-04-07 | Ykk Corporation | Colored article of aluminum or aluminum alloy and method for production thereof |
CN103624636A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-03-12 | 天广消防股份有限公司 | 一种铝及铝合金工件的表面处理工艺 |
CN108161586A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-06-15 | 苏州汇川联合动力系统有限公司 | 一种工件表面处理工艺 |
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