Proprietà dell'anodizzazione
Durezza e Resistenza a Usura
L'anodizzazione dura dell'alluminio crea sulla superficie uno strato di ossido con durezza e resistenza all'usura superiori a quelle dell'anodizzazione naturale. Queste proprietà tribologiche rendono l'anodizzazione dura comparabile al cromo duro in molte applicazioni di usura abrasiva e tipicamente superiore alla nichelatura chimica e all'acciaio per la protezione superficiale dei componenti in alluminio.
Durezza superficiale
La durezza dello strato di anodizzazione dura varia significativamente in funzione della lega di alluminio utilizzata, poiché il rivestimento deriva dalla conversione del materiale base in ossido.
La microdurezza viene misurata secondo ISO 4516 (indentazione Vickers), con una forza tipicamente equivalente a 15–50 g (circa 0,15–0,49 N), scelta in funzione dello spessore e della durezza dello strato.
Durezza in funzione della lega - Anodizzazione Dura
Leghe serie 6000
Durezza: >400 HV
Le leghe della serie 6000 sono quelle che permettono di ottenere la massima durezza nell'anodizzazione dura. Questo risultato è dovuto alla composizione Al-Mg-Si particolarmente favorevole, che favorisce la formazione di ossido molto compatto.
Leghe serie 5000 (con Mg >2%) e serie 7000
Durezza: >330 HV
Le leghe ad alto contenuto di magnesio (serie 5000 con Mg >2%) e le leghe della serie 7000 offrono durezza elevata, anche se inferiore alle serie 6000. Queste leghe garantiscono una buona formazione dell'ossido, sebbene la presenza di elementi di lega influenzi la struttura del rivestimento.
Leghe serie 2000
Durezza: >280 HV
Le leghe ad alto contenuto di rame presentano durezza inferiore rispetto alle altre serie. Questo è dovuto al fatto che l'alto contenuto di rame (>2%) limita la formazione di ossido compatto, generando una struttura meno uniforme. Tuttavia, le prestazioni possono essere migliorate utilizzando il trattamento OX-W, che ottimizza il processo per queste leghe specifiche.
Leghe da fusione
Durezza: >300 HV (per Cu <2%, Si <8%)
Le leghe da fusione con composizione appropriata possono essere anodizzate con risultati accettabili, sebbene le prestazioni siano generalmente inferiori rispetto alle leghe da lavorazione plastica. La qualità del rivestimento presenta una certa variabilità in funzione della composizione specifica della lega, rendendo necessaria una valutazione caso per caso.
Tabella di comparazione della durezza in funzione della lega anodizzata
| Lega | Durezza HV | Note |
|---|---|---|
| Leghe 6000 e altre leghe per lavorazione plastica eccetto quelle sotto | >400 HV | Massima durezza |
| Leghe 5000 (con Mg >2%) e serie 7000 | >330 HV | |
| Leghe 2000 | >280 HV | Preferire il trattamento OX-W |
| Leghe da fusione (Cu <2%, Si <8%) | >300 HV | |
| Altre leghe da fusione | - | Durezza non determinabile |
Per mettere in relazione un valore HV con requisiti espressi in altre scale, utilizza il convertitore di durezza HV, HRC e HB. Lo strumento rende immediata la consultazione delle equivalenze riportate nella tabella ASTM E140.
Resistenza all'usura
La resistenza all'usura è correlata alla durezza superficiale, ma dipende anche da morfologia e composizione dello strato di ossido. Per questo motivo, nonostante la durezza dell'anodizzazione dura (400–450 HV) sia inferiore a quella del cromo duro (circa 1000 HV), le prestazioni di resistenza all'usura abrasiva risultano spesso comparabili o superiori in molte applicazioni pratiche.
Il test standard per valutare la resistenza all'usura dell'anodizzazione è il Taber Abraser secondo ISO 10074 Appendice B.3 e MIL-PRF-8625. Il test viene eseguito con ruote abrasive CS-17 e carico di 1 kg per ruota. Il provino viene sottoposto a 10.000 cicli di abrasione, al termine dei quali viene misurata la perdita di peso.
L'interpretazione dei risultati è inversamente proporzionale alle prestazioni: un numero basso indica una prestazione migliore, poiché il test quantifica la perdita di materiale dovuta all'usura abrasiva.
Resistenza all'usura in funzione della lega - Anodizzazione Dura
Leghe serie 6000
Perdita peso: <15 mg / 10.000 cicli
Le leghe serie 6000 offrono la massima resistenza all'usura abrasiva grazie alla loro struttura molto compatta e all'alta durezza.
Leghe serie 5000 (Mg >2%) e 7000
Perdita peso: <25 mg / 10.000 cicli
Resistenza all'usura molto buona, intermedia tra serie 6000 e 2000.
Leghe serie 2000
Perdita peso: <35 mg / 10.000 cicli
Le leghe serie 2000 presentano una resistenza all'usura accettabile, sebbene inferiore rispetto alle altre leghe. È possibile ottenere un miglioramento significativo utilizzando il trattamento OX-W.
Tabella di comparazione della resistenza all'usura in funzione della lega anodizzata
| Lega | Perdita Peso Max (ISO 10074) | Prestazioni |
|---|---|---|
| Serie 6000 | 15 mg | ★★★★★ |
| Serie 5000 (Mg >2%) e 7000 | 25 mg | ★★★★☆ |
| Serie 2000 | 35 mg | ★★★☆☆ |
Conclusioni
L'anodizzazione dura offre un'eccellente combinazione di:
- Durezza elevata (400–500 HV su leghe serie 6000)
- Resistenza all'usura spesso comparabile al cromo duro
- Ottima resistenza a corrosione, ulteriormente migliorabile con fissaggio
- Eco-compatibilità (processo senza sostanze pericolose)
Queste caratteristiche la rendono la scelta ideale per componenti in alluminio di meccanica di precisione soggetti a usura in molteplici settori industriali.
Per maggiori informazioni sulla selezione del trattamento più appropriato per la vostra applicazione, consultare la sezione Rivestimenti OX o contattare il supporto tecnico di Durox.