Zincatura e nichelatura: Quale scegliere?

La zincatura e la nichelatura sono un punto di riferimento frequente in termini di finitura dei metalli. Questi due metodi vengono applicati per salvaguardare i metalli, migliorarne le prestazioni e far durare più a lungo i prodotti. Le differenze tra questi due tipi dipendono dal costo, dalla durata e dall'aspetto. La finitura delle superfici non è solo apparenza. Si tratta dell'accuratezza con cui un prodotto può contrastare la ruggine, l'usura e i danni. Anche i metalli più resistenti possono essere sconfitti in assenza di un rivestimento adeguato. Questo è il motivo per cui la placcatura è un processo importante nell'industria automobilistica, aerospaziale, edile ed elettronica.

La zincatura è nota per essere economica ed efficace. Forma un rivestimento protettivo sottile e lavorabile che resiste ai danni della ruggine sul metallo sottostante. Per questo motivo è preferito per gli elementi di fissaggio, i dadi, i bulloni e molti altri piccoli prodotti utilizzati quotidianamente. La nichelatura, invece, è più resistente e durevole. Non si consuma facilmente e resiste agli acidi. La nichelatura è anche una finitura brillante e attraente, quindi è ideale quando deve essere applicata a parti decorative o visibili, come le finiture delle auto e gli accessori degli elettrodomestici o gli involucri elettronici.

E quando si considera la zincatura rispetto alla nichelatura, la domanda diventa: quale funziona meglio nella vostra situazione? La risposta dipende dal luogo di applicazione del pezzo, dalla quantità di protezione di cui ha bisogno e da quanto siete disposti a separarvene.

Nel presente blog, sveleremo entrambi i processi, i loro vantaggi, i limiti e le principali aree in cui possono essere utilizzati al meglio per aiutarvi a prendere la decisione più appropriata.

Che cos'è la zincatura?

La zincatura è una tecnica di rivestimento molto diffusa ed economica. Si ottiene depositando un sottile strato di zinco sulla superficie del metallo, più comunemente acciaio o ferro, mediante un processo noto come galvanotecnica. Nel processo, si utilizza una soluzione di sali di zinco per immergere il metallo di base e si fa passare una corrente elettrica. Le soluzioni di zinco raggiungono la superficie del pezzo lasciando un rivestimento uniforme e sottile.

Vantaggi della zincatura

• Resistenza alla corrosione: Lo zinco potrebbe essere utilizzato come rivestimento sacrificale, in modo da corrodere per primo prima che l'altro metallo sottostante subisca la corrosione. Ciò aumenta notevolmente la durata del pezzo.
• Costo ridotto: La zincatura è un metodo di placcatura a basso costo rispetto ad altri.
• Aspetto gradevole: Dà una finitura brillante e lucida che può essere ulteriormente trattata con cromati per assumere altri colori (gialli o chiari).
• Flessibilità: Utilizzabile su dadi, bulloni, elementi di fissaggio e ricambi auto.

Limitazioni della zincatura

• Ha una durata inferiore rispetto al nichel: Lo zinco offre un'elevata protezione anche negli ambienti più difficili, ma la sua durata è ridotta.
• Resistenza all'usura inferiore: Questo materiale non è adatto per applicazioni ad alto attrito.
• Resistenza alle basse temperature: Il rivestimento in zinco risente delle alte temperature.

Che cos'è la nichelatura?

Anche la nichelatura è una tecnica di finitura comune, ma rispetto allo zinco offre una superficie più dura, resistente ed esteticamente più gradevole. Il processo si ottiene in due modi principali:

Nichelatura elettrolitica (elettroplaccatura) - Come nel caso della zincatura, il metallo grezzo viene posto in una soluzione salina di nichel e il nichel viene depositato sulla superficie applicando una corrente elettrica al metallo.

La nichelatura elettrolitica è un metodo che non necessita di elettricità. Utilizza invece un processo chimico per depositare il nichel in modo da ricoprire uniformemente la superficie, anche in strutture complesse o in luoghi altrimenti inaccessibili.

Vantaggi della nichelatura

• Protettivo anticorrosione superiore: Il nichel fornisce uno strato protettivo che non permette all'umidità di penetrare o svilupparsi. Il nichel chimico è particolarmente efficace nel bloccare la ruggine.
• Maggiore durezza e resistenza all'usura: Le placche di nichel sono più dure dello zinco e più resistenti all'attrito, all'abrasione e all'uso intensivo.
• Aspetto migliore: Le finiture in nichel sono lisce, lucide e professionali. Vengono applicate a scopo decorativo.
• Universalità dello spessore: Il nichel può essere aggiunto nei rivestimenti più spessi per migliorare la protezione.

Limitazioni della nichelatura

• Spese eccessive: La nichelatura è più costosa rispetto alla zincatura, sia in termini di materiale che di processo.
• Potenziale fragilità: Ci sono situazioni in cui i rivestimenti spessi di nichel tendono a rompersi a causa della fragilità.
• Ricerca ambientale: La nichelatura è considerata più complessa in termini di trattamento dei rifiuti rispetto allo zinco.
• Processo di produzione più lento: La nichelatura è solitamente più lenta dello zinco e questo può influire sulla produzione su larga scala.

Il processo di placcatura

Processo di zincatura

La preparazione della superficie è molto meticolosa nel caso della zincatura. Prima di procedere alla zincatura, la superficie, che nella maggior parte dei casi è metallica, normalmente acciaio o ferro, deve essere pulita da olio, sporco, ruggine e ossidi. A tal fine, i componenti vengono puliti con liquidi acidi o alcalini e poi risciacquati in modo che non rimangano residui. Dopo la pulizia, il componente viene inserito in un bagno elettrolitico con una soluzione di sali di zinco, per lo più solfato di zinco o cloruro di zinco. L'elettricità viene quindi caricata attraverso il bagno. Questo movimento fa sì che gli ioni di zinco presenti nel mezzo si spostino e si depositino sulla superficie del metallo di base. L'effetto è un rivestimento molto sottile e uniforme di zinco che copre lo zinco sottostante. Spesso si esegue una lavorazione successiva al componente placcato, che può dare un effetto più resistente alla corrosione e può anche cambiare l'aspetto del rivestimento, fornendo una finitura gialla, nera o trasparente. La zincatura è relativamente rapida, ha un prezzo basso ed è altamente applicabile nella produzione di massa di hardware e parti di veicoli.

Processo di nichelatura

La preparazione della nichelatura avviene in modo quasi analogo, con la fase iniziale di pulizia. Le superfici dei pezzi sono ben trattate e pulite per garantire che l'adesione non sia compromessa dai residui. Nichelatura elettrolitica: Il pezzo entra in un bagno di soluzioni di sali di nichel, ad esempio solfato di nichel, e viene applicata una corrente elettrica. In questo modo gli ioni di nichel si depositano sulla superficie, formando uno strato duro e protettivo. Un altro approccio, che consiste nella nichelatura e non richiede energia, è la nichelatura elettrolitica. Piuttosto, il pezzo viene immerso in alcune sostanze chimiche sotto sali di nichel e una soluzione riducente come l'ipofosfito di sodio. Si verifica una reazione chimica di placcatura e il nichel si deposita uniformemente sul pezzo. Questo processo presenta un vantaggio rispetto alla placcatura elettrolitica, in quanto ricopre in modo uniforme anche le cavità, le scanalature e altre geometrie complesse. I depositi di nichel chimico sono molto duri e resistenti alla corrosione, ma questo processo è più costoso del metodo di galvanizzazione e richiede una maggiore attenzione alla chimica del bagno, al livello di pH e alla temperatura.

Zincatura e nichelatura: Differenze chiave

Nella scelta tra zincatura e nichelatura, i costi, la durata, l'aspetto, la resistenza alla corrosione e l'adeguatezza dell'applicazione sono tutti aspetti che possono essere presi in considerazione. Esaminiamoli uno per uno.

1.     Resistenza alla corrosione

• Zincatura: Offre una protezione moderata in condizioni moderate. Il rivestimento di zinco protegge l'acciaio sacrificandosi nelle aree esposte di tanto in tanto all'umidità, come i bulloni, i dadi e le parti. Ma il New Light non offre prestazioni migliori in presenza di un ambiente corrosivo e ad alta sollecitazione, soprattutto in mare.
• Nichelatura: Offre livelli elevati di resistenza all'umidità, agli agenti chimici e all'ossidazione. Il nichel elettrolitico, in particolare, è molto resistente alla corrosione e viene comunemente applicato nei settori navale, aerospaziale e petrolifero. 

Vincitore: Nichelatura per una protezione a lungo termine contro la corrosione.

2. Resistenza / Indossabilità

• Zincatura: meno duro e resistente all'usura. Utilizzo dei migliori componenti che non possono essere utilizzati direttamente ogni volta.
• Nichelatura: Nichelatura più dura e resistente ai graffi, all'attrito e all'usura. Da utilizzare su parti ad alte prestazioni o in movimento.

Vincitore: Nichelatura; durezza, resistenza all'usura.

3. Costo

• Zincatura: It è molto più economico sia nei costi dei materiali che in quelli del processo.
• Nichelatura: I costi sono più elevati a causa del costo del nichel grezzo, e anche i tempi di lavorazione sono più alti.

 Vincitore: Zincatura a soluzioni economicamente vantaggiose.

4. Aspetto

• Zincatura: riflette la luce e ha un bell'aspetto, ma non è raffinato come il nichel. Può essere cromato per ottenere diverse finiture (trasparente, giallo, nero).
• Nichelatura: Finitura professionale e a specchio. Meglio se utilizzato con un prodotto destinato al consumatore o all'utente finale (prodotti elettronici, arredamento, prodotti di lusso).

 Vincitore: Nichelatura - per avere un bell'aspetto.

5. Impatto ambientale

• Zincatura: Di norma, sono meno pericolosi per l'ambiente. Il trattamento dei rifiuti diventa più semplice.
• Nichelatura: Questo deve essere scartato e maneggiato in modo più restrittivo in quanto la sua sostanza chimica è pericolosa.

 Vincitore: Zincatura sul suo verde.

Tabella di confronto rapido

Applicazioni industriali della zincatura e della nichelatura

Entrambe le tecniche di placcatura sono molto diffuse nelle industrie; tuttavia, la maggior parte delle persone decide quale utilizzare in base alla dotazione di bilancio disponibile, alle prestazioni richieste e alla situazione ambientale.

1. Industria automobilistica

Zincatura: Utilizzato in modo estensivo nei tappi di chiusura, nei dadi, nei bulloni e negli elementi di fissaggio, nelle parti dei freni. Questi componenti devono essere materiali e la protezione dalla corrosione può non richiedere finiture di alto livello. La zincatura rappresenta un metodo economicamente vantaggioso nella produzione automobilistica di massa.

Nichelatura: Nichelatura L'equilibrio tra l'aspetto e la resistenza è sempre fondamentale per le finiture decorative, gli emblemi e le parti di scarico. Il nichel viene anche placcato elettricamente; questo viene utilizzato su parti che devono lavorare in ambienti difficili come i sistemi di alimentazione.

2. Industria aerospaziale

Zincatura: Non è una tipica placcatura aerospaziale perché non fornisce una grande protezione dalla corrosione. Tuttavia, le leghe di zinco-nichel (una combinazione di entrambi) possono essere occasionalmente utilizzate come protezione moderata.

Nichelatura: Il nichel è molto apprezzato in quanto ha un'eccellente resistenza alla corrosione e la capacità di sopportare temperature estreme. La nichelatura è ampiamente utilizzata nelle parti dei motori degli aerei, nei sistemi idraulici e nei carrelli di atterraggio.

3. Costruzioni e infrastrutture

Zincatura: Sono molti gli articoli di ferramenta per l'edilizia che fanno uso della zincatura, come viti, chiodi, staffe e tubi. È utile perché offre un riparo adeguato agli edifici sottoposti a diverse condizioni atmosferiche.

Nichelatura: non è molto diffuso nell'edilizia, perché troppo costoso, ma nelle apparecchiature che necessitano di un uso prolungato e di una finitura pulita (ad esempio, elementi decorativi, ascensori e scale mobili).

4. Apparecchi/prodotti elettronici

Zincatura: Si utilizza anche su elementi di fissaggio e connettori interni la cui bellezza estetica non è un aspetto significativo.

Nichelatura: Viene comunemente utilizzato su superfici esterne come le coperture dei telefoni, le finiture decorative degli elettrodomestici e i connettori elettrici grazie alla sua conduttività, all'usura e all'aspetto lucido.

5. Petrolio e gas / Macchinari pesanti

Zincatura: non è la scelta migliore a causa della natura altamente corrosiva dell'ambiente delle piattaforme offshore.

Nichelatura: Il nichel è lo standard quando si tratta di macchinari che entrano in contatto con acqua salata, sostanze chimiche e ambienti ad alta pressione. La nichelatura elettrolitica è l'unica procedura che consente di ottenere una copertura uniforme sulle forme più complesse e quindi è di grande interesse in questo mercato.

Quale scegliere?

In definitiva, la scelta tra zincatura e nichelatura si riduce a quale di queste considerazioni è più importante per voi:

Selezionare la zincatura quando

• Avete bisogno di una soluzione economicamente vantaggiosa.
• Il componente viene applicato in ambienti moderati.
• E si stanno placcando elementi di fissaggio, bulloni o ferramenta in generale.
• Il rispetto dell'ambiente e la velocità di produzione sono importanti.

Selezionare la nichelatura quando

• È necessaria una resistenza alla corrosione di lunga durata.
• Il componente sarà soggetto a forte attrito, sostanze chimiche o temperature roventi.
• È prevista una speciale finitura decorativa di alto livello professionale.
• Siete coinvolti nel settore aerospaziale, navale o delle alte prestazioni.

In altri casi, le industrie si spingono fino all'utilizzo di placcature in lega zinco-nichel, che sono economiche come lo zinco ma hanno una maggiore durata rispetto al nichel. Il vantaggio di questo sistema ibrido è stato ottenuto sia nei programmi automobilistici che in quelli aerospaziali.

Ripartizione dei costi: Zinco e nichel

Il costo è uno dei principali fattori determinanti. In media:

1. Costi di zincatura: Da 0,10 a 0,25 al metro quadro.
2. Costo della nichelatura: 0.75-2.00$.

Ciò significa che la zincatura è fino a 10 volte più conveniente della nichelatura, ed è per questo che è diventata così utile nella produzione di massa. Tuttavia, se si calcola il costo di proprietà a lungo termine, la nichelatura si ripaga nel lungo periodo, in quanto prolunga la durata di vita dei componenti, che devono essere sostituiti in misura molto minore.

Materiali necessari per la placcatura

Materiali per la zincatura

Per garantire una finitura soddisfacente, la zincatura necessita di una serie di materiali. Il metallo di base è il più frequente, ovvero l'acciaio o il ferro, ma possono essere utilizzati anche altri metalli. Al centro del bagno di placcatura si trova una soluzione salina di zinco, tipicamente preparata con solfato di zinco o cloruro di zinco. Questa soluzione serve a condurre la corrente elettrica; al bagno vengono aggiunte sostanze chimiche denominate elettroliti. La corrente elettrica che provoca il movimento degli ioni di zinco dalla soluzione alla superficie metallica viene prodotta anche mediante un alimentatore. Durante la preparazione delle superfici, si utilizzano agenti decapanti alcalini, sgrassanti e acidi per rimuovere ossidi, sporco e olio. Dopo la placcatura vengono aggiunte altre sostanze chimiche per aumentare la resistenza alla corrosione e cambiare il colore del pezzo forte, come i cromati.

Materiali per la nichelatura

La nichelatura ha una composizione ancora diversa. L'elemento fondamentale è il bagno salino di nichel, che di solito è composto da solfato di nichel, cloruro di nichel e occasionalmente carbonato di nichel. Elettrolisi del nichel Nel processo elettrolitico di nichelatura è necessaria la corrente continua per trasferire gli ioni di nichel sulla superficie del metallo di base. Nichelatura elettrolitica La nichelatura elettrolitica presenta un metodo di placcatura che non richiede elettricità, basato su una soluzione riducente chiamata soluzione di ipofosfito di sodio. Come per la zincatura, sono necessarie soluzioni detergenti e altri prodotti chimici per la preparazione della superficie, al fine di ottenere una forte adesione dello strato di nichel. A volte, nel bagno vengono incorporati sbiancanti e stabilizzatori per migliorare il colore e la qualità del rivestimento. Poiché nella nichelatura si utilizzano più sostanze chimiche nocive, è necessario ottenere più materiali per trattare i rifiuti e gestirli in modo sicuro.

Tendenze del futuro della placcatura dei metalli

L'industria della placcatura sta cambiando molto velocemente a causa dei nuovi requisiti ambientali e delle esigenze industriali. Ecco alcune delle tendenze che stanno definendo il futuro:

• Leghe di zinco-nichel: Una lega più recente e più comune nel settore automobilistico e aerospaziale, grazie al fatto che rappresenta un compromesso tra costi e prestazioni. La stratificazione di zinco-nichel può essere resistente alla corrosione fino a 10 volte di più dello zinco semplice.
• Processi eco-compatibili: Le aziende stanno eliminando sostanze chimiche pericolose come il cromo esavalente e stanno individuando soluzioni più ecologiche.
• Aumento delle energie rinnovabili e dei veicoli elettrici: Con lo sviluppo delle energie rinnovabili e l'aumento dell'utilizzo dei veicoli elettrici, la nichelatura sta registrando una domanda crescente a causa dell'aumento dell'uso di componenti e connettori per batterie.
• Automazione e precisione: I robot di placcatura consentono di rivestire i pezzi con la massima precisione, riducendo gli scarti e aumentando l'uniformità.

Parole finali

La zincatura e la nichelatura trovano entrambe applicazione nella produzione contemporanea. La zincatura è semplicemente una soluzione economica, mentre il nichel è più resistente e lussuoso. L'approccio più sensato per molti settori industriali è una miscela dei due, quando la zincatura viene utilizzata per accessoriare la ferramenta generale e la nichelatura per i componenti mission-critical o estetici. Un numero sorprendente di innovazioni, tra cui lo zinco-nichel e altre leghe e processi eco-compatibili, non portano a sostituire un metodo con un altro, ma piuttosto a utilizzare entrambi in modo intelligente e più sostenibile. Tutto dipende dalle priorità: lo zinco va bene quando non si ha tempo da spendere e si ha bisogno di qualcosa di pratico, il nichel quando l'aspetto e le prestazioni non vengono trascurati a nessun costo.

Domande frequenti

1. Zinco o nichel: qual è la placcatura per esterni migliore?

Le applicazioni all'esterno sono solitamente adatte per i carrelli elevatori, che durano più a lungo sotto la pioggia e si ossidano a un ritmo più lento. La zincatura è troppo vulnerabile per essere utilizzata in applicazioni esterne senza un rivestimento aggiuntivo (come i cromati).

2. È possibile combinare placcature di zinco e nichel?

Alcuni produttori applicano uno strato di nichel per epossidazione sullo zinco esistente o utilizzano una piastra in lega di zinco-nichel. Si tratta di una tecnica ibrida che può essere molto economica e duratura.

3. Qual è il più ecologico?

La zincatura non è così dannosa per l'ambiente perché i suoi rifiuti possono essere trattati più facilmente. La nichelatura è un processo più tossico e richiede un processo di smaltimento più controllato.

4. Quale durata può avere ogni rivestimento?

• Zincatura: Questa placcatura dura da 12 mesi a 3 anni in ambienti volatili.
• Nichelatura: La durata può superare i 10 anni, in particolare per il nichel elettrolitico.

5. La zincatura è sempre buona come la nichelatura?

Non necessariamente. La nichelatura ha prestazioni migliori, ma è relativamente più costosa. Nel caso di hardware di grandi dimensioni e a basso costo, lo zinco è di gran lunga la scelta migliore.