Elettrolucidatura – Elettropolitura

Indice

1. Definizione di elettrolucidatura – Elettrolucidatura

L'elettrolucidatura, spesso denominata anche lucidatura elettrolitica, è un processo elettrochimico per il trattamento delle superfici metalliche senza sollecitazioni termiche o meccaniche. Tra il componente metallico e un elettrolita liquido avviene uno scambio di carica elettrica, in seguito al quale vengono asportate dalla superficie del componente particelle di dimensioni micrometriche. L’elettrolucidatura porta al livellamento, alla passivazione e alla finitura di superfici metalliche originariamente ruvide e opache, che dopo il trattamento risultano lucide.

Il principio dell’elettrolucidatura è un processo galvanico inverso e, secondo la norma DIN 8590, rientra tra i processi di lavorazione elettrochimici di asportazione.

2. Come funziona l'elettrolucidatura? Descrizione del processo di elettrolucidatura

Gli impianti di elettrolucidatura sono costituiti da vasche di immersione riscaldabili, apparecchiature elettriche con raddrizzatori regolabili in modo continuo e gruppi di raffreddamento. Il cuore di ogni impianto è la vasca di lucidatura, nella quale è presente una miscela acida altamente concentrata. La composizione esatta di questa miscela, e quindi del bagno elettrolitico, dipende dal materiale e dalle caratteristiche del pezzo da sottoporre a elettrolucidatura. L’elettrolucidatura dell’acciaio inossidabile, ad esempio, avviene in un bagno costituito da una miscela altamente concentrata di acido solforico e acido fosforico con additivi che migliorano l’efficienza, l’uniformità della superficie e la lucentezza. In assenza di corrente, la miscela elettrolitica non aggredisce la superficie dell’acciaio inossidabile.

Il componente da lavorare viene fissato a un telaio in bronzo, rame o titanio, collegato al polo positivo di una fonte di corrente continua e immerso nel bagno elettrolitico. Una volta attivata la corrente continua, il liquido elettrolitico funge da conduttore (anodo). Sotto l’azione della corrente, minuscole particelle della superficie metallica vengono dissolte. Ciò porta all’eliminazione delle irregolarità, ottenendo così una superficie metallurgicamente pura, passivata e lucida. Poiché sotto l’influenza della corrente continua vengono rimosse anche le strutture microfini presenti sugli angoli e sui bordi, l’elettrolucidatura è inoltre ideale per la sbavatura di precisione.

Un presupposto fondamentale per ottenere risultati impeccabili è un pretrattamento e una pulizia molto accurati dei componenti da lucidare elettroliticamente. In particolare, incrostazioni, grasso e residui di vernice devono essere accuratamente rimossi prima dell’elettrolucidatura, poiché altrimenti la superficie metallica non può essere trattata in modo uniforme dall’elettrolita. Anche i danni meccanici influiscono negativamente sul risultato, poiché, a causa della maggiore asportazione di materiale agli angoli e ai bordi dovuta al processo stesso, diventano nettamente più visibili dopo l’elettrolucidatura.

Dopo essere stati estratti dal bagno di immersione, i pezzi lucidati devono essere risciacquati accuratamente sotto acqua corrente. Per rimuovere senza lasciare residui tutti i residui di elettrolita, a seconda delle dimensioni e della geometria dei componenti, sono solitamente necessari diversi cicli di risciacquo.

A seconda del tempo richiesto per il pretrattamento e il post-trattamento, un processo di elettrolucidatura dura da cinque a 20 minuti.

3. Quali materiali possono essere elettrolucidati?

In linea di principio, questo processo di finitura superficiale è adatto a tutti gli acciai inossidabili. Fanno eccezione, tuttavia, gli acciai stabilizzati con niobio o titanio. Questi non sono adatti all'elettrolucidatura a causa della presenza di carbonitruri di niobio e titanio, che sono resistenti. Anche l'alluminio, l'ottone e il rame possono essere lavorati molto bene in un impianto di elettrolucidatura.

Per ottenere un effetto di lucidatura ottimale, sono sempre determinanti lo stato del materiale del pezzo in lavorazione e le caratteristiche della superficie. Allo stesso tempo, i componenti della lega e il trattamento preliminare del materiale, come ad esempio la tempra durante la produzione, influenzano l’asportazione elettrolitica del materiale. Nella pratica, l’idoneità di determinati materiali e superfici può quindi essere spesso determinata solo attraverso prove mirate.

4. I pezzi da lavorare devono soddisfare i seguenti requisiti per l'elettrolucidatura:

Superficie con ottima conduttività elettrica
Superficie sottoposta a lavorazione meccanica impeccabile
Geometria del pezzo favorevole
Buona scorrevolezza per i pezzi prodotti in serie
Spessori delle pareti sufficienti
Punti di contatto adeguati per l'applicazione della corrente continua.

Difetti di laminazione, incrostazioni, strutture del materiale non lucidabili elettroliticamente, danni meccanici e simili non possono essere eliminati con l’elettrolucidatura. L’elettrolucidatura è sempre una lavorazione di finitura di superfici metalliche accuratamente pretrattate meccanicamente.

5. Applicazioni tecniche della lucidatura elettrochimica e della sbavatura fine elettrolitica

In linea di massima, il processo di lavorazione elettrochimica viene impiegato per la finitura di precisione delle superfici di pezzi tranciati, torniti e fresati. L’elettrolucidatura controllata dal processo garantisce condizioni superficiali ottimali, soprattutto per le superfici a contatto con il prodotto. La gamma spazia dalle superfici funzionali con determinati valori di rugosità desiderati fino a superfici a vista lucide e esteticamente accattivanti. La finitura superficiale da ottenere e la conseguente asportazione di materiale vengono definite nella pratica da una specifica superficiale precisa.

Per l’efficacia dell’elettrolucidatura in termini di sbavatura fine, sono importanti il rapporto tra le sbavature presenti e la forma e le dimensioni del pezzo. Le sbavature con un’ampia superficie e una base stretta rispetto alla massa, come ad esempio le sbavature da levigatura, possono essere rimosse più efficacemente mediante elettrolucidatura rispetto alle sbavature con una base più ampia. Tuttavia, con un’adeguata sbavatura meccanica preliminare, anche in questo caso il trattamento elettrolitico di precisione rappresenta una soluzione economica.

6. Esempi tipici di impiego dei componenti elettrolucidati sono:

Tecnologia medica e farmaceutica: strumenti chirurgici, attrezzature ospedaliere e oggetti esposti a radiazioni ionizzanti o soggetti a contaminazione microbiologica.
Industria alimentare e delle bevande: apparecchiature per il trattamento dell’acqua, superfici che devono essere protette dalla proliferazione di batteri, germi, funghi ecc.
Urbanistica: lo sporco aderisce a malapena agli arredi da esterno, alle attrezzature da gioco e sportive elettrolucidati. I graffiti si rimuovono facilmente.

Grazie all’impiego di una moderna tecnologia di raddrizzamento in combinazione con una composizione ottimale dell’elettrolita, la lucidatura elettrolitica consente di ottenere un’elevata affidabilità di processo e risultati riproducibili per quanto riguarda le superfici richieste.

7. I vantaggi dell'elettrolucidatura in sintesi

Miglioramento dell'aspetto estetico

Gli elevati valori di riflessione e la lucentezza che ne deriva migliorano l'aspetto estetico.

Effetto di sbavatura

Arrotondamento degli spigoli vivi.

Allentamento delle tensioni

Riduzione delle tensioni meccaniche e termiche nella superficie metallica.

Nessun residuo di prodotto lucidante

Superficie priva di residui e metallicamente pura.

Maggiore resistenza alla corrosione

Grazie allo strato passivo notevolmente più spesso, l'acciaio inossidabile elettrolucidato è più resistente alla corrosione.

Superficie più liscia

L'elettrolucidatura influisce in modo significativo sulla rugosità. La superficie diventa più liscia, il che, ad esempio nei reattori o nelle tubazioni, migliora il comportamento del flusso dei fluidi. I germi e altre sostanze indesiderate hanno difficoltà ad aderire.

Maggiore resistenza ai germi

Le superfici lucidate elettroliticamente sono, in una certa misura, resistenti ai germi. Sono facili da pulire e disinfettare.

Applicazione uniforme

Anche i pezzi con forme e incavi molto complessi vengono lucidati in modo uniforme.

Vantaggi per i componenti di piccole dimensioni

Per i componenti di piccole dimensioni, la lucidatura elettrochimica è più veloce, più efficace e quindi più conveniente rispetto ai processi di lavorazione meccanica.

Bassi coefficienti di attrito

Inoltre, le superfici elettrolucidate si distinguono per i coefficienti di attrito estremamente bassi, il che riveste grande importanza economica, ad esempio nel caso dei componenti soggetti a usura.

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