I sistemi di protezione chimica dell'acciaio, come fare la brunitura e affini.

 

Quando si realizzano pezzi meccanici in acciaio al carbonio, notoriamente molto soggetto alla ruggine, spesso si sente l'esigenza di brunirli, sia in utensili di uso pesante, per proteggerli dalla ruggine, sia per migliorare l'estetica e la durata in pezzi più prettamente estetici, come ad esempio particolari di coltelli o armi da fuoco.

 

Un buon modo per proteggere nel tempo l'acciaio sarebbe quello di utilizzare il Ferox, che offre una protezione di gran lunga superiore a qualsiasi antiruggine presente in commercio. E' una vernice a base acquosa, di colore bianco che scurisce reagendo con l'acciaio e garantisce una grande protezione nel tempo, anche in parti che vengono lasciate all'aperto, può anche essere applicato direttamente sulla ruggine che, passiverà e convertirà in una sostanza innocua, può anche essere riverniciato. La protezione è davvero resistente e duratura. E' utile saperlo, ma, ovviamente può essere applicata solo a certi lavori di carpenteria metallica, come ad esempio sedie da giardino e strutture metalliche soggette agli agenti atmosferici.

Anche il prodotto chiamato solitamente nelle ferramenta "alluminio liquido" offre una protezione delle strutture metalliche molto duratura e efficace, sopratutto protegge dal riscaldamento e degradamento solare in zone molto soleggiate proprio per via della sua riflettività. Purtroppo non resiste nel tempo in modo esagerato, circa 10-15 anni cominciano a farle perdere efficacia per cui è necessaria una mano ad intervalli regolari.

 

La brunitura invece, utilizzata in lavori più fini, non è altro che un procedimento che forma sul pezzo uno strato di ossido più o meno spesso poco soggetto ad ossidazione, di norma di colore scuro nero o tendente al blu, e più resistente alla corrosione e al distacco di una semplice verniciatura, nonchè più bello e dall'aspetto professionale. Si trovano pochissime informazioni su come fare una brunitura come si deve con mezzi alla portata di tutti, così voglio raccogliere qui alcune informazioni.

 

Il primo più semplice trattamento, applicabile in pezzi di poca importanza estetica, si ottiene direttamente in caso di forgia o tempra  immergendo il pezzo in olio oppure scaldandolo a bassa temperatura con un cannello (4-500°C) e spennellandolo di olio e grassi, i pezzi devono essere molto ben puliti e sgrassati prima dell'operazione. Al contrario di come alcuni dicono, non è necessario olio esausto, lo stesso identico effetto anzi, forse più uniforme si ottiene con olio nuovo e fluido. E' anche possibile lasciarli direttamente al cosidetto brut de forge in caso di pezzi forgiati.

La protezione non è tanto elevata, sopratutto nel primo caso, l'ossido tende a distaccarsi con il tempo sopratutto se fatta dopo la tempra ad alta temperatura, e la finitura lascia piuttosto a desiderare non venendo mai molto uniforme come sulle vere bruniture, ma in caso di pezzi poco importanti può essere un'economica e veloce soluzione specialmente con l'uso del cannello, che garantisce una migliore precisione e uniformità almeno per piccoli pezzi. Il brut de forge, invece, se fatto da un bravo fabbro, garantisce un'ottima protezione, prova ne sono i tanti utensili costruiti decenni fa ancora perfettamente protetti, e in certi pezzi da sicuramente anche un bel effetto estetico.

Sfruttando la colorazione degli strati superficiali dell'acciaio durante il riscaldamento a bassa temperatura, le famose tinte di rinvenimento, si possono ottenere diversi colori che vanno dal giallo dorato, rosso, viola, verdolino, fino al blu scuro per poi arrivare al nero. In questo caso è necessario utilizzare un forno a temperatura controllata, con un cannello sarebbe impossibile mantenere una temperatura uniforme in tutto il pezzo, se non forse in particolari molto piccoli. Sfruttando questa proprietà è anche possibile ottenere la famosa tartarugatura, molto utilizzata in passato, in particolari di un certo pregio come armi da fuoco o coltelli. Si ottiene semplicemente inserendo il pezzo all'interno di contenitori riempiti con piccole scaglie di corno e ossa che carbonizzeranno lentamente, la non uniformità delle temperature superficiali e i diversi materiali posti a contatto faranno si che, il pezzo migrerà in ogni punto ad un colore diverso ottenendo quel suggestivo effetto damascato.

 

Esistono poi i brunitori a freddo, utili anche nella riparazione di graffi in bruniture esistenti, si acquistano in armeria a prezzi piuttosto accessibili. Sono facili da utilizzare, il solito primo procedimento è l'eliminazione con paglietta metallica o carta vetrata della anche più piccola traccia di ruggine e ossido, i pezzi vanno poi perfettamente sgrassati, con solventi o una soluzione di soda caustica, e poi mai più toccati neppure con le dita che rilascierebbero traccie di grasso, è quindi opportuno utilizzare guanti ben puliti. Si procede poi, spennellando il pezzo con uniformità con morbido pennellino, il colore superficiale cambiarà velocemente diventando sempre più scuro. Una volta ottenuto il colore voluto va subito risciacquato in acqua o con abbondante olio spray per bloccare la reazione, pulito molto delicatamente con del cotone per evitare di eliminare la brunitura ancora molto delicata, inumidito per bene d'olio e lasciato, per qualche giorno, a completare la reazione protetto con un panno imbevuto d'olio.

La protezione risultante può essere molto bella esteticamente ma lo strato è molto superficiale e delicato, è forse adatto in pezzi molto piccoli o per piccole riparazioni.

 

La vera brunitura però, si ottiene con un trattamento chimico a caldo, ed è quella che garantisce il miglior effetto estetico e di resistenza.

La procedura fa uso di sostanze chimiche corrosive e caustiche ed è molto pericolosa, va eseguita solo da personale qualificato e competente e non ci si assume responsabilità in caso di incidenti, per cui se provate lo fate a vostro rischio e pericolo. Qui si spiegano solamente le procedure utilizzate  un tempo dagli artigiani senza istigare nessuno alla loro riproduzione.

I pezzi andranno immersi in una soluzione chimica riscaldata per un certo periodo di tempo, questo garantirà appunto la formazione di uno strato di ossido molto più spesso che negli altri casi. La temperatura del bagno sarà di massimo 145°C per cui è possibile eseguirlo tranquillamente su pezzi finiti e già trattati termicamente senza paura di rovinarne le caratteristiche meccaniche.

 

La ricetta è semplice, viene utilizzata una soluzione di:

• 300g KNO₃ (Nitrato di Potassio, chiamato anche salnitro, lo si compra in grossi sacchi nei consorzi agricoli come fertilizzante costa pochissimo ma è difficile trovarlo, oppure più puro in macelleria o dove vengono preparati insaccati, se avete un po di fortuna nei classici negozietti di paese è ancora possibile trovarlo).
• 500g NaOH (Idrossido di Sodio meglio noto come soda caustica, si compra un po ovunque in barattoli in forma pura in scagliette, supermercati, consorzi agricoli, farmacia ma costa parecchio di più).
• 1000g H₂O (Ossido didi Idrogeno,  la si trova un po ovunque in forma pura o più o meno addizionata con ioni e quantità variabili di gas e sali disciolti, meglio noto come acqua. :D A parte gli scherzi, l'acqua del rubinetto va benissimo)

La soluzione deve essere preparata con le quantità molto precise, e ricordate cosa diceva la prof di chimica, "mai dare da bere ad un acido!!!!". In questo caso si tratta di una base, ma vale la stessa regola, va per prima cosa versata l'acqua, poi soda e nitrato, mai fare il contrario e versare l'acqua dentro la soda, perchè la reazione sarebbe velocissima e con molta probabilità schizzerebbe ovunque la corrosiva e caustica miscela, quindi attenzione e ovviamente proteggersi per bene con guanti e una maschera protettiva per il volto. Durante l'ebollizione non vengono rilasciati vapori tossici, ma ovviamente non è un lavoro che si può fare nella cucina di casa ma in luoghi adatti e sicuri e ben arieggiati.

I pezzi come sempre vanno prima lavati per bene poi sgrassati e maneggiati con i guanti, la soluzione deve essere preparata con precisione e riscaldata all'interno di un contenitore rigorosamente in acciaio inox, andrebbe controllata la temperatura di ebollizione che deve essere compresa tra i 135-145°C, i pezzi andrebbero sospesi all'interno della soluzione senza che tocchino le pareti o i lati e lasciati circa una mezz'ora, durante il trattamento il colore diventerà sempre più scuro e una volta raggiunto quello desiderato vanno velocemente rimossi e sciacquati in acqua corrente, spazzolati leggermente, asciugati e imbevuti per bene in olio. Andranno lasciati a riposo per qualche giorno, protetti dalla solita pezzuola oliata; anche dopo la brunitura andranno sempre protetti con uno strato di buon olio protettivo, un wd40 o un olio apposito per armi vanno più che bene.

Durante l'uso, l'acqua all'interno della soluzione tende ad evaporare, mentre i sali rimangono sul fondo. Questo fa variare la temperatura di ebollizione che tende a salire e cambiano le proprietà, dopo l'uso andrebbe sempre ripristinato il corretto livello. Fate estrema attenzione perchè se aggiungete l'acqua durante il riscaldamento, cambierà drasticamente la temperatura di ebollizione facendo schizzare la soluzione altamente pericolosa e corrosiva da tutte le parti. Meglio segnare sul contenitore il livello e ripristinarlo dopo l'uso quando la soluzione è fredda. Può essere riutilizzata alcune volte senza che perda efficacia poi è sicuramente meglio prepararne altra.

 

 

Per ora mi pare tutto, come sempre se avete domande, critiche o commenti, fatevi sentire. Ciao.