Il rivestimento di conversione cromatica è un processo utilizzato per proteggere l’alluminio e alcuni altri metalli dalla corrosione, spesso chiamata ruggine. La corrosione si verifica da una reazione di metalli e ossigeno con l’umidità o l’acqua presente. La ruggine è un ossido del metallo, dove gli atomi di ossigeno reagiscono chimicamente con gli atomi di metallo. Se non corretti, l’ossidazione o la ruggine possono rovinare molto rapidamente le parti metalliche in climi molto umidi.
Anche nel 21° secolo, il processo chimico per il modo in cui gli atomi di cromo costruiscono uno strato sulle superfici metalliche non era ben compreso. Era noto che le parti metalliche immerse in una soluzione a base acquosa di sali di cromo e una piccola quantità di acido formavano sulla superficie uno strato molto sottile di ossido di cromo. Il processo di rivestimento di conversione cromatica può essere eseguito a temperatura ambiente in pochi minuti.
Non tutti i metalli possono accettare un rivestimento di conversione cromatica, poiché il processo non funziona bene su ferro o acciaio. Tuttavia, è possibile applicare prima un rivestimento di zinco, con l’aggiunta dello strato di cromato in seguito. Un rivestimento cromato non rallenta la ruggine del ferro o dell’acciaio, ma protegge lo zinco che protegge l’acciaio. I rivestimenti cromati variano di colore dal giallo brillante al marrone scuro, parte del quale è causato dallo spessore del rivestimento e, in misura minore, dal metallo protetto. I rivestimenti più scuri sono in genere leggermente più spessi e offrono una migliore protezione dalla corrosione.
L’alluminio è diventato un metallo popolare per la nuova industria aeronautica all’inizio del XX secolo. L’alluminio puro è molto morbido, quindi sono state utilizzate miscele con rame e altri metalli per realizzare parti leggere ma resistenti per gli aerei. La corrosione è diventata rapidamente un problema e le normali vernici non lo hanno impedito. Si è scoperto che i rivestimenti in metallo cromato riducono la corrosione a livelli accettabili.
Un rivestimento di conversione cromatica è spesso chiamato film chimico e lo strato di rivestimento è piuttosto sottile, a differenza della vernice o della zincatura. Un vantaggio dei rivestimenti cromati è la loro capacità di autoriparare piccole imperfezioni, sfregamenti o graffi. Gli atomi di cromo possono muoversi lentamente nello strato di rivestimento e alla fine ricopriranno piccoli graffi o danni. Grandi tagli o aree sfregate non possono auto-guarirsi e richiedono un nuovo trattamento.
Ci sono diverse fasi di lavorazione necessarie per rivestire alluminio o altri metalli. I metalli devono essere estremamente puliti e di solito vengono lavati e risciacquati più volte con sapone, solventi e acqua. La superficie deve essere preparata per il rivestimento di conversione cromatica incidendo la superficie con un lotto acido. L’incisione è un processo in cui la superficie metallica viene irruvidita facendola reagire con una soluzione acida che attacca chimicamente la superficie metallica. Il risciacquo deve essere eseguito nuovamente dopo la mordenzatura e prima di poter applicare il rivestimento di conversione cromatica.
Il rivestimento di conversione cromatica è utile anche se una parte deve essere verniciata; ad esempio, l’alluminio non accetta bene la vernice e le superfici verniciate si degradano molto rapidamente. Il pretrattamento dell’alluminio con un rivestimento di cromo crea una superficie che funziona bene con le vernici e ha permesso alle compagnie aeree commerciali di dipingere gli aerei con l’identificazione della loro azienda. I rivestimenti cromati non riducono notevolmente la conduttività elettrica, che è la capacità di trasportare una corrente elettrica. Questo può essere un vantaggio negli aerei o in altri veicoli che trasportano corrente elettrica attraverso parti del telaio. Vernici e altri rivestimenti formano strati che bloccano il flusso elettrico, richiedendo costosi progetti di cablaggio per superare il problema.
Uno dei principali svantaggi dell’utilizzo di rivestimenti di cromo era la tossicità del cromo. Un tipo chiamato cromo esavalente è molto tossico per l’uomo e gli animali e rimane nell’ambiente per molto tempo. L’uso del cromo trivalente meno tossico è iniziato alla fine del XX secolo, che ha avuto un certo successo ma è meno efficace come protettore dei metalli rispetto all’esavalente. La ricerca ha incluso anche altri rivestimenti con titanio e zirconio, che hanno visto un certo utilizzo per applicazioni industriali.