Proprietà della nichelatura chimica
Resistenza a corrosione
Una delle caratteristiche salienti dei rivestimenti NIPLATE® è la loro resistenza alla corrosione. Questi rivestimenti sono composti da una lega di nichel e fosforo, presentando un'elevata resistenza chimica in ambienti tipicamente aggressivi verso le comuni leghe metalliche, come atmosfere marine, industriali e ambienti stradali. Inoltre, i rivestimenti Niplate non sono suscettibili all'attacco chimico da idrocarburi e solventi.
Meccanismo di Protezione
Il meccanismo di protezione alla corrosione dei rivestimenti NIPLATE® avviene tramite isolamento del materiale base dall'ambiente corrosivo. Grazie alla loro uniformità su tutta la superficie del pezzo, proteggono dalla corrosione anche geometrie complesse.
La resistenza alla corrosione migliora con l'aumento dello spessore del NIPLATE®, riducendo la porosità intrinseca del rivestimento. Tuttavia, sulla superficie possono esistere dei punti di discontinuità, dovuti a cause diverse come porosità grossolana del materiale base, inclusioni non metalliche nella lega, cricche del rivestimento, o danni dovuti a manipolazione o lavorazione meccanica. Ciò può esporre il metallo base all'azione aggressiva dell'ambiente esterno, innescando dei punti di corrosione.
I rivestimenti di nichel chimico alto fosforo NIPLATE® 500 e NIPLATE® eXtreme, presentano una porosità molto bassa anche a bassi spessori. Solitamente, con spessore maggiori di 30µm, questi rivestimenti presentano una porosità nulla.
Protezione delle Leghe di Rame
Per le leghe di rame, il meccanismo di protezione è diverso. Il rame ha un potenziale di ossido-riduzione maggiore del nichel, quindi il rivestimento di nichel chimico crea anche una protezione catodica del materiale base. Questo si traduce in una eccezionale resistenza alla corrosione delle leghe di rame rivestite con **NIPLATE® **, anche in presenza di eventuali danneggiamenti e discontinuità del rivestimento.
Ciò fa sì che le leghe di rame trattate con rivestimenti di nichelatura chimica, possano essere impiegate in ambienti marini anche in presenza di contatto diretto tra l'acqua di mare e i particolari trattati.
CONSIGLI PRATICI
- Leghe di Rame: Sono il materiale base che viene protetto meglio dalla corrosione attraverso i rivestimenti NIPLATE®.
- Leghe di Alluminio o Acciaio al Carbonio: Per applicazioni in cui la resistenza alla corrosione è fondamentale, si dovrebbe prevedere uno spessore di rivestimento di almeno 20 µm su leghe di alluminio o acciaio al carbonio.
- Qualità e Lavorazione Meccanica: Per massimizzare la resistenza alla corrosione, è consigliabile utilizzare un materiale grezzo di alta qualità, privo di porosità o inclusioni. È inoltre necessario effettuare una lavorazione meccanica fine con bassa rugosità, eliminare ogni bava o spigolo vivo e, in caso di utilizzo di oli non emulsionabili durante la lavorazione meccanica, effettuare un lavaggio a solvente dei pezzi subito dopo la lavorazione stessa.
Test di resistenza alla corrosione accelerata in nebbia salina neutra
Il test di resistenza alla corrosione più comunemente utilizzato nell'industria meccanica è il test di resistenza alla corrosione accelerata in nebbia salina neutra ISO 9227.
Esso implica l'esposizione del pezzo a una nebbia di acqua e sale (cloruro di sodio al 5%) a una temperatura di 35° C per un tempo variabile solitamente tra 96 o 480 ore, creando un ambiente estremamente corrosivo per molti materiali.
Un passaggio fondamentale per la valutazione e la definizione della resistenza è la misura dell'area corrosa. Attraverso questa misura viene calcolato il rating di protezione Rp secondo la normativa ISO 10289.
I rivestimenti NIPLATE®
I rivestimenti NIPLATE® offrono una elevata resistenza chimica a questo ambiente corrosivo e sono quasi completamente immuni alla corrosione. La protezione dalla corrosione avviene attraverso l'isolamento del materiale base dall'ambiente; quindi, qualsiasi discontinuità del rivestimento diventa una zona potenziale di attacco.
Resistenza alla Corrosione di Leghe di Ferro e Alluminio
La resistenza alla corrosione in nebbia salina delle leghe di ferro e di alluminio rivestite dipende dal rivestimento, dalla lavorazione meccanica e dal materiale base del pezzo. Considerati i numerosi parametri coinvolti, una definizione della resistenza alla corrosione richiede necessariamente l'esecuzione della prova di nebbia salina sul pezzo rivestito.
Resistenza alla Corrosione di Leghe di Rame
Il comportamento al test di corrosione in nebbia salina delle leghe di rame rivestite con NIPLATE® è diverso. Grazie all'affinità elettrochimica tra nichel e rame, la protezione alla corrosione è notevole anche con bassi spessori di rivestimento. Un pezzo di ottone rivestito con 30 µm di NIPLATE® 500 presenta una resistenza alla corrosione in nebbia salina, con rating Rp 9, anche per esposizione maggiore di 1000 ore.
Conclusioni
Queste proprietà rendono i rivestimenti NIPLATE® particolarmente adatti a un'ampia gamma di applicazioni industriali. La resistenza alla corrosione, determinata attraverso il test di nebbia salina, contribuisce significativamente all'estensione della vita utile dei componenti, assicurando una barriera efficace contro gli agenti corrosivi. Le specifiche tecniche e le modalità di applicazione dei rivestimenti NIPLATE® dovrebbero essere sempre verificate con test sul campo, considerando la complessità e la varietà delle condizioni operative.
Resistenza chimica
I rivestimenti NIPLATE®, in generale, presentano un'elevata resistenza chimica in molti ambienti. In particolare, il NIPLATE® 500, nichel chimico ad alto contenuto di fosforo, mostra una resistenza chimica superiore rispetto al NIPLATE® 600, nichel chimico a medio contenuto di fosforo. Di conseguenza, è preferito per applicazioni dove la resistenza chimica è la necessità primaria.
Nelle seguenti tabelle è riportata la resistenza del rivestimento di nichel chimico rispettivamente a sostanze chimiche e a contatto con cibi. Questi dati sono estratti dalla letteratura [Gawrilov, G.G.: "Chemische (stromlose) Vernicklung", Eugen G.Leuze Verlag, Bad Salgau, 1974], [Riedel,W.: "Funktionelle Chemische Verniklung", Eugen G.Leuze Verlag, Bad Salgau, 1989].
Queste tabelle devono essere considerate indicative della compatibilità con l'ambiente del solo rivestimento e non indicano una protezione alla corrosione del materiale base. La performance complessiva del pezzo rivestito dipende in larga misura dalla tipologia e dalla qualità del materiale base.
I dati riportati possono essere utilizzati per una iniziale selezione del materiale, ma la compatibilità dei rivestimenti NIPLATE® deve essere verificata con test sul campo. Variazioni nelle condizioni di contratto tra il rivestimento e la sostanza chimica possono modificare notevolmente la resistenza chimica del rivestimento.
Tabella della resistenza chimica dei rivestimenti di nichel chimico a varie sostanze chimiche
Legenda
- A: velocità di corrosione dello strato minore di 2,5 µm/anno: ottima compatibilità chimica con leggera o nulla corrosione del rivestimento.
- B: velocità di corrosione dello strato minore di 12,5 µm/anno: buona compatibilità chimica con presenza di corrosione del rivestimento.
- C: velocità di corrosione dello strato minore di 25 µm/anno: scarsa compatibilità chimica con discreta corrosione del rivestimento.
- D: velocità di corrosione dello strato maggiore di 25 µm/anno: pessima compatibilità chimica con forte corrosione del rivestimento.
| Mezzo | Conc. % in peso | Temp. (°C) | Aerazione | Resistenza Ni-P medio fosforo | Resistenza Ni-P alto fosforo |
|---|---|---|---|---|---|
| Acido acetico | 5 | 20 | no | C | C-B |
| Acido acetico | 5 | 20 | si | D | - |
| Acido benzoico | saturazione | 20 | no | -- | D |
| Acido borico | saturazione | 20 | no | C | C |
| Acido citrico | 5 | 20 | no | A | A |
| Acido cloridrico | pH 1.5 | 20 | no | D | D |
| Acido cloridrico | pH 1.5 | 20 | si | D | D |
| Acido cromico | 2-100 | 20 | no | -- | D |
| Acido formico | 88 | 20 | no | -- | B |
| Acido fluoborico | 25 | 20 | no | -- | D |
| Acido mailco | saturazione | 20 | no | -- | A |
| Acido nitrico | 2-100 | 20 | no | -- | D |
| Acido oleico | 100 | 20 | no | A | A |
| Acido ossalico | saturazione | 20 | no | -- | A |
| Acido picrico | 100 | 20 | no | -- | D |
| Acido solfidrico | 100 | 20 | no | -- | A |
| Acido solforico | 1-5 | 20 | no | D | C-D |
| Acido solforoso | 2-60 | 20 | no | -- | D |
| Acido stearico | saturazione | 20 | no | A | A |
| Acidi grassi | 100 | 20 | no | -- | B |
| Acqua demineralizzata | -- | 20 | no | A | -- |
| Acqua demineralizzata | -- | 20 | si | A | -- |
| Acqua demineralizzata | -- | 49 | no | A | -- |
| Acqua demineralizzata | -- | 80-82 | no | A | A |
| Acqua distillata | -- | 20 | no | A | A |
| Acqua marina | -- | 20 | no | -- | A |
| Alluminio cloruro | saturazione | 20 | no | -- | D |
| Alluminio solfato | saturazione | 20 | no | B | B |
| Ammonio cloruro | saturazione | 20 | no | -- | B |
| Ammonio idrossido | 5-28 | 20 | no | -- | C |
| Ammonio nitrato | saturazione | 20 | no | B | B |
| Ammonio fosfato | saturazione | 20 | no | C | -- |
| Benzina | 100 | 20 | no | A | A |
| Benzina da aviazione | 100 | 20 | no | -- | A |
| Benzene | 100 | 20 | no | A | A |
| Butadiene | 100 | 25 | no | -- | A |
| Butanolo | 100 | 20 | no | -- | A |
| Calcio cloruro | 48.5 | 20 | no | A | A |
| Calcio idrossido | saturazione | 60 | no | -- | A |
| Calcio nitrato | saturazione | 20 | no | -- | A |
| Carbonio tetracloruro | 100 | 20 | no | A | A |
| Cherosene | 100 | 20 | no | -- | A |
| Cloro | 100 | 20 | no | -- | B |
| Cloro (gas secco) | 100 | 20 | no | A | |
| Colofonia | 100 | ebollizione | no | -- | A |
| Diisobutilftalato | 100 | 20 | no | A | -- |
| Dicloroetano | 100 | 20 | no | -- | A |
| Diclorometano | 100 | 20 | no | -- | C |
| Dimetilbenzene | 100 | 20 | no | -- | A |
| Etanolo | 100 | 20 | no | A | A |
| Etilene | 100 | 20 | no | -- | A |
| Etilene dicloruro | 100 | 83 | no | -- | A |
| Etilenglicole | 100 | 20 | no | -- | A |
| Fenolo | saturazione | 90 | no | -- | A |
| Ferro(II) cloruro | 100 | 20 | no | -- | D |
| Ferro(II) nitrato | 100 | 20 | no | -- | D |
| Ferro(II) solfato | 100 | 20 | no | -- | D |
| Formaldeide | 37 | 20 | no | -- | B |
| Glucosio | saturazione | 20 | no | A | A |
| Glicerina | 100 | 20 | no | -- | A |
| Litio cloruro | saturazione | 20 | no | -- | A |
| Magnesio cloruro | 2-50 | 20 | no | -- | A |
| Magnesio idrossido | 2-100 | 20 | no | -- | A |
| Mercurio cloruro | saturazione | 20 | no | -- | D |
| Metanolo | 100 | 20 | no | A | A |
| Metiletilchetone | 100 | 20 | no | -- | A |
| Nichel cloruro | saturazione | 20 | no | -- | C |
| Nichel solfato | saturazione | 20 | no | -- | A |
| Oleum | 20 | 20 | no | -- | D |
| Olio minerale | 100 | 20 | no | -- | A |
| Paraffina | 100 | 20 | no | -- | A |
| Percloroetilene | 100 | 20 | no | -- | A |
| Petrolio | 100 | 20 | no | A | A |
| Piombo acetato | saturazione | 20 | no | -- | B |
| Piombo nitrato | saturazione | 20 | no | -- | A |
| Potassio carbonato | saturazione | 20 | no | -- | A |
| Potassio cloruro | saturazione | 20 | no | -- | A |
| Potassio ferricianuro | saturazione | 20 | no | -- | B |
| Potassio idrossido | 2-50 | 20 | no | -- | A |
| Propano | 100 | 20 | no | -- | A |
| Rame(I) cloruro | saturazione | 20 | no | -- | D |
| Rame(II) nitrato | saturazione | 20 | no | -- | D |
| Rame(II) solfato | 2-30 | 20 | no | -- | C |
| Sodio bicarbonato | saturazione | 20 | no | -- | B |
| Sodio borato | saturazione | 20 | no | B | B |
| Sodio carbonato | saturazione | 20 | no | A | B |
| Sodio cloruro | saturazione | 20 | no | -- | A |
| Sodio cianuro | 5 | 20 | no | C | B |
| Sodio fosfato | saturazione | 20 | no | -- | A |
| Sodio idrossido | 2-73 | 20-115 | no | A | A |
| Sodio ipofosfito | saturazione | 20 | no | A | -- |
| Sodio solfato | saturazione | 20 | no | -- | A |
| Sodio solfuro | saturazione | 20 | no | -- | A |
| Toluene | 100 | 95 | no | -- | A |
| Trementina | 100 | 20 | no | -- | A |
| Tricloroetilene | 100 | 95 | no | -- | A |
| Triclorometano | 100 | 61 | no | -- | B |
| Urea | 25 | 20 | no | A | A |
| Vapore | -- | 425 | no | -- | A |
| Vapore condensato | -- | 80 | no | -- | A |
| Vinilcloruro | 100 | 35 | no | -- | A |
| Zinco cloruro | saturazione | 20 | no | -- | B |
Tabella della resistenza chimica dei rivestimenti di nichel chimico a contatto con cibi
| Mezzo | pH | Vol. test [ml] | Durata Test [h] | Velocità di corrosione [µm/anno] | Nichel disciolto [mg] | Cessione di nichel giornaliera [µg/l/giorno] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Aceto | 2,9 | 470 | 1729 | 7,0 | 32 | 210 |
| Ananas in scatola | - | 500 | 1681 | 0,3 | 0,8 | 6 |
| Brodo di pollo (3 test a 95° C) | 6,0 | 200 | 312/502 | 1,0 | 2,0 | 19 |
| Caffè | 5,3 | 700 | 1729 | 9,9 | 25 | 240 |
| Caffè (4 test a 95 ° C) | 4,8 | 200 | 312/554 | 4,7 | 18 | 200 |
| Cipolle cotte | - | 450 | 1702 | 0,8 | 1,6 | 10 |
| Funghi | - | 150 | 1681 | 0,6 | 3,3 | 7 |
| Gin (2 test) | 7,5 | 150 | 3910 | 0,02 | 3,4 | 3 |
| Latte (2 test a 2° C) | 6,4 | 950 | 1248/1633 | 0,04 | - | - |
| Latticello ( 2 test a 2° C) | - | 950 | 1248/1633 | 0,6 | - | - |
| Limonata | - | 950 | 1702 | 11,4 | 15 | 200 |
| Maionese | 3,7 | 470 | 1681 | 0,2 | 0,9 | 6 |
| Mais in scatola | 6,2 | 250 | 1702 | 0,7 | 2 | 7 |
| Margarina (2° C) | - | 200 | 1633 | - | - | - |
| Olio vegetale | - | 470 | 1729 | - | - | - |
| Olive spagnole | 3,7 | 250 | 1702 | 0,3 | 1,2 | 4 |
| Passata di pomodoro | 4,2 | 400 | 1681 | 0,5 | 2,2 | 13 |
| Piselli in scatola | 6,1 | 450 | 1702 | 0,2 | 0,3 | 2 |
| Rum | 5,8 | 150 | 3910 | 0,2 | 10 | 9 |
| Sardine in olio di soia | - | 30 (olio) | 1681 | - | - | - |
| Sherry | 3,8 | 150 | 3910 | 6,4 | 170 | 160 |
| Succo di limone | 2,3 | 800 | 1702 | 1,0 | 1,7 | 19 |
| Succo di mela | 3,1 | 850 | 1702 | 1,2 | 1,5 | 18 |
| Succo di pomodoro (2 test) | 4,2 | 710 | 1321/1336 | 0,5 | 0,7 | 9 |
| Succo di pompelmo | 3,2 | 900 | 1702 | 0,5 | 0,6 | 8 |
| Succo di prugna | - | 1000 | 1702 | 1,0 | 0,1 | 1 |
| Succo d'uva | 4,0 | 800 | 1702 | 1,8 | 2,6 | 29 |
| Tè | 2,6 | 750 | 1729 | 4,2 | 10 | 100 |
| Tè (4 test a 95° C) | 2,6 | 200 | 312/554 | 9,0 | 7,5 | 84 |
| Tequila (2 test) | 4,8 | 150 | 3910 | 0,4 | 15 | 14 |
| Uova (2 test a 2° C) | 8,3 | 300 | 1248/1633 | 0,2 | - | - |
| Whisky scozzese | 5,3 | 150 | 3910 | 1,8 | 50 | 46 |
| Zuppa di fagioli | - | 500 | 1702 | 0,7 | 0,2 | 1 |
| Zuppa di funghi | - | 250 | 1702 | 0,3 | 0,8 | 3 |
| Zuppa di pomodoro | - | 250 | 1702 | 0,5 | 1,8 | 6 |
| Zuppa di verdure | - | 250 | 1702 | 1,2 | 2,5 | 9 |