La presenza di ossidi e di impurità, vernici o coloranti sulle superfici metalliche si riscontra frequentemente. È un vero problema e finisce per pregiudicare seriamente la qualità dei manufatti e, quindi, il loro valore di mercato. È la chimica a venirci in aiuto.
Esiste un trattamento finalizzato a rimuovere lo strato di ossido superficiale, o di altri contaminanti, rendendo, mediante l’utilizzo di acidi o alcali diluiti in acqua, la superficie del metallo adatta ad essere ricoperta da un altro metallo: il suo nome è decapaggio.
Il decapaggio può essere eseguito su qualsiasi materiale, ma nella stragrande maggioranza dei casi è utilizzato sui metalli e in particolare sugli acciai legati al carbonio, che sono più inclini all’ossidazione superficiale.
Solitamente, l’operazione di decapaggio dei metalli viene applicata a materiali ottenuti da lavorazioni a caldo, prevalentemente da laminazione o forgiatura, ma non soltanto. Può infatti applicarsi anche a manufatti precedentemente sottoposti ad altri trattamenti termici.
Dopo il decapaggio, la superficie metallica viene ripulita:
Il primo effetto osservabile e misurabile dopo l’esecuzione del decapaggio è la caratteristica della porosità che viene acquisita dalla superficie, che appare così pronta a ricevere altro metallo che le si legherà saldamente.
Il decapaggio è uno dei metodi a cui più comunemente si ricorre per la preparazione delle superfici di acciaio su cui si deve essere applicato il rivestimento protettivo anticorrosivo.
Normalmente nelle soluzioni di decapaggio si introducono anche inibitori di corrosione che facilitano la funzione del monitoraggio dell’attacco dell’acido sulle zone di metallo oramai nude perché private dello strato di ossido più rapidamente delle altre.
Il decapaggio dei pezzi di acciaio prevede che i pezzi vengano immersi in acido cloridrico o acido solforico, ma anche acido fosforico, acido nitrico e acido fluoridrico, a temperatura elevata.
Quando si devono preparare barre e tubi di acciaio nelle trafilerie, o pezzi in acciai con basso tenore di carbonio laminati a caldo, il decapaggio serve anche come operazione preliminare a garanzia di un migliore risultato finale. In questo particolare caso, si usa l’acido solforico per gli acciai basso-legati e l’acido cloridrico per gli acciai inossidabili.
L’acciaio inossidabile, che è per sua natura ricoperto da un sottile layer di ossido di cromo che viene definito “strato di passivazione”, perde per svariate ragioni (basta, ad esempio, un trattamento di saldatura) le sue proprietà distintive rispetto alle altre leghe di acciaio (non inox).
Diventa quindi indispensabile effettuare un decapaggio sull’acciaio inossidabile. E ancora più indispensabile è ricordare che prima del decapaggio – soprattutto se decapaggio chimico o elettrochimico – bisogna eseguire il preliminare processo di sgrassaggio.
Le ragioni che consigliano di procedere al decapaggio sono svariate, come del resto svariati e significativi gli effetti del trattamento, che metto qui in elenco per un rapido ‘colpo d’occhio’:
Cosa voglio ottenere attraverso il decapaggio? È rilevante stabilirlo, per potersi orientare e scegliere tra 3 le principali tecnologie a disposizione:
Quando è necessario appianare cordoni di saldatura, smussare angoli o rimuovere scorie particolarmente adese o inclusioni carboniose, bisogna forzatamente ricorrere al decapaggio meccanico. Come agenti abrasivi si possono usare sfere di vetro, corindone, ghiaccio secco, sabbie silicee, sfere di acciaio inossidabile, spazzole di acciaio inox o materiale inerte, dischi abrasivi.
La scelta degli strumenti di decapaggio meccanico dev’essere ben ponderata, per evitare la contaminazione ferrosa dell’inox, fenomeno che potrebbe poi causare una scorretta passivazione dell’acciaio inossidabile. Nel caso in cui lo strato di ossido da rimuovere sia elevato e molto resistente, il decapaggio chimico od elettrochimico può precedere il decapaggio meccanico.
I pro del decapaggio meccanico:
I contro del decapaggio meccanico:
Il decapaggio chimico dell’acciaio inossidabile può essere diviso in due categorie:
Il processo di lavaggio a seguito del decapaggio chimico (che sia decapaggio in vasca o decapaggio tramite gel) è fondamentale in quanto ogni residuo di acido sulla superficie dell’acciaio inossidabile continuerebbe ad agire portando ad una rapida corrosione del componente.
Questa necessità porta ad una considerazione: il decapaggio chimico dell’acciaio inox, che sia totale o localizzato, presenta problemi di grande rilevanza ecologico-sanitaria. I prodotti chimici decapanti sono altamente tossici e di difficile smaltimento; dovendo quindi risciacquare accuratamente ogni residuo di acido dal manufatto, si utilizzano enormi quantità di acqua inquinandola con residui acidi e di metalli pesanti.
I pro del decapaggio chimico:
I contro del decapaggio chimico:
Tutte le strategie di decapaggio elettrochimico descritte in precedenza possono essere applicate in linea (durante il passaggio nelle vasche del nastro di acciaio inossidabile) e rispetto al tradizionale decapaggio chimico utilizzano acidi meno pericolosi (solforico anziché fluoridrico e nitrico) e permettono di avere minori perdite di materiale (minor attacco corrosivo dell’acciaio). Esistono tre tipologie di decapaggio elettrochimico:
Dopo essere stato estruso, l’alluminio è sempre ricoperto da uno strato di ossido che può essere più o meno consistente, e viene in genere decapato in soda caustica.
L’operazione di decapaggio, oltre che di natura chimica, può essere anche di natura elettrolitica. In questa, l’’acciaio costituisce l’anodo o il catodo in un elettrolita acido, attraverso il quale passa la corrente.
Il decapaggio si effettua anche durante la lavorazione industriale del rame (in acido nitrico) e degli ottoni. In questo caso, si procede una volta espletata la ricottura dei materiali, procedimento necessario per il recupero di una struttura metallografica apprezzabile andata perduta durante lo stress della laminazione. Il decapaggio si rende necessario poiché la ricottura provoca l’ossidazione dello strato superficiale, che viene asportato grazie ad un bagno di acido solforico (soluto in acqua al 10%) seguito da una lavatura e da una spazzolatura. Possiamo ricordare l’ottone che dopo il trattamento termico di ricottura viene decapato per riguadagnare la sua naturale lucentezza.
Poiché il decapaggio lascia la superficie nuda, solitamente si eseguonoulteriori trattamenti atti a proteggerla o ricoprirla, che dipendono dal materiale e dalla finitura richiesta.
Non dimentichiamo che ci sono casi in cui ildecapaggio dei metalli serve solamente per eliminare dalla superficie i tensioattivi presenti su di essa e che potrebbero influire su lavorazioni successive, pensiamo ad esempio a una ricopertura galvanica della superficie…
Insomma,in molti casi il decapaggio è solo l’inizio! Poi la storia prosegue bella o brutta a seconda di tanti fattori… e solo un esperto può aiutarti a considerarli tutti quanti. Eccomi qui! A questo puntoentro in gioco io, che mi occupo di trattamenti per professione – e anche per passione.
I trattamenti che possono essere eseguiti dopo il decapaggio , inoltre, sono davvero tanti: passivazione, cromatura, ossidazione anodica e verniciatura… Come scegliere?
Meglioprendere insieme la decisione, per cui ti aspetto con il tuo ‘problema’ e garantisco che troveremo le vie per risolverlo.