Immaginate componenti di precisione che combinano integrità strutturale con una finitura nera profonda e misteriosa che emana una sottile eleganza sotto la luce mutevole.Questo non è fantascienza ma il notevole risultato di un rivestimento di ossido nero, una tecnica di "abbellimento" del metallo che migliora la resistenza alla corrosione.Esploriamo questo processo di trasformazione che dà ai metalli una nuova vita.
L'ossido nero, noto anche come scuramento o passivazione nera, è fondamentalmente una tecnica di rivestimento di conversione chimica.i processi adattati possono trattare l'acciaio inossidabileA differenza del rivestimento in polvere o della galvanoplastica che aggiungono o rimuovono il materiale,l'ossido nero trasforma chimicamente lo strato superficiale di un componente in una pellicola di ossido dall'aspetto superioreIl processo è chiamato bluing, ossidazione o bluing a pistola.
In particolare, l'ossido nero forma magnetite (Fe3O4Come rivestimento di conversione, la superficie del metallo si trasforma chimicamente nel suo ossido.La pellicola risultante ha in genere uno spessore di 1-2 micronL'ossido nero è utilizzato in gran parte nei componenti automobilistici e in altre applicazioni.Il processo si adatta anche ai metalli non ferrosi come zinco e rame.
I rivestimenti di ossido nero servono spesso per aumentare la resistenza alla corrosione e all'usura mantenendo allo stesso tempo strette tolleranze dimensionali.Un vantaggio fondamentale risiede nel minimo cambiamento dimensionale dei componenti che subiscono solo incrementi di dimensione trascurabili.
Poiché l'ossido nero è resistente all'abrasione, il processo si adatta alle parti che richiedono una resistenza all'usura moderata.,Il trattamento con ossido nero migliora l'aderenza dei dispositivi di fissaggio e la protezione dalla corrosione, migliorando al contempo l'attrattiva visiva.
Il rivestimento con ossido nero comporta reazioni chimiche tra superfici metalliche e soluzioni specializzate.
- Processo di ossido nero caldo
- Processo di ossido nero a temperatura media
- Processo di ossido nero a freddo
Eseguito a 141°C (286°F), il processo a caldo converte le superfici ferrosi in magnetite (Fe3O4La sequenza di sette fasi comprende:
- Pulizia delle superfici
- Sciacquare
- Aceto di sinterizia
- Sciacquare
- Bagno chimico di ossido nero
- Sciacquare
- Dichiarazione
La pulizia iniziale elimina i contaminanti come grasso, sporcizia, ruggine e oli utilizzando soluzioni alcaline facilmente risciacquanti.Il bagno critico di ossido nero contiene idrossido di sodioIl tempo di immersione determina l'oscurità, le tonalità più profonde richiedono una esposizione più lunga.
Dopo il risciacquo, la sigillatura aumenta la resistenza alla corrosione. L'olio penetra negli strati di ossido porosi, creando finiture lucide, mentre la cera produce effetti opachi.
L'ossido nero caldo, ideale per la produzione di grandi volumi utilizzando trasportatori automatizzati di parti, rimane il metodo più popolare nonostante i rischi di esplosione di vapore derivanti dal funzionamento al di sopra del punto di ebollizione dell'acqua.
Eseguita tra 90-120 °C (194-248 °F), questa variazione elimina i fumi tossici corrosivi associati a processi caldi fornendo risultati comparabili.
La temperatura di funzionamento è di 20-30°C (68-86°F), il trattamento a freddo deposita selenuro di rame piuttosto che formare ossidi.la pellicola più morbida richiede una tenuta per una protezione adeguata dalla corrosione.
Sebbene ottimizzati per i metalli a base di ferro, i processi adattati servono altri materiali:
Copper:L'ossido nero crea strati di ossido di rame (Ebonol C) stabili a 200 ° C (392 ° F), che richiedono olio, vernice o sigillamento con cera.
Zinc:Trattato in soluzioni alcaline a 72-82 ° C (160-180 ° F) (processo Ebonol Z), lo zinco acquista finiture scure con leggera resistenza alla corrosione.
Acciaio inossidabile:I processi a temperatura media (93-98 ° C/200-210 ° F) eliminano la riflettività negli strumenti chirurgici, riducendo gli errori indotti dal bagliore.
L'ossido nero, che occupa un posto di mezzo tra rivestimenti protettivi e rivestimenti, offre vantaggi di rivestimento senza costi o complessità equivalenti:
- Appello estetico:Fornisce finiture uniformi e senza macchie in opzioni lucide o opache
- Risparmio economico:Più economico del rivestimento o della vernice
- Impatto dimensionale minimo:1-2 micron di spessore raramente influenzano la funzionalità
- Qualità superficiale superiore:Fornisce finiture lisce e protettive
- Riduzione del riflesso:Critico per gli strumenti chirurgici e le applicazioni di radiazioni
- Maggiore resistenza alla corrosione:Quando è ben sigillato
- Proprietà anti-incolorazione:Previene l'usura dell'adesivo tra le parti di accoppiamento
- Alta lubrificazione:Soprattutto con trattamenti a cera/olio
- Resistenza all'usura:Più resistente di alcuni substrati in applicazioni specifiche
Alcuni vincoli possono escludere l'uso di ossido nero:
- Protezione da corrosione moderata:Inferiore alle alternative dedicate
- Vulnerabilità del rivestimento:Meno resistente rispetto ad altri trattamenti; i rivestimenti danneggiati espongono i substrati e risultano difficili da riparare
Queste limitazioni rendono l'ossido nero inadatto per applicazioni come i fissaggi del motore che richiedono la massima durata.