Cromatura dell’acciaio

La cromatura è un trattamento superficiale ampiamente utilizzato nell'industria per migliorare le proprietà estetiche, di resistenza alla corrosione e all'usura dell'acciaio.

Consiste nell'applicazione di uno strato di cromo metallico sulla superficie di un materiale (non solo acciaio) tramite processi elettrochimici o chimici. Lo strato di cromo può avere uno spessore variabile e le sue funzioni principali sono:

• Migliorare la resistenza alla corrosione.
• Aumentare la durezza superficiale e la resistenza all'usura.
• Conferire una finitura estetica lucida.

Esistono due principali tipi di cromatura:

Cromatura decorativa: lo strato di cromo è sottile (0,1-1 µm), applicato sopra uno strato di nichel per migliorare estetica e protezione.

Cromatura dura: lo strato di cromo è spesso (fino a 500 µm) e viene utilizzato per migliorare durezza e resistenza all'usura, spesso su componenti industriali.

Differenze tra Acciaio Inox e Acciaio Cromato

Acciaio Inox

L'acciaio inossidabile è una lega di ferro, carbonio e almeno il 10,5% di cromo, con possibili aggiunte di nichel, molibdeno o titanio. Il cromo presente nella lega forma uno strato passivo sulla superficie che protegge il materiale dalla corrosione senza bisogno di trattamenti ulteriori.

Proprietà principali:

• Resistenza intrinseca alla corrosione.
• Facile da pulire e igienico.
• Non necessita di manutenzione specifica per preservare le sue caratteristiche.

Svantaggi:

• Maggior costo rispetto all'acciaio comune.
• Non adatto a esigenze di estrema durezza superficiale.

Acciaio Cromato

L'acciaio cromato è un acciaio comune (non inox) che viene rivestito con uno strato di cromo tramite cromatura.

Proprietà principali:

• Miglior resistenza alla corrosione rispetto all'acciaio non trattato.
• Alta durezza superficiale e resistenza all'usura (soprattutto con cromatura dura).
• Maggiore economicità rispetto all'acciaio inox.

Svantaggi:

• Se lo strato di cromo si danneggia, la corrosione può propagarsi rapidamente.
• Maggior vulnerabilità a rotture rispetto all'inox, che è omogeneo.

Processo di Cromatura

La cromatura si realizza principalmente tramite elettrodeposizione in bagni galvanici. Ecco le fasi principali:

Preparazione della superficie:

• La superficie viene pulita e sgrassata per rimuovere ogni impurità.
• Si esegue una sabbiatura o una levigatura per garantire un'adesione ottimale.

Bagno galvanico:

• Il pezzo viene immerso in una soluzione contenente acido cromico (CrO₃) e catalizzatori.
• La corrente elettrica deposita il cromo metallico sulla superficie del pezzo.

Risciacquo e finitura:

• Dopo la cromatura, il pezzo viene risciacquato per rimuovere residui chimici.
• Eventuali lucidature o trattamenti finali migliorano l'aspetto e la qualità.

Impianti per la Cromatura

Gli impianti industriali per la cromatura sono costituiti da:

1. Vasche galvaniche: Contengono la soluzione elettrolitica e sono dotate di sistemi di movimentazione per facilitare il trattamento di pezzi di grandi dimensioni.
2. Impianti di depurazione: Gestiscono i residui chimici e rispettano le normative ambientali. La cromatura utilizza cromo esavalente, una sostanza tossica che richiede rigorosi sistemi di controllo per evitare contaminazioni.
3. Unità di controllo: Monitorano la temperatura, la concentrazione della soluzione e l'intensità della corrente per garantire un trattamento uniforme.
4. Sistemi di automazione: Automatizzano il processo per aumentare la produttività e ridurre gli errori.

Impieghi dell'Acciaio Cromato

Industria meccanica

• Componenti di macchinari: alberi, pistoni, rulli e valvole. La cromatura dura migliora la resistenza all'usura.
• Utensili da taglio: aumenta la durezza e riduce l'attrito.

Automotive

• Parti estetiche: paraurti, griglie, cerchioni.
• Componenti funzionali: pistoni e ingranaggi per migliorare le prestazioni.

Settore medico

• Strumenti chirurgici e apparecchiature che richiedono superfici durevoli e facilmente sterilizzabili.

Arredamento e design

• Elementi decorativi come mobili, lampade, maniglie e rubinetteria.

Approfondimenti

La cromatura può essere applicata anche su altri metalli oltre all'acciaio, a seconda delle esigenze tecniche ed estetiche. Di seguito i principali metalli che possono essere cromati e i relativi motivi per farlo:

Alluminio: L'alluminio viene cromato per aumentare la resistenza alla corrosione e migliorare l'aspetto estetico, soprattutto nel settore automotive e in quello dell'arredamento. Poiché l'alluminio è più morbido rispetto all'acciaio, la cromatura dura è spesso utilizzata per incrementarne la durezza superficiale. Esempi di applicazione: cerchioni per automobili, componenti di biciclette, elementi decorativi e di design.

Rame: Il rame viene cromato principalmente per proteggerlo dall'ossidazione, che altrimenti porterebbe alla formazione della caratteristica patina verde. La cromatura è utilizzata anche per migliorare la durezza e ridurre l'usura. Esempi di applicazione: contatti elettrici, componenti estetici e decorativi.

Ottone: L'ottone, una lega di rame e zinco, è spesso cromato per scopi estetici (ad esempio per ottenere una finitura lucida e resistente) e per prevenire l'ossidazione. La cromatura è comune nei settori della rubinetteria e degli accessori per arredamento. Esempi di applicazione: rubinetti e miscelatori, maniglie per porte e finestre, elementi decorativi.

Zinco: Lo zinco viene talvolta cromato per migliorare la resistenza alla corrosione, soprattutto quando utilizzato in ambienti aggressivi. La cromatura sullo zinco è però meno comune rispetto alla zincatura o ad altri rivestimenti protettivi. Esempi di applicazione: componenti per l'industria aerospaziale o automobilistica.

Nichel e Nichel-Fosforo: In alcuni casi, il nichel o il nichel-fosforo vengono cromati per ottenere proprietà specifiche come maggiore resistenza chimica o migliori prestazioni estetiche. Questo approccio è utilizzato spesso in componenti industriali. Esempi di applicazione: strumenti di precisione, componenti meccanici soggetti ad alta usura.

Magnesio: Il magnesio è un metallo leggero ma altamente reattivo. La cromatura viene utilizzata per proteggerlo dalla corrosione e migliorarne l'aspetto. È comune nel settore aerospaziale e automobilistico. Esempi di applicazione: parti di automobili da corsa, componenti aeronautici leggeri.

Ferro e Ghisa: Il ferro e la ghisa vengono cromati principalmente per aumentare la resistenza all'usura e alla corrosione, oltre a migliorare la durata dei componenti meccanici. Esempi di applicazione: rulli per la laminazione, pistoni idraulici, cilindri di macchine industriali.