Ossidazione bianca su zama: cause e prevenzione nei pressofusi

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Un lotto di componenti in zama esce dal magazzino, oppure arriva dopo settimane di spedizione via mare, e all’apertura dei colli i pezzi mostrano un deposito bianco e polverulento, spesso concentrato proprio dove due superfici erano a contatto. È la cosiddetta ossidazione bianca su zama, chiamata anche ruggine bianca o white rust. Quasi sempre non è un difetto della lega: nasce da umidità e condensa durante stoccaggio e trasporto, ed è in gran parte prevenibile.

Di seguito vediamo la chimica del deposito, le cause logistiche e quelle legate alla galvanica, come distinguerlo da altri difetti, il ruolo della passivazione, le regole di imballo, i test di verifica e i rimedi. Il punto di vista è quello di una fonderia: Micrometal pressofonde zama a Erbusco (Brescia) dal 1991.

Cos’è l’ossidazione bianca sulla zama: chimica e aspetto

Perché «ossidazione» è un termine improprio

Il deposito non è ossido di zinco puro. La letteratura tecnica sulla wet storage stain lo descrive come una miscela di carbonato basico di zinco 2ZnCO₃·3Zn(OH)₂, ossido ZnO e idrossido β-Zn(OH)₂. Si riconosce facilmente: è bianco, voluminoso e friabile, e occupa circa 100 volte il volume dello zinco consumato. Per questo risulta molto visibile anche quando la perdita di metallo è minima.

Patina protettiva o macchia da stoccaggio umido

A fare la differenza sono ossigeno e anidride carbonica. Una superficie di zamak esposta all’aria, con O₂ e CO₂ disponibili, sviluppa una patina carbonatica sottile, compatta e protettiva. Se invece un film d’acqua resta intrappolato tra pezzi a contatto, con scarso ricambio d’aria, la patina non si forma e cresce il deposito voluminoso: la macchia da stoccaggio umido.

Quanto è grave

Secondo l’International Zinc Association (IZA), la corrosione atmosferica dei pressofusi in zinco difficilmente supera circa 12 µm/anno e può essere anche un decimo di tale valore; la ruggine bianca è più antiestetica che dannosa per un getto massiccio (riferimento generale: ASM Handbook Vol. 13, Corrosion). Per i pezzi decorativi e per quelli ancora da rifinire, però, è un motivo concreto di scarto.

Le cause principali: umidità, condensa e cicli termici in stoccaggio e trasporto

Condensa da escursioni termiche. IZA è chiara: i gas secchi (O₂, N₂, CO₂) non corrodono lo zinco, serve acqua liquida. La fonte tipica è la condensa: escursioni giorno/notte, magazzini non riscaldati, colli che passano da un ambiente freddo a uno caldo e umido.

Pezzi impilati, annidati o a contatto. L’acqua resta intrappolata e mancano ricambio d’aria e CO₂: è la condizione ideale per la macchia da stoccaggio umido. I piccoli pezzi da camera calda, spesso confezionati sfusi in grandi quantità, sono proprio il caso in cui imballo e stoccaggio decidono l’esito.

Spedizioni via mare. Operatori del settore, in discussioni tecniche sul forum finishing.com, riportano schemi di condensa ciclica e tracce di nebbia salina anche in container ritenuti «sigillati». È esperienza di campo, non un dato normativo, ma coerente con il meccanismo.

Acceleranti. Cloruri e solfati velocizzano la formazione del deposito: ambiente marino, acque di risciacquo contaminate, residui di lavaggio. Si aggiungono le impronte digitali sui pezzi passivati e l’asciugatura incompleta dopo burattatura o lavaggio.

Un comportamento tipico delle leghe. Nelle prove in umidità del programma ZCA (10 giorni a 95 °C in ambiente umido), getti in Zamak 3 e Zamak 5 hanno sviluppato ruggine bianca, descritta come comportamento tipico delle leghe da fonderia esposte all’umidità. Le leghe ZP3, ZP5, ZP2 e ZP8 differiscono soprattutto per proprietà meccaniche: sul fronte dell’umidità la prevenzione va gestita, non data per scontata.

Quando il problema nasce in galvanica: porosità, pre-pulizia e strato di rame

Non tutte le fioriture bianche nascono in magazzino. Su pezzi nichelati, dorati o argentati, macchie o bolle che compaiono settimane dopo la finitura hanno spesso origine nel ciclo galvanico.

Porosità superficiale e soluzioni intrappolate. I pori aperti in superficie possono trattenere residui dei bagni, che nel tempo riaffiorano come macchie bianche o sollevano il rivestimento.

Pre-pulizia insufficiente. Secondo l’esperienza di operatori di galvanica (finishing.com), porosità e pre-pulizia inadeguata (oli, distaccanti, ossidi residui) sono le cause principali di bolle (blistering) del rivestimento Cu-Ni sui pressofusi in zinco.

La sequenza su zama. Il ciclo tipico prevede un rame di base (strike al cianuro, indicativamente almeno 5 µm secondo ASTM B252), poi rame acido, poi nichel e infine la finitura decorativa. Il rame di base è indispensabile: se è troppo sottile, la soluzione di rame acido raggiunge lo zinco attraverso i pori e lo attacca. I rivestimenti Cu-Ni-Cr su leghe di zinco sono regolati da EN ISO 1456 (che ha sostituito la EN 12540, ritirata). Una base solida è il presupposto sia della doratura su zama sia dell’argentatura dei pezzi in zama.

Il ruolo della fonderia. La galvanica parte dal getto: una pressofusione di zama a camera calda condotta con parametri controllati dà una pelle compatta e poco porosa (riferimento generale: NADCA Product Specification Standards for Die Castings). Micrometal opera con 11 unità, 7 presse a camera calda e 4 isole robotizzate, da 20 a 90 t; le finiture galvaniche sono eseguite da partner galvanici qualificati, coordinati da Micrometal sui componenti che pressofonde.

Pezzi grezzi in attesa di finitura. Se l’ossidazione bianca si forma prima della galvanica, va rimossa nel pretrattamento: altrimenti compromette l’adesione.

Ossidazione bianca, annerimento e corrosione intercristallina: come distinguerle

Davanti a un pezzo «rovinato» la prima domanda è: problema di superficie o di materiale? Secondo IZA, in ambiente interno i pressofusi in zinco si limitano a perdere brillantezza col tempo. La corrosione intercristallina (zinc pest) è un fenomeno diverso: rigonfiamento, cricche e perdita di resistenza dovuti a impurezze come Pb, Sn e Cd oltre i limiti. IZA è esplicita: i getti conformi a EN 12844 non ne sono soggetti. La composizione dei lingotti è regolata da EN 1774; in ambito statunitense il riferimento per i pressofusi è ASTM B86.

Micrometal lavora le quattro leghe ZP3, ZP5, ZP2 e ZP8 secondo EN 12844, con sistema qualità certificato ISO 9001. Con leghe conformi la corrosione intercristallina è esclusa: una fioritura bianca va trattata come problema di superficie e di stoccaggio.

Passivazione trivalente Cr(III): come funziona, prestazioni e limiti

Come funziona. La passivazione forma uno strato di conversione sottile (riferimento per le conversioni cromiche: ISO 4520) che rallenta l’attacco dell’umidità sulla superficie di zinco. Rallenta, non blocca: non è una barriera assoluta.

Cr(III) e Cr(VI). La Direttiva RoHS 2011/65/UE limita il Cr(VI) allo 0,1% nei materiali omogenei e il Regolamento REACH (CE) 1907/2006 ne sottopone i composti ad autorizzazione. Le conversioni al cromo trivalente sono molto meno tossiche e offrono una resistenza alla corrosione pari o superiore, spesso con l’aiuto di un sigillante o di un top coat.

Prestazioni indicative. Per i pressofusi passivati IZA riporta circa 240 h in nebbia salina ASTM B117 facilmente raggiungibili, fino a circa 400 h; le versioni incolori e nere restano in genere sotto. Sono valori che dipendono dalla chimica, in gran parte proprietaria, del singolo prodotto.

Limiti pratici. Il colore varia con la lega; nessun semplice trattamento a immersione regge 120 °C senza una seria perdita di protezione; impronte e manipolazione degradano lo strato.

Quando sceglierla. La passivazione ha senso soprattutto per pezzi lasciati senza galvanica e per funzioni tecniche in cui contano tolleranze e aspetto; sigillante o lacca aggiungono margine per giacenze lunghe o esigenze estetiche. La passivazione rientra tra le finiture che Micrometal coordina con partner qualificati: le prestazioni vanno definite e verificate sul pezzo specifico.

Imballo e stoccaggio: la prevenzione più efficace

Se lo zinco si corrode solo in presenza di acqua liquida, la leva principale è impedire che l’acqua arrivi e resti sui pezzi. La maggior parte dei casi si previene qui.

Asciugatura completa dopo lavaggio, burattatura e galvanica: nessun pezzo umido va messo in imballo. Imballo con film o sacchetti VCI, bustine essiccanti dimensionate sul volume, separatori o alveoli per evitare pezzi annidati e superfici a contatto. Per spedizioni via mare e lunghe giacenze, la pratica indicata dagli operatori del settore è l’avvolgimento completo senza aperture, con essiccanti per container e indicatori di umidità.

In magazzino servono un ambiente asciutto e ventilato, lontano da portoni e fonti di escursione termica, pallet sollevati da terra e rotazione FIFO. Nella manipolazione, guanti sui pezzi passivati o destinati alla finitura; all’arrivo, i colli vanno lasciati acclimatare prima dell’apertura, per evitare condensa sui pezzi freddi.

Un sistema di gestione ISO 9001 permette di trasformare tutto questo in un requisito documentato e tracciabile per lotto. In Micrometal l’imballaggio di norma è svolto internamente: conviene definire la specifica di imballo già in fase di offerta. Se hai pezzi destinati a lunghe giacenze o tratte marittime, richiedi una valutazione tecnica.

Test di verifica: nebbia salina ISO 9227 e prova di condensa ISO 6270-2

La nebbia salina neutra (ISO 9227, equivalente statunitense ASTM B117) è un test accelerato comparativo: utile per confrontare cicli di finitura, non per prevedere la vita in servizio. La prova in atmosfera di condensa (ISO 6270-2) riproduce invece la condensa che genera la ruggine bianca in stoccaggio e trasporto, ed è quindi più vicina al problema reale.

A disegno o in capitolato conviene specificare: criterio di accettazione (prima comparsa di prodotti bianchi oppure corrosione del substrato), numero di campioni e condizione del pezzo (grezzo, passivato, rivestito). I risultati dipendono dalla chimica della passivazione e dalla geometria: si confrontano solo cicli testati nelle stesse condizioni.

Cosa fare se compare l’ossidazione bianca: valutazione, pulizia e rilavorazione

Prima di decidere, tre domande: quanto è esteso il deposito (velo leggero o strato spesso), che tipo di pezzo è (grezzo, passivato, galvanico) e quale funzione ha (decorativa o tecnica). IZA ricorda che il fenomeno è principalmente estetico: la decisione dipende quindi dall’uso del componente.

L’ultimo passaggio è il più importante: senza risalire alla causa, il problema si ripresenta al lotto successivo. Micrometal pressofonde zama a Erbusco dal 1991, con sistema qualità certificato ISO 9001. Se stai valutando un componente da proteggere in stoccaggio o da destinare a finitura galvanica, contatta il nostro ufficio tecnico oppure chiama il +39 030 7760830.

Revisione tecnica: Marco Sega

Contenuto redatto con l'ausilio di sistemi di intelligenza artificiale e sottoposto a supervisione tecnica della redazione. Responsabilità editoriale: Micrometal S.r.l.