Optimization of barrel electroplating process for acid zinc

Acid barrel zinc electroplating is a surface treatment, which consists in a deposition of a zinc layer on a substrate. The purposes of this treatment can be different, but the most important are the improved corrosion resistance and the esthetical appearance. Before the electroplating degreasing and pickling pretreatments should be performed to clean the substrate. Instead, after the electroplating a conversion coating and a sealer could be applied to further increase the corrosion resistance or to change the esthetic (only the conversion coating for the last one). In this thesis work, analyses on a real acid barrel zinc electroplating plant were done, with the aim of improving the quality of the final products. For this purpose, analyses of components concentration of the pretreatments and zinc baths were performed for each final product samples, these analyses are based on titration of the baths; in addition further study on the zinc bath were done through Hull cell tests. Moreover, measurement of the zinc layer thickness with X-ray analyses and corrosion resistance with NSS (neutral salt spray) test were done for each samples. Finally some of the samples were cut to then be analyzed with optical microscopy and SEM (scanning electron microscopy).

La zincatura acida a rotobarile è un trattamento superficiale, che consiste nella deposizione di uno strato di zinco su un substrato. Gli scopi di questo trattamento possono essere diversi, ma i più importanti sono il miglioramento della resistenza alla corrosione e l'aspetto estetico. Prima della zincatura, è necessario eseguire pretrattamenti di sgrassaggio e decapaggio per pulire il substrato. Invece, dopo la zincatura si può essere applicato un rivestimento di conversione e un sigillante per aumentare ulteriormente la resistenza alla corrosione o per modificare l'estetica (solo il rivestimento di conversione per l'ultimo). In questo lavoro di tesi sono state effettuate analisi su un impianto reale di zincatura elettrolitica acida a rotobarile, con l'obiettivo di migliorare la qualità dei prodotti finali. A tale scopo sono state eseguite analisi di concentrazione dei componenti dei bagni sia dei pretrattamenti che dello zinco per ciascun campione di prodotto finale, tali analisi si basano sulla titolazione dei bagni; in aggiunta sono stati condotti ulteriori studi sul bagno di zinco mediante test con celle di Hull. Inoltre, per ciascun campione sono state effettuate la misura dello spessore dello strato di zinco con analisi ai raggi X e la resistenza alla corrosione con test NSS (nebbia salina neutra). Infine alcuni dei campioni sono stati tagliati per poi essere analizzati con il microscopio ottico e con il SEM (microscopio a scansione elettronica).