Proprietà dell'anodizzazione
Durezza e Resistenza a Usura
L'anodizzazione dura dell'alluminio è un processo che consente di creare sulla superficie del materiale uno strato di ossido di alluminio con proprietà di durezza e resistenza all'usura superiori a quelle dell'anodizzazione naturale. Queste proprietà tribologiche eccezionali rendono l'anodizzazione dura comparabile al cromo duro e superiore alla nichelatura chimica e all'acciaio.
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 durezza viene misurata secondo la normativa ISO 4516, indentazione Vickers, con un carico variabile in funzione dello spessore di anodizzazione e della sua durezza, tipicamente compreso tra 15 e 50 grammi.
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 eccezionale è dovuto all'alta purezza in alluminio che caratterizza queste leghe, la quale favorisce la formazione di ossido molto compatto con una struttura cristallina ottimale. Inoltre, il minimo contenuto di elementi che inficiano la durezza contribuisce a mantenere elevate le prestazioni meccaniche del rivestimento.
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 per determinare l'idoneità del materiale al trattamento.
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 |
Resistenza all'usura
La resistenza all'usura è strettamente correlata alla durezza superficiale, ma dipende anche da altri fattori quali la struttura cristallina e la composizione dello strato di ossido. Per questo motivo, nonostante la durezza dell'anodizzazione dura (400-450 HV) sia inferiore rispetto a quella di altri rivestimenti come il cromo duro elettrolitico (circa 1000 HV), le prestazioni in termini di resistenza all'usura risultano comparabili o addirittura 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-8625F 3.7.2.2. Il test viene eseguito utilizzando lo strumento Taber Abraser con ruote abrasive CS 17 e un carico di 1 kg. Il provino viene sottoposto a 10.000 cicli di abrasione, al termine dei quali viene misurata la perdita di peso del componente.
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 grazie alla loro struttura molto compatta, all'alta durezza e all'eccellente resistenza sia ad usura abrasiva che adesiva.
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. Tuttavia, è possibile ottenere un miglioramento significativo utilizzando il trattamento OX-W, che ottimizza la struttura dello strato di ossido.
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'eccezionale combinazione di:
- Durezza elevata (400-500 HV su leghe serie 6000)
- Resistenza all'usura comparabile al cromo duro
- Resistenza a corrosione superiore
- 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.