APPLICAZIONI ED IMPIEGHI DELL'ELNIP 13^® PROCESS

L'applicazione del riporto ELNIP 13 può essere consigliata tutte le volte che siano richieste una o più delle seguenti proprietà: resistenza alla corrosione; miglioramento dell'attrito; resistenza all'usura; aumento della durezza superficiale; brasatura con leghe stagno piombo; ulteriori rivestimenti con metalli preziosi; facilità di degassificazione.

Tutto ciò porta all'utilizzatore notevoli e diversi vantaggi economici: aumento della vita dei pezzi; guadagno in peso sostituendo una lega leggera nichelata, diminuzione dei costi potendo utilizzare un materiale corrente nichelato invece di un materiale più pregiato.

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Principali settori industriali interessati al trattamento ELNIP 13^®

DATI TECNICI

> Tabella di porosità dopo 120 ore di esposizione in nebbia salina
SPESSORE
CROMO DURO n° di pori (assai numerosi)

L'uniformità
L'ELNIP 13 , rispetto ai trattamenti di cromatura tradizionali, garantisce la possibilità di ottenere un rivestimento totale ed uniforme su qualsiasi geometria.

FOTO (deposito elettrolitico)

L'atossicità
Il rivestimento a contatto con sostanze alimentari ha dato esiti negativi di cessione di nichel, rispettando le normative Americane ed Europee.
Infatti le particolari condizioni di utilizzo e manutenzione degli impianti (presenza di sostanze corrosive ed ossidanti, lavaggi con prodotti sterilizzanti), hanno influito notevolmente a dirottare la scelta del tipo di protezione prima eseguita (cadmio, zinco, vernice) verso il trattamento ELNIP 13.
Tale soluzione ha inoltre consentito in alcuni casi la sostituzione di materiali "nobili" quali inox e bronzo, con altri meno pregiati ma con caratteristiche tecniche più indicate per l'utilizzo richiesto.

Temperature d'esercizio
Come già visto al punto 8, relativo alle durezze, solo nel caso si volesse ottenere un riporto più duro è necessario raggiungere temperature più elevate. Alcuni metalli possono soffrire tali temperature; per ovviare a tali possibili inconvenienti, i tecnici sono a disposizione per ogni preventiva consultazione.

Protezioni e mascherature
Non esiste alcuna limitazione nell'eseguire protezioni e/o mascherature dal riporto: si possono infatti proteggere fori, perni, diametri interni ed esterni. L'unico limite è dato dai costi elevati di tali operazioni, assolutamente manuali; suggeriamo quindi, di verificare congiuntamente ai tecnici, la reale necessità di eseguire queste operazioni.

Durezze del metallo base
Non è necessario che il metallo base sia duro per avere la massima resistenza all'usura. Tutto quello che il metallo base deve fare è resistere ai carichi di funzionamento senza eccessive flessioni.
Bisogna però portare molta cura nella scelta della durezza del metallo, nei casi dove la resistenza all'usura deriva dai forti carichi d'urto, per i quali un sottile rivestimento può essere sfondato quando ceda il metallo base.
A questo proposito, spesso ci si trova a dover sottoporre i materiali a trattamenti quali stabilizzatore, tempra, ricottura, rinvenimento, cementazione ecc. In questi casi va ricordato che mentre la stabilizzazione, la ricottura, il rinvenimento non creano alcun problema, la tempra e la cementazione richiedono, al fine di garantire una buona aderenza del riporto, una microsabbiatura preliminare.
Critica la carbonitrurazione, da escludere la nitrurazione.

> applicabilità ai metalli

il rivestimento ELNIP 13 può essere applicato ai seguenti metalli

TRATTAMENTO ELNIP 13
ACCIAIO
FERRO
RAME OTTONE BRONZO
ACCIAIO INOX
ALLUMINIO E LE SUE LEGHE

In presenza di particolari assemblati i cui componenti sono di materiali diversi, l'applicazione dell'ELNIP 13 dovrà essere valutata di volta in volta.

Per rispondere alla necessità di conferire agli accoppiamenti striscianti, una maggior resistenza alla corrosione ed all'usura, le superfici a contatto vengono sovente rivestite con cromo duro e con leghe di nichel-fosforo.

Sono entrambi materiali molto duri e a basso coefficiente d'attrito; malgrado ciò se la lubrificazione è difettosa o addirittura assente, provocano logorio e grippaggio del materiale accoppiato.

Nel caso di una lubrificazione a secco vengono spesso usate sostanze come la grafite, il bisolfuro di molibdeno, il teflon (PTFE).

Quest'ultimo materiale, interessante per le sue particolari proprietà, è estesamente usato negli accoppiamenti striscianti.

Si è pensato quindi di utilizzare il nichel-fosforo, molto adatto come matrice inglobante del PTFE, ottenendo così un riporto duro e con alto potere autolubrificante. Si è giunti così alle definizione del processo ELNIFLON.

FOTO - PARTICELLE DI PTFE - MATRICE NCHEL-FOSFORO

La sezione metallografica del processo ELNIFLON, evidenzia come le particelle di teflon siano uniformemente incorporate nella matrice NI-P

> La soluzione ai problemi di corrosione e attrito

L'ELNIFLON è un sistema composito di nichelatura chimica che pur mantenendo inalterate le caratteristiche dell'ELNIP 13 grazie alle particelle di teflon (PTFE) permette di ottenere una superficie scorrevole ed antiaderente.

L'ELNIFLON infatti ingloba nella matrice di Nichel una congrua percentuale di particelle di teflon, un materiale inerte chimicamente in presenza di sostanze corrosive, con un punto di rammollimento relativamente elevato (ca 330 °C) e che applicato ad un duro substrato ha il coefficiente di attrito più basso di ogni altro polimero.

L'ELNIFLON contiene dal 20% al 30% in volume di particelle di teflon aventi grandezza inferiore a 1 micron. La matrice è una lega che contiene l'87%-90% ed il 10-13% di fosforo.

> applicazioni ed impieghi dell'ELNIFLON

Sin da principio, il rivestimento ELNIFLON ha destato parecchio interesse in svariati settori industriali.
Innumerevoli sono infatti le possibili applicazioni.

Tra queste ve ne sono alcune già ampiamente sperimentate quali ad esempio:

> parti di cambi automatici

> parti di carburanti

> cilindri in alluminio per compressori a secco

> alberi, ingranaggi, pistoni, ecc.

> rubinetteria

> rotaie e guide di trasporto e movimentazione

> stampi per alimenti (pasta, pane, dolciumi, ecc.)

> stampi in gomma e plastica

> valvole a farfalla, sfera, ecc.

> viti, tiranti, bulloni

SETTORE AUTOMOBILISTICO
parti di carburatore
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SETTORE AERONAUTICO-AEROSPAZIALE-NAVALE
componenti di motore per imbarcazioni
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> ottima resistenza alla corrosione, grande scorrevolezza ed antiaderenza

Le particelle di teflon, usate per abbassare i coefficienti d'attrito e conferire allo strato un potere autolubrificante, sono state incorporate uniformemente nella matrice NI-P.

Così che in un contatto strisciante tale particelle, sostenute dalla matrice stessa, non vengono asportate ma soltanto lentamente consumate a mano a mano che lo spessore del rivestimento si assottiglia. Pertanto il PTFE solido, presente su tutto lo strato di riporto, permette di mantenere un basso coefficiente d'attrito per un lunghissimo periodo di lavoro.

Grazie al riporto ELNIFLON, l'abrasione è enormemente ridotta anche quando il rivestimento è realizzato su di una sola superficie a contatto.

> anticorrosione

Le proprietà meccaniche del rivestimento ELNIFLON sono un compromesso tra quelle del NI-P e quelle del teflon.

La durezza media rilevata col micro-durometro è di circa 250 HV, che successivamente ad un trattamento termico di ca 320 ° aumenta a 400 HV. Tuttavia per avere un'idea della resistenza all'usura e/o della durata di questo processo, tali valori non sono sufficienti.

Ad essi va infatti aggiunto il bassissimo coefficiente d'attrito, che ne preserva quindi l'usura e la lega agglomerante nichel-fosforo di almeno 500 HV che aumenta a 1000 HV dopo trattamento termico.

Qui sotto le tabelle indicanti i valori rilevati a seguito di tre diverse prove; la velocità di logoramento ed il coefficiente di attrito sono stati determinati mediante un anello rotante ed una punta pressata contro lo stesso.

> la soluzione ai problemi di corrosione e forte abrasione

L'ELNICARB è un innovativo sistema composito di nichelatura chimica che permette di ottenere sulle superfici trattate un deposito uniforme, non poroso, altamente resistente alla corrosione ed all'usura da contatto, nell'assoluto rispetto delle geometrie delle parti.

L'ELNICARB è un processo ottenuto per via chimica atto a depositare un rivestimento con particelle solide, dure, molto piccole ed uniformi.

Questo rivestimento contiene dal 20% al 30% in volume di particelle di carburo di silicio con grandezza da 1 a 3 mciron.
La matrice è una lega che contiene 87-90% di nichel ed il 10-13% di fosforo.

> dagli studi e dalle ricerche nasce l'innovativo trattamento ELNICARB

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la sezione metallografica del rivestimento composito ELNICARB mostra la regolare distribuzione delle particelle nella matrice in lega di nichel

Gli studi e le ricerche sui rivestimenti compositi nascono dall'esigenza di proteggere particolari meccanici sia contro l'abrasione, sia contro la corrosione.

Da alcuni anni si pratica l'inserimento di particelle solide in un rivestimento superficiale, ma l'uso di questo procedimento è rimasto assai limitato, per ragioni riguardanti i depositi elettrolitici, quali mancanza di uniformità di spessore, insufficiente resistenza alla corrosione, cattiva penetrazione.

Si è reso perciò necessario trovare un procedimento che unisca materie solide tra loro.

Infatti non è possibile usare processi che mutino la struttura metallica poiché agiscono negativamente sulla resistenza alla corrosione.

> grande resistenza all'usura ed alla corrosione

Il procedimento ELNICARB, messo a punto presso il Centro Sperimentale TEC.RI.MET. per risolvere questi problemi, unisce l'azione di resistenza all'usura, data dalle particelle inglobate, a quella della resistenza alla corrosione, data dalla lega agglomerante.

Alla base del procedimento ELNICARB sta il processo di nichelatura chimica ELNIP 13.

> valori di resistenza all'abrasione

La micrografia mostra chiaramente la dispersione delle particelle di carburo di silicio nella matrice di nichel-fosforo.

La superficie così composta si manifesta estremamente dura, molto superiore a quella del cromo duro ed equivalente o superiore a molti riporti al plasma.

Riportiamo qui sotto, tra i processi ELNIP 13 e ELNICARB, l'indice di usura TABER.

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La sezione metallografica mostra il rispetto delle geometrie delle parti del trattamento ELNICARB

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Alberi e ugelli per lance ad alta precisione

> applicazioni ed impieghi dell'ELNICARB

Molti sono i casi in cui l'ELNICARB viene utilizzato, soprattutto per sopperire alla necessità di ottenere uniformità e rispetto delle geometrie, resistenza alla corrosione e resistenza a forte usura da contatto.

Riportiamo alcuni esempi del trattamento ELNICARB su vari particolari in diversi settori industriali:

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