Zincatura

La zincatura è il processo con cui viene applicato un rivestimento di zinco su un manufatto metallico generalmente di acciaio per proteggerlo dalla corrosione galvanica: esso infatti limita la formazione di micro-celle elettrolitiche ad azione anodica nei bordi di grano.

Lo zinco è meno elettronegativo (cioè meno nobile) dell'acciaio, quindi, in caso di rotture o porosità del film protettivo, esso stesso diventa l'anodo sacrificale nella corrosione elettrolitica e si consuma se c'è chiusura delle linee di campo.

Il processo di zincatura può avvenire secondo queste metodologie:

• zincatura a caldo;
• zincatura a caldo continua;
• zincatura a fuoco;
• zincatura elettrolitica;
• zincatura a freddo;
• zincatura a spruzzo.

Va fatta attenzione al fatto che gli impianti che effettuano i trattamenti a caldo sono detti zincherie mentre quelli galvanici sono detti zincature.

Storia

In Italia il primo impianto di zincatura a caldo viene aperto nel 1883 a Milano per volere di Luigi Origoni. Origoni intuì per primo la necessità di preservare l'acciaio dalla corrosione per aiutare l'industria lombarda a svilupparsi. Per riuscire nel progetto dovette chiamare dall'Inghilterra tecnici in grado di avviare l'impianto.

Zincatura a caldo

Con zincatura a caldo si intende generalmente l'immersione di manufatti in acciaio in un bagno di zinco fuso tenuto mediamente alla temperatura di 450 °C il che determina la ricopertura dell'acciaio con un sottile e resistente strato di zinco , l'acciaio è ricoperto dallo zinco con uno spessore molto superiore alla zincatura elettrolitica, questo è dovuto al metodo di somministrazione dello strato protettivo. Il processo può essere suddiviso nelle seguenti fasi, separate una dall'altra:

• sgrassaggio e decapaggio: ottenuti con tensioattivi e acido cloridrico;
• flussaggio: immersione in soluzione di ammonio cloruro e zinco cloruro;
• zincatura: immersione, dopo preriscaldamento a 100 °C, in vasca di zinco fuso a 450 °C per il tempo necessario a che l'acciaio raggiunga la stessa temperatura dello zinco;
• raffreddamento: in aria o in acqua a cui può seguire un trattamento di passivazione.

L'immissione in piccole e precise dosi di nichel, o ancor meglio di alluminio, nella vasca di zincatura conferiscono al trattamento un migliore controllo sulla reattività dell'acciaio, sul rivestimento applicato e sugli spessori minimi di zinco richiesti dalle normative del settore. L'aggiunta di alluminio permette inoltre di migliorare la resistenza alla corrosione del rivestimento zincato e le sue qualità funzionali ed estetiche. La sostituzione del piombo presente nel bagno di zincatura con il bismuto (basso - fondente) limita un aspetto inquinante del processo, preservando tuttavia le qualità protettive della zincatura.

La vasca che contiene lo zinco fuso è soggetta a un lento e costante processo di erosione, a causa dell'elevata temperatura raggiunta e degli agenti chimici in contatto con le pareti, tra cui fosforo, silicio, zolfo. Lo stato di corrosione è valutabile attraverso tecnologie diagnostiche che elaborano i parametri di spessore della vasca con una sonda ultrasonora rivestita di alluminio e collegata a un computer esterno.

Zincatura a caldo continua

Il processo continuo (Sendzimir) è molto simile a quello a caldo, ma viene effettuato su nastri o fili d'acciaio, permettendo di trattare in maniera continua e rapida grosse quantità di materiale. Il materiale viene srotolato, fatto passare in vasche che effettuano i cicli di preparazione dello stesso, introdotto in un forno che lo porta a una temperatura uniforme ed infine fatto passare per una vasca contenente una lega di zinco ed alluminio, quest'ultimo in percentuale dello 0,17-0,20%, fuso. La vasca può essere riscaldata in vari modi: con le resistenze elettriche, con una cappa e la fiamma a contatto dello zinco oppure con dei bruciatori immersi. Per rimuovere il materiale in eccesso ed uniformare la distribuzione dello zinco ci sono due metodi:

• con dei tamponi in cui viene schiacciato il film, lasciando un sottile strato di rivestimento.
• con delle "lame d'aria", il filo passa attraverso delle "busette" e con l'azoto o con l'aria si rimuove l'eccesso di materiale, questa tecnica è anche detta "tripla zincatura".

Il materiale viene successivamente raffreddato e riavvolto in bobine (per il filo) o coils (per il nastro). La continuità del processo viene ottenuta saldando la coda di un nastro alla testa di quello successivo.

Zincatura elettrolitica

Come in precedenza, innanzitutto il materiale da trattare è adeguatamente preparato (pre-sgrassato, decapato e sgrassato). Subito dopo (e da qui il processo si differenzia di molto dai due precedenti) il materiale è 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.

Zincatura a freddo

La zincatura a freddo non è una zincatura nel senso stretto del termine. Mentre per le sopracitate zincature si ottiene uno strato di zinco metallico, che con le dovute cautele, si può considerare puro, questa tecnica è più assimilabile a una verniciatura. Infatti si parla di vernice a base di resine sintetiche e zinco metallico, in cui la resina fa la parte del legante, mantenuto fluido fino all'applicazione da solventi in genere alifatici. La zincatura a freddo viene applicata come una normale vernice di fondo con il potere antiossidante sempre legato all'azione galvanica dello zinco. La preparazione del supporto da zincare avviene, quindi, come per ogni normale supporto da verniciare:

• asportazione della, eventuale, calamina (tramite sabbiatura o semplice pulizia manuale);
• sgrassatura del supporto (eventualmente necessaria per superfici nuove);
• spolveratura della superficie.

Essendo considerata una vernice di fondo su di essa viene poi passata un'altra verniciatura detta di finitura con cui si dà anche il colore finale alla struttura.

È importante che occhi e pelle non vengano in contatto con il prodotto, non respirarne i vapori e prendere quindi le opportune precauzioni, soprattutto usando bombolette spray in presenza di vento.

Zincatura a spruzzo

La zincatura a spruzzo consiste nello spruzzare lo zinco fuso, finemente polverizzato, sulla superficie dell'acciaio preventivamente sabbiato a metallo bianco. La caratteristica dello zinco è quella di formare uno strato denso ed aderente che ha una bassissima velocità di corrosione. Lo zinco è anodico rispetto al ferro o all'acciaio di base e si corrode sacrificandosi al loro posto proteggendoli dalla ruggine quando il rivestimento viene danneggiato. Essa viene eseguita con pistole aventi un dispositivo di fusione e polverizzazione ed uno di alimentazione del filo di zinco. La fusione è assicurata da un arco elettrico oppure da una pistola a gas (meno usata). Con tale processo si spruzzano anche fili di zinco, alluminio, rame, ottone, bronzo e fili di acciaio inossidabile.

Bibliografia

• Giuseppe Prete, Vincenzo Di paola , "Sicurezza e durabilità strutturale delle costruzioni edilizie", Franco Angeli, 2001, p. 42-44. ISBN 8846426150

Voci correlate

• Sherardizzazione
• Galvanostegia

Altri progetti

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Collegamenti esterni

• Zincatura Elettrolitica, su zincaturabotter.it.
• Zincatura a spruzzo (PDF), su colimet.it. URL consultato il 27 giugno 2009 (archiviato dall'url originale il 16 agosto 2009).
• Zincatura: i processi della zincatura galvanica o elettrolitica, su argos-st.com.