Tra i materiali metallici comunemente utilizzati figurano l'acciaio inossidabile, le leghe di alluminio, i profilati di alluminio puro, le leghe di zinco, l'ottone, ecc. Questo articolo si concentra principalmente sull'alluminio e sulle sue leghe, presentando diversi processi di trattamento superficiale comunemente impiegati su di essi.
L'alluminio e le sue leghe sono caratterizzati da facilità di lavorazione, ampia gamma di trattamenti superficiali e buoni effetti estetici, e sono ampiamente utilizzati in molti prodotti. Una volta ho visto un video che illustrava come la scocca di un laptop Apple viene realizzata partendo da un unico blocco di lega di alluminio utilizzando macchine a controllo numerico (CNC) e sottoposta a molteplici trattamenti superficiali, che comprendono diverse fasi principali come fresatura CNC, lucidatura, fresatura ad alta brillantezza e trafilatura.
Per l'alluminio e le leghe di alluminio, il trattamento superficiale comprende principalmente fresatura/taglio ad alta brillantezza, sabbiatura, lucidatura, trafilatura, anodizzazione, verniciatura a spruzzo, ecc.
1. Fresatura ad alta brillantezza/taglio ad alta brillantezza
L'utilizzo di macchine CNC ad alta precisione per tagliare alcuni dettagli di parti in alluminio o leghe di alluminio crea aree lucide localizzate sulla superficie del prodotto. Ad esempio, alcune scocche metalliche per telefoni cellulari vengono fresate con un cerchio di smussi lucidi, mentre alcuni piccoli elementi metallici vengono fresati con una o più scanalature dritte poco profonde e lucide per aumentare la brillantezza della superficie del prodotto. Anche alcune cornici metalliche di televisori di fascia alta applicano questo processo di fresatura ad alta brillantezza. Durante la fresatura/taglio ad alta brillantezza, la velocità della fresa è molto importante. Maggiore è la velocità, più brillanti saranno i riflessi di taglio. Al contrario, una velocità inferiore non produce alcun effetto di brillantezza ed è soggetta alla formazione di linee di lavorazione.
2. Sabbiatura
Il processo di sabbiatura si riferisce all'utilizzo di un flusso di sabbia ad alta velocità per trattare le superfici metalliche, compresa la pulizia e la rugosità delle superfici metalliche, al fine di ottenere un certo grado di pulizia e rugosità sulla superficie di componenti in alluminio e leghe di alluminio. Questo processo non solo migliora le proprietà meccaniche della superficie del componente e la sua resistenza alla fatica, ma aumenta anche l'adesione tra la superficie originale del componente e il rivestimento, il che è più vantaggioso per la durata del film di rivestimento e per la sua uniformità e decorazione. Si è riscontrato che su alcuni prodotti, l'effetto di formazione di una superficie argento perlato opaca tramite sabbiatura è ancora molto attraente, poiché la sabbiatura conferisce alla superficie del materiale metallico una texture opaca più raffinata.
3. Lucidatura
La lucidatura si riferisce al processo che utilizza effetti meccanici, chimici o elettrochimici per ridurre la rugosità superficiale di un pezzo e ottenere una superficie lucida e piana. La lucidatura del guscio del prodotto non viene utilizzata principalmente per migliorare la precisione dimensionale o geometrica del pezzo (poiché lo scopo non è quello di considerare l'assemblaggio), ma per ottenere una superficie liscia o un effetto lucido a specchio.
I processi di lucidatura includono principalmente la lucidatura meccanica, chimica, elettrolitica, a ultrasuoni, a fluido e abrasiva magnetica. In molti prodotti di consumo, le parti in alluminio e leghe di alluminio vengono spesso lucidate mediante lucidatura meccanica ed elettrolitica, o una combinazione di questi due metodi. Dopo la lucidatura meccanica ed elettrolitica, la superficie delle parti in alluminio e leghe di alluminio può raggiungere un aspetto simile alla superficie a specchio dell'acciaio inossidabile. Gli specchi in metallo solitamente trasmettono un senso di semplicità, eleganza e lusso, suscitando un desiderio di possedere un prodotto di alta qualità. È fondamentale, tuttavia, risolvere il problema delle impronte digitali.
4. Anodizzazione
Nella maggior parte dei casi, i componenti in alluminio (inclusi alluminio e leghe di alluminio) non sono adatti alla galvanizzazione e non vengono sottoposti a questo processo. Si ricorre invece a metodi chimici come l'anodizzazione per il trattamento superficiale. La galvanizzazione su componenti in alluminio è molto più difficile e complessa rispetto alla galvanizzazione su materiali metallici come acciaio, leghe di zinco e rame. Il motivo principale è che i componenti in alluminio tendono a formare una pellicola di ossido a contatto con l'ossigeno, il che compromette seriamente l'adesione del rivestimento galvanico; quando immersi nell'elettrolita, il potenziale di elettrodo negativo dell'alluminio tende a essere sostituito da ioni metallici con un potenziale relativamente positivo, influenzando così l'adesione dello strato galvanico; il coefficiente di dilatazione termica dell'alluminio è maggiore di quello di altri metalli, il che influisce sulla forza di adesione tra il rivestimento e i componenti in alluminio; l'alluminio è un metallo anfotero, ovvero non molto stabile in soluzioni galvaniche acide e alcaline.
L'ossidazione anodica si riferisce all'ossidazione elettrochimica di metalli o leghe. Prendendo come esempio i prodotti in alluminio e leghe di alluminio (indicati come prodotti in alluminio), questi vengono immersi in un elettrolita specifico che funge da anodo. In determinate condizioni e con l'applicazione di una corrente elettrica, si forma uno strato di ossido di alluminio sulla superficie dei prodotti. Questo strato di ossido di alluminio migliora la durezza superficiale e la resistenza all'usura dei prodotti, ne aumenta la resistenza alla corrosione e, grazie alla capacità di adsorbimento dei numerosi micropori presenti nel sottile strato di ossido, colora la superficie dei prodotti in alluminio con diverse tonalità vivaci e accattivanti, arricchendone l'aspetto cromatico e migliorandone l'estetica. L'anodizzazione è ampiamente utilizzata nelle leghe di alluminio.
L'anodizzazione può anche conferire a una specifica area di un prodotto colori diversi, come nel caso dell'anodizzazione bicolore. In questo modo, l'aspetto metallico del prodotto può riflettere il contrasto tra i due colori e meglio evidenziare l'unicità e la nobiltà del prodotto stesso. Tuttavia, il processo di anodizzazione bicolore è complesso e costoso.
5. Disegno del filo
La trafilatura superficiale è un processo relativamente consolidato che, tramite levigatura, crea linee regolari sulla superficie di pezzi metallici per ottenere effetti decorativi. La trafilatura superficiale dei metalli può riprodurre efficacemente la texture dei materiali metallici ed è ampiamente utilizzata in molti prodotti. Si tratta di un metodo comune di trattamento delle superfici metalliche, apprezzato da molti utenti. Ad esempio, gli effetti di trafilatura superficiale sono comunemente impiegati su componenti come le estremità dei perni di giunzione metallici delle lampade da scrivania, le maniglie delle porte, i pannelli di rivestimento delle serrature, i pannelli di controllo dei piccoli elettrodomestici, i fornelli in acciaio inossidabile, i pannelli dei computer portatili, le coperture dei proiettori, ecc. La trafilatura può creare un effetto satinato, così come altri effetti adatti a questa tecnica.
In base ai diversi effetti superficiali, la trafilatura del metallo può essere suddivisa in trafilatura a filo dritto, a filo disordinato, a filo a spirale, ecc. L'effetto della linea di trafilatura può variare notevolmente. Grazie alla tecnica di trafilatura, è possibile visualizzare chiaramente sottili segni di filo sulla superficie dei componenti metallici. Visivamente, si può descrivere come una lucentezza simile a quella di un capello sottile che brilla su un metallo opaco, conferendo al prodotto un senso di tecnologia e modernità.
6. Spruzzatura
Lo scopo della verniciatura superficiale dei componenti in alluminio non è solo quello di proteggere la superficie, ma anche di migliorarne l'aspetto estetico. I trattamenti di verniciatura dei componenti in alluminio comprendono principalmente la verniciatura elettroforetica, la verniciatura elettrostatica a polvere, la verniciatura elettrostatica in fase liquida e la verniciatura a fluorocarburi.
La verniciatura elettroforetica può essere combinata con l'anodizzazione. Il pretrattamento di anodizzazione ha lo scopo di rimuovere grasso, impurità e la pellicola di ossido naturale dalla superficie dei componenti in alluminio, e di formare una pellicola anodizzata uniforme e di alta qualità su una superficie pulita. Dopo l'anodizzazione e la colorazione elettrolitica dei componenti in alluminio, viene applicato il rivestimento elettroforetico. Il rivestimento ottenuto tramite verniciatura elettroforetica è uniforme e sottile, con elevata trasparenza, resistenza alla corrosione, elevata resistenza agli agenti atmosferici e affinità con la texture metallica.
La verniciatura a polvere elettrostatica è un processo che consiste nello spruzzare un rivestimento in polvere sulla superficie di componenti in alluminio tramite una pistola a spruzzo, formando uno strato di pellicola polimerica organica che svolge principalmente una funzione protettiva e decorativa. Il principio di funzionamento della verniciatura a polvere elettrostatica si articola brevemente nell'applicazione di un'alta tensione negativa alla pistola a spruzzo, che mette a terra il pezzo da verniciare, creando un campo elettrostatico ad alta tensione tra la pistola e il pezzo, vantaggioso per la verniciatura a polvere.
La spruzzatura elettrostatica in fase liquida si riferisce al processo di trattamento superficiale che consiste nell'applicazione di rivestimenti liquidi sulla superficie di profili in lega di alluminio tramite una pistola a spruzzo elettrostatica, al fine di formare una pellicola polimerica organica protettiva e decorativa.
La verniciatura a fluorocarburi, nota anche come "verniciatura a olio di curio", è un processo di verniciatura di alta gamma con costi elevati. I pezzi verniciati con questo processo presentano un'eccellente resistenza allo sbiadimento, al gelo, alle piogge acide e ad altri agenti corrosivi, un'elevata resistenza alle crepe e ai raggi UV, e possono resistere ad ambienti atmosferici difficili. I rivestimenti in fluorocarburi di alta qualità hanno una lucentezza metallica, colori brillanti e un chiaro effetto tridimensionale. Il processo di verniciatura a fluorocarburi è relativamente complesso e generalmente richiede molteplici trattamenti. Prima della verniciatura, è necessario eseguire una serie di processi di pretrattamento, che risultano piuttosto complessi e richiedono elevati standard qualitativi.
Data di pubblicazione: 22 maggio 2024