Alluminio
Per le sue proprietà di leggerezza, robustezza e resistenza alla corrosione, l'alluminio è un materiale ideale per l'utilizzo aeronautico ma deve essere adeguatamente trattato. L'alluminio puro è drogato con piccole quantità di altri metalli (rame, zinco, manganese, silice, ecc.) per creare delle leghe di alluminio dalle caratteristiche particolarmente adatte all'uso aeronautico.
Leghe di alluminio (vedi wikipedia)
Le leghe si identificano con una sigla a 4 cifre (standard USA oramai diffuso anche in Europa. Vai qui per approfondire. Le 4 cifre specificano la composizione della lega mentre la lettera successiva specifica il tipo di trattamento. La classe 2 (2xxx) indica che la lega ha un contenuto significativo di rame (la classe 1xxx identifica alluminio quasi puro). La classe 6xxx indica leghe contenenti magnesio e silice. La classe 5xxx il magnesio mentre la classe 7xxx lo zinco.
Per quanto riguarda i trattamenti, T3 indica un trattamento in soluzione (tipo galvanica) e lavorazione a freddo mentre T6 soluzione con successvo trattamento termico per invecchiamento veloce.Il kit Zodiac è costituito da lamiera 6061-T6.
Nella tabella seguente alcune tra le leghe più note con il loro nome commerciale.
Resistenza alla corrosione dell'alluminio
Il processo di corrosione dell'alluminio inizia immediatamente per contatto con l'aria. Al contrario dei processi corrosivi dei materiali ferrosi, la corrosione dell'alluminio genera uno strato di ossido (ossido di alluminio Al2O3) che protegge la superficie sottostante da ulteriori processi corrosivi. In altre parole, mentre nei materiali ferrosi la corrosione è passante, nell'alluminio si ferma alla superficie (come certi formaggi con la muffa!). Ciò è vero fino ad un certo punto: se l'ambiente è più aggressivo (ambiente salino, zone industriali, inquinamento, ...), anche il processo corrosivo sarà più aggressivo.
Ci sono diverse vie per proteggere l'alluminio dalla corrosione:
Verniciatura
Lucidatura
Fondo zincocromatura (primer)
Strato finissimo di alluminio puro sopra la lega (ALCLAD)
Anodizzazione e rivestimento protettivo
La corrosione è la disintegrazione di un materiale (metallo) nei suoi composti dovuto principalmente alla reazione con l'ambiente quale aria e umidità:
corrosione galvanica dove due metalli diversi sono in contatto in combinazione con un elettrolite
corrosione elettrochimica: reazione chimica con l'aria contenente umidità e sale (vicino/in mare)
corrosione microbica dovuta a microrganismi in presenza/senza ossigeno
corrosione termica dovuta alla presenza di sottoprodotti da combustione altamente corrosivi (zolfo ...)
In generale tutti i quattro tipi di corrosione possono portare ad un veloce degrado delle leghe nel tempo.
La corrosione dell'alluminio è generalmente localizzata: sugli spigoli, vicino a fori/rivetti ed è facilmente individuabile se la parte è a vista. Se la superficie è dipinta, generalmente si ha un fenomeno di spellamento o squamatura. e la vernice viene via semplicemente grattando. Il fenomeno della corrosione va immediatamente individuato e fermato.
If left untouched, corrosion will attack the aluminum and a possible failure of the structure could result. Proper treatment will extend the life of the aircraft and keep its market value high, important when you plan to resell it.
The most common form of corrosion protection is applying a surface layer or coating, either in the form of paint or plating (think of chroming or Alclad). This forms an barrier of corrosion resistant material which is easy to apply and cheaper to replace than the structure itself. During the build phase of an aircraft, zinc-chromate primer (the yellowish green stuff) is heavily used as protection and as a base for subsequent coats of paint.
Before any treatment with zinc-chromate or other primers the parts will need to be cleaned of ink, glue residue and or grease. Read text below on how to do that.
Anodizing is an electrolytic passivation process (much like the normal oxidation of aluminum) and it thickens and strengthens the oxide layer and increases the wear resistance, it also provides a better surface for paint to adhere to. The oxide layer can be colored on request for cosmetic purposes and anodized parts are non conductive.
The process usually uses a direct current in an electrolytic solution so that a coating is build up with pores of 10 to 150 NM which then oxidize and can be colored with a dye. The final oxide layer thickness is around 0,5 um to 150 um and will need to be sealed.
Alodine is a chemical treatment of aluminum to prevent corrosion, it is electrically conductive and can be used as a primer for layers of paint. It does not add weight or changes dimensions of the part that is being treated, where as paint does. It is easy to apply and needs no electricity (anodizing does) to treat the parts.
Parts may not be assembled (like with anodizing) and you will need a tank that can hold the biggest part in your kit to properly alodine. Keep temperatures above 21°C (70°F) for good results. Disposal of left over chemicals may be difficult.
Before alodining the parts will need to be cleaned with acetone to remove all ink and or glue or sticky stuff. Then use Scotch Brite to remove the oxide layer and use a good dishwash detergent (dawn) to clean any remaining grease of the parts. If this has been done properly water will form an unbroken film, if it does not, it must be cleaned again to remove the grease. Then dry and immerse the parts in acid for three minutes, acid rinse and dip in the alodine tank for another three minutes. Then rinse and let the alodined parts settle for at least 24 hours for maximum strength.
Alumetron is a clear polymer coating that bonds to aluminum, its a water based chemical/mechanical process and the result is that treated parts are suitable for constant water immersion. Application is easy through either wipe with clean cloths or spray with a HVLP gun with fine tip. You will need to clean and degrease the parts before applying Alumetron.
The inside of wings, tail sections or the fuselage can be treated by mineral or synthetic oil based solutions with a waxy compound, either dipped or sprayed. Capillary action makes sure that the solution reaches every corner and section. Will need to be reapplied every couple of years depending on the location of the aircraft. Read more about Boeings Boeshield T-9.