I rivestimenti di nichelatura chimica vengono spesso applicati sui particolari meccanici per la loro proprietà di resistenza alla corrosione.
Lo strato di nichel chimico infatti presenta una elevata resistenza chimica e una uniformità di spessore. Queste caratteristiche permettono di creare una barriera tra la lega di base e l’ambiente esterno aumentando di molto la resistenza a corrosione del particolare.
Questo meccanismo di protezione dalla corrosione è completamente diverso da quello offerto da altri rivestimenti come la zincatura su ferro. Nel caso della zincatura, infatti, lo strato di zinco presente sulla superficie è sacrificale rispetto al metallo base. Lo strato di zinco non ha una resistenza chimica, ma anzi di corrode prima rispetto all’acciaio della base. Ma è proprio questa caratteristica, di essere sacrificale rispetto al ferro, che permette di proteggere la base dalla corrosione.
Il rivestimento di nichel chimico protegge dalla corrosione creando una barriera verso l’ambiente esterno. I punti di possibile innesco di corrosione sono quelle zone nelle quali il rivestimento non è continuo.
La continuità e integrità del rivestimento, e quindi il grado di protezione alla corrosione, dipendono da quei fattori che possono compromettere la continuità dello strato. Quelli che incidono maggiormente il risultato sono principalmente imputabili alle lavorazioni effettuate prima della nichelatura chimica.
I fattori principali sono i seguenti:
- Rivestimento
- Tipologia di nichel chimico (medio, alto fosforo)
- Spessore di rivestimento
- Particolare da rivestire
- Lega metallica del pezzo
- Tecnologia di produzione (fusione, stampaggio, lavorazione meccanica, …)
- Geometria del pezzo (presenza di spigoli, filettature)
- Finitura superficiale e rugosità (superfici tornite, fresate, rettificate, grezze, burattate, granigliate, …)
Rivestimento
Tipologia di nichel chimico
La tipologia di nichelatura chimica, nichel chimico medio fosforo o alto fosforo, influenza la resistenza a corrosione. La nichelatura chimica alto fosforo, infatti, a parità di spessore, presenta una maggiore uniformità e continuità dello strato.
Quindi particolari rivestiti con nichel chimico alto fosforo Niplate 500 avranno, in linea generale, un comportamento migliore alla corrosione rispetto a pezzi con nichel chimico medio fosforo Niplate 600.
Spessore di rivestimento
Anche lo spessore di rivestimento influenza la resistenza a corrosione. Questo perché maggiore è lo spessore di rivestimento maggiore è la copertura, continuità ed uniformità del rivestimento.
Lo spessore scelto dipende molto dalla applicazione, dal tipo di nichel chimico e dal materiale base del pezzo. In linea generale, dove è richiesta una elevata resistenza a corrosione, lo spessore di rivestimento dovrebbe essere maggiore di 20µm in caso di particolari in lega di ferro o alluminio. Per particolari in lega di rame è sufficiente uno spessore di 10µm.
Particolare da rivestire
Lega metallica del pezzo
Il comportamento a corrosione dipende fortemente dalla lega metallica rivestita. Questo perché all’interfaccia tra il metallo base e il rivestimento si crea una coppia galvanica tra i due metalli e ciò può creare fenomeni di accelerazione della corrosione:
- Le leghe di rame rivestite con nichel chimico presentano la miglior resistenza a corrosione. Queste leghe presentano un potenziale di riduzione simile a quello del rivestimento e quindi non si crea una coppia galvanica all’interfaccia. Le leghe di rame rivestite possono tranquillamente superare le 720 ore di nebbia salina senza corrosione anche a spessori di rivestimento bassi (circa 10µm).
- Le leghe di ferro e quelle di alluminio, invece, presentano un potenziale di riduzione minore rispetto al rivestimento. Questo crea una coppia galvanica che accelera la corrosione in corrispondenza dell’interfaccia. In questo caso, per avere una buona resistenza a corrosione, è necessario incrementare lo spessore di trattamento (solitamente maggiore di 20µm). L’aumento di spessore permette di migliorare la continuità dello strato e quindi evitare che ci siano inneschi di corrosione, eliminando quindi il problema della coppia galvanica tra base e rivestimento.
Tecnologia di produzione
Le migliori performance di resistenza a corrosione si hanno per particolari prodotti da lavorazione meccanica. Questo perché la lavorazione meccanica, a differenza della fusione, garantisce una superficie con finitura migliore, rugosità minore e assenza di porosità.
I pezzi ricavati da fusione, che sia alluminio o ghisa, presentano sulla superficie porosità, inclusioni o altri difetti che compromettono la continuità dello strato e che quindi permettono l’innesco della corrosione.
Geometria del pezzo
Anche la geometria del pezzo può influenzare la resistenza a corrosione. Infatti la presenza di spigoli vivi o di filettature può influenzare in quelle zone la continuità del rivestimento e quindi creare zone di innesco della corrosione. Per migliorare la performance a corrosione è quindi buona norma raggiare gli spigoli del particolare dove possibile.
Finitura superficiale e rugosità
Il tipo di lavorazione meccanica utilizzato per l’ottenimento della superficie e la rugosità di quest’ultima influenzano in modo significativo la resistenza a corrosione (soprattutto su leghe di ferro e alluminio).
Infatti, dove la rugosità superficiale è alta (> 1,00 Ra) o il materiale presenta strappi, bave o ricalcature è facile che si presentino inneschi di corrosione. Ciò si deve al fatto che in quelle zone il rivestimento non riesce a coprire in modo continuo la superficie.
Conclusioni
I fattori che influenzano la resistenza corrosione sono molti ed è difficile sintetizzarli anche perché sono tra di loro interconnessi. La scelta delle specifiche di trattamento dipende molto anche dall’applicazione di utilizzo del particolare.
