Anodizzazione

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Moschettoni in alluminio anodizzato.

L'anodizzazione (detta anche ossidazione anodica) è un processo elettrochimico non spontaneo mediante il quale uno strato protettivo di ossido di alluminio si forma sulla superficie del materiale trattato e lo protegge dalla corrosione.

Nel materiale avviene una vera e propria trasformazione superficiale: il metallo nudo reagisce con l'ossigeno che si sviluppa durante il processo di elettrodeposizione e forma ossido di alluminio o allumina.

Quando una corrente elettrica fornita da un circuito elettrico esterno (catodo) viene fatta circolare attraverso una cella elettrolitica nella quale l’alluminio immerso in una soluzione acquosa, funge da anodo (polo positivo), gli ioni negativi (anioni) formatisi dalla dissociazione soprattutto dell’ossigeno, migrano, per attrazione tra le cariche opposte, verso l'anodo positivo, l'alluminio, al quale cedono le cariche elettriche che trasportano lo strato depositato sulla superficie risulta essere uno strato di ossido di alluminio formatosi tramite processo elettrolitico.

Lo strato di materiale formato è variabile (normalmente 10 µm), ed esistono due tipi di ossidazione anodica: quella sottile e l'anodizzazione dura. L'anodizzazione sottile comporta uno strato variabile dai 5 ai 20 micron, e quella semi-dura, che comporta uno strato dai 20 ai 30 micron.

I trattamenti di ossidazione anodica hanno un ruolo molto importante nella tecnologia dell’Alluminio. Solo 3 hanno una rilevanza ad livello industriale e sono: con acido cromico introdotto nel 1923 da Bengough e Stuart, con acido ossalico che è stato sviluppato in Giappone ed utilizzato anche in Germania per un paio di decenni ed infine il processo più comune introdotto nel 1927 da Gower e O’Brien che utilizza l’acido solforico. Lo strato di ossido è variabile e viene espresso in micron. La norma UNI 10681/2010 prevede 4 classi di spessore.

CLASSE VALORE MEDIO MIN. IN MICRON IMPIEGO
5 5 micr. Per interni senza manipolazioni frequenti
10 10 micr. Per interni
15 15 micr. Per esterni
20 20 micr. Per esposizione all'atmosfera urbana o marina aggressiva (strato rinforzato)

La qualità e le proprietà dell’ossido anodico dipendono molto dalle condizioni del processo come la concentrazione dell’acido Solforico dalla densità di corrente dalla temperatura del bagno dalla durata del trattamento dal contenuto di alluminio disciolto ecc... Lo strato d’ossido anodico si compone in due parti, la zona porosa esterna, che cresce su di uno strato profondo, molto più sottile, denso e compatto, chiamato barriera. All’inizio del trattamento si ha un leggero aumento delle dimensioni del materiale che viene poi annullato dall’azione del solvente con il procedere dell’ossidazione.

Fasi del ciclo di anodizzazione industriale[modifica | modifica sorgente]

Le varie fasi del processo di ossidazione anodica possono raggrupparsi in tre parti:

  1. trattamenti preliminari;
  2. ossidazione anodica;
  3. trattamenti di finitura.

Per ottenere un buona finitura oltre ad un corretto processo di anodizzazione, l’ossidazione anodica richiede un alto grado di pulizia della superficie da trattare. A questo scopo i trattamenti preliminari effettuati prima del processo di anodizzazione ricoprono un ruolo estremamente importante. I residui di grassi ed oli di lavorazione diminuiscono infatti l’efficacia dell’elettrolita, mentre Imperfezioni superficiali, graffi, ammaccature e righe di estrusione rovinano l’aspetto finale dei manufatti ossidati.

Pretrattamenti chimico-meccanici[modifica | modifica sorgente]

I pretrattamenti possono essere di vario tipo sia chimici come la sgrassatura o la satinatura, sia meccanici come la spazzolatura o la lucidatura, oppure combinati insieme, si possono riassumere così:

  • spazzolatura meccanica: si esegue utilizzando ad esempio spazzole, dischi o nastri abrasivi ed elimina dalla superficie le imperfezioni fisiche che non sarebbero eliminate dai trattamenti chimici;
  • sgrassatura: è un’operazione necessaria in ogni caso per presentare una superficie priva di oli ecc. e quindi uniformemente reattiva nelle fasi di decapaggio o satinatura;
  • decapaggio: la superficie viene leggermente attaccata chimicamente dissolvendo gli strati esterni eliminando grassi, sporco e ossidi già presenti che possono interferire con la formazione del film anodico, rendendo la struttura metallica regolare e adatta a ricevere il trattamento di anodizzazione. Questo trattamento può essere sostituito dalla satinatura che rende opaca e uniforme la superficie;
  • satinatura chimica: può essere utilizzata in alternativa alla satinatura meccanica adatta a finiture uniformemente opache, il risultato dipende molto dalla buona qualità metallurgica e superficiale dei materiali da trattare;
  • neutralizzazione: è il trattamento che serve ad eliminare le tracce dei bagni precedenti.

Ossidazione anodica[modifica | modifica sorgente]

L'anodizzazione è il trattamento elettrochimico che attacca la superficie pretrattata. Il film di ossido che si forma è trasparente ed estremamente poroso, adatto a captare qualsiasi sostanza si avvicini si può infatti facilmente macchiare. A seconda delle esigenze si può quindi passare alla fase di fissaggio mantenendo il colore dell’alluminio oppure dato che la superficie possiede infiniti pori aperti si trova nella condizione ideale per ricevere l’eventuale colorazione.

Trattamenti di finitura[modifica | modifica sorgente]

  • Colorazioni: ne esistono di moltissimi tipi organici e inorganici o elettrocolore a seconda della colorazione che si desidera ottenere. Nel processo di colorazione è essenziale impiegare un metallo di buona qualità;
  • fissaggio: è la fase finale del trattamento di anodizzazione in acqua demineralizzata. Assicura la chiusura dei pori rendendo lo strato anodico vetroso ed impermeabile, aumentandone così la resistenza alla corrosione e alla perdita di colorante. Il risultato di un buon fissaggio dipende dalla durata del trattamento dalla temperatura e dal ph del bagno.
  • oliatura: serve per eliminare la polvere di fissaggio, può essere sostituita da speciali lavaggi sia manuale che non, che da trattamenti di essiccatura /asciugatura.

I cicli di lavoro ovviamente variano a seconda del tipo metallo base da trattare nonché all’applicazione del prodotto finito. Per un’ottima riuscita dell'anodizzazione è di fondamentale importanza la scelta della lega che si andrà a trattare, perché “sbagliare” lega significa generare difetti sui pezzi anche a fronte di un trattamento di anodizzazione eseguito in maniera perfetta.

Scopi del trattamento[modifica | modifica sorgente]

Lo scopo del trattamento è quello di:

  • migliorare la resistenza a corrosione del materiale;
  • aumentare la durezza superficiale;
  • aumentare la resistenza all'usura e all'abrasione;
  • fornire un moderato isolamento termico;
  • migliorare altre caratteristiche come l'incollaggio.
  • puro fattore estetico

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