PREPARAZIONE DELLE SUPERFICI E SCELTA PER LE DIVERSE APPLICAZIONI

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1 PREPARAZIONE DELLE SUPERFICI E SCELTA PER LE DIVERSE APPLICAZIONI (PRIMA PARTE) Pubblichiamo il testo realizzato da Condoroil per il corso di formazione dedicato agli addetti al trattamento delle superfici 10 ANNO XIV N.56 NOVEMBRE 2008

2 PREMESSA Nel settore della verniciatura di superfici metalliche è di primaria importanza, prima di definire un ciclo di pretrattamento, avere ben chiari alcuni concetti fondamentali sulla base dei quali sarà poi possibile definire l impianto, le soluzioni chimiche, la tipologia di vernice più adatti ad ottenere un manufatto verniciato di buona qualità. I parametri principali che l utilizzatore dovrà evidenziare sono i seguenti. Natura del materiale da processare Definiremo, pertanto, nelle pagine seguenti le caratteristiche dei principali materiali che subiscono un pretrattamento alla verniciatura ovvero verrano descritti: materiali ferrosi, alluminio estruso o presso fuso, zama, ferro zincato. Forma del materiale da processare Le dimensioni e soprattutto la forma dei particolari da trattare (per esempio la presenza di punti ciechi) determinano la scelta dell impianto di trattamento più idoneo e di conseguenza del prodotto chimico più adatto al processo. Tipologia del contaminante da rimuovere In funzione del tipo di superficie, dell inquinante presente, di eventuali ossidazioni, di presenza o meno di zone interessate da trasformazioni superficiali in seguito a fenomeni di riscaldamento (esempio taglio laser, saldature) definiremo quali cicli di pretrattamento potranno essere efficaci nella corretta preparazione delle superfici. Destinazione finale del manufatto L utilizzatore dovrà conoscere la destinazione ultima del manufatto verniciato poiché in funzione del fatto che i pezzi di produzione vengano impiegati in ambienti interni o esterni si dovranno selezionare cicli di pretrattamento e tipologie di vernici più complessi e specifici. Ore di resistenza di nebbia salina richieste da capitolati esistenti o dal cliente Tali specifiche sono importantissime nella scelta di un ciclo di pretrattamento poichè in funzione della severità o meno del capitolato esistente verrano scelte delle soluzioni di pretrattamento ed una tipologia di impianto dedicato più o meno complessa. Produzione singola o mista E molto importante da parte dell utilizzatore avere ben chiari, fin dal principio, le differenti tipologie di materiale che dovrà processare contemporaneamente all interno dell impianto di pretrattamento. Tale situazione è quella che si verifica presso i cosiddetti contoterzisti, o presso quelle aziende che producono propri manufatti aventi però metalli misti da processare. In tale caso definiremo i più comuni cicli misti e le potenzialità relative nei confronti dei singoli materiali. Nelle pagine seguenti verranno pertanto dettagliati tutti i punti sopra descritti in modo tale da offrire all utilizzatore delle basi concrete, mediante le quali districarsi nel- METAL CLEANING & FINISHING 11

3 l ampio panorama di proposte chimiche ed impiantistiche che attualmente il mercato di settore offre. NATURA E FORMA DEL MATERIALE DA LAVARE La natura del materiale che dovrà essere sottoposta ad un ciclo di pretrattamento alla verniciatura è di fondamentale importanza al fine di selezionare la corretta tipologia di ciclo e di prodotti chimici relativi. Nell industria meccanica, automobilistica ed edilizia i materiali con cui si ha più spesso a che fare sono: acciaio al carbonio (ferro e ghisa) acciaio inossidabile alluminio e sue leghe (es. zama) rame e ottone zinco (più comunemente ferro zincato). Acciai al carbonio (comunemente chiamati ferro) Tale materiale è sicuramente il più utilizzato nei più disparati settori grazie al suo costo ridotto come materia prima e alla sua elevata lavorabilità. Manufatti in ferro possono essere mobili metallici, veicoli industriali, macchine agricole, ventilatori, radiatori, etc Il ferro è un materiale che chimicamente non presenta difficoltà in fase di pretrattamento alla verniciatura, ma è tuttavia importante definire, in fase di messa a punto del ciclo di lavorazione, la qualità del manufatto verniciato che si desidera ottenere. Acciai al carbonio (ghisa) Gli acciai al carbonio alto legati, ovvero quelli in cui il tenore in carbonio è superiore al 2%, vengono comunemente indicati come ghise. Quest ultime venivano un tempo impiegate nella realizzazioni di radiatori, ormai sostituiti da quelli in alluminio. Oggi, invece, vengono ancora grandemente utilizzate nelle fusioni di corpi pompa, valvolame, etc. La ghisa rispetto al ferro, in seguito all elevato tenore di carbonio, presenta un elevata tendenza all ossidazione, pertanto i cicli destinati a tale materiale dovranno essere il più possibile protettivi. Acciai Inossidabili Gli acciai inossidabili, sono costituiti da una lega Ferro - Carbonio contenente altri elementi metallici in lega quali cromo, nichel, molibdeno, etc. Nonostante siano materiali con un elevata resistenza intrinseca all ossidazione, sono decisamente ostici in fase di verniciatura a causa della loro lucentezza derivante da una superficie estremamente liscia. 12 ANNO XIV N.56 NOVEMBRE 2008

4 Alluminio e sue leghe L alluminio è uno dei materiali più diffusi nel settore dell edilizia grazie alle sua elevata resistenza agli agenti atmosferici. Normalmente nel settore degli estrusi per edilizia (serramenti) vengono utilizzate leghe di alluminio con una purezza molto elevata. Nel settore degli accessori per edilizia, invece, vengono utilizzzate leghe di alluminio con una purezza minore e contenenti elevate percentuali di silicio (leghe per pressofusione utlizzate per le maniglie) o zinco e magnesio (zama utlizzate per alcune parti accessorie del serramento). Maggiore è la purezza della lega di alluminio utilizzata, maggiore è la qualità del manufatto verniciato, in quanto le impurezze presenti in lega facilitano fenomeni di corrosione filiforme sottostante al film di vernice, con conseguente distacco del film stesso. A volte i problemi relativi alla formazione di blister e conseguente distacco del film di vernice, nel caso delle pressofusioni, sono originati dalla solubilizzazione dei gas (quali l idrogeno) all interno della matrice del materiale, e dalla successiva degasificazione che avviene in maniera del tutto indesiderata durante le operazioni di cottura della vernice. Alcuni utlizzatori, per far fronte a tale inconveniente deleterio, predispongono vere e proprie stazioni di degasificazione durante il pretrattamento per favorire la fuoriuscita dei gas prima della fase di verniciatura. Dato l utilizzo finale di questi materiali verniciati, ovvero in esposizione agli agenti atmosferici, i cicli di pretrattamento alla verniciatura sono spesso decisamente complessi. Rame e leghe (ottone) I cicli di pretrattamento alla verniciatura di tali materiali non sono molto diffusi ed il più delle volte vengono utlizzate soluzioni ibride idonee ai materiali ferrosi, poichè in genere questi ultimi sono i materiali prevalenti in una produzione mista. Zinco Diffusissimo nel settore dell industria meccanica e nell edilizia è il ferro zincato. Normalmente viene utilizzato un supporto ferroso, normalmente coils, sul quale viene deposto uno strato di zinco mediante processi quali: la zincatura a caldo in cui si verifica l immersione del coil in un bagno di zinco fuso, o la zincatura elettrolitica in cui, su manufatti in ferro di diversa natura, viene deposto per via elettrolitica un film di zinco. La difficoltà nel preparare tali superfici, soprattutto quelle zincate a caldo, è nota nel settore. Il problema fondamentale riscontrato nella verniciatura di tali materiali è la scarsa aderenza del film di vernice ed inoltre la modesta resistenza del manufatto verniciato al test della nebbia salina. Molto spesso la mancanza di reattività nei confronti del pretrattamento nasce a monte, ovvero in seguito ai processi di passivazione cromica dei coils zincati effettuati per proteggere il materiale durante lo stoccaggio ed il successivo trasporto. Altre cause che possiamo indicare come fonte di problemi in fase di preparazione di tali superfici possono essere ricercate anche nella presenza di altri metalli quali antimonio o piombo, per esempio, che vengono in genere additivati nei bagni di zinco fuso. METAL CLEANING & FINISHING 13

5 FORMA DEL MATERIALE DA LAVARE Dalla forma del materiale da processare dipende, indipendentemente dal tipo di supporto, la tipologia di impianto. Manufatti molto grandi con punti ciechi diffusi (ad esempio ventilatori industriali, etc) sono destinati ad essere trattati con impianti ad immersione in modo tale che la soluzione possa entrare in contatto con tutte le parti degli oggetti da trattare anche quelle più nascoste. Analogamente il processo di verniciatura che seguirà sarà il più delle volte eseguito mediante immersione in bagni di anaforesi o cataforesi. Manufatti di medie dimensione potranno, invece, vantaggiosamente essere trattati con impianti operanti a spruzzo. Con questi ultimi si potranno utilizzare volumi di bagni di pretrattamento decisamente più contenuti, normalmente variabili dai 3000 litri ad un massimo di litri, contro almeno litri di soluzione che generalmente si adottano in impianti ad immersione per manufatti decisamente grandi. Inoltre l impianto a spruzzo, operante in genere con pressioni di almeno 1-1,3 bar, fornisce un elevata azione meccanica che consente la rimozione degli inquinanti presenti sui particolari con una maggior efficacia se confrontata con quella dell impianto ad immersione. In quest ultimo infatti sarà fondamentale la scelta delle soluzioni chimiche, soprattutto quella dello sgrassaggio; si dovranno infatti utilizzare prodotti chimici aventi un elevata affinità con gli inquinanti presenti sui pezzi poichè la mancanza di azione meccanica sarà altrimenti penalizzante ai fini della corretta preparazione delle superfici. Infine, particolari molto piccoli, ad esempio minuteria e manigliame potranno essere pretrattati in impianti operanti a rotobarile, per raggiungere elevate produttività, ed in seguito verniciati a polvere dopo essere stati appesi ad opportuni ganci portapezzi. (continua) 14 ANNO XIV N.56 NOVEMBRE 2008

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