Resistenza a Corrosione

La resistenza a corrosione è una delle caratteristiche più apprezzate e richieste dell'anodizzazione dell'alluminio. Lo strato di ossido di alluminio forma una barriera protettiva che isola il materiale base dall'ambiente esterno, impedendo o rallentando significativamente i fenomeni corrosivi.

Meccanismo di protezione dalla corrosione

L'anodizzazione protegge l'alluminio dalla corrosione attraverso diversi meccanismi:

Barriera fisica

Lo strato di ossido di alluminio agisce come una barriera compatta tra il materiale base e l'ambiente. Questa barriera presenta uno spessore significativo che varia da 15 µm per l'anodizzazione naturale OX-A fino a 60 µm per l'anodizzazione dura OX-HS e OX-W. La struttura compatta dell'ossido è caratterizzata da elevata densità e bassa porosità dopo il processo di fissaggio. Il rivestimento garantisce continuità su tutta la superficie trattata, risultando uniforme in ogni punto (ad eccezione di fori molto profondi). L'aderenza è eccezionale poiché il rivestimento costituisce parte integrante del materiale stesso e non può delaminare.

Protezione elettrochimica

L'ossido di alluminio è elettricamente isolante e impedisce il passaggio di correnti elettriche necessarie per innescare processi di corrosione elettrochimica. Questa proprietà isolante previene efficacemente la formazione di corrosione galvanica quando l'alluminio anodizzato viene a contatto con altri metalli.

A differenza di altri trattamenti superficiali comunemente utilizzati, come la cromatura e la nichelatura, che essendo rivestimenti metallici risultano conduttivi e possono quindi generare coppie galvaniche con il substrato di alluminio, l'ossido anodico elimina questo rischio grazie alla sua natura ceramica non conduttiva.

Stabilità chimica

L'ossido di alluminio presenta un'elevata stabilità chimica a contatto con numerose sostanze. Resiste efficacemente alle soluzioni neutre, comprese quelle saline contenenti cloruri o altri elementi tipicamente aggressivi per i metalli, e mantiene la propria integrità anche a contatto con idrocarburi o solventi organici.

Tuttavia, il rivestimento anodico risulta vulnerabile quando esposto a soluzioni acide o alcaline, che possono attaccarlo chimicamente compromettendone le proprietà protettive.

Certo. Ecco una versione in un unico capitolo, con due soli sottocapitoli (Naturale e Dura), senza duplicazioni e con un taglio tecnico–commerciale equilibrato.

Differenze di resistenza a corrosione tra anodizzazione naturale e dura

Anodizzazione naturale

L’anodizzazione naturale produce uno strato di ossido con spessore tipicamente compreso tra 10 e 20 µm, garantendo una buona resistenza alla corrosione in ambienti non particolarmente aggressivi. È una soluzione adatta a componenti destinati ad ambienti interni o esterni moderati, dove è richiesta una protezione efficace ma non estrema, spesso con una valenza anche estetica.

Dal punto di vista normativo, la MIL-PRF-8625F Type II richiede una resistenza minima di 336 ore in nebbia salina neutra (NSS) con comparsa di corrosione minima entro i limiti descritti dalla norma.

Il trattamento OX-A, basato su anodizzazione naturale Type II, soddisfa e supera tali requisiti, raggiungendo ≥336 ore NSS su tutte le leghe da lavorazione plastica. Con un adeguato fissaggio, la resistenza alla corrosione può essere ulteriormente incrementata. OX-A è indicato per componenti interni, ambienti urbani non fortemente inquinati e applicazioni in cui è richiesta una protezione leggera e affidabile.

Anodizzazione dura

L’anodizzazione dura consente di ottenere strati di ossido molto più spessi, generalmente compresi tra 30 e 60 µm, caratterizzati da una struttura più compatta e densa. Questo si traduce in una resistenza alla corrosione eccellente, anche in ambienti altamente aggressivi come quelli marini, industriali, offshore o sottomarini.

Sia la MIL-PRF-8625F Type III sia la ISO 10074 fissano come requisito minimo una resistenza alla corrosione di 336 ore NSS senza evidenze di attacco corrosivo.

I trattamenti OX-W e OX-HS, entrambi basati su anodizzazione dura, garantiscono prestazioni pari o superiori a questo limite su leghe della serie 6000. In particolare, OX-W è ottimizzato per massimizzare la resistenza alla corrosione, con uno strato più compatto rispetto a una anodizzazione dura tradizionale e la possibilità, con fissaggio ottimale, di superare le 1000 ore NSS. Offre inoltre risultati eccellenti anche su leghe difficili, come le serie 2000 o ad alto contenuto di silicio.

Il trattamento OX-HS privilegia invece lo spessore e la robustezza dello strato, arrivando fino a 50 µm, ed è pensato per applicazioni estremamente severe. Con fissaggio a caldo, consente anch'esso di superare le 1000 ore NSS, rendendolo idoneo per settori militari, aerospaziali, offshore e per componenti critici con elevate esigenze di durabilità nel tempo.

Ruolo dei pori dell'anodizzazione e del fissaggio

Lo strato di anodizzazione, prima del fissaggio, presenta una struttura micro-porosa che costituisce una potenziale via di innesco della corrosione: gli agenti aggressivi possono penetrare attraverso i pori e raggiungere il materiale base, dando origine a fenomeni corrosivi localizzati.

Il fissaggio rappresenta un passaggio fondamentale per massimizzare la resistenza alla corrosione del rivestimento anodico. Questo processo agisce attraverso l'idratazione dello strato di ossido, che provoca la chiusura meccanica dei pori presenti nella struttura micro-porosa. La sigillatura dei pori impedisce efficacemente la penetrazione di sostanze aggressive verso il materiale base, eliminando le vie preferenziali di innesco della corrosione.

Per maggiori dettagli sul fissaggio, consultare la sezione dedicata Trattamenti di Fissaggio.

Influenza della lega sulla resistenza a corrosione

La lega di alluminio ha un impatto significativo sulla resistenza a corrosione finale del componente anodizzato.

Le leghe serie 6000 offrono una eccellente resistenza a corrosione, grazie alla formazione di uno strato di ossido molto compatto che consente di raggiungere le prestazioni massime. Per questo motivo, queste leghe sono fortemente raccomandate per applicazioni critiche dove la resistenza alla corrosione è un requisito fondamentale.

Le leghe serie 5000 e 7000 garantiscono comunque un'ottima resistenza a corrosione, con prestazioni leggermente inferiori rispetto alla serie 6000 ma comunque adeguate per la maggior parte delle applicazioni industriali.

Le leghe serie 2000 (ad alto contenuto di rame) presentano invece una resistenza a corrosione ridotta quando trattate con processo standard. Per queste leghe è necessario utilizzare il trattamento OX-W per ottenere prestazioni ottimali, e occorre valutare attentamente la loro idoneità per applicazioni in ambienti particolarmente aggressivi.

Infine, le leghe da fusione ad alto contenuto di silicio mostrano una resistenza a corrosione compromessa e dovrebbero essere evitate per applicazioni critiche. Per queste leghe è sempre necessario richiedere una valutazione di fattibilità specifica prima di procedere con il trattamento.

Applicazioni in ambienti aggressivi

Ambiente Marino e Sottomarino

Gli ambienti marini e sottomarini rappresentano una delle condizioni più critiche per i materiali metallici, caratterizzati da esposizione continua o periodica ad acqua di mare con alto contenuto di cloruri (NaCl, MgCl₂), possibile presenza di microrganismi e cicli di bagnatura/asciugatura particolarmente aggressivi nella zona di marea.

Per queste applicazioni è raccomandato il trattamento OX-HS o OX-W con fissaggio a caldo, che garantisce una protezione efficace anche in immersione prolungata e continua. Questi trattamenti sono particolarmente adatti per componenti navali, offshore e sottomarini, trovando applicazione tipica in componenti di imbarcazioni, attrezzature subacquee, piattaforme offshore e componentistica portuale.

Automotive e Sali Stradali

Il settore automotive presenta sfide specifiche legate all'esposizione a sali antigelo (NaCl, CaCl₂), cicli termici intensi (caldo/freddo), presenza di fanghi e detriti abrasivi, oltre alla possibile presenza di oli e idrocarburi.

Il trattamento raccomandato OX-HS o OX-W con fissaggio offre eccellente resistenza ai sali stradali, resistenza ai cicli termici tipici del settore automotive e compatibilità con oli e fluidi. Le applicazioni tipiche includono campane freno, corpi valvola, componentistica motore e trasmissione, e tutte le parti esposte a sali stradali.

Veicoli a Idrogeno

Le applicazioni nei veicoli a idrogeno richiedono particolare attenzione per l'esposizione a elevate pressioni di idrogeno, la necessità critica di prevenire perdite per motivi di sicurezza, la possibile presenza di umidità e l'esigenza di affidabilità a lungo termine.

Il trattamento OX-W o OX-HS con fissaggio offre vantaggi specifici: protezione dalla corrosione per mantenere l'integrità delle tenute, prevenzione delle perdite di idrogeno (aspetto fondamentale per la sicurezza), combinazione di resistenza meccanica e chimica, e durabilità a lungo termine. Questi trattamenti trovano applicazione in bombole di stoccaggio idrogeno, corpi valvola e riduttori, raccorderia e componenti del circuito H₂.

Per approfondimenti, consultare l'articolo dedicato ai trattamenti per veicoli a idrogeno.

Militare e Aerospaziale

Il settore militare e aerospaziale presenta le condizioni operative più estreme e impegnative, caratterizzate da ambienti operativi critici con esposizione a sostanze aggressive di varia natura, requisiti di affidabilità assoluta e la necessità di conformarsi a normative militari particolarmente stringenti (MIL specifications).

Per queste applicazioni è raccomandato il trattamento OX-HS Type III secondo MIL-PRF-8625, che garantisce conformità certificata alle normative militari, resistenza eccezionale in condizioni estreme e affidabilità comprovata nel tempo. Questi trattamenti trovano applicazione in componenti aeronautici, equipaggiamenti militari, veicoli terrestri militari e componenti destinati ad applicazioni spaziali.