ITTO20010149A1 - Procedimento di anodizzazione a basso impatto ecologico di un pezzo di alluminio o leghe di alluminio. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Procedimento di anodizzazione a basso impatto ecologico di un pezzo di alluminio o leghe di alluminio"
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un procedimento di anodizzazione di un pezzo (quale ad esempio una parte o un componente di un sistema) di alluminio o leghe di alluminio, intendendo compresi in tale definizione alluminio puro o quasi puro, nonché sue combinazioni in qualunque percentuale con altri elementi.
Più in dettaglio questo procedimento prevede di utilizzare il pezzo sopra menzionato quale anodo di una cella elettrolitica in presenza di una soluzione acquosa acida, così da formare sulla superficie del pezzo uno strato di ossido di alluminio.
Tale strato conferisce migliori proprietà di resistenza alla corrosione, e di aderenza di vernici, leganti adesivi e altri rivestimenti organici idonei a migliorare l'aspetto o la resistenza alla corrosione del pezzo finito.
Convenzionalmente, tale soluzione acida comprende essenzialmente acido solforico ad elevata concentrazione o acido cromico, quest'ultimo essendo il composto prevalentemente utilizzato in campo aeronautico.
Scopo della presente invenzione è quello di fornire un procedimento di anodizzazione di minore impatto ecotossicologico rispetto a quelli noti, consentendo di fare a meno dell'utilizzo di acido cromico, pur con l'ottenimento di pezzi anodizzati aventi proprietà perlomeno equivalenti a quelle dei pezzi ottenuti per via convenzionale.
Secondo l'invenzione tale scopo viene raggiunto grazie ad un procedimento di anodizzazione del tipo indicato all'inizio della presente descrizione e caratterizzato dal fatto che detta soluzione acquosa acida contiene da 10 a 200 g di acido solforico e da 5 a 200 g di acido L(+)-tartarico per litro di soluzione.
Il procedimento dell'invenzione presenta il vantaggio di eliminare o comunque fortemente ridurre la produzione di effluenti, in particolare quelli contenenti composti del cromo, senza provocare la formazione di altri materiali di scarto aventi particolare carattere di tossicità o pericolosità.
Il procedimento dell'invenzione presenta inoltre il vantaggio di avere un tempo ciclo inferiore di circa il 40% a quello dell'analogo procedimento che prevede l'utilizzo di acido cromico, con l'ottenimento di pezzi anodizzati di caratteristiche perlomeno equivalenti se non superiori. Conseguentemente, il procedimento dell'invenzione consente di ottenere una notevole riduzione dei costi di esercizio, grazie al fatto che determina minori costi per il trattamento degli effluenti e comporta un tasso di consumo decisamente inferiore dei vari prodotti chimici utilizzati per il reintegro dei bagni, che hanno una vita di esercizio superiore a quelli utilizzati nei procedimenti noti.
Preferibilmente la soluzione acquosa acida del procedimento dell'invenzione contiene da 20 a 80 g di acido solforico e da 30 a 120 g di acido L(+)-tartarico per litro di soluzione.
Sempre preferibilmente la soluzione acquosa è mantenuta durante il trattamento dì anodizzazione ad una temperatura compresa fra quella ambiente e 120°C e, ancora più preferibilmente, fra 25 e 35°C Preferibilmente la cella elettrolitica, in cui è effettuato il procedimento dell'invenzione, è sottoposta ad una tensione compresa fra 1 e 120 V, e, ancora più preferibilmente, fra 10 e 30 V.
Vantaggiosamente il procedimento dell<1 >invenzione ha una durata compresa fra 5 e 120 minuti, e preferibilmente fra 5 e 30 minuti.
Il procedimento di anodizzazione è generalmente preceduto da un trattamento di pulizia e/o disossidazione del pezzo da anodizzare e può essere seguito da un trattamento di sigillatura ed eventuale risciacquo del pezzo anodizzato. In linea di principio tali trattamenti sono di tipo convenzionale e del tutto trasparenti nei riguardi della presente invenzione e possono essere scelti indifferentemente fra quelli conosciuti a questo scopo dal tecnico del ramo.
Vantaggiosamente il pezzo presenta, al termine del trattamento di anodizzazione, uno strato superficiale ossidato di spessore compreso fra qualche micrometro ed alcune decine di micrometri.
Vengono ora forniti, a titolo meramente illustrativo e non limitativo, esempi di procedimento di anodizzazione secondo l'invenzione, nonché un esempio di confronto realizzato con tecniche convenzionali .
ESEMPIO 1
Anodizzazione con acido solfo-tartarico di lega di alluminio della serie 2000
Un pezzo (in lega di alluminio serie 2000 di dimensioni pari a 150*100*1 mm) è dapprima sottoposto in modo convenzionale a trattamenti di pulizia e disossidazione, quali sgrassaggio per immersione per circa 10 minuti, risciacquo per immersione in acqua potabile per circa 3 minuti, decapaggio/disossidazione per immersione per circa 10 minuti e risciacquo per immersione in acqua potabile preferibilmente seguito da un ulteriore risciacquo per immersione in acqua deionizzata per un tempo globale di circa 3 minuti.
Il pezzo è quindi utilizzato quale anodo di una cella elettrochimica, in cui il catodo è costituito da acciaio resistente alla corrosione tipo AISI 321 e di superficie pari o superiore a quella da ossidare ed in presenza di una soluzione acquosa acida contenente 45 g di acido solforico e 80 g di acido L(+)-tartarico per litro di soluzione e mantenuta ad una temperatura compresa fra 30 e 35 °C. Il pezzo è mantenuto completamente immerso entro la soluzione acida.
La tensione elettrica viene innalzata da un valore iniziale di 0 V ad un valore di 18 V con una velocità dell'ordine di 3,6 V/min. Il valore finale di tensione è mantenuto per 25 minuti, ottenendo sul pezzo, al termine di trattamento di anodizzazione, uno strato ossidato di spessore circa pari a 5 μπι.
Il pezzo anodizzato è poi sottoposto a trattamenti in sé convenzionali, quali risciacquo con acqua potabile preferibilmente seguito da un ulteriore risciacquo con acqua deionizzata per un tempo globale di immersione di circa 3 minuti e sigillatura per immersione per circa 45 minuti. Il pezzo è poi essiccato con aria, in particolare a bassa temperatura, qualora all'ossido siano richieste elevate caratteristiche di adesività.
Le proprietà di tale ossido sono indicate nella tabella I.
ESEMPIO 2
Anodizzazione con acido solfo-tartarico di lega di alluminio della serie 7000
Un pezzo (in lega dì alluminio serie 7000 di dimensioni pari a 150*100*1 mm) è dapprima sottoposto in modo convenzionale a trattamenti di pulizia e disossidazione, analoghi a quelli descritti con riferimento all'esempio 1.
Il pezzo è quindi utilizzato quale anodo di una cella elettrochimica, in cui il catodo è costituito da acciaio resistente alla corrosione tipo AISI 321 e di superficie pari o superiore a quella da ossidare ed in presenza di una soluzione acquosa acida contenente 45 g di acido solforico e 80 g di acido L (+)-tartarico per litro di soluzione e mantenuta ad una temperatura compresa fra 30 e 35 °C. Il pezzo è mantenuto completamente immerso entro la soluzione acida.
La tensione elettrica viene innalzata da un valore iniziale di 0 V ad un valore di 15 V con una velocità dell'ordine di 3 V/min. Il valore finale di tensione è mantenuto per 25 minuti, ottenendo sul pezzo, al termine di trattamento di anodizzazione, uno strato ossidato di spessore circa pari a 5 μπι.
Il pezzo anodizzato è poi sottoposto a trattamenti in sé convenzionali di risciacquo e sigillatura, analoghi a quelli descritti con riferimento all'esempio 1.
Le proprietà dello strato di ossido ottenuto sono indicate nella tabella I.
ESEMPIO 3
Anodizzazione con acido solfo-tartarico di alluminio placcato o puro
Un pezzo (in lega di alluminio placcato o in alluminio puro di dimensioni pari a 150*100*1 mm) è dapprima sottoposto in modo convenzionale a trattamenti di pulizia e disossidazione, analoghi a quelli descritti con riferimento all'esempio 1.
Il pezzo è quindi utilizzato quale anodo di una cella elettrochimica, in cui il catodo è costituito da acciaio resistente alla corrosione tipo AISI 321 e di superficie pari o superiore a quella da ossidare ed in presenza di una soluzione acquosa acida contenente 45 g di acido solforico e 80 g di acido L(+)-tartarico per litro di soluzione e mantenuta ad una temperatura compresa fra 30 e 35 °C. Il pezzo è mantenuto completamente immerso entro la soluzione acida.
La tensione elettrica viene innalzata da un valore iniziale di 0 V ad un valore di 15 V con una velocità dell'ordine di 3 V/min. Il valore finale di tensione è mantenuto per 25 minuti, ottenendo sul pezzo, al termine di trattamento di anodizzazione, uno strato ossidato di spessore circa pari a 5 μm.
Il pezzo anodizzato è poi sottoposto a trattamenti in sé convenzionali di risciacquo e sigillatura, analoghi a quelli descritti con riferimento all'esempio 1.
Le proprietà dello strato di ossido ottenuto sono indicate nella tabella I.
ESEMPIO 4 (Confronto)
Anodizzazione con acido cromico
Un pezzo (in lega di alluminio placcato o in alluminio puro di dimensioni pari a 150*100*1 mm) è dapprima sottoposto in modo convenzionale a trattamenti di pulizia e disossidazione, analoghi a quelli descritti con riferimento all'esempio 1.
Il pezzo è quindi utilizzato quale anodo di una cella elettrochimica, in cui il catodo è costituito da acciaio resistente alla corrosione tipo AISI 321 e di superficie pari o superiore a quella da ossidare ed in presenza di una soluzione acquosa acida contenente 65 g di acido cromico e mantenuta ad una temperatura compresa fra 35 e 40 °C. Il pezzo è mantenuto completamente immerso entro la soluzione acida.
La tensione elettrica viene innalzata da un valore iniziale di 0 V ad un valore di 40 V con una velocità dell'ordine di 5 V/min. Il valore finale di tensione è mantenuto per 45 minuti, ottenendo sul pezzo, al termine di trattamento di anodizzazione, uno strato ossidato di spessore circa pari a 3 μπι.
Il pezzo anodizzato è poi sottoposto a trattamenti in sé convenzionali di risciacquo e sigillatura, analoghi a quelli descritti con riferimento all'esempio 1.
Le proprietà dello strato di ossido ottenuto sono indicate nella tabella I.
TABELLA I
Confrontando i risultati delle prove effettuate sui pezzi degli esempi dell'invenzione e di confronto, si constata che il procedimento dell'invenzione produce ossidi aventi proprietà superiori a quelle degli ossidi ottenuti con i procedimenti convenzionali. Inoltre il procedimento dell'invenzione offre vantaggi ecologici collegati alla diversa tipologia dei prodotti usati, ed è di durata significativamente inferiore.
Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto a puro titolo esemplificativo, senza per questo uscire dal suo ambito. In particolare la soluzione acquosa acida potrà contenere oltre ad acido solforico e acido tartarico qualsiasi altro componente o combinazione di componenti compatibile con questi ultimi.
Claims (7)
- RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di anodizzazione di un pezzo di alluminio o leghe di alluminio, che prevede di utilizzare detto pezzo quale anodo di una cella elettrolitica in presenza di una soluzione acquosa acida, detto procedimento essendo caratterizzato dal fatto che detta soluzione acquosa acida contiene da 10 a 200 g di acido solforico e da 5 a 200 g di acido L(+)-tartarico.
- 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta soluzione acquosa acida contiene da 20 a 80 g di acido solforico e da 30 a 120 g di acido L(+)-tartarico per litro di soluzione .
- 3. Procedimento secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detta soluzione è mantenuta durante il trattamento di anodizzazione ad una temperatura compresa fra quella ambiente e 120°C e preferibilmente fra 25 e 35°C.
- 4. Procedimento secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detta cella elettrolitica è sottoposta ad una tensione compresa fra 1 e 120 V, e preferibilmente fra 10 e 30 V.
- 5 . Procedimento secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che ha una durata compresa fra 5 e 120 minuti, e preferibilmente fra 5 e 30 minuti.
- 6. Procedimento secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che è preceduto da un trattamento di pulizia, disossidazione e risciacquo del pezzo da anodizzare.
- 7. Procedimento secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che è seguito da un trattamento di risciacquo e di sigillatura del pezzo anodizzato.
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