Materiali e trattamenti superficiali

Cos'è il trattamento superficiale, qual è il suo ruolo e quali sono i vantaggi?

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Il trattamento superficiale permette di apportare modifiche specifiche delle proprietà del materiale sullo strato superficiale del pezzo (rivestimento). Va notato che il trattamento dei materiali deve essere adattato al campo di utilizzo industriale. Così, le superfici dei pezzi sottili possono essere specializzate per soddisfare le diverse esigenze dell'industria, utilizzando diversi tipi di processi come:

trattamenti termici e termochimici,
rivestimento superficiale (spruzzatura alla fiamma, placcatura, rivestimento, galvanizzazione ecc...),
trattamenti meccanici (es. granigliatura, funzionalizzazione laser...),
attivazioni di superficie con il plasma.

Cos'è il trattamento superficiale?

Il trattamento superficiale è un insieme di applicazioni che mirano a modificare le proprietà chimiche e a migliorare le proprietà meccaniche e fisiche dei pezzi finiti, cambiando la loro composizione o la struttura degli strati più esterni. Questo permette di migliorare diversi tipi di proprietà delle parti. Qui sotto i principali:

durezza,
resistenza alla corrosione e all'usura,
aspetti estetici (colore, lucentezza, ecc.),
rugosità,
bagnabilità o idrofobicità.

Ogni parametro porta il pezzo finale a determinate specificità. I trattamenti termici e termochimici fanno parte dei trattamenti superficiali per acciai, leghe di rame e molti altri tipi di leghe metalliche. Il cambiamento delle proprietà superficiali avviene in forni speciali, esponendo il pezzo a diversi cicli di temperatura (fase di riscaldamento, fase di mantenimento in temperatura, fase di raffreddamento) e in un'atmosfera gassosa di natura specifica.

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Come è possibile verificare i cambiamenti ottenuti?

Per controllare e misurare la modifica delle proprietà della superficie dopo il trattamento, devono essere eseguiti due tipi di analisi:

non distruttive: come, per esempio, analisi visiva dell'aspetto esterno, misurazione colorimetrica, difetti visibili, ecc,
distruttive: misurazione della durezza, della resistenza all'usura, della resistenza alla corrosione o analisi della struttura e della composizione del metallo mediante microscopi ottici o elettronici a scansione.

Questa analisi si realizza tramite prelievi di campioni dai pezzi finiti e la costituzione di provette che sono poi inviate al laboratorio di ricerca. Nei casi più complessi, o quando è richiesta la convalida della conformità alle norme internazionali, i pezzi vengono inviati a laboratori certificati dove un team di tecnici qualificati eseguirà e convaliderà l'analisi tramite apposita relazione.

Per i centri di ricerca che sviluppano nuovi tipi di trattamento delle superfici, l’analisi e la misura possono essere molto estese, coprendo diverse aree come quelle indicate qui sotto:

analisi dell'interfaccia,
caratterizzazioni dell'interfaccia,
o l'analisi delle caratteristiche fisico-chimiche (chimica dello stato solido, aspetto, fenomeni di interazione, assorbimento di energia, ecc.).

Come realizzare un corretto trattamento superficiale

Pur considerando il gran numero dei trattamenti superficiali disponibili, tutti prevedono pressoché tre stadi principali per preparare correttamente la superficie di un materiale da trattare.

La prima operazione riguarda la pulizia e la preparazione della superficie da trattare, in seguito sarà possibile eseguire il trattamento specifico, salvo poi terminare con una finitura nel punto trattato che avrà il compito anche di fissare definitivamente la lavorazione eseguita.

La buona riuscita di un trattamento superficiale e, di conseguenza, le proprietà finali degli elementi trattati dipendono dalla cura e dall’attenzione con cui vengono svolte tutte queste fasi. Seguire gli standard che sono stati calcolati e impiegare le soluzioni idonee ai singoli materiali è quindi fondamentale.

La collaborazione è fondamentale per i trattamenti superficiali

Le tecnologie attuali permettono di ottenere prodotti con finiture superficiali eccellenti. Per conseguire i migliori risultati e gestire i costi, è essenziale conoscere in anticipo ogni lavorazione da applicare al prodotto.

Ogni pezzo è definito da precise specifiche e la finitura superficiale dipende da requisiti funzionali o estetici. In teoria l’aspetto di maggior rilevanza nel design del prodotto è sempre lo scopo finale del componente, però è bene non trascurare il fatto che la forma e le geometrie del prodotto possono influenzare l’esito finale del trattamento superficiale.

A causa di tutto ciò, la collaborazione tra cliente e fornitore dovrebbe essere continua in ogni fase dello sviluppo del prodotto, tutto questo per individuare le criticità di ogni forma e ottenere un processo più semplice e definito.

Non esitare a contattare Air Liquide per qualsiasi supporto riguardante i trattamenti di superficie e le relative tecniche, in particolare i trattamenti termici, i diversi gas da utilizzare, e i gas di analisi per i centri di ricerca o i laboratori industriali. Lasciaci il tuo contatto per essere richiamato direttamente dai nostri esperti