Anodizzazione: il processo di ossidazione anodica
L’anodizzazione, anche detto processo di “ossidazione anodica”, è un trattamento elettrochimico irreversibile che porta alla formazione di uno strato di ossido di alluminio sul prodotto interessato.
Si tratta di un processo protettivo perché, a differenza dell’ossido naturale che si forma sulle superfici metalliche, tale reazione elettrochimica controllata, crea uno strato di pellicola tale da proteggere il prodotto da corrosione ed usura, rendendolo di fatto largamente impiegabile nei più svariati campi d’applicazione.
L’alluminio è un metallo che si presta particolarmente ad un trattamento di tipo ossidativo, impiegato anche per elementi come titanio, zinco, magnesio, niobio, zirconio, afnio, tantalio.
Anodizzazione dell’alluminio
Abbiamo visto che…
L’anodizzazione dell’alluminio, o ossidazione anodica, è una trasformazione elettro-chimica che agisce sulla superficie di un metallo, in questo caso alluminio, provocando una reazione di tipo ossidativo.
La pellicola protettiva di ossido anodico, più spessa dello strato di ossido che si forma naturalmente, è ciò che permette al metallo anodizzato di ottenere un maggior grado di resistenza alla corrosione e durabilità.
Leghe di alluminio anodizzabili
L’anodizzazione dell’alluminio può essere effettuata su tutte le leghe del metallo.
Estrusione, fusione, pressofusione e stampaggio: ciascuna tipologia può andare incontro a questa tipologia di trattamento protettivo.
Variando la composizione chimica di ciascuna, è da considerare che anche le caratteristiche finali del rivestimento (l’ossido) potrebbero variare, soprattutto per quanto riguarda colore, durezza e resistenza alla corrosione.
Ecco le leghe di alluminio anodizzabili:
- Leghe per lavorazioni plastiche
- Leghe da fusione
- Leghe da pressofusione
- Leghe da stampaggio
Anodizzazione alluminio: come funziona
Il trattamento di anodizzazione dell’alluminio avviene immergendo il prodotto in un bagno elettrolitico acido, attraversato da corrente elettrica.
All’interno della vasca cosiddetta “di anodizzazione” vi è un catodo, è l’alluminio a ricoprire il ruolo di anodo.In questo modo gli ioni di ossigeno vengono rilasciati dall’elettrolita per combinarsi con gli atomi di alluminio, portando alla reazione chimica e formando lo strato di ossido anodico.
Ossidazione anodica dell’alluminio: gli step
Ecco gli step fondamentali del processo di ossidazione anodica, dall’alluminio non anodizzato al prodotto finale.
- Sgrassatura
La sgrassatura della superficie del metallo da anodizzare permette di sottoporre al bagno elettrolitico un prodotto liscio e privo di impurità, eliminando i residui di grasso delle lavorazioni precedenti.
- Satinatura
L’alluminio non anodizzato va successivamente incontro a processo di satinatura per eliminare il sottile strato di ossido naturale.
La satinatura chimica viene eseguita in bagni di idrossido di sodio, donando all’alluminio un aspetto satinato e opaco.
- Neutralizzazione
La terza lavorazione di neutralizzazione conclude i trattamenti preliminari, preparando di fatto il materiale al bagno elettrolitico.
Questo step ha lo scopo di eliminare definitivamente l’alcalinità residua.
- Ossidazione anodica
L’immersione dell’alluminio in soluzione acida (acido solforico) è il processo di anodizzazione vero e proprio.
I pezzi, adeguatamente preparati al trattamento, vengono introdotti in una soluzione di acido solforico.
Al passaggio di corrente continua tra gli elettrodi, l’acido solforico si dissocia portando ad una reazione chimica con formazione di ossigeno nascente, responsabile della trasformazione anodica dell’alluminio e alla formazione della pellicola protettiva di ossido.
Colorazione dell’alluminio anodizzato
- Colorazione dell’alluminio anodizzato
A questo punto, può essere richiesta la colorazione dell’alluminio anodizzato.
La colorazione viene eseguita per immersione del prodotto, precedentemente lavato, in una soluzione colorante di pigmenti organici in grado di legarsi chimicamente all’ossido stesso, colmando i pori presenti sulla superficie dell’alluminio.
- Fissaggio e asciugatura
Gli ultimi step di lavorazione, le operazioni di fissaggio e di asciugatura, fissano i pori colmati dalla soluzione colorante, garantendo protezione, durabilità e qualità del prodotto.
Il fissaggio avviene tramite meccanismo di occlusione dei pori con precipitazione di sali di nichel in soluzione a temperatura di circa 95 °C, creando una barriera contro gli agenti esterni.
È il fissaggio a donare allo strato di ossido anodico la garanzia protettiva, limitando la sua capacità di assorbimento di ogni tipo di sostanza.
Anodizzazione alluminio: le tipologie
| Anodizzazione solforosa | È la metodologia più diffusa, gli strati anodici sono formati da cellule esagonali perforate da microfoni. La sua porosità si presta alla colorazione per assorbimento sia per mezzo di immersione che attraverso la colorazione elettrolitica. Successivamente al bagno di fissaggio, indispensabile agli strati anodici, si può aumentare la resistenza alla corrosione atmosferica aggiungendo del bicarbonato di potassio. Prevalentemente finalizzata alla protezione dalla corrosione atmosferica. |
| Anodizzazione cromica | Rivolta perlopiù alle applicazioni aeronautiche. |
| Anodizzazione barriera | Dedicata a metalli raffinati per applicazioni elettriche. |
| Anodizzazione auto-colorata | Interessa campo d’applicazione come edilizia ed architettura. |
| Anodizzazione dura | L’anodizzazione dura incrementa la durezza superficiale e comprende diverse tecniche di anodizzazione a bassa temperatura al fine di ottenere strati di ossido notevoli (da 50 a 100 micron – µm) e molto compatti. Si distingue perché garantisce notevole resistenza all’ossidazione e proprietà di isolamento paragonabile alla porcellana. Queste caratteristiche rendono il trattamento particolarmente adatto all’industria elettrica e meccanica. |
| Anodizzazione fosforica | Indicata specialmente per processi di incollatura. |
Le caratteristiche dell’anodizzazione dell’alluminio
Le caratteristiche qualitative che l’alluminio acquisisce grazie al processo di anodizzazione sono:
- Resistenza alla corrosione
Caratteristica di maggior pregio del processo di anodizzazione dell’alluminio è l’eccezionale resistenza alla corrosione che assicura al prodotto, ulteriormente migliorata se seguita da lavorazione di fissaggio con sali di nichel.
L’anodizzazione dura è di gran lunga il trattamento che assicura la migliore resistenza alla corrosione, portando alla formazione di strati di ossido fino a 60 micron (µm).
- Durezza superficiale
Compatibilmente con la lega di alluminio interessata dal trattamento, l’anodizzazione permette al prodotto di acquisire notevole durezza e compattezza.
Soprattutto in caso di anodizzazione dura, spessori di 40-60 micron (µm) permettono di ottenere elevata resistenza all’usura abrasiva e adesiva, comparabile a quella del cromo duro.
- Durabilità
Resistenza e durezza sono caratteristiche che aumentano la durabilità del prodotto contro usura, agenti atmosferici, corrosione e tanto altro.
- Ecocompatibilità
L’alluminio è già di per sé un materiale “eco-friendly”. (scopri di più)
Anche il trattamento per ossidazione anodica è rispettoso dell’ambiente poiché non utilizza sostanze pericolose o cancerogene quali metalli pesanti o solventi.
La pellicola protettiva, composta quasi interamente di ossido di alluminio, è inoltre un materiale innocuo e non pericoloso.
Questo rende l’alluminio anodizzato, un materiale ideale per rivestimenti nel settore alimentare e medicale.
- Decorazione estetica
L’anodizzazione non modifica la morfologia superficiale dell’alluminio, che rimane inalterata prima e dopo il trattamento in soluzione acida.
Anche a fronte di anodizzazione è possibile rispettare le preziosità e finiture del prodotto (lucidatura, satinatura, spazzolatura, granigliatura).
La colorazione dell’alluminio anodizzato, inoltre, rende il materiale ottimo per usi estetici e non di sola natura strutturale, in campi d’applicazione come edilizia ed architettura.
