Cos’è la passivazione dei metalli?
La passivazione dei metalli è un fenomeno di natura elettrochimica che consente ai materiali di resistere agli agenti corrosivi. Infatti, attraverso questo processo si crea un film protettivo sulle superfici dei metalli, che è fondamentale per prevenire o rallentare la formazione della corrosione. La reazione ossidativa è molto spiacevole, perché comporta complicazioni a livello estetico e tecnico agli oggetti metallici. Alcuni materiali sono in grado di produrre in autonomia la passivazione e – nonostante sia un fenomeno presente in natura – talvolta è necessario intervenire in maniera artificiale per ripristinare la patina protettiva.
Per questa ragione, è possibile effettuare questo processo elettrochimico su materiali come il rame e il ferro, ma anche su altri metalli come il nichel, lo zirconio alluminio, il titanio e l’acciaio inox. La passivazione dei metalli è un trattamento molto frequente nel settore metallurgico. In particolare, viene utilizzato per rimuovere i composti contaminanti oppure per promuovere la formazione istantanea della pellicola protettiva su una superficie metallica appena creata, come nel caso della lavorazione meccanica o della molatura. È possibile effettuare la passivazione dei metalli sia in fase di produzione del materiale sia in un momento successivo, quando le proprietà di inossidabilità si riducono notevolmente.
Infatti, alcuni trattamenti termici – come la ricottura e la saldatura – e meccanici – come l’abrasione, la pallinatura e la sabbiatura – possono rompere il film del metallo che stava proteggendo la sua superficie dagli agenti esterni. Anche alcuni componenti corrosivi possono compromettere notevolmente la protezione dei metalli e favorire l’insorgenza di processi ossidativi, rovinando la struttura. La passivazione dei metalli può avvenire solo in particolari condizioni: innanzitutto, il film passivante deve avere bassa porosità – quindi dev’essere compatto – così da bloccare la diffusione dell’ossigeno all’interno del materiale metallico. Di solito, più una superficie è sottile, più questo è compatto.
Inoltre, la passivazione avviene solo in condizioni di uniformità per poter ricoprire tutta la superficie del materiale metallico. Infatti, se il film protettivo non ricopre adeguatamente la superficie del materiale, l’ossigeno può reagire chimicamente con il metallo e, di conseguenza, non può essere bloccato il fenomeno della corrosione.
Quali sono le fasi della passivazione dei metalli?
Innanzitutto, la prima fase fondamentale per ottenere una passivazione dei metalli efficace consiste nel pulire la superficie metallica dai corpuscoli, dal grasso e dal refrigerante per consentire al trattamento di penetrare in profondità. È importante togliere gli oli da lavorazione, le schegge o altra sporcizia, avvalendosi anche dell’utilizzo di un detergente o uno sgrassatore universale. Per quanto riguarda materiali più persistenti, come gli ossidi termici, queste incrostazioni potranno essere rimosse tramite molatura o con metodi più aggressivi, come il decapaggio con immersione in acido.
Pulire in modo superficiale l’oggetto metallico non basta, perché la semplice pulizia non dà luogo alla passivazione. Al contrario, se il grasso e altri agenti contaminanti reagiscono con l’acido, c’è la possibilità che si formino bolle di gas che – depositandosi sulla superficie metallica – interferiscono con il processo di passivazione. Questo evento comporta un inquinamento della soluzione creata per questo procedimento; inoltre, gli alti livelli di cloruri generati dalla contaminazione possono causare dei danni irreparabili al materiale. Di conseguenza, il film di ossido lucido, pulito e inossidabile a cui si aspirava, diventa impossibile da realizzare e si assiste alla formazione di una patina molto scura.
Dopo la pulizia del materiale metallico, si può procedere alla seconda fase, che prevede dei bagni in acido delle superfici oppure la passivazione a spruzzo. I bagni passivanti in cui vengono immersi i metalli sono solitamente tre e la scelta tra questi dipende dai criteri previsti e dal grado di passivazione del materiale che si vuole raggiungere. Di conseguenza, si potrà scegliere tra:
- passivazione in acido nitrico HNO3 con bicromato di sodio;
- passivazione in acido citrico C6H8O7;
- passivazione in acido nitrico HNO3.
Solitamente, le leghe al cromo e al nichel possono essere sottoposte a un bagno passivante di acido nitrico HNO3 al 20%, che consentiranno di rimuovere lo strato di ossidazione dei metalli. Invece, gli acciai inossidabili meno resistenti possono essere passivati attraverso l’aggiunta di bicromato di sodio al bagno di acido nitrico: questo rende la soluzione più ossidante e consente la formazione di un film passivo sulla superficie. Un’ulteriore opzione a queste due modalità è quella di aumentare la concentrazione dell’acido nitrico fino al 50%.
Aggiungendo il bicromato di sodio alla maggiore concentrazione di acido nitrico, si riducono notevolmente le probabilità di ottenere un materiale scuro e sporco. I bagni passivanti sono una tecnica molto precisa, perché consentono di immergere totalmente un oggetto e, perciò, di proteggerlo a fondo dall’ossidazione. In seguito alla pulizia del metallo tramite sgrassatori, molatura o decapaggio, sarà possibile effettuare un altro tipo di procedura per ridurre il processo di ossidazione. Questa è una tecnica manuale (o a spruzzo) che prevede l’irrorazione di composti specifici sul materiale attraverso sistemi a pioggia ad alta o a bassa pressione.
Si preferisce utilizzare questo metodo qualora sia necessario trattare degli oggetti di una dimensione elevata – che perciò non possono essere contenuti all’interno delle vasche – o in qualsiasi altra situazione nella quale la tecnica passivante a immersione non sia effettuabile. Dopo la passivazione dei metalli, si possono eseguire altri trattamenti per rifinire la superficie del materiale, come l’anodizzazione o l’elettrolucidatura.
I vantaggi della passivazione dei metalli
La passivazione dei metalli è un procedimento molto importante per preservare la durata delle superfici, perché ripristina le proprietà inossidabili dell’oggetto trattato. Nonostante sia un processo elettrochimico che comporta l’utilizzo di solventi e acidi, la rimozione degli ossidi di saldatura e di tutte le ossidazioni diffuse sul materiale non ne comporta notevoli cambiamenti. Infatti, sarà possibile ottenere migliorie sul metallo sia dal punto di vista estetico sia dal punto di vista tecnico. Questo trattamento garantisce una migliore resistenza all’ossidazione, anche se il materiale è già provato da un utilizzo costante.
Inoltre, la passivazione dei metalli è in grado di ripristinare una struttura liscia senza l’utilizzo di inquinanti e di riparare a livello superficiale la zona termica alterata a causa delle saldature. Nonostante i benefici apportati dalla passivazione dei metalli, è molto importante eseguire questo procedimento con cautela. Infatti, il rischio in cui si potrebbe incorrere è di corrodere in modo irrimediabile il materiale. Per cui, è fondamentale ricordare che per la pratica di questa tecnica bisogna consultare personale altamente qualificato.
Elettrozinco, grazie alla sua comprovata esperienza nel settore, è in grado di garantire trattamenti specifici per risolvere le problematiche inerenti all’ossidazione, realizzando una passivazione dei metalli altamente professionale. La manutenzione dei macchinari è uno dei core values di questa azienda e ciò garantisce di ricevere un trattamento chimico in totale sicurezza. Infatti, le numerose certificazioni di Elettrozinco – tra cui spiccano ISO 9001:2015 e ISO 45001:2018 – attestano gli alti standard qualitativi che è in grado di offrire ai suoi clienti. Sarà possibile richiedere un preventivo attraverso il form presente sul sito ufficiale dell’azienda. Inoltre, un team esperto risponderà a tutte le richieste, fornendo assistenza dal lunedì al venerdì con orario continuato dalle 08.00 alle 16.30.
