Rivestimenti trattamenti superficiali molle

Per i metalli sono disponibili numerosi rivestimenti e trattamenti superficiali destinati alle molle. Alcuni sono ritenuti i principali responsabili per la prevenzione della corrosione, mentre altri sono destinati a migliorare la durezza della superficie della molla o la sua resistenza all'usura. I rivestimenti per molle vengono utilizzati anche per modificare (leggermente) le dimensioni e per alterare alcune proprietà fisiche, come la riflettanza e il colore. La tabella seguente mostra i vari tipi di rivestimenti e trattamenti per molle adatti ai metalli.

Inoltre, puoi visitare la pagina dei materiali per molle per sapere di più sulla scelta di quello più adatto alla tua applicazione. La scelta del materiale, della finitura e del trattamento superficiale più adatti alla molla da usare garantisce che la sua progettazione sia ottimizzata appositamente per l'applicazione. Un ingegnere Lee Spring può fornirti assistenza per qualsiasi domanda tecnica.

Elettrolucidatura

L'elettrolucidatura viene utilizzata per lucidare parti metalliche. Il principio è esattamente l'inverso di quello corrispondente alla galvanostegia. Il pezzo da lavorare è rappresentato dall'anodo in un elettrolita, con l'aggiunta di un catodo per completare il circuito elettrico. Nella deplaccatura risultante, il materiale viene rimosso più rapidamente dai punti sollevati e ruvidi, producendo una superficie molto liscia e lucida. Questo processo è utilizzato principalmente per ottenere superfici a specchio da basi iniziali molto lisce. È possibile ottenere una finitura finale inferiore a 0,05 µm, se la rugosità superficiale iniziale (radice quadrata media) non supera i 0,18-0,20 µm. L'elettrolucidatura viene utilizzata per lucidare lamiere e parti in acciaio inossidabile.

Burattatura

Una macchina di burattatura (finitura a vibrazione) corrisponde a una vasca o una ciotola aperta e montata su molle, solitamente rivestita in poliuretano. L'azione vibratoria è generata da un motore vibrante fissato sul fondo del contenitore, da uno o più alberi con carichi eccentrici azionati da un motore standard o da un sistema di elettromagneti. La burattatura può aiutare a eliminare bave di lavorazione dai metalli, a pulire i pezzi o a rendere più brillante la finitura delle molle.

I vibratori sono a forma di ciotola rotonda e sono dotati di un contenitore montato su molle. L'azione vibratoria è impartita alla vasca da pesi eccentrici montati su un albero verticale al centro della vasca. Quando è attivata, viene impartito un movimento a spirale alla massa di parti da burattare e materiale interno. Il vantaggio principale dei vibratori a vasca consiste nella possibilità di incorporare un sistema di separazione integrale. Per dividere le parti dai materiali atti alla burattatura, viene posizionato un separatore nel canale in modo che le parti e i materiali vengano spinti verso l'alto e all'esterno. Nella parte superiore del separatore si trova un'apertura attraverso la quale passano le parti da burattare e i materiali che generano il procedimento. Questi ultimi cadono attraverso l'apertura e tornano nella vasca con motore vibratorio. Le parti vengono deviate dall'apertura e direzionate in una tramoggia di raccolta o in un trasportatore.

Pallinatura

La pallinatura è un metodo di lavorazione a freddo in cui le tensioni di compressione sono indotte negli strati superficiali esposti di parti metalliche tramite un flusso di pallini, diretti sulla superficie metallica ad alta velocità e in condizioni controllate. Si differenzia dalla sabbiatura per lo scopo primario e per la misura in cui viene controllata per ottenere risultati accurati e riproducibili. Sebbene la pallinatura pulisca la superficie su cui agisce, il suo scopo principale è quello di aumentare la resistenza alla fatica.

I materiali utilizzati per la pallinatura possono essere costituiti da pallini di ferro, acciaio o vetro, oppure da fili di acciaio o acciaio inossidabile tagliato. I pallini metallici sono contrassegnati da specifici numeri in base alle dimensioni. I numeri dei pallini, stabiliti secondo lo standard MIL-S-13165, vanno da S70 a S780. Ogni numero corrisponde approssimativamente al diametro nominale dei singoli pallini in decimillesimi di pollice (0,254 mm). L'efficacia dell'operazione di pallinatura viene misurata attraverso l'impiego della cosiddetta striscia di Almen. Si tratta di un sottile pezzo di acciaio piatto fissato a un blocco solido ed esposto al getto di pallini, che produce una curvatura. L'entità di questa curvatura su un campione standard serve a misurare l'intensità della pallinatura.

Galvanostegia

Questa tecnica comporta la creazione di una cella galvanica in cui la parte da placcare è costituita dal catodo, mentre il materiale usato per placcare è l'anodo. I due metalli sono posti all'interno di un bagno elettrolitico a cui viene applicata una corrente continua dall'anodo al catodo. Gli ioni del materiale di placcatura vengono spinti verso il substrato di placcatura attraverso l'elettrolita e ricoprono il pezzo con un sottile strato di materiale di placcatura.

Acciai, leghe a base di nichel e rame e altri metalli possono essere facilmente trattati con questo procedimento. Sono possibili due approcci. Se un metallo più nobile (meno attivo) viene placcato sul substrato, può ridurre la tendenza all'ossidazione finché la placcatura rimane intatta, in modo da proteggere il substrato dall'ambiente esterno. Lo stagno, il nichel e il cromo vengono spesso utilizzati per elettroplaccare l'acciaio in modo da renderlo più resistente alla corrosione. Anche la cromatura offre un aumento della durezza superficiale fino a 70 HRC, superiore a quella ottenibile da molte leghe di acciaio temprate. Sfortunatamente, eventuali interruzioni o buchi nella placcatura possono fornire nodi per l'azione galvanica, se sono presenti mezzi conduttivi (come l'acqua piovana). Poiché il substrato è meno nobile della placcatura, diventa l'anodo sacrificale e si corrode rapidamente. La galvanostegia con metalli più nobili del substrato è raramente utilizzata per parti che saranno immerse in acqua o in altri elettroliti.

In alternativa, un metallo meno nobile può essere placcato sul substrato per fungere da anodo sacrificale che si corroderà al posto del substrato. L'esempio più comune è dato dal rivestimento di zinco dell'acciaio, detto anche zincatura. Il rivestimento di zinco o cadmio si corrode gradualmente e protegge il substrato di acciaio più nobile fino all'esaurimento del rivestimento, dopo il quale l'acciaio si ossida. Il rivestimento di zinco può essere applicato tramite un processo definito "immersione a caldo", piuttosto che con la galvanostegia, ottenendo così un rivestimento più spesso e protettivo, riconoscibile dal suo aspetto "madreperlaceo". Bisogna tener presente che sui rivestimenti a galvanostegia può verificarsi l'infragilimento da idrogeno del substrato, con conseguente significativa perdita di resistenza. Le finiture ottenute tramite galvanostegia non devono essere applicate su parti sottoposte a fatica. L'esperienza ha dimostrato che la galvanostegia riduce fortemente la resistenza alla fatica dei metalli e può causare guasti precoci.

Infragilimento da idrogeno: ogni volta che l'acciaio al carbonio viene decapato in preparazione alla placcatura o durante alcuni processi galvanici, l'idrogeno può essere assorbito dal materiale. Anche se le cricche possono svilupparsi nel bagno di decapaggio o di placcatura, compaiono più spesso quando le molle placcate sono in uso. Il rischio di infragilimento da idrogeno diventa più grave in presenza di (1) elevata concentrazione di tensioni, (2) elevata durezza Rockwell o (3) elevato contenuto di carbonio. I materiali temperati sono particolarmente sensibili. Per evitare l'infragilimento, le molle devono essere cotte immediatamente dopo la placcatura, in modo da eliminare l'idrogeno dal materiale.

Placcatura non elettrolitica

La placcatura non elettrolitica applica un rivestimento di nichel sul substrato senza bisogno di corrente elettrica. Il substrato "catodico" (non c'è anodo) in questo caso funge da catalizzatore per avviare una reazione chimica che provoca la riduzione degli ioni di nichel nella soluzione elettrolitica e il loro deposito sul substrato. Il rivestimento di nichel funge anche da catalizzatore e mantiene la reazione fino a quando il pezzo da placcare non viene rimosso dal bagno. In questo modo è possibile sviluppare rivestimenti relativamente spessi. I rivestimenti hanno in genere uno spessore compreso tra 0,001 pollici (0,0254 mm) e 0,002 pollici (0,0508 mm). A differenza della galvanostegia, la parte di nichel non elettrolitica è completamente uniforme e penetra nei fori e nelle fessure. La placcatura appare densa e abbastanza dura, intorno ai 43 HRC. Anche altri metalli possono essere placcati in modo non elettrolitico, ma il nichel è il materiale che viene utilizzato di solito.

Rivestimenti chimici

I trattamenti chimici più comuni per i metalli vanno dal lavaggio con acido fosforico sull'acciaio, che fornisce una resistenza all'ossidazione limitata e di breve durata, a vernici di vario tipo progettate per fornire una protezione dalla corrosione più duratura. L'ossido nero è un'opzione a basso costo che permette di formare una barriera protettiva contro la corrosione su vari tipi di acciaio, acciaio inossidabile o substrati di rame. L'ossido nero è anche in grado di opacizzare le superfici in cui la riflessione della luce è indesiderata.