Trattamenti superficiali meccanici per l'acciaio inossidabile. Quali tipi esistono?

Vantaggi di un trattamento superficiale adatto per il tuo acciaio inossidabile

L'acciaio inossidabile è un materiale naturalmente attraente, ma con il giusto trattamento, la sua estetica può raggiungere un livello completamente nuovo. Che si tratti di lamiere, curve, tubi o profili, uno speciale trattamento superficiale può aumentare il valore dei vostri prodotti in acciaio inossidabile e migliorarne l'aspetto. Innanzitutto, un trattamento superficiale appropriato riduce segni e irregolarità indesiderate, ottenendo un pezzo impeccabile. Questo garantisce una superficie più liscia e uniforme che non è solo esteticamente gradevole, ma offre anche vantaggi pratici. Una superficie liscia è meno soggetta a contaminazione e facilita notevolmente la pulizia. Inoltre, riduce anche l'adesione dello sporco, riducendo così la necessità di manutenzione. Tuttavia, durante le fasi di lavorazione meccanica, è necessario tenere conto di alcuni aspetti per garantire che la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile non venga compromessa. Questi processi sono discussi nella sezione seguente.

Stinatura, lucidatura e spazzolatura, i più comuni trattamenti meccanici delle superfici

I trattamenti meccanici mirano a modificare la struttura superficiale dell'acciaio inossidabile attraverso processi fisici senza alterarne la composizione chimica. I trattamenti meccanici più comuni includono la satinatura, la spazzolatura e la lucidatura.

I processi di satinatura, spazzolatura e lucidatura sono ottenuti da particelle dure saldamente legate tra loro o a un substrato. L'effetto superficiale dipende principalmente dalla granulometria e dal tipo di abrasivo. La satinatura rimuove strati superficiali indesiderati, come cordoni di saldatura e ossidazione. La spazzolatura, come la satinatura e la lucidatura, è un processo di trattamento superficiale abrasivo. Per la spazzolatura vengono utilizzati abrasivi più delicati. La loro funzione è essenzialmente quella di conferire struttura alla superficie e non di rimuovere il metallo. Durante la spazzolatura, la rimozione del metallo è minima. Gli abrasivi includono numerosi nastri, tamponi e dischi Scotch-Brite™. Vedere anche la scheda informativa: "Trattamento meccanico superficiale di acciai inossidabili in applicazioni decorative".
La lucidatura, invece, descrive un trattamento decorativo che comporta solo una minima rimozione di materiale.

Satinatura: Il processo più utilizzato

La satinatura è uno dei processi più comunemente utilizzati per il trattamento meccanico superficiale dell'acciaio inossidabile. La satinatura consente la correzione precisa di irregolarità ottiche come cordoni di saldatura e pellicole di ossido. Il risultato sono pezzi impeccabili che stupiscono non solo gli architetti, ma anche gli ingegneri. In settori come quello lattiero-caseario e farmaceutico, la satinatura è da tempo una pratica standard per garantire un aspetto estetico uniforme.

Tuttavia, è importante notare che una rettifica perfetta richiede un certo impegno. La rettifica è un processo costoso e comporta il rischio di compromettere la resistenza alla corrosione. Più ruvida è la superficie (ad esempio, tramite sabbiatura o rettifica con grana 36), minore è la resistenza alla corrosione. Al contrario, una superficie molto liscia (grana 400) si rivela significativamente più resistente.

Il problema delle superfici ruvide può essere ricondotto a diversi aspetti. Queste superfici tendono a sporcarsi più rapidamente di quelle lisce perché presentano più inclusioni esposte. Le inclusioni rappresentano potenziali punti di attacco per la corrosione, riducendone la resistenza. Inoltre, una rugosità elevata aumenta le tensioni interne della superficie e favorisce la formazione di intagli, che a loro volta aumentano il rischio di cricche da corrosione sotto sforzo. Anche i segni della satinatura grossolana sono problematici quando l'acciaio inossidabile entra in contatto con alimenti o altri fluidi aggressivi. Più ruvida è la superficie, maggiore è il tempo di contatto e maggiore è il rischio di corrosione. Questo è particolarmente vero per i sistemi che richiedono una pulizia frequente. Una superficie ruvida rende più difficile una pulizia accurata. Pertanto, l'industria farmaceutica e alimentare pone particolare enfasi sulla minima rugosità superficiale e sui profili superficiali arrotondati. Ciò solleva la questione del perché la satinatura sia necessaria.

Quali fattori giustificano la satinatura dell'acciaio inossidabile?

• L'acciaio inossidabile è autorigenerante . Grazie all'elevato contenuto di cromo, sulla superficie si forma uno strato passivo estremamente sottile e trasparente. Anche se l'acciaio inossidabile viene graffiato o danneggiato in altro modo, questo strato passivo, spesso solo pochi strati atomici, si forma nuovamente sotto l'influenza dell'ossigeno dell'aria o dell'acqua.

• Resistenza alla corrosione: sebbene la satinatura stessa comporti il ​​rischio di compromettere temporaneamente la resistenza alla corrosione, questo effetto è spesso compensato dai vantaggi di una superficie liscia. La rimozione di rugosità, imperfezioni e aree danneggiate riduce i punti di attacco della corrosione. Come accennato nel punto precedente, l'acciaio inossidabile rettificato forma uno strato protettivo che protegge dai danni ossidativi e dalla formazione di ruggine..

• Estetica visiva: l'acciaio inossidabile viene spesso utilizzato in settori in cui l'aspetto gioca un ruolo fondamentale, come l'architettura, l'interior design o il design di prodotto. La satinatura può rimuovere irregolarità, graffi, saldature e altre irregolarità per creare una superficie liscia e impeccabile. Ciò si traduce in un aspetto gradevole e uniforme, fattore più importante in questi settori rispetto alla resistenza alla corrosione.

• La giusta scelta del tipo di acciaio inossidabile: la resistenza alla corrosione è garantita dalla scelta del giusto grado di acciaio inossidabile. Nelle aree di progettazione, la resistenza alla corrosione ha talvolta la seconda priorità.

• Sicurezza: In alcune applicazioni, come l'edilizia o i corrimano, la satinatura dell'acciaio inossidabile può contribuire a eliminare gli spigoli vivi o le irregolarità, aumentando la sicurezza degli utenti.

• Caratteristiche meccaniche: Le superfici lucidate possono anche migliorare alcune caratteristiche meccaniche. Ad esempio, una superficie liscia riduce l'attrito e l'usura, il che rappresenta un vantaggio nelle applicazioni che prevedono movimento e attrito.

Per garantire che i risultati della satinatura non compromettano la resistenza alla corrosione, nella sezione seguente vi mostreremo suggerimenti e trucchi che potranno esservi utili.

Consigli per la satinatura - suggerimenti e trucchi

Una satinatura efficace richiede un approccio attento. Questo è l'unico modo per mantenere la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile garantendone al contempo la facilità di pulizia. Il libro di Claus Qvist Jensen "Acciaio inossidabile e corrosione" offre i seguenti consigli da tenere a mente durante la satinatura:

• Riduzione al minimo dei processi di contatto e di lsatinatura: L'ispezione ravvicinata del pezzo consente di ottenere una lavorazione ottimale fin dall'inizio.

• Eliminazione dei segni prima di passare alla fase successiva: la satinatura incrociata garantisce il miglior controllo visivo tra i movimenti della satinatura per assicurare l'eliminazione dei segni della satinatura precedente.

• Controllo dell'angolo durante la satinatura incrociata: un angolo di almeno 30 gradi tra i movimenti di satinatura consente un controllo preciso della rimozione dei segni di satinatura precedenti.

• Superfici igieniche: per i pezzi che richiedono superfici igieniche, è necessaria una sequenza di granulazione graduale seguita da lucidatura. Ciò impedisce che i contaminanti si nascondano sotto la superficie e crea una base ottimale per la

• La sequenza granulometrica consigliata per le superfici igieniche è la seguente:

• Per superfici puramente estetiche che soddisfano i requisiti architettonici, l'attenzione è rivolta all'aspetto desiderato. Le fasi iniziali possono essere modificate e alcuni passaggi saltati, ma la levigatura incrociata rimane essenziale per rimuovere i segni precedenti.

Per la lucidatura finale si raccomanda la seguente procedura:

1. Lucidatura con disco lucidante e cera lucidante

2. Lucidatura brillante con disco lucidante e cera lucidante speciale

3. In alcuni casi, è preferibile ottenere una finitura satinata. In tal caso, la carteggiatura può essere interrotta dopo aver utilizzato una grana 120 o 180 e aver applicato un agente opacizzanto.

In relazione alle superfici, si parla spesso di rugosità superficiale e profili di rugosità. Cosa significano e quale influenza hanno sulla resistenza alla corrosione?

Rugosità superficiale e profili di rugosità come valori di riferimento per l'applicazione

Per sfruttare le caratteristiche di un materiale, il trasformatore deve scegliere correttamente la finitura superficiale da ottenere. Le superfici ruvide comportano problemi di corrosione e di pulizia. Una superficie più o meno ruvida viene spesso classificata misurando e specificando la rugosità come Ra. Ra è una media ponderata della rugosità della superficie su una sezione definita, di solito cinque sezioni di 0,8 mm ciascuna. Valori di Ra più elevati indicano superfici più ruvide. Tuttavia, i valori pratici possono variare notevolmente in quanto i processi di lavorazione meccanica influenzano il risultato. Ad esempio, le condizioni della tela smeriglio e la sua granulometria influenzano i risultati. Anche la scelta dell'abrasivo ha un impatto. Il carborundum (carburo di silicio, SiC) ha particelle abrasive taglienti, mentre l'ossido di alluminio (corindone, Al2O3) è più morbido e produce una superficie più liscia. Purtroppo, il valore Ra dice poco sulla superficie dell'acciaio. Si ottiene una stima dell'altezza dei rialzi, ma non di quanto siano stretti e ripidi i fianchi. Sono proprio questi fattori, e non il Ra, a determinare la resistenza alla corrosione e la facilità di pulizia della superficie. Una superficie laminata con un profilo di rugosità morbido e Ra = 0,8 μm è più facile da pulire rispetto a una superficie affilata e rettificata con Ra 0,5 μm, ad esempio. Le sporgenze morbide sono meno soggette allo sporco. È quindi importante l'intero profilo di rugosità e non solo il valore Ra. Una superficie aperta con rugosità morbida è preferibile a una superficie lucidata con lo stesso valore Ra. Una superficie 2B impeccabile, liscia e decapata (laminata a freddo) è ideale in termini di corrosione e igiene. La satinatura dovrebbe essere evitata per tradizione.

Anche un profilo di rugosità completo può essere fuorviante. Una satinatura grossolana (grana 60) in una direzione, seguita da una satinatura più fine (ad esempio grana 220) nella satinatura trasversale può portare a valori di Ra inferiori. In questo modo si rischia di affilare i bordi di rugosità invece di eliminarli. Di conseguenza, la sonda del rugosimetro salta da un'elevazione all'altra invece di scansionare le valli. Questo porta a misurazioni imprecise.

La sabbiatura e la granigliatura sono ulteriori trattamenti superficiali meccanici. Questi saranno discussi nella sezione seguente.

Sabbiatura e granigliatura come ulteriore trattamento meccanico della superficie

L'utilizzo di processi di sabbiatura (con sfere di vetro, sabbia o acciaio) presenta vantaggi e svantaggi simili a quelli della satinatura. Le superfici ruvide sono più difficili da pulire e meno resistenti alla corrosione, motivo per cui dovrebbero essere evitate.

Tra i vari processi di sabbiatura, la sabbiatura è l'opzione meno adatta. Crea una superficie estremamente ruvida, difficile da pulire e con la minima resistenza alla corrosione. Per superfici con finitura migliore, come quelle finemente levigate, la resistenza alla corrosione può essere ripristinata tramite un successivo decapaggio. Tuttavia, questo non è possibile con le superfici sabbiate. Una superficie ruvida combinata con la sabbiatura può causare crepe sulle superfici esposte. Questa condizione non solo comporta il rischio di corrosione interstiziale, ma è anche difficile da pulire e potrebbe potenzialmente costituire un terreno fertile per i microrganismi.

I Processi di sabbiatura più fini, come la sabbiatura con microsfere di vetro e la sabbiatura a sabbia, offrono vantaggi architettonici. La sabbiatura con microsfere di vetro, in particolare, conferisce alla superficie un aspetto gradevole e uniforme, quasi setoso, apprezzato da designer e architetti.

A differenza della satinatura, i processi di sabbiatura sono più delicati sul materiale, soprattutto quando vengono utilizzate microsfere di vetro o sfere di acciaio (sabbiatura di pulizia, pallinatura). La sabbiatura comprime la superficie, creando tensioni di compressione interne, che a loro volta aumentano la resistenza alla corrosione sotto sforzo (SCC). In particolare, la resistenza alla corrosione sotto sforzo (SCC) dipende fortemente dalle tensioni di trazione presenti nel materiale. La sabbiatura con microsfere di acciaio o di vetro riduce queste tensioni di trazione. La pallinatura è un metodo comprovato per aumentare la resistenza alla SCC dell'acciaio e ridurre anche il rischio di fratture da fatica.

Come per tutte le fasi di lavorazione dell'acciaio inossidabile, è importante evitare depositi di ferro durante la sabbiatura. A tal fine, è necessario assicurarsi che il vetro utilizzato per la granigliatura non sia mai stato utilizzato per la granigliatura dell'acciaio nero. In caso contrario, una ringhiera in acciaio inossidabile potrebbe sviluppare rapidamente un sottile strato di ruggine.

È un'errata opinione diffusa che la rimozione del film di ossido possa essere ottenuta mediante sabbiatura con microsfere di vetro anziché con decapaggio o satinatura (seguiti da decapaggio). La sabbiatura con microsfere di vetro non rimuove in modo significativo il materiale, ma lo spinge nel materiale di base. Inoltre, lo strato privo di cromo sottostante il film di ossido rimane intatto. Sebbene il risultato possa apparire impeccabile, la resistenza alla corrosione è significativamente ridotta. Le ringhiere sabbiate con microsfere di vetro presentano spesso striature di ruggine lungo le saldature.

Prima della sabbiatura con microsfere di vetro delle saldature, è necessario effettuare il decapaggio per rimuovere la pellicola di ossido e lo strato privo di cromo..

Una superficie sabbiata ottimizzata richiede tre fasi:

• Decapaggio

• Sabbiatura con microsfere di vetro

• Passivazione

La passivazione è un post-trattamento chimico di superfici lavorate meccanicamente, prive di un film di ossido che le rende brillanti. La combinazione di post-trattamento chimico e meccanico richiede spesso il trasporto dei pezzi tra l'officina e il capannone di decapaggio, il che rende il processo piuttosto complicato. Molti adottano invece per processi chimici a umido che prevedono prima il decapaggio e poi la sabbiatura, il che non è del tutto ideale.

Oltre ai trattamenti superficiali meccanici descritti in questo blog, esistono anche trattamenti superficiali chimici ed elettrochimici. Questi sono descritti nel blog "Trattamenti superficiali chimici ed elettrochimici dell'acciaio inossidabile. Breve introduzione". mostrato.

Conclusione

Per riassumere i trattamenti meccanici superficiali, si noti quanto segue:

• La satinatura, la lucidatura e la spazzolatura sono i trattamenti meccanici superficiali più comuni.

• Satinatura : Il processo più utilizzato

• La satinatura è un processo costoso e comporta il rischio di compromettere la resistenza alla corrosione. Per questo motivo, è necessario seguire i consigli e i suggerimenti di questo blog.

• Le superfici ruvide presentano problemi di corrosione e di pulizia.

• Purtroppo, il valore Ra dice poco sulla superficie dell'acciaio.

• Una superficie aperta con una rugosità morbida è paragonabile a una superficie satinata con la stessa rugosità.

• Una superficie impeccabile, liscia e decapata 2B della lamiera sottile laminata a freddo è ideale in termini di corrosione e igiene. L'inutile satinatura per tradizione dovrebbe essere evitata.

• Il processo di sabbiatura (utilizzando perle di vetro, sabbia o sfere d'acciaio) presenta vantaggi e svantaggi simili a quelli della satinatura.

Se avete domande su questo post o su altre questioni relative all'acciaio inossidabile, HANS KOHLER AG sarà lieta di consigliarvi.

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