Gli alloggiamenti lavorati a CNC abbinati all'ossidazione anodica solitamente producono finiture di alta qualità e texture estetiche superiori, sebbene siano caratterizzati da costi di produzione elevati e tempi di consegna lunghi.
Prendiamo ad esempio il telaio di uno smartphone: con la fresatura CNC, il solo taglio iniziale richiede oltre 30 minuti; includendo le operazioni di finitura, il tempo di ciclo totale si avvicina a un'ora. Al contrario, il processo di pressofusione richiede solo dai 20 ai 30 secondi per lo stampaggio e, includendo la finitura, l'intera operazione può essere completata in 10-20 minuti. Il servizio di pressofusione utilizza stampi per una formatura ad alta velocità, riducendo significativamente sia i tempi di lavorazione che i costi. Tuttavia, l'alluminio pressofuso è notoriamente difficile da anodizzare.
Perché l'alluminio pressofuso è difficile da anodizzare?
L'ossidazione anodica è un processo elettrochimico. La lega funge da anodo, mentre l'acciaio inossidabile, il cromo o un elettrolita conduttivo fungono da catodo. In specifiche condizioni di tensione e corrente all'interno di un elettrolita, l'anodo subisce un'ossidazione che forma una pellicola di ossido anodico sulla superficie del pezzo. Per l'anodizzazione colorata, è in genere richiesta l'anodizzazione con acido solforico.
Vincoli dei materiali nell'anodizzazione con acido solforico
La presenza di elementi di lega può degradare la qualità del film di ossido. A parità di condizioni, l'alluminio puro produce il film di ossido più spesso, più duro, più resistente alla corrosione e più uniforme. Per ottenere risultati ottimali, il contenuto di alluminio del materiale dovrebbe generalmente rimanere superiore al 95%.
- Rame: Fa sì che la pellicola di ossido assuma una tinta rossastra, degrada la qualità dell'elettrolita e aumenta i difetti di ossidazione.
- Silicio: Rende grigia la pellicola di ossido, in particolare quando il contenuto supera il 4.5%.
- Ferro: A causa delle sue caratteristiche intrinseche, dopo il processo di anodizzazione il ferro appare come macchie nere sulla superficie.
Leghe di alluminio pressofuso
Le leghe di alluminio fuso e i componenti pressofusi contengono generalmente alti livelli di silicio, che si traduce in pellicole di ossido di colore scuro. Ottenere una pellicola incolore e trasparente è praticamente impossibile; con l'aumentare del contenuto di silicio, il colore della pellicola passa dal grigio chiaro al grigio scuro e infine al grigio nerastro. Di conseguenza, le leghe di alluminio fuso standard non sono adatte all'anodizzazione decorativa.
Le leghe di alluminio pressofuso comunemente utilizzate possono essere classificate in tre gruppi principali:
- Leghe Al-Si: Inclusi principalmente YL102 (ADC1), YL104 (ADC3, A360).
- Leghe Al-Si-Cu: Principalmente comprendenti YL112 (A380, ADC10), YL113 (A383, ADC12), YL117 (B390, ADC14).
- Leghe Al-Mg: Principalmente comprendente 302 (5180, ADC5, ADC6).
Leghe di alluminio Al-Si e Al-Si-Cu
Come suggerisce il nome, silicio e rame sono i costituenti principali, oltre all'alluminio. Il contenuto di silicio varia in genere dal 6% al 12%, e serve principalmente a migliorare la fluidità della lega fusa. Il rame è il secondo elemento più diffuso, utilizzato per migliorare la resistenza e le proprietà di trazione. Il contenuto di ferro è solitamente mantenuto tra lo 0.7% e l'1.2% per ottimizzare il processo di sformatura.
Data questa composizione, queste leghe non possono essere efficacemente anodizzate a colori. Anche con trattamenti di desiliconizzazione, i risultati sono raramente ideali. Inoltre, le leghe Al-Si o ad alto contenuto di rame hanno difficoltà a formare un film di ossido stabile; lo strato risultante è spesso opaco, grigio e privo di lucentezza.
Leghe di alluminio Al-Mg
Le leghe Al-Mg si distinguono per la capacità di formare film di ossido di alta qualità, che possono essere anodizzati a colori. Questo è un fattore di differenziazione fondamentale rispetto alle altre leghe pressofuse. Tuttavia, presentano diversi svantaggi:
- La pellicola anodica presenta disuniformità ed elevata porosità, rendendo difficile ottenere una resistenza ottimale alla corrosione.
- Il magnesio tende a causare incrudimento e fragilità, riducendo l'allungamento e aumentando la propensione alla criccatura a caldo. Leghe come ADC5 e ADC6 presentano un ampio intervallo di solidificazione e un ritiro elevato, che spesso porta a porosità da ritiro e cricche. La loro scarsa colabilità ne limita l'utilizzo per pezzi con geometrie complesse.
- Le leghe commerciali di Al-Mg presentano spesso composizioni complesse in tracce e una bassa purezza dell'alluminio. Durante l'anodizzazione con acido solforico, tendono a produrre una pellicola protettiva opaca, bianco-lattea, anziché trasparente, con conseguenti scarse prestazioni di tintura.
Conclusione
In sintesi, le leghe di alluminio pressofuse comunemente utilizzate sono generalmente inadatte all'anodizzazione con acido solforico. Tuttavia, questa non è una regola universale per tutti i materiali pressofusi. Leghe speciali, come Al-Mn-Co (ad esempio, DM32) e Al-Mn-Mg (ad esempio, DM6), offrono un eccellente equilibrio tra prestazioni di pressofusione e capacità di anodizzazione.
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