ITAN20120133A1 - Processo di zincatura elettrolitica esente dalla formazione di idrogeno. - Google Patents
Processo di zincatura elettrolitica esente dalla formazione di idrogeno. Download PDFInfo
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Description
DESCRIZIONE
“Processo di zincatura elettrolitica esente dalla formazione di idrogeno†.
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente domanda di brevetto per invenzione industriale ha per oggetto un processo di zincatura elettrolitica esente dalla formazione di idrogeno.
Come à ̈ noto la zincatura à ̈ il processo con cui viene applicato un rivestimento di zinco su un manufatto metallico, generalmente di acciaio, per proteggerlo dalla corrosione galvanica .
Il processo di zincatura può avvenire secondo diverse metodologie, come ad esempio :
<•>zincatura a caldo;
<•>zincatura elettrolitica;
Con la zincatura a caldo si intende generalmente l'immersione in zinco fuso tenuto mediamente alla temperatura di 455 °C; in questa fase lo zinco, oltre a ricoprire l'acciaio, ne entra anche in lega con lo strato superficiale, conferendo resistenza meccanica e il giusto grip al materiale trattato. Il processo può essere suddiviso nelle seguenti fasi, separate una dall'altra:
<•>decapaggio e sgrassaggio, ottenuti con acido cloridrico e tensioattivi a temperatura ambiente;
<•>flussaggio: immersione in soluzione di ammonio cloruro e zinco cloruro;
<•>zincatura: immersione, dopo preriscaldamento a 100 °C, in vasca di zinco fuso a 455 °C per il tempo necessario a che l'acciaio raggiunga la stessa temperatura dello zinco.
Nel caso di zincatura elettrolitica, come in precedenza, innanzitutto il materiale da trattare viene adeguatamente preparato (pre-sgrassato, decapato e sgrassato);subito dopo (e da qui il processo si differenzia di molto dal precedente ) il materiale à ̈ immerso in una soluzione elettrolitica contenente sali di zinco. Viene infine creato un passaggio di corrente tra il pezzo e la soluzione che fa depositare lo zinco metallico sulla superficie del pezzo stesso.
Il processo di zincatura secondo il trovato à ̈ di tipo elettrolitico ed à ̈ stato appositamente ideato per evitare che durante il processo di zincatura si determini la formazione spontanea di idrogeno, fenomeno alquanto frequente ed alquanto deleterio, poiché capace causare un infragilimento dei pezzi sottoposti a trattamento di zincatura.
Per porre rimedio a questo problema, tutt’altro che trascurabile, viene oggi consigliato di sottoporre i pezzi in uscita dal trattamento di zincatura ad un successivo ed immediato trattamento termico chiamato deidrogenazione . Nel trattamento di deidrogenazione il materiale appena zincato viene portato, entro le quattro ore e preferibilmente entro un’ora dall’intervenuto rivestimento elettrolitico, ad una temperatura attorno ai duecento gradi centigradi per un tempo minimo di due ore.
La stessa normativa ISO 9588 consiglia di effettuare detto processo di deidrogenazione prima del trattamento di cromatazione (o passivazione), al fine di evitare la perdita di efficacia della stessa, dal momento che tutte le passivazioni, determinanti per la resistenza a nebbia salina ( comparsa di focolai bianchi), possono subire uno shock termico non superiore ai 190 °C – 220 °C.
Inoltre tale normativa consiglia che il trattamento di deidrogenazione abbia una durata di almeno quattro ore, al fine di poter uniformare il più possibile la temperatura dei particolari sottoposti a trattamento.
In ogni caso, detto trattamento di deidrogenazione attenua l’effetto di infragilimento da idrogeno, ma, come confermato anche dalla norma UNI EN ISO 4042:2003, l’eliminazione completa dell’infragilimento da idrogeno non può essere assicurata.
Come sopra accennato scopo principale della presente invenzione à ̈ quello di ideare un nuovo processo di zincatura elettrolitica in cui tutte le fasi del trattamento siano esenti dal rischio di poter provocare la formazione spontanea di idrogeno, così da rendere superfluo qualsiasi tipo di trattamento successivo di deidrogenazione
Questo obiettivo à ̈ stato completamente raggiunto grazie al nuovo processo di zincatura elettrolitica secondo il trovato, le cui caratteristiche innovative salienti sono puntualizzate nelle allegate rivendicazioni .
Per conseguire l’obiettivo perseguito à ̈ stato necessario introdurre cambiamenti, rispetto ad un processo di zincatura elettrolitica convenzionale, sia con riferimento alla fase preparatoria di pulizia dei pezzi da sottoporre a trattamento galvanico, sia con riferimento alla fase finale di trattamento galvanico vero e proprio.
A questo proposito si ricorda che in un processo convenzionale di zincatura elettrolitica , detta fase di preparazione include un primo trattamento di sgrassatura chimica anodica, seguito da un secondo trattamento di sgrassatura elettrolitica, mediante un liquido alcalino sottoposto ad una tensione di 10/12 volts per circa due minuti.
Ebbene nel processo di zincatura secondo il trovato questi due successivi trattamenti di sgrassatura sono stati eliminati e sostituti da altri, dal momento che à ̈ stato rilevato che gli stessi favorivano la formazione indesiderata di idrogeno, tendente ad infiltrarsi e ristagnare negli interstizi interni e superficiali del pezzo, provandone l’anzidetto infragilimento. Nel processo di zincatura secondo il trovato il materiale viene sgrassato per effetto di un azione combinata di natura meccanica e chimica, dal momento che il cestone girevole -cosiddetto in gergo rotobarile – carico dei pezzi da avviare al fase finale di zincatura galvanica, viene immerso per un tempo prefissato in una vasca contenente sostanze sgrassanti chimiche, capaci di effettuare una pulizia dei pezzi senza intaccarne minimamente le caratteristiche di resistenza meccanica .
Detta azione meccanica deriva dal rimescolamento continuo e caotico dei pezzi all’interno del rotobarile.
Il processo di zincatura secondo il trovato si differenzia anche per l’attuazione della fase di decapaggio che rientra sempre nei vari trattamenti preparatori alla fase finale di zincatura galvanica vera e propria.
La vasca di decapaggio utilizzata nei processi di zincatura convenzionali presenta una alta concentrazione ( oltre il 30%) di acido ( nella fattispecie cloridrico e solforico) ad una temperatura di circa 35-45 °C , mentre la concentrazione acida nella vasca di decapaggio utilizzata nel processo di zincatura secondo il trovato scende a valori del 10% circa , ed a una temperatura ambiente di lavoro .
Nella fase finale di zincatura sono stati invece selezionati particolari valori performanti dei vari parametri che caratterizzato questa fase, come ad esempio la durata , la temperatura ed il PH del bagno, la concentrazione dei cloruri e degli acidi presenti in detto bagno , la tensione di lavoro dei raddrizzatori .
Più precisamente i valori delle grandezze selezionati sono i seguenti :
- tensione di lavoro dei raddrizzatori non superiore a 6 volts;
- tempo di permanenza in vasca variabile da 45 a 120 minuti;
- temperatura massima del bagno galvanico compresa fra 35/40 °C;
- PH del bagno tra 5,5 e 6;
- concentrazione di cloruro di potassio in vasca compresa fra 150/180 gr/lt;
- concentrazione di cloruro di zinco compresa fra 35/50 gr/lt;
- concentrazione acido borico compresa fra 20/30 gr/lt. In definitiva si può sintetizzare dicendo che il processo di zincatura secondo il trovato comprende una fase di preparazione dei pezzi ed una fase di zincatura galvanica finale, dove la fase di preparazione si caratterizza per il fatto di comprendere :
- un trattamento di sgrassatura meccanica-chimica, nel corso del quale il “rotobarile†carico dei pezzi viene immerso in una vasca contenente sostanze sgrassanti chimiche, di per sé note ai tecnici del settore , nella quale oltre alla presenza del 30 – 40 % (del volume di liquido presente in vasca) di soda caustica sono presenti sostanze chimiche quali ad esempio tensioattivi, atti ad eliminare svariati tipi di olii .
- un successivo trattamento di decapaggio nel corso del quale il “rotobarile†carico dei pezzi viene immerso in una vasca contenente acido cloridrico in concentrazione del 10% circa, a temperatura ambiente , per un tempo di 7/12 minuti..
D’altro canto la fase finale di zincatura galvanica si caratterizzare per il fatto che :
- la tensione di lavoro dei raddrizzatori non à ̈ superiore a 6 volts;
- il tempo di permanenza in vasca varia da 45 a 120 minuti;
- la temperatura massima del bagno galvanico à ̈ 35/40 °C;
- il PH del bagno à ̈ tra 5,5 e 6;
- la concentrazione di cloruro di potassio in vasca à ̈ 150/180 gr/lt;
- la concentrazione di cloruro di zinco à ̈ 35/50 gr/lt; - la concentrazione acido borico à ̈ 20/30 gr/lt.
Claims (2)
- RIVENDICAZIONI 1) Processo di zincatura che comprende una fase di preparazione dei pezzi ed una fase di zincatura galvanica finale, dove la fase di preparazione si caratterizza per il fatto di prevedere : - un trattamento di sgrassatura meccanica-chimica, nel corso del quale il “rotobarile†carico dei pezzi viene immerso in una vasca contenente sostanze sgrassanti chimiche; - un successivo trattamento di decapaggio nel corso del quale il “rotobarile†carico dei pezzi viene immerso in una vasca contenente acido cloridrico in concentrazione non superiore al 10%, a temperatura ambiente , per un tempo di 7/12 minuti; e dove la fase di zincatura galvanica à ̈ caratterizzata per il fatto che : - la tensione di lavoro dei raddrizzatori non à ̈ superiore a 6 volts; - il tempo di permanenza in vasca varia da 45 a 120 minuti; - la temperatura massima del bagno galvanico à ̈ compresa fra 35/40 °C; - il PH del bagno à ̈ compreso fra 5,5 e 6; - la concentrazione di cloruro di potassio in vasca à ̈ compresa fra 150/180 gr/lt; - la concentrazione di cloruro di zinco à ̈ compresa fra 35/50 gr/lt; - la concentrazione di acido borico à ̈ compresa fra 20/30 gr/lt.
- 2) Processo di zincatura, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato per il fatto che detto trattamento di sgrassatura meccanico-chimica avviene immergendo il “rotobarile†in una vasca in cui à ̈ presente il 30-40% (del volume di liquido presente in vasca) di soda caustica e tensioattivi atti ad eliminare vari tipi di oli.
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