Quando si parla di zincatura a caldo, si pensa spesso solo all’aspetto grigio-argenteo del rivestimento ed alle alte temperature dello zinco fuso. In realtà, una parte fondamentale del risultato finale si gioca molto prima, in acciaieria cioè nella scelta della composizione chimica dell’acciaio.
Scegliere l’acciaio per zincatura a caldo non significa solo rispettare una norma di prodotto, ma considerare che elementi come silicio e fosforo sono tra i principali attori che influenzeranno reattività, spessore e aspetto del rivestimento.
Considerare fin dal progetto la composizione dell’acciaio permette di avere un risultato tecnico in linea con le normative.
Discutere preventivamente con lo zincatore, permette di capire in anticipo il comportamento del materiale al processo e cosa è possibile ottenere con la zincatura a caldo o cosa la zincatura a caldo non può garantire.
1) Perché la composizione dell’acciaio conta nella zincatura a caldo
Durante la zincatura a caldo lo zinco fuso reagisce con l’acciaio formando strati di lega ferro-zinco. La velocità di questa reazione, e quindi lo spessore e l’aspetto del rivestimento, dipende in modo determinante dalla composizione del substrato del materiale.
Alcuni elementi, in particolare silicio (Si) e fosforo (P), rendono l’acciaio più “reattivo”:
_ il rivestimento cresce più rapidamente
_ lo strato di lega può diventare più spesso rispetto ai valori previsti dalla norma
_ l’aspetto può essere talvolta non uniforme, con colorazioni tendi al grigio opaco
Questa reattività non è un “difetto” della zincatura, ma una conseguenza diretta della chimica dell’acciaio. Per questo ZinCol Italia consiglia vivamente che progettisti, e costruttori parlino con gli zincatori per avere un risultato di qualità della zincatura a caldo.
Per questo ZInCol Italia dal 2018 propone il progetto “ZinCol Academy” cioè corsi, seminari e workshop su misura per progettisti e aziende in sede ZinCol Italia o direttamente presso i clienti.
2) Il ruolo del silicio: acciai “reattivi”
Il silicio è l’elemento che più influenza la crescita del rivestimento. Piccole variazioni della sua percentuale possono portare l’acciaio da un comportamento metallurgicamente più reattivo.
In linea generale, si distinguono tre comportamenti tipici:
I. Acciai a basso tenore di silicio Si
Quando il contenuto di silicio è molto basso, il rivestimento cresce in modo moderato, con spessori in linea con la norma e un aspetto tendenzialmente uniforme e brillante.
II. Zona di massima reattività (effetto Sandelin)
In un certo intervallo di silicio (la cosiddetta “zona di Sandelin”), la reazione ferro-zinco diventa molto più veloce. Il risultato è uno strato spesso, a prevalenza di lega Fe-Zn, con aspetto grigio opaco, a volte ruvido.
III. Acciai con silicio più elevato, ma fuori dalla zona critica
A tenori di silicio diversi dalla zona più reattiva, il comportamento torna più controllabile, anche se la crescita del rivestimento resta comunque influenzata dalla composizione.
In entrambi i casi citati il rivestimento ottenuto risulta conferme alla normativa di settore; ma proprio per questo visto il differente comportamento al processo di zincatura che l’acciaio può avere a seconda della sua chimica, quando si scelgono i materiali (siano essi laminati, profilati o lamiere) da zincare, è importante conoscere non solo la norma di prodotto, ma anche il reale intervallo di silicio fornito dal produttore.
3) Il ruolo del Fosforo e combinazione Silicio+Fosforo “Si+P
Oltre al silicio, ed in abbinata con esso, anche il fosforo (P) contribuisce alla reattività dell’acciaio nella zincatura a caldo.
Per valutare il comportamento di un acciaio quindi non basta guardare solo il valore di Si, ma è utile considerare un equivalente combinato Si+P, perché fosforo e silicio si sommano nell’effetto complessivo sul rivestimento.
In pratica:
_ un acciaio con silicio relativamente basso ma fosforo significativo può comportarsi come un acciaio più reattivo
_ differenze tra lotti con Si e P leggermente diversi spiegano perché, a parità di ciclo, alcuni pezzi risultano con aspetto disomogeneo
Per questo, quando si lavora su strutture ripetitive, è raccomandabile approvvigionarsi (per quanto possibile) da lotti omogenei, con composizioni chimiche simili, così da ridurre le differenze di aspetto tra elementi posti affiancati in opera.
4) Come silicio e fosforo influenzano aspetto e spessore del rivestimento
L’effetto pratico della combinazione di silicio e fosforo si vede su due fronti:
a) Spessore del rivestimento
Negli acciai più reattivi lo strato cresce rapidamente, raggiungendo spessori superiori ai minimi normativi.
Questa è una peculiarità della zincatura a caldo; se dal punto di vista della protezione anticorrosiva non è un problema, bisogna considerare che il travestimento ottenuto porta con sé alcune peculiarità:
_ maggiori consumi di zinco, causate dal maggior zinco assorbito dal materiale
_ maggiori rischi di fragilità locale su alcuni dettagli, soprattutto nelle aree di spigolo, dove lo zinco tende ad essere più spesso
_ possibili difficoltà su operazioni successive (forature, filettature, lavorazioni meccaniche), dovute al maggiore spessore presente sul manufatto.
b) Aspetto superficiale
Negli acciai reattivi il rivestimento tende a risultare grigio opaco, talvolta con zone “macchiate” o differenze tra aree di spessore diverso. Questo aspetto è tipico della zincatura dell’acciaio e tecnicamente e normativamente conforme ai requisiti definitivi dagli standard di settore nazionali ed internazionali.
Non esiste un “aspetto estetico standard” per tutti gli acciai zincati.
L’aspetto finale dipende dalla composizione dell’acciaio, ma soprattutto l’aspetto estetico è un elemento secondario per il trattamento anticorrosivo della zincatura a caldo.
5) Indicazioni pratiche per la scelta dell’acciaio
Alcune linee guida pratiche per la scelta dell’acciaio destinato alla zincatura a caldo sono:
a) evitare, per quanto possibile, acciai con composizione in piena “zona reattiva” (combinazione Si/P critica)
b) richiedere ai fornitori certificati di colata, in modo da poter verificare i tenori di silicio e fosforo
c) utilizzare, per strutture visivamente continue (es. parapetti, facciate, carpenterie esposte), acciai provenienti da lotti omogenei
d) predisporre una un campione per testare la reattività e il conseguente risultato del rivestimento ottenuto,
e) ma soprattutto: confrontarsi con la zincheria per trovare insieme il miglior compromesso tecnico sul progetto in realizzazione.
6) Il ruolo del dialogo con la zincheria
Come per la progettazione geometrica, anche la scelta dell’acciaio per zincatura a caldo dà i suoi risultati migliori quando non è fatta in solitudine.
Coinvolgere la zincheria in fase di capitolato, ordine materiali o progettazione esecutiva permette di:
_ valutare insieme quali caratteristiche chimiche dell’acciaio sono più adatte
_ chiarire in anticipo cosa ci si può aspettare dal rivestimento
_ evitare richieste estetiche incompatibili con la composizione dei materiali già acquistati
_ impostare correttamente le aspettative del committente, distinguendo tra requisiti funzionali (protezione dalla corrosione) ed estetici
In sintesi, scegliere l’acciaio per zincatura a caldo significa riconoscere che silicio e fosforo non sono solo numeri in analisi chimica, ma variabili che decidono come sarà il rivestimento finale.
Un progetto ben fatto tiene insieme disegno, dettagli costruttivi, composizione dell’acciaio e ciclo di zincatura.
È lì che la zincatura a caldo smette di essere “un trattamento in fondo alla filiera” e diventa parte integrante della qualità dell’opera finita.
Non esitate a contattare ZinCol Italia scrivendo a info-vi@zincolitalia.it o telefonando a 0444 784200.