L'acciaio è il materiale su cui la produzione moderna fa molto affidamento per realizzare innumerevoli articoli in tutti i settori. Come la sua vasta fruibilità, sul mercato sono disponibili diversi tipi di acciaio con composizioni e proprietà di lega distinte. L'acciaio inossidabile è una delle leghe favorevoli per la resistenza alla corrosione, le prestazioni termiche, la resistenza e l'aspetto estetico, ma è più costoso di altri.
Spesso, i produttori utilizzano acciai ordinari trattati superficialmente per ottenere queste qualità a un prezzo competitivo. Tuttavia, è essenziale comprendere la differenza tra acciaio anodizzato e acciaio inossidabile, in modo da non selezionare il materiale sbagliato per il tuo progetto.
Questo articolo presenterà una panoramica comparativa dell'acciaio inossidabile e acciaio anodizzato.
Cos'è l'acciaio anodizzato?
Acciaio anodizzato
Metallo anodizzato o processo di anodizzazione è tipicamente associato all'alluminio e alle sue leghe. Su le leghe di alluminio viene creato un sottile strato di ossido naturale mediante un processo elettrochimico, che fornisce una migliore resistenza all'usura e un'eccellente protezione dalla corrosione. Tuttavia, l'anodizzazione dell'acciaio non prevede solo un processo elettrochimico; al contrario, vengono utilizzati bagni acidi di metalli secondari (come zinco o alluminio) per creare un anodizzazione a rivestimento duro strato. A volte, i metalli di placcatura vengono utilizzati come anodo per creare una superficie di placcatura.
"L'anodizzazione dell'acciaio non è simile all'alluminio; sia i bagni acidi caldi che la deposizione elettrochimica di metallo secondario creano uno strato protettivo duro sulla superficie dell'acciaio: come il rivestimento in ossido nero, può fornire lo stesso livello di protezione dell'alluminio anodizzato.".
Parti in acciaio anodizzato
L'anodizzazione personalizzata dell'acciaio con zinco o alluminio è in genere adatta per gradi di lega a basso e medio tenore di carbonio come SAE 1018, SAE 1020, SAE 1045, AISI 4130 e AISI 4140. È meglio elaborare prima con operazioni CNC e anodizzare le parti terminali in un secondo momento quando si tratta di lavorazione meccanica.
Processo di anodizzazione dell'acciaio
È essenziale utilizzare reagenti aggressivi come l'acciaio anodizzato e l'idrossido di sodio (NaOH). L'anodizzazione mira ad avere una pellicola anodica sulla superficie del metallo per migliorare la capacità di corrosione. Per quanto riguarda i rivestimenti in acciaio più utilizzati, è possibile menzionare i rivestimenti in idrossido di sodio o idrossido di potassio (KOH).
I parametri critici devono essere gestiti durante tutto il processo di anodizzazione per ottenere il miglior risultato. Alcuni dei parametri di processo sono sensibili e devono essere controllati in modo efficace per migliorare il processo di anodizzazione e i rivestimenti formati, come discusso di seguito;
●Concentrazione e composizione della soluzione acida
●Concentrazione e composizione della soluzione acida
●Tempo di implementazione per l'elaborazione
●Tensione applicata
●Temperatura della soluzione
●Pretrattamento dell'acciaio
Passaggi per anodizzare l'acciaio
●Preparazione: Innanzitutto, lavare l'acciaio con acqua deionizzata per rimuovere eventuali contaminanti presenti sulla superficie.
●Immersione: Immergere l'acciaio in una soluzione di NaOH o KOH con una concentrazione del 50%.
●Preparazione: Saldare il pezzo di acciaio al terminale positivo (anodo) di un alimentatore. Il controelettrodo, che può essere in acciaio, platino o nichel, è un altro componente fondamentale della cella.
●Mantenimento della soluzione: Mantenere costante la temperatura della soluzione e agitare l'elettrolita in modo appropriato con un agitatore magnetico.
●Processo elettrolitico: Prendere un filo con un'anima metallica, immergerlo nella soluzione elettrolitica e quindi collegare le due estremità del filo a una batteria. Questo creerà una pellicola passivante sulla parte esterna dell'acciaio, migliorandone la protezione.
Lo spessore del rivestimento anodizzato dipende dalla concentrazione della soluzione acida in cui l'acciaio è immerso e dal tempo impiegato per farlo. Di norma, più lungo è il tempo di immersione, più spesso e resistente si ottiene il film.
Quando l'acciaio viene anodizzato, sulla superficie dell'acciaio si forma un rivestimento di magnetite (Fe3O4). Sebbene questo rivestimento sia chimicamente simile alla ruggine, offre una discreta protezione al metallo di base. La superficie appena anodizzata è di colori diversi a seconda dell'angolazione con cui viene osservata; questa è una delle caratteristiche di questo processo. Questo effetto visivo è il motivo per cui l'acciaio anodizzato viene applicato a prodotti come utensili, il cui aspetto è un aspetto critico del prodotto. Tensioni e temperature più elevate possono aumentare la velocità di formazione dello strato anodico, ma questi fattori devono essere tenuti sotto controllo per rendere il processo conveniente.
Cos'è l'acciaio inossidabile?
Lamiere di acciaio inossidabile
L'acciaio inossidabile è una lega di ferro e cromo con altri elementi di lega aggiuntivi in piccole quantità, molibdeno, nichel, carbonio e azoto. Spesso, è noto come lega di cromo a causa dell'alta percentuale di cromo nella sua composizione.
La composizione tipica dell'acciaio inossidabile è la seguente;
| elemento | % |
| Ferro (Fe) | Equilibrio (maggioranza) |
| Cromo (Cr) | 10.5-30% |
| Nichel (Ni) | 0-35% |
| Carbonio (C) | 0-1.2% |
| Manganese (Mn) | 0-2% |
| Molibdeno (Mo) | 0-7% |
| Silicone (Si) | 0-1% |
| Azoto (N) | 0-0.25% |
Ognuno di questi singoli elementi di lega contribuisce alle proprietà finali dell'acciaio inossidabile. Il contenuto di cromo aumenta la resistenza alla corrosione, la durezza e la resistenza termica. Il nichel lo rende duttile e il carbonio ne aumenta la tenacità. Di conseguenza, il manganese agisce come un deossidante e migliora la resistenza alla trazione.
Parte in acciaio inossidabile
In un confronto tra acciaio anodizzato e acciaio inossidabile, l'acciaio inossidabile è resistente alla corrosione come l'anodizzazione e anche se non c'è problema di usura del rivestimento. La sezione successiva riguarda un confronto diretto tra questi due tipi di acciai ingegneristici.
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Acciaio anodizzato vs acciaio inossidabile: proprietà fisiche e meccaniche
Quale materiale scegliere per qualsiasi parte di produzione o prodotto dipende in larga misura dal fatto che il materiale in questione abbia sufficienti caratteristiche meccaniche e fisiche richieste per le applicazioni previste. Quindi, diamo un'occhiata alle differenze nelle proprietà fisiche e meccaniche dell'acciaio anodizzato e inossidabile una per una;
Peso e Forza
L'acciaio inossidabile è più leggero dell'acciaio dolce anodizzato o dell'acciaio a bassa conducibilità, offrendo una migliore resistenza meccanica e un migliore rapporto resistenza/peso.
Resistenza alla Corrosione
Se confrontiamo la resistenza alla corrosione dell'acciaio anodizzato con quella dell'acciaio inossidabile Sia la lega di acciaio ordinario anodizzato che la lega inossidabile forniscono resistenza alla corrosione, anche in condizioni ambientali difficili. Tuttavia, l'acciaio inossidabile può mantenere la capacità di resistenza nel tempo, mentre il rivestimento duro anodizzato può essere indossato per periodi più lunghi.
Corrosione dell'acciaio inossidabile
Le parti in acciaio trattate con una finitura anodizzata personalizzata sono soggette a corrosione galvanica quando entrano in contatto con determinati metalli, mentre l'acciaio inossidabile forma sulla superficie uno strato di ossido passivo di cromo che si autoripara in caso di degradazione.
Durezza superficiale
Sebbene l'anodizzazione dell'acciaio fornisca una durezza superficiale maggiore, se sia maggiore o meno dell'acciaio inossidabile dipende dal tipo di lega di acciaio che hai anodizzato. Inoltre, anche lo spessore dell'anodizzazione influenza la durezza superficiale.
Qualità estetica
Colori acciaio anodizzato
Uno dei principali vantaggi dell'anodizzazione è che consente la tintura con i colori desiderati grazie alla sua natura porosa, i pori assorbono la tintura e il successivo processo di sigillatura rende il colore stabile e duraturo. È inoltre possibile applicare una verniciatura secondaria su parti in acciaio se sono anodizzate con rivestimento o altri metalli.
Conduttività Termica
L'acciaio inossidabile ha una conduttività termica più elevata, circa 15 W/K/m. Quindi, può essere utilizzato in applicazioni correlate al trasferimento di calore come radiatori per pentole, scambiatori di calore, ecc.
Acciaio anodizzato vs acciaio inossidabile: usi e ambito di applicazione
Invece di realizzare parti e prodotti da lamiere di acciaio anodizzato, i produttori producono parti e le anodizzano con materiali adatti. Nelle applicazioni sensibili alle prestazioni, l'acciaio inossidabile potrebbe essere la scelta più favorevole.
Parte in acciaio anodizzato personalizzata
Parti in acciaio anodizzato sono utilizzati in componenti navali, attrezzature mediche e industriali. La maggiore protezione contro corrosione e usura e la resistenza all'acqua salata o a sostanze chimiche leggere lo rendono perfetto per queste applicazioni.
- Scafi di navi e componenti di banchine
- Manici per strumenti chirurgici
- Pentolame
- Staffe di montaggio per pannelli solari
- Rulli trasportatori
- Hardware per macchinari industriali
D'altro canto, l'acciaio inossidabile ha applicazioni più diversificate, vari gradi vengono lavorati con lavorazioni CNC, formatura di metalli, fusione e altre tecniche. Inoltre, lavorazione dell'acciaio inossidabile è uno dei metodi più comuni per produrre componenti in acciaio inossidabile su misura.
Applicazioni in acciaio inossidabile
L'acciaio inossidabile è popolare per la produzione di oggetti architettonici, parti automobilistiche, sistemi di lavorazione alimentare, componenti per l'elaborazione chimica e molto altro ancora.
- Cucina e utensili da cucina
- Collettori di scarico per veicoli
- Bisturi chirurgici
- Serbatoi di stoccaggio e tubazioni per l'industria chimica
- Infissi da bagno
- Viti e bulloni di fissaggio
- Corrimano sulle scale
- Scambiatori di calore
Acciaio anodizzato vs acciaio inossidabile: gradi di lega comuni
Innanzitutto, non ci sono gradi specifici o serie di leghe di acciaio anodizzato. Diverse leghe con zinco o altri metalli sono anodizzate (basso tenore di carbonio, alto tenore di carbonio, grado di acciaio per utensili). Fondamentalmente, gli acciai anodizzati sono gli stessi gradi di acciaio ordinario in cui le superfici sono trattate con anodizzazione. Quindi, il grado dipende dal tipo di parte in acciaio sottostante.
Gradi di acciaio come 1018,1045, 4140, 2, D430, 36 e AXNUMX possono essere anodizzati con metallo adatto per ottenere le proprietà superficiali desiderate, sia funzionali che estetiche.
D'altra parte, il comune gradi di lavorazione dell'acciaio inossidabile sono 303, 304, 316, 410, 416, 420, 430, 440C, 17-4PH, 15-5PH, ecc.
L'anodizzazione dell'acciaio è simile alla verniciatura a polvere?
No! Si tratta di tecniche di finitura superficiale degli acciai completamente diverse. verniciatura a polvere utilizza un rivestimento in polvere secca sulle superfici in acciaio. Le parti pulite vengono immerse in un letto di polvere caricato elettrostaticamente, che provoca il legame della polvere con le molecole della superficie in acciaio. Dopo questo, la polimerizzazione termica stabilizza le molecole di polvere legate sulla superficie, formando un rivestimento protettivo di materiale in polvere.
Parti in acciaio verniciate a polvere
I materiali in polvere più comuni per il rivestimento dell'acciaio includono resine epossidiche, poliestere, acriliche, nylon, zinco, silicone, fluoropolimeriche e termoplastiche.
Di conseguenza, lo strato di rivestimento in polvere resiste alla corrosione, all'usura e all'impatto. Inoltre, è possibile applicare polvere con colori personalizzati per ottenere l'estetica desiderata.
La tabella seguente delinea Anodizzazione vs Verniciatura a polvere differenze in breve;
|
Aspetto |
Anodizzazione |
Powder Coating |
|
Processo |
Rivestimento in bagno acido o galvanica |
Spruzzato a polvere, quindi polimerizzato con calore |
|
La durata |
Altamente resistente all'usura e alla corrosione |
Durevole ma può scheggiarsi o graffiarsi |
|
Forma |
Finitura opaca o satinata, metallizzata |
Ampia scelta di colori, non metallici |
|
Spessore |
1-5 micron |
40-100 micron |
|
Costo |
Più alto a causa del processo complesso |
Più conveniente |
|
Conducibilità |
Mantiene la conduttività |
Non conduttore |
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I nostri impianti di produzione completi possono anche lavorare tutti i tipi di leghe di acciaio, incluso l'acciaio inossidabile. Ciò significa che ci inviate il progetto e noi ci occuperemo di tutto, dalla lavorazione alle finiture superficiali.
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Conclusione
L'anodizzazione dell'acciaio non è la stessa dell'anodizzazione dell'alluminio; nell'anodizzazione dell'acciaio vengono utilizzati bagni di metallo secondario poiché lo strato di ossido di ferro naturale non è resistente alla ruggine e all'usura. Sebbene migliori la durezza superficiale e la resistenza alla corrosione, la durata non è pari a quella dell'acciaio inossidabile. Le applicazioni critiche per elevata precisione e durata richiedono ancora gradi di acciaio inossidabile, mentre quelle applicazioni in cui la lotta alla corrosione e al degrado superficiale sono i problemi principali possono sostituire le normali parti in acciaio con quelle anodizzate.
DOMANDE FREQUENTI
Posso anodizzare le leghe di acciaio?
L'anodizzazione tradizionale, come quella dell'alluminio (sviluppando il suo strato di ossido sulla superficie), non è fattibile con le leghe di acciaio. Tuttavia, è possibile anodizzare con tecniche alternative come un bagno acido o il rivestimento di uno strato di ossido di metallo superiore.
Quale è meglio tra l'acciaio anodizzato e l'acciaio inossidabile?
L'acciaio anodizzato e l'acciaio inossidabile hanno scopi diversi e offrono vantaggi distinti, quindi quale sia il migliore per le tue parti dipende da requisiti specifici. L'acciaio inossidabile è adatto per applicazioni che richiedono un'eccellente resistenza alla corrosione, ai graffi e alle macchie per un lungo periodo, mentre l'anodizzato offre resistenza alla corrosione ma non resistenza, leggerezza e durata come l'acciaio inossidabile.
Le parti in acciaio anodizzato sono resistenti quanto quelle in acciaio inossidabile?
No! Il rivestimento protettivo dell'anodizzazione dura tende a consumarsi nel tempo, causando il degrado della superficie.