Come testare in nebbia salina una verniciatura in cataforesi

Enormi passi avanti sono stati fatti negli ultimi anni nella qualità dei rivestimenti superficiali dei materiali metallici grazie alla cataforesi.

Se hai letto questo articolo, ti ricorderai che quando ero piccola mio papà aveva una 127 verde che perdeva i pezzi di carrozzeria in corrispondenza dei passaruota a causa della corrosione e questo oggi non capita più grazie alla cataforesi.

In questo articolo andremo ad analizzare il rivestimento di verniciatura per cataforesi.

Questo tipo di tecnologia è molto diffuso nel settore automotive. Il suo scopo è conferire agli elementi metallici una notevole resistenza alla corrosione, andando a formare uno strato uniforme di resina, e al tempo stesso migliora l’adesione di ulteriori strati ad essa sovrapposti.

L’importanza della cataforesi è innanzitutto funzionale, in quanto un componente potrebbe rompersi in seguito a corrosione della sua superficie. La corrosione infatti è uno dei motivi che possono portare a failure (rottura) di componenti sottoposti a fatica. Sospensioni, braccetti, staffe, alberi di trasmissione sono tutti componenti verniciati in cataforesi che sono sottoposti a fatica e quindi la sicurezza è cruciale.

Inoltre la corrosione ha un grande impatto dal punto di vista estetico, che è un elemento tenuto in grandissima considerazione in ambito automotive. Problemi moto diffusi una volta, come il sottoscocca o i passaruota mangiati dalla ruggine, sono stati definitivamente eliminati negli ultimi decenni. Tuttavia piccoli difetti estetici derivanti da corrosione della verniciatura sono sempre in agguato e hanno un grande impatto visivo sull’aspetto e sull’opinione di qualità di un’auto, soprattutto in relazione al passare del tempo.

Quali sono dunque le prove che uno tra i maggiori produttori mondiali di auto, la FCA, prevede per i suoi componenti verniciati mediante cataforesi? Lo scopriremo analizzando nel dettaglio il capitolato FIAT FCA 9.55842.

Vediamo innanzitutto alcune nozioni fondamentali sulla cataforesi.

Generalmente, la cataforesi può essere un monostrato a finire oppure può far parte di un rivestimento multistrato, costituito da cataforesi + polvere + fondo + smalto, ecc. La cataforesi in monostrato a finire è adatta a proteggere parti sottoscocca di autoveicoli (braccetti di sospensioni, ponti torcenti, staffe vano motore, ecc..), mentre la cataforesi in multistrato riveste l’intera carrozzeria dell’auto.

Sebbene la protezione offerta al materiale base non sia di natura elettrolitica come la zincatura, ma più semplicemente di barriera alle sostanze corrosive, la deposizione sfrutta comunque un processo elettrico nel quale i pezzi vengono immersi in una vasca con la presenza di elettrodi. Il componente da rivestire è collegata al polo negativo di alimentatore elettrico, mentre gli elettrodi immersi nella vasca sono collegati al polo positivo.
Il risultato è la deposizione della vernice sul pezzo in seguito ad alcuni processi elettrochimici, seguita dalla sua solidificazione (polimerizzazione). All’estrazione dalla vasca il rivestimento risulta già solido, quindi gli unici passaggi finali sono il lavaggio e l’essiccazione ad una temperatura inferiore a 200°C.

Il processo di cataforesi è molto efficace nel ricoprire con uno strato continuo ed omogeneo i particolari automotive, tuttavia la complessa messa a punto del processo e la richiesta continua e costante di manutenzione degli impianti richiede un accurato controllo a campione sul prodotto finale.

Prova di corrosione in nebbia salina secondo la norma FIAT 9.55842

Andiamo dunque ad analizzare nel dettaglio il capitolato FIAT – FCA precedentemente menzionato, il 9.55842, nel quale vengono elencate le caratteristiche cui devono soddisfare i particolari metallici verniciati.
La designazione del capitolato FCA 9.55842 prevede di indicare la sigla VRNT seguito dalla classe di riferimento a cui appartiene il componente. La designazione dipende da tipo di impiego a cui è destinato il componente. Ad esempio, una designazione molto diffusa è la VRNT/C1: questa designazione indica una cataforesi (VRNT) con classe C1 che identifica particolari esposti, per posizione vettura, a fenomeni di corrosione non sottoposti a luce solare. Un’altra designazione diffusa è la VRNT/D2, la quale riguarda particolari con finitura di fondo ricoperti dallo smalto color vettura.

I componenti o suoi spezzoni da qualificare vengono quindi sottoposti alle varie prove previste dalla norma FIAT FCA 9.55842 verificando la rispondenza del risultato di prova con i limiti prescritti a progetto oppure sulla “Scheda tecnica di prodotto” allegata alla norma stessa.

In particolare, per la resistenza alla corrosione, il test di riferimento è la prova di corrosione in nebbia salina norma FIAT 50180 metodo B1, che corrisponde alla nebbia salina neutra (NSS) della norma internazionale UNI EN ISO 9227. In aggiunta, sulla superficie verniciata viene eseguita un’incisione a X (croce di Sant’Andrea) per verificare la propagazione sottopellicolare. L’incisione permette di valutare il comportamento della vernice in zone danneggiate manualmente fino al materiale base, verificando quanto la corrosione riesce a propagarsi al di sotto della vernice, distaccandola. Il risultato è una misura della distanza di propagazione dalla linea di incisione, espressa in mm. L’incisione simula probabili danneggiamenti della verniciatura durante la vita del veicolo, e la capacità del rivestimento stesso di resistere a questi danneggiamenti.

Il tempo di esposizione in nebbia salina è compreso tra le 100 ore delle classi B1 e B2, fino ad arrivare alle 750 ore della classe D1C, la più restrittiva.

La prova vale per particolari solo verniciati, mentre nel caso di particolari zincati + verniciati va utilizzato il metodo A1 che, semplicemente, non richiede le incisioni.
In aggiunta, per i componenti scatolati, al termine della prova è necessario verificare la propagazione della corrosione al suo interno sezionando il componente.

A prova ultimata, l’esito della prova viene valutato in accordo alla “Scheda tecnica del prodotto” allegato alla norma FIAT FCA 9.55841.

Come hai potuto notare, il capitolato FCA descrive in maniera molto dettagliata le prove e i requisiti che la cataforesi deve soddisfare.

I requisiti che una verniciatura in cataforesi deve superare sono molto restrittivi e spesso le prove di nebbia salina hanno esiti non conformi.

Visto che come abbiamo visto prima, le prove possono arrivare anche a una durata di 750 ore, che corrispondono  a circa un mese, è davvero una brutta sorpresa scoprire dopo un mese che il tuo particolare verniciato in cataforesi non è conforme.

Non è meglio scoprirlo il prima possibile e interrompere immediatamente una prova su un campione che non va bene e rifarla su un altro che è stato verniciato meglio?

Luciano Mortara ha già risposto di sì, e infatti si affida a MotivexLab per testare la tenuta alla corrosione dei suoi rivestimenti superficiali.

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