ITTO990232A1 - Procedimento di galvanizzazione di lamiere di acciaio. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"Procedimento di galvanizzazione di lamiere di acciaio"

La presente invenzione riguarda un procedimento di galvanizzazione di lamiere di acciaio, in particolare di lamiere assemblate quali i pezzi di struttura di autoveicoli che si distinguono per un contenuto particolare di silicio e di fosforo.

E' ben noto che, in tutti i campi dell'industria quali ad esempio l'automobilistico, l'elettromagnetico, l'industria conserviera ..., è necessario proteggere i pezzi di ferro, di ghisa o di acciaio contro la corrosione.

Tra i procedimenti più correntemente utilizzati per attuare questa protezione si può ricordare la galvanizzazione che è nota già da numerose decine di anni.

Questa operazione, che consiste nel ricoprire i pezzi da proteggere di uno strato di protezione a base di zinco, può attuarsi sia mediante immersione in un bagno di zinco fuso (o rivestimento con rullo), sia mediante elettrozincatura. Il deposito, che deve essere di spessore controllato, può o non essere realizzato su tutte le facce del pezzo. Esso è costituito da zinco puro o addizionato di elementi quali a titolo di esempio il nichel, lo stagno, il rame, il piombo, il ferro, il cobalto o anche l'alluminio.

E' in particolare da notare che l'aggiunta di alluminio migliora la brillantezza dei rivestimenti di galvanizzazione, riduce l'ossidazione superficiale dello zinco, migliora la fluidità del bagno e permette di controllare la reazione zinco/ferro che contribuisce ad ottenere lo spessore.

Infatti, per dare soddisfazione, i rivestimenti di galvanizzazione devono avere un aspetto uniforme non marmorizzato e brillante e, inoltre, avere uno spessore omogeneo come regola generale dell'ordine da 10 a 40 μm.

Tra i bagni di galvanizzazione che contengono alluminio, gli specialisti hanno preso l'abitudine di distinguere :

i bagni a basso contenuto di alluminio che contengono circa lo 0,005% di alluminio,

- i bagni con medio contenuto che contengono circa lo 0,2% di alluminio,

- i bagni detti "poligalva" che contengono dallo 0,04% allo 0,05% di alluminio.

Ora, se tutti gli acciai non legati e le ghise malleabili possono subire in forma soddisfacente un trattamento in un bagno di galvanizzazione contenente alluminio, non è la stessa cosa per alcuni acciai legati, in particolare acciai che presentano forti contenuti di silicio o di fosforo: nel caso di tali acciai, l'operazione di galvanizzazione giunge infatti ad ottenere rivestimenti che hanno un aspetto grigio marmorizzato e opaco non soddisfacente dal punto di vista dell'estetica; inoltre, la presenza nell'acciaio da trattare di'contenuti particolari di silicio e di fosforo tende ad accelerare la crescita degli strati di lega zinco-ferro, da cui risulta che i rivestimenti ottenuti sono più spessi e meno resistenti agli urti (rischio di scagliatura sotto urti puntiformi).

E' in particolare da notare che, nel caso degli acciai al silicio, lo spessore del rivestimento di galvanizzazione non è una funzione lineare del contenuto di silicio, come lo prova la curva di Sandelin rappresentata sulla figura 1 che indica le variazioni dello spessore di uno strato di galvanizzazione depositato su un pezzo di acciaio in funzione del contenuto di silicio di questo acciaio.

Secondo questa figura, si possono distinguere due campi separati per un contenuto di silicio dello 0,1%; gli acciai che hanno un contenuto di silicio inferiore a questo limite sono detti "iposandelin" mentre gli acciai che hanno un contenuto di silicio superiore a questo limite sono detti "ipersandelin".

Questa figura dimostra chiaramente che la crescita dello stato di galvanizzazione è assai rapida all'avvicinarsi di un contenuto di silicio eguale allo 0,1%; in questo campo, gli strati formati sono spessi, fragili e grigi.

Per evitare questi fenomeni, si sono definite norme alle quali devono soddisfare gli acciai destinati ad essere galvanizzati, quale la norma NF A 35-503. Questa norma definisce due classi di acciai in funzione del loro contenuto di silicio e di fosforo.

Classe 1; Si <≤ >0,03% e Si 2,5 P ≤ 0,09%.

Classe 2: Si <≤ >0,04% e Si 2,5 P ≤ 0,11%.

Queste classi sono state definite in funzione di elementi statistici di ripartizione dei contenuti di silicio e di fosforo.

E' generalmente ammesso che gli acciai che hanno contenuti di silicio e di fosforo superiori a quelli ricordati non possono essere galvanizzati in forma soddisfacente, tant'è che nel caso degli acciai di Classe 2, quando i contenuti sono vicini ai limiti massimi, possono permanere alcuni rischi di ottenere un rivestimento opaco e marmorizzato più spesso.

E' da notare che l'industrializzazione del procedimento detto di "poligalva" ha permesso, in una certa misura di attenuare questi inconvenienti, senza tuttavia dare completa soddisfazione; inoltre, non è stato finora possibile aumentare il contenuto di alluminio dei bagni di galvanizzazione a percentuali comprese tra lo 0,05% e lo 0,20%, in particolare a causa di problemi di aderenza dei rivestimenti incontrati per tali contenuti di alluminio.

La presente invenzione ha per oggetto di rimediare a questo inconveniente proponendo un procedimento di galvanizzazione di lamiere d'acciaio, in particolare di lamiere assemblate quali pezzi di struttura di autoveicoli che si distinguono per un contenuto particolare di silicio e di fosforo permettendo di ottenere un rivestimento che ha uno spessore omogeneo come pure un aspetto uniforme non marmorizzato e brillante, largamente soddisfacente dal punto di vista estetico.

Conformemente all'invenzione, questo procedimento è caratterizzato dal fatto che in una fase di pretrattamento si immerge il pezzo da trattare in un bagno di pretrattamento detto "bagno di flussaggio" contenente fra 300 e 350 g/1 di cloruro di zinco e tra 100 e 150 g/1 di cloruro d'ammonio ad una temperatura dell'ordine di 378°C in modo da rivestire questo pezzo di uno strato di interfaccia, poi, si immerge il pezzo così rivestito in un bagno di galvanizzazione contenente tra lo 0,05% e lo 0,20% in peso di alluminio ad una temperatura dell'ordine di 440— 450 “C.

Il deposito, conforme all'invenzione, di uno strato di interfaccia, tra la superficie del pezzo da trattare e lo strato di galvanizzazione, permette, in forma sorprendente, di rimediare ai problemi legati all'utilizzazione di bagni di "poligalva", con contenuto di alluminio compreso tra lo 0,05% e lo 0,2%, e porta a ottenere rivestimenti di galvanizzazione aventi uno spessore omogeneo circa compreso tra 10 e 40 Miti che dà completa soddisfazione dal punto di vista dell'aderenza e dell'estetica.

L'esperienza ha permesso di constatare che il pezzo da trattare deve come regola generale essere immerso per circa 30 secondi nel bagno di flussaggio poi per circa 2 a 6 minuti nel bagno di galvanizzazione.

Secondo un'altra caratteristica dell'invenzione, il pH del bagno di flussaggio è compreso tra 2 e 3 ed è preferibilmente dell'ordine di 2,5.

Conformemente ad una caratteristica preferenziale dell'invenzione, si è potuto galvanizzare in forma soddisfacente pezzi di qualsiasi tipo di acciaio ed in particolare di acciaio al silicio e al fosforo mettendo in opera un bagno di flussaggio contenente circa 323 g/1 di cloruro di zinco e circa 122 g/1 di cloruro d'ammonio.

Si è potuto constatare che un tale trattamento preliminare porta ad applicare sul pezzo da trattare uno strato di interfaccia avente la seguente composizione:

40 < Zn < 46%.

54 < NH4C1 < 60%.

L'esperienza ha pure permesso di constatare che il bagno di galvanizzazione deve, preferibilmente, contenere tra lo 0,090% e lo 0,110% in peso di alluminio e, inoltre, è all'occorrenza tra l'l,0 e l'l,5% in peso di piombo.

Per verificare il carattere particolarmente vantaggioso del procedimento conforme all'invenzione, lo si è applicato alla galvanizzazione di pezzi di acciaio che presentano forti contenuti di silicio e di fosforo.

La figura 2 rappresenta le variazioni dello spessore del rivestimento di galvanizzazione così ottenuto (in μm) in funzione del contenuto Si+2,5P (in %) di questi acciai.

Questa figura prova chiaramente che il procedimento conforme all'invenzione permette di ottenere qualunque sia il tipo di acciaio, rivestimenti di spessore omogeneo compreso circa tra 10 e 40 μm .

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di galvanizzazione di lamiere d'acciaio, in particolare di lamiere assemblate quali pezzi di struttura di autoveicoli che si distinguono per un contenuto particolare di silicio e di fosforo, caratterizzato dal fatto che in una fase di pretrattamento, si immerge il pezzo da trattare in un bagno di pretrattamento detto bagno di flussaggio contenente tra 300 e 350 g/1 di cloruro di zinco e tra 100 e 150 g/1 di cloruro d'ammonio ad una temperatura dell'ordine di 38°C, in modo da rivestire questo pezzo di uno strato di interfaccia, poi si immerge il pezzo così rivestito in un bagno di galvanizzazione contenente tra lo 0,05% e lo 0,20% in peso di alluminio ad una temperatura da 440 a 450°C, in modo da ottenere un rivestimento avente uno spessore omogeneo circa compreso tra 10 e 40 μm.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che si immerge il pezzo da trattare nel bagno di flussaggio per circa 30 secondi.
3. 3. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che il pH del bagno di flussaggio è compreso fra 2 e 3 ed è, preferibilmente, dell'ordine di 2,5.
4. 4. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3, caratterizzato dal fatto che il bagno di flussaggio contiene circa 323 g/1 di cloruro di zinco e circa 122 g/1 di cloruro d'ammonio.
5. 5. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 4, caratterizzato dal fatto che si riveste il pezzo da trattare di uno strato di interfaccia avente la seguente composizione: 40 < Zn < 46% 54 < NH4C1 < 60%,
6. 6. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 5, caratterizzato dal fatto che si immerge il pezzo da trattare nel bagno di galvanizzazione per circa 2 a 6 minuti.
7. 7. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni a 1 a 6, caratterizzato dal fatto che il bagno di galvanizzazione contiene tra lo 0,090% e lo 0,110% in peso di alluminio.
8. 8. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 7, caratterizzato dal fatto che il bagno di galvanizzazione contiene tra l'l,0 e l'l,5% in peso di piombo. Si attesta la perfetta conformità del testo che precede.