Guida ai materiali delle chiusure a paletta: Acciaio inossidabile, lega di zinco e plastica a confronto

Perché la scelta del materiale per le chiusure a paletta è cruciale

Questo articolo è una guida tecnica all'approvvigionamento che mira a decostruire tre principali materiali delle chiusure a palettaacciaio inossidabile, lega di zinco e tecnopolimeri (per il contesto industriale in cui la scelta della chiusura a paletta è fondamentale, vedere Guida alle custodie industriali). L'analisi è rigorosamente strutturata su quattro dimensioni: sicurezza, durata, flessibilità progettuale ed economia.

Composizione di base delle chiusure a paletta e applicazioni del materiale

Le chiusure a paletta sono costituite da diversi componenti chiave:

• Impugnatura (maniglia/leva): La parte direttamente a contatto con l'utente, con elevati requisiti di estetica e resistenza all'usura.
• Pannello (rosetta): La piastra decorativa che copre il foro della porta.
• Corpo della serratura (corpo della serratura / cassa della mortasa): La struttura meccanica centrale all'interno della porta, che determina sicurezza e durata.
• Cilindro (Cylinder): La parte in cui viene inserita la chiave, il cuore della sicurezza.

La mappatura delle applicazioni dei materiali è la seguente: L'acciaio inossidabile è comunemente utilizzato per maniglie, pannelli e gusci di serrature, soprattutto in ambienti ad alta sicurezza o ad alta corrosione. La lega di zinco è la scelta principale per la produzione di maniglie e pannelli. La plastica viene utilizzata per le maniglie in ambienti a bassa sicurezza o per le boccole silenziose all'interno del corpo della serratura.

Il materiale è la base che determina le prestazioni delle serrature e influisce direttamente sulla capacità della serratura di soddisfare i requisiti di sicurezza e di durata dell'ambiente di applicazione.

Definizione dei quattro criteri chiave per la valutazione dei materiali di chiusura

Sicurezza e forza

Capacità del materiale di resistere ai danni fisici (impatto, tensione). Di solito viene misurata in base ai gradi (grado 1, 2, 3) del materiale. ANSI/standard della serie BHMA A156.x o i livelli di sicurezza (livello A, livello B) di GB 21556-2008. I diversi sotto-standard A156 (come serrature, catenacci e cerniere) hanno diversi contenuti di prova, con il grado 1 che rappresenta il grado di resistenza meccanica e durata più elevato.

Durata e resistenza agli agenti atmosferici

La capacità di resistere all'usura a lungo termine e ai fattori ambientali (corrosione, raggi UV). Le prestazioni di corrosione vengono solitamente confrontate attraverso le ore di test in nebbia salina neutra (NSST) in ISO 9227 per l'accelerazione. ISO 12944-6 fornisce i riferimenti dei sistemi di rivestimento per i diversi gradi dell'ambiente di corrosione (C1-C5), ma le ore di nebbia salina non sono direttamente equivalenti agli anni di servizio effettivi e servono solo come indicatori relativi di riferimento.

Flessibilità di aspetto e design

La capacità di lavorazione e di formatura del materiale (capacità di produrre forme complesse) e la diversità dei trattamenti superficiali.

Costi ed economia

Divisi in: 1) Costo di approvvigionamento delle materie prime; 2) Costo di lavorazione e produzione. L'acciaio inossidabile ha costi "doppiamente elevati" per le materie prime e la lavorazione. La lega di zinco pressofusione riduce notevolmente i costi di produzione di forme complesse.

Acciaio inox

Che cos'è l'acciaio inossidabile?

L'acciaio inossidabile è una lega a base di ferro contenente almeno 10,5% di cromo (Cr). Il cromo reagisce con l'ossigeno sulla superficie del materiale per formare un denso film di passivazione (ossido di cromo), in grado di autoripararsi e di isolare il ferro dal contatto con l'ambiente, garantendo così un'eccellente resistenza alla corrosione.

Tipi di acciaio inossidabile comuni nelle serrature

Acciaio inox 304

• Definizione standard: ASTM A240 Tipo 304; corrispondente a 06Cr19Ni10 nella norma cinese GB/T 3280-2015.
• Composizione: Circa 18% di cromo (Cr) e 8-10,5% di nichel (Ni).
• Caratteristiche: È l'acciaio inossidabile "per usi generali" più diffuso, con eccellenti proprietà meccaniche e di resistenza alla corrosione.
• Applicabile: In interni e nella maggior parte degli ambienti esterni non costieri.

Acciaio inox 316

• Definizione standard: ASTM A240 Tipo 316.
• Composizione: Aggiunge 2-3% di molibdeno (Mo) alla base del 304.
• Caratteristiche: Acciaio inossidabile "Marine-grade", con un'altissima resistenza alla corrosione per vaiolatura causata dai cloruri (nebbia salina, brezza marina).
• Applicabile: Ambienti costieri, ad alta salinità o chimici.

201 Acciaio inossidabile

• Definizione dello standard: GB/T 4237-2015.
• Composizione: Tipo a basso tenore di nichel e alto tenore di manganese (Mn), che utilizza il manganese per sostituire parte del nichel e ridurre i costi.
• Caratteristiche: Costo inferiore al 304, ma minore resistenza alla corrosione e saldabilità, con aumento del magnetismo dopo la lavorazione a freddo.
• Applicabile: Limitato ad ambienti interni asciutti, non consigliato per aree umide o costiere.

I principali vantaggi delle chiusure a paletta in acciaio inox

• Alta resistenza alla corrosione: Non è necessario alcun rivestimento aggiuntivo, il grado 316 è in grado di resistere ad ambienti con elevata nebbia salina.
• Elevata resistenza e tenacità: Può soddisfare i requisiti ANSI/BHMA Grado 1.
• Ampia tolleranza alla temperatura: Prestazioni stabili alle alte e alle basse temperature.
• Facile da pulire e a bassa manutenzione: Superficie densa, non facilmente contaminabile.
• Aspetto moderno, forte sensazione di igiene.

Limitazioni delle chiusure a paletta in acciaio inossidabile

• Costo elevato: Doppio costo elevato per le materie prime e le spese di lavorazione.
• Elevata difficoltà di lavorazione: Elevata durezza, difficile da formare, costo elevato per forme complesse.
• Opzioni di finitura limitate: Per lo più colori spazzolati, a specchio o PVD, con un costo elevato del PVD.

Lega di zinco

Che cos'è la lega di zinco?

La lega di zinco è costituita principalmente da zinco, con l'aggiunta di elementi quali alluminio (Al), rame (Cu), magnesio (Mg). Le serrature utilizzano principalmente il processo di pressofusione per la formatura. I gradi più comuni includono Zamak 3 e Zamak 5 (Specifiche: ASTM B86, GB/T 13818-2024).

Vantaggi principali delle chiusure a paletta in lega di zinco

• Eccellente plasticità e precisione dimensionale: La pressofusione permette di ottenere forme complesse.
• Diverse capacità di trattamento delle superfici:
• Elettrodeposizione (come cromo, nichel, imitazione del colore dell'ottone), riferimento ISO 2081 o ASTM B633;
• Spruzzatura (più colori);
• Finiture PVD (per un aspetto di alto livello).
• Buon rapporto costo-efficacia: Materie prime economiche, elevata efficienza produttiva.
• Resistenza moderata: Può soddisfare le esigenze residenziali e commerciali in ambienti interni (grado 2 o grado 3).

Limitazioni delle chiusure a paletta in lega di zinco

• La resistenza alla corrosione dipende dal rivestimento: Il materiale di base è di per sé soggetto a ossidazione.
• Rivestimento facilmente danneggiabile: Una volta graffiato, lo zinco esposto si ossida formando ruggine bianca.
• Durezza insufficiente: Incline alla frattura fragile in caso di impatto elevato, non adatto ai livelli di alta sicurezza di Grado 1.
• Maggiore densità, sensazione di mano solida: peso vicino a quello dell'acciaio inossidabile, ottimizzabile grazie allo spessore delle pareti nel design.

Plastica (plastica)

Che cos'è la "plastica" utilizzata nelle serrature?

Il termine "plastica" si riferisce ai tecnopolimeri (Engineering Plastics), che hanno proprietà meccaniche e termiche superiori alle plastiche ordinarie.

Materiale	Riferimento standard	Proprietà chiave	Vantaggi tipici / Note
ABS	ASTM D4673	Buona resistenza agli urti, superficie liscia	Resistenza ed estetica equilibrate; facile da modellare
Nylon PA66	ASTM D4066	Resistente all'usura, autolubrificante	Comunemente utilizzato per componenti silenziosi o in movimento
Policarbonato (PC)	ISO 7391	Resistenza agli urti estremamente elevata	Eccellente limpidezza e tenacità; utilizzato in parti critiche per la sicurezza
PVC	ASTM D1784	Resistente agli agenti chimici, a basso costo	Scelta economica per ambienti soggetti a corrosione

I principali vantaggi delle chiusure a paletta in plastica

• Basso costo, alta efficienza: Stampaggio a iniezione adatto alla produzione di massa.
• Resistente alla corrosione dell'acqua e della maggior parte delle sostanze chimiche inorganiche.
• Alleggerimento significativo.
• Buon isolamento elettrico: Adatto per armadi elettrici e scatole di distribuzione.
• Colori diversi: I colori sono intrinseci al materiale, senza bisogno di post-rivestimento.

Limitazioni delle chiusure a paletta in plastica

• Bassa resistenza: Non può soddisfare i requisiti di sicurezza ANSI/GB.
• Resistenza all'usura e durata a fatica limitate.
• Sensibile ai raggi UV e alle alte temperature: È necessario aggiungere agenti anti-UV per ritardare l'invecchiamento.
• Non resistente ad alcuni solventi organici (come l'acetone), sensazione di leggerezza.

Confronto orizzontale: Acciaio inossidabile vs. lega di zinco vs. plastica

Dimensione di confronto	Acciaio inossidabile (SUS316)	Acciaio inossidabile (SUS304)	Lega di zinco (rivestimento di alta qualità)	Plastica (plastica per ingegneria)	Base di valutazione / Osservazioni
Forza di sicurezza	Estremamente alto	Alto	Medio	Estremamente basso	ANSI/BHMA A156.xL'acciaio inossidabile può raggiungere il grado 1, la lega di zinco il grado 2-3.
Resistenza alla corrosione	Estremamente elevato (resistente ai cloruri)	Alto	Basso	Alto (all'acqua / alla maggior parte delle sostanze chimiche)	Il 316 contiene molibdeno resistente alla nebbia salina; il 304 non è resistente agli ioni di cloruro.
Resistenza all'usura	Alto	Alto	Medio (dipende dal rivestimento)	Basso	L'elettrodeposizione o il PVD possono aumentare la durezza della superficie.
Resistenza agli agenti atmosferici	Estremamente alto	Estremamente alto	Basso	Medio (necessita di agenti anti-UV)	I rivestimenti in lega di zinco sono soggetti a invecchiamento e ossidazione.
Flessibilità del design	Basso	Basso	Estremamente alto	Alto	La pressofusione e lo stampaggio a iniezione consentono di ottenere geometrie complesse.
Diversità dell'aspetto	Basso	Basso	Estremamente alto	Alto	La lega di zinco supporta la cromatura, il rivestimento a polvere o la verniciatura.
Costo di produzione	Alto	Alto	Medio	Basso	Sulla base delle spese combinate di materiale e lavorazione.
Peso	Alto	Alto	Medio-alto	Basso	La plastica offre una significativa riduzione del peso.
Requisiti di manutenzione	Basso	Basso	Alto	Basso	Le prestazioni della lega di zinco dipendono dall'integrità del rivestimento.

Showdown delle prestazioni chiave

Prova di sicurezza: Acciaio inox > lega di zinco > plastica

L'acciaio inossidabile ha un'elevata tenacità e una forte resistenza ai danni, la lega di zinco soddisfa esigenze di sicurezza medie, la plastica non ha proprietà antifurto.

Prova di resistenza alle intemperie: Acciaio inox 316 > Acciaio inox 304 > Plastica > Lega di zinco

316 adatto per ambienti costieri ad alta salinità, 304 per ambienti esterni normali, lega di zinco non consigliata per uso esterno.

Design ed estetica alla resa dei conti: Lega di zinco > plastica > acciaio inox

La pressofusione in lega di zinco può raggiungere un'elevatissima libertà di forma ed è la prima scelta per la decoratività. L'acciaio inossidabile è più orientato verso lo stile industriale.

Scenari applicativi e guida alla selezione

Porte d'ingresso residenziali e luoghi ad alta sicurezza

• Consigliato: Acciaio inox 304/316.
• Motivo: Soddisfa le esigenze di alta resistenza e di resistenza alla corrosione.

Porte interne residenziali (camere da letto, studi)

• Consigliato: Lega di zinco.
• Motivo: Forme diverse, prestazioni elevate in termini di costi.

Bagni, cucine, residenze costiere

• Consigliato: Acciaio inox 316 (zone costiere) o 304 (zone umide normali).
• Motivo: Gli ambienti ad alta umidità e salinità presentano requisiti di corrosione estremamente elevati.

Armadietti di stoccaggio, cassette degli attrezzi, aree a bassa sicurezza

• Consigliato: Plastica tecnica o lega di zinco a basso costo.
• Motivo: Bassi requisiti di sicurezza, attenzione alla leggerezza e al costo.

Applicazioni industriali specifiche

Armadi elettrici: Plastica (isolamento)

Navi: Acciaio inox 316 (conforme alla norma ISO 3506 livello A4)

Rischio di corrosione elettrochimica (galvanica)

Quando si valuta un singolo materiale, ci si concentra sulla sua resistenza alla corrosione. Ma nelle applicazioni reali, le chiusure a paletta sono un "assemblaggio", che inevitabilmente entra in contatto con metalli diversi, quali elementi di fissaggio (viti), pannelli delle porte (substrati). A questo punto, un killer più nascosto, la corrosione elettrochimica, diventa la minaccia principale.

Che cos'è la corrosione elettrochimica?

Quando due metalli con differenze significative di potenziale elettrochimico ("attività metallica") si mettono in contatto tra loro in presenza di un elettrolita (come umidità, acqua piovana, nebbia salina), formano una microbatteria.

• Il metallo con attività più elevata (potenziale più basso) diventa l'anodo (Anodo), accelerando la corrosione (venendo "sacrificato").
• Il metallo con attività più bassa (potenziale più alto) diventa il catodo (catodo), ricevendo protezione.

Sequenza potenziale semplificata applicabile ai lucchetti

Per i materiali in esame, una classificazione semplificata delle attività (rischio di corrosione) è la seguente:

• Anodo (più facilmente corrodibile)
• Lega di zinco (Zamak)
• Lega di alluminio (alluminio)
• Catodo (Metalli nobili meno facilmente corrodibili)
• Acciaio inox (acciaio inox 304/316)
  (Nota: i tecnopolimeri sono isolanti elettrici e non partecipano alla corrosione elettrochimica.)

La più grande trappola degli appalti: Combinazioni ad alto rischio

La gravità della corrosione elettrochimica dipende dal rapporto tra l'area superficiale dell'anodo (corroso) e del catodo (protetto). Il caso peggiore è quello del "piccolo anodo grande catodo": un piccolo pezzo di metallo attivo a contatto con un grande pezzo di metallo inerte.

Caso ad alto rischio (da evitare assolutamente):

"Viti in acciaio inox + maniglia in lega di zinco + pannello porta in alluminio".

Si tratta di una combinazione molto disastrosa in ambienti esterni o umidi.

Analisi: La lega di zinco (anodo) è in contatto con l'acciaio inossidabile (catodo) e l'alluminio (potenziali diversi). In presenza di umidità, la lega di zinco funge da anodo, "sacrificandosi" per proteggere l'acciaio inox e l'alluminio.

Risultato: La maniglia in lega di zinco presenta rapidamente bolle di rivestimento, ruggine bianca (ossido di zinco) e presto cedimenti strutturali da corrosione, anche se le viti in acciaio inox e il pannello della porta in alluminio rimangono intatti.

Come prevenire la corrosione elettrochimica negli appalti e nella progettazione?

Prima scelta: Abbinamento dei materiali

• Utilizzare il più possibile materiali con potenziali vicini. Ad esempio: Corpo della serratura in acciaio inox + elementi di fissaggio in acciaio inox.
• Oppure, utilizzare componenti in plastica, poiché il loro isolamento naturale elimina sostanzialmente la corrosione galvanica.

Chiave: Isolamento elettrico (isolamento)

• Se è necessario utilizzare metalli a potenziale diverso (ad esempio, installare una serratura in acciaio inox su un pannello della porta in alluminio), è necessario eseguire l'isolamento elettrico tra di essi.
• Requisito per l'acquisto: La serratura deve essere dotata (o l'acquirente deve utilizzare separatamente) di rondelle, boccole o sigillanti non conduttivi (come guarnizioni in nylon, gomma o teflon) per garantire l'assenza di un percorso elettrico diretto tra metalli diversi.

Scelta secondaria: Rivestimento completo

• Utilizzare un rivestimento in polvere o strati di vernice spessi per isolare completamente l'intero componente (soprattutto le parti anodiche) dall'elettrolita (umidità).
• Rischio: questa protezione dipende completamente dall'integrità del rivestimento. Una volta che il rivestimento viene graffiato o danneggiato, la corrosione si concentra rapidamente nel punto del danno, portando a un più rapido cedimento locale.

Lista di controllo per gli acquisti: 6 domande da confermare prima dell'acquisto

• L'ambiente di utilizzo è interno o esterno?
• C'è un'elevata umidità o corrosività (come ad esempio nelle zone costiere, nei bagni)?
• Il grado di sicurezza deve essere conforme agli standard ANSI/GB?
• Deve corrispondere a uno stile decorativo specifico?
• Qual è il limite di budget?
• (Nuovo) Compatibilità di montaggio: Con quali materiali entrerà in contatto la serratura (elementi di fissaggio, pannelli della porta)? È necessario un isolamento elettrico (come le rondelle)?

Manutenzione e cura

Serrature in acciaio inox

Pulire con un panno morbido e un detergente neutro, evitando soluzioni contenenti cloro.

Serrature in lega di zinco

Evitare di graffiare il rivestimento, prevenire la corrosione.

Serrature in plastica

Evitare i solventi forti, conservare al riparo dal sole.

Conclusione: Scelta corretta in base all'applicazione

• Acciaio inossidabile: Investimento a lungo termine in resistenza e durata.
• Lega di zinco: Soluzione pratica che bilancia design e costi.
• Plastica: Soluzione economica per applicazioni specifiche a basso carico o di isolamento.

Non esiste una superiorità o inferiorità assoluta dei materiali, ma solo l'applicazione più adatta. L'acquisto deve basarsi sull'ambiente di utilizzo, sul grado di sicurezza e sulla compatibilità di assemblaggio, richiedendo ai fornitori di fornire rapporti sui materiali, dati di test ANSI/BHMA e rapporti di test in nebbia salina ISO 9227 per garantire che le decisioni siano basate su standard ingegneristici verificabili.

FAQ

D1: L'acciaio inox 304 si arrugginisce in mare?

R: Sì. Il 304 non contiene molibdeno e gli ioni cloruro possono distruggere il film di passivazione, provocando il pitting. La costa dovrebbe scegliere il 316.

D2: Come distinguere le serrature in acciaio inox da quelle in lega di zinco?

R: L'acciaio inossidabile mostra solitamente il colore originale del metallo, con segni di taglio sui bordi; la lega di zinco presenta per lo più superfici galvaniche o spruzzate, che rivelano un substrato grigio-bianco dopo la scrostatura. Il fornitore può richiedere di fornire rapporto di prova del materiale (MTR).

D3: Perché i lucchetti in lega di zinco fanno bolle o si spellano?

R: Poiché dopo il danneggiamento del rivestimento, il substrato di zinco viene corroso (o si verifica la corrosione galvanica), gli ossidi si espandono e sollevano il rivestimento. È particolarmente comune negli ambienti ad alta umidità.