Zincatura Eletrolitica, Guide al restauro

Inizio col postare il manuale di utilizzo del prodotto "ZINC FAST" che ho già nominato. E' quello fornito direttamente dal fabbricante.

ATTENZIONE !! CON QUEL NOME CI SONO IN COMMERCIO ALTRI PRODOTTI CHE NULLA HANNO A CHE FARE COME UTILIZZO E/O RISULTATO !!





























Queste istruzioni, abbastanza dettagliate, pongono l'attenzione su una serie di paramentri necessari per il buon funzionamento del bagno elettrolitico.
Essi sono, oltre alla dosatura dei sali, principalmente:
- temperatura
- ph del bagno stesso (acido o alcalino)
- intensità di corrente , tempo di elettrodeposizione e spessore del deposito

Segue poi il dosaggio degli "splendogeni", ovvero le sostanze che permettono una deposizione lucida, che non abbisogna di successiva lucidatura.

Questo è un bagno al solfato idrato, leggermente acido, con buone proprietà di copertura e qualità del deposito. Intacca poco gli anodi. Per contro è abbastanza lento ( per depositare un buon film deve lavorare per circa 15 minuti).
I bagni al cloruro, tipo quello riportato da Micioafricano, sono più veloci e facili da usare, ma sono più aggressivi per gli anodi ( c'è molto acido libero non legato).

Ma parliamo della prima fase, peraltro molto importante: la pulitura del pezzo.

Una prima , grossolana pulita si può fare con benzina, diluente nitro o trielina ( ora fuorilegge..). Una volta ripuliti al meglio i pezzi occorre levare il grosso della ruggine ( se c'è). A scelta una pallinatura o una bella spazzolata con una spazzola metallica rotante. Con pallinatura la ruggine si elimina totalmente, mentre con la spazzola il lavoro rimane incompleto. In tal caso io immergo i pezzi in acido muriatico, lasciandoli sino a quando sparisce ogni traccia di ruggine. Occhio a due cose !! La prima è che l'acido muriatico ha difficoltà a lavorare su pezzi unti, per cui prima è necessario dare una pulita con uno spazzolino e una soluzione di soda caustica ( da maneggiare SEMPRE con guanti ed occhiali protettivi !!!). La seconda è che certe leghe ferrose tendono a consumarsi letteralmente al contatto con gli acidi forti. Pertanto i pezzi incominceranno a fare bollicine e "friggere" sino a che si consuma il residuo della zincatura precedente, ma dopo 10/15 secondi il gorgoglio deve cessare. Se invece qualche pezzo continua a sviluppare bollicine levatelo subito, perchè l'acido lo sta "mangiando".
Una volta sparite le tracce di ruggine levate i pezzi e risciacquate abbondantemente con acqua corrente. Se non procedete subito alla zincatura fate un ulteriore risciaquo in una vaschetta con la soda, lasciando i pezzi una decina di minuti almeno. Serve per neutralizzare l'eventuale residuo di acido muriatico, che continuerebbe a corrodere il pezzo.
Ora che i pezzi sono ben puliti e senza ruggine sono esattamente come si presenteranno dopo la zincatura, salvo la colorazione. Il grado di finitura superficiale non sarà modificato dal riporto di zinco, per cui se un pezzo è vaiolato dalla ruggine esso rimarrà così. Quindi dipende da voi che volete fare. Un seconda spazzolata più uniforme della prima potrebbe essere sufficiente, con varie "passate", man mano più leggere per dare una finitura ultima uniforme e leggermente levigata. Oppure potete decidere di "lucidare" il pezzo, con spazzole e paste abrasive. Dipende, ripeto, da voi, dal risultato finale che volete ottenere.
Una volta fatto questo si incomincia il processo vero e proprio !!!
Ennesimo ed ultimo sgrassaggio !! Ora egate i pezzi in "grappoli" con del filo di rame nudo, così da poterli immergere e maneggiare SENZA TOCCARLI PIU' !!



In una pentola di acciaio inox preparate la soluzione sgrassante. Nella confezione di Zinc Fast si chiama Activax. Io ne uso una che mi ha fornito un mio amico cromatore. Mettete sotto un fornellino ELETTRICO ( niente fiamme libere !!!!) per riscaldare la soluzione. Fabbricatevi una barretta conduttrice da sistemare sulla pentola SENZA CHE LA TOCCHI ed appendeteci i "grappoli" dei pezzi, facendo in modo che siano immersi del tutto e i vari grappoli NON si tocchino.





Lasciate i pezzi nella soluzione bollente almeno 15 minuti. Poi, alla fine, collegate la pentola al polo NEGATIVO della batteria e la barretta in cui avete appeso i grappoli al polo POSITIVO. L'operazione deve durare un paio di secondi, non di più !!! Sui pezzi si sviluppa ossigeno nascente che "brucia" letteralmente ogni eventuale residuo di sporcizia. Si leverà anche una bella schiuma. Non c'è niente da temere ma, ripeto, l'operazione deve durare solo 1 o 2 secondi !!!
Ora i nostri pezzi sono ben sgrassati. Tirateli fuori dal bagno SENZA TOCCARLI !! Teneteli per il filo di rame di supporto. A questo punto sciacquate in acqua corrente e immergeteli in un altro bagno di acido muriatico diluito al 50%. Questo bagno serve sia a decappare i pezzi (ovvero a levare quella leggera patina di ruggine che si è formata nel frattempo) che ad "acidificare" il pezzo. Lasciate immersi i pezzi pochissimi minuti, non serve di più. Levateli da quest'altro bagno e sciacquate un'altra volta, sempre SENZA TOCCARLI CON LE MANI o sporcarli in ogni modo, sopratutto grasso o unto !!
Ed eccoci alla fase di zincatura vera e propria. Per un ottimo risultato controllate la temperatura ed il ph del bagno di zincatura. Ora occorre calcolare la superficie da zincare. Bisogna fare memoria e ricordarsi le formule per la determinazione delle superfici dei solidi, anche se si possono adottare delle semplificazioni, tipo considerare le teste di bulloni cilindriche anzichè esagonali. Questa misura serve per sapere che intensità di corrente utilizzare.
La corrente si può dosare con un reostato oppure con delle resistenze inseribili collegate in parallelo. Io mi sono costruito un "coso" del genere, utilizzando delle lampadine a 12 volt collegate in parallelo tramite interruttori:





Gli anodi di zinco devono essere equamente distribuiti lungo il perimetro della vasca. Diciamo che in una vasca a forma di parallelepipdo da 12/13 litri ne bastano due lungo due lati opposti. Gli anodi devono essere collegati con il filo di rame, ma il filo stesso DEVE RESTARE FUORI DAL BAGNO STESSO, altrimenti lo inquina !! Ergo "appendete" i pezzi ad una barretta conduttrice (come quella per lo sgrassaggio) facendo in maniera che siano tutti immersi.







Date corrente stavola con il NEGATIVO ai pezzi da zincare ed il POSITIVO agli anodi di zinco. Lasciate "lavorare" per una quindicina di minuti ed i pezzi sono pronti !!
Staccate la corrente, levate IMMEDIATAMENTE i pezzi, sciacquate in acqua corrente ed immergete nel bagno di passivazione. Lasciateceli 1 minuto, non di più, sciacquate per l'ultima volta, asciugateli DELICATAMENTE appoggiandoli su una salvietta SENZA SFREGARLI ed ultimate il "fissaggio" con una corrente d'aria calda ( un phon, una stufetta elettrica ventilata.. ecc.)
Il gioco è fatto.
Sembra complicato ma una volta provato tutto funziona con naturalezza.
Poichè l'intera minuteria di una moto non si riesce a zincarla con un unico passaggio è utile organizzarsi tipo "catena di montaggio", ovvero fare più operazioni contemporaneamente. Ovvero mentre alcuni pezzi fanno il bagno di sgrassaggio altri fanno quello di zincatura ed altri ancora stanno asciugando.

Ecco qualche particolare che ho zincato 8 anni fa:







Edited by alfaemme - 2/12/2010, 15:10

Ciao Alfaemme e complimenti mi permetto di descrivere il metodo che ho messo a punto oggi che fa uso di semplici reagenti chimici e non di kit tipo quello che hai usato tu. Molte cose combaciano , ovviamente , la chimica ha regole abbastanza univoche. Ho cercato di usare reagenti facili da reperire : consorzio, ferramente, colorifici, farmacia e nautica per il blocco di zinco puro. io li ho preso dal mio laboratorio al lavoro.
La mia cavia al momento è un cavalletto della vespa PX della cognatina

PREPARAZIONE DEI PEZZI :

• PRESGRASSATURA : Detergente ChanteClair, usare pennello e sciacquare con acqua corrente
• SGRASSATURA : Acetone puro, usando pennello e lasciare evaporare

DECAPAGGIO
• BAGNO ACIDO : Bagno in acido Cloridrico al 30% per almeno 20 minuti a temp. 40 C
• Risciacquo con acqua corrente
• BAGNO BASICO : Bagno in Soda al 40% a Temp. 70C
• Risciacquo con acqua distillata
• Asciugo con Ventilatore caldo , e senza toccare con mani (unto delle mani dannoso al processo galvanico)
Condizioni operative della Galvanotecnica:
• TEMPERATURA : circa 30-35 C
• Corrente : 12 V DC (oppure 6V), con amperaggio intorno ai 2-3 A/dmq
IL catino in plastica misura 5*2 dm , quindi ho 10 dmq , se uso batteria da 50 A ho corrente di operativa 5 A/dmq , quindi la reazione avviene molto velocemente, ma va monitorata la temperatura del bagno che non deve salire oltre 40C. La deposizione è di circa 1-2 micron al minuto in condizioni ideali.
• Poli della batteria :
POLO POSITIVO – collegare al polo la barretta di ZINCO METALLICO ; questo è l’ANODO del ns. sistema galvanico dove avviene la ossidazione dello Zn a Zn++
Zn -> Zn++ + 2e-
POLO NEGATIVO – collegare al polo il pezzo metallico da trattare ; questo è il CATODO del ns. sistema galvanico dove avviene la riduzione dello Zn++ a zinco metallico che si deposita sul pezzo
Zn++ + 2e- -> Zn

• Il pezzo va movimentato + volte e sorretto da sospensori in polistirolo o appeso a filo di sostegno
• La lastra di zinco viene posizionata in posizione centrale rispetto al cavalletto, nel caso di piccoli oggetti si potrebbe creare un cestello di raccolta usando filo di ferro
• pH del bagno galvanico : 4-4,5 per bagni statici, non bisogna scendere al di sotto del 3.5 (misurare con cartina tornasole). Si puo’ fare una eventuale aggiunta di soluzione di zinco solfato. Il pH non deve essere neanche poco acido , altrimenti si formano dei precipitati di Zn(OH)2
• Reattivi addizionali : sapone tensioattivo (detersivo piatti eventuale) circa mezzo cucchiaio per 1 litro di bagno , 50 ml/lt di soluzione glucosata al 10% (splendogeno), 30 grammi/lt di Sodio solfato eptaidrato (migliora potere penetrante)
• Ponte salino : costituito in piccola parte dall’aggiunta del ZnSo4, in grossa parte dal ZnCl2 ottenuto dalla reazione : Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2 . Il cloruro di zinco fornirà ioni Zn++ che poi saranno ridotti a Zinco metallico che si deposita sul pezzo di acciaio/ferro da trattare. Attenzione alla liberazione di gas IDROGENO, pericolo di scoppio ed incendio !

COSA AVVIENE QUANDO SI TRATTA DEL FERRO CON UN COPERTURA ZINCATA ?

Ogni elemento ha un potenziale elettrico chiamato “potenziale standard di riduzione” detto E0 che stabilisce una scala delle tendenza alla ossidazione.
La regola stabilisce che l’elemento che presenta il valore maggiore di E0, rispetto ad un altro elemento, sarà OSSIDANTE e quindi tenderà a ridursi facendo ossidare l’altro elemento.
Nel confronto Ferro/Zinco infatti abbiamo :
ZN/Zn++ : E0 = -0,76V
Fe/Fe++ : E0 = -0,44V

Essendo -0,41 maggiore di – 0,76 , il ferro è OSSIDANTE, tende a ridursi e favorisce la ossidazione dello zinco.
Quindi lo strato di zninco deposto sul ferro, sottrare il ferro stesso ai fenomeni di ossidazione e quindi di ruggine.

Il delta E0 della ossidoruzione di questa coppia è:

<>E0 = E0 ossidante – E0 riducente = -0,41 – (-0,76) = 0,35V

Parliamo quindi di una protezione catodica , dove si usa un anodo sacrificale, che protegge il pezzo metallico. Anche nel caso di una scalfittura del rivestimento di zinco , abbiamo cmq una certa protezione in quanto si forma dell’ossido di zinco che precipita nella scalfittura (fenomeno dell’ossido coprente) e cmq il ferro è catodico rispetto allo zinco.

La barra di zinco in ambiente acido , in presenza del ponte salino, genera in soluzione degli ioni Zn++ che migrano al polo negativo dove vengono ridotti e depositati come zinco metallico sul pezzo.
Il lavoro è svolto dalla corrente DC, ecco che quindi si parla di : trasformazione di un lavoro elettrico in un lavoro chimico.
E’ quindi importante mantenere la corrente e la giusta acidità durante tutto il processo

Consumo dello zinco metallico per la deposizione , caso di un cavalletto vespa PX :

ipotizzo una lamina dello spessore di 100 micron deposta su un clindro ideale , privo delle basi , con raggio di 1,5 cm.
L’area laterale del cilindro è 753,6 cmq , quindi il volume totale è : 753,6 * 0,001 cm (ossia 100 micron) = 7,5 cm3
Essendo il peso specifico dello Zn pari a 7,1Kg/dm3, per ricoprire il mio cavalletto necessito di :
7,5 * 7,1=53,25 gr di zinco