TRATAMIENTOS
SUPERFICIALES
Un tratamiento
superficial es un proceso de fabricación que se
realiza para dar unas características determinadas a la superficie de un
objeto.
Todos los materiales sufren deterioro bajo
ciertas condiciones de servicio o ambientes determinados, que deben evitarse
para prolongar al máximo su vida útil, es importante conocer por qué ciertos
materiales tienden a ser estables (o inestables) en determinados medio
ambientes, el deterioro se relaciona con la estructura, las propiedades y el
procesamiento de los distintos materiales.
Un tratamiento superficial es la protección de
los materiales a los que están expuestos en la industria o en lo que son
utilizados puede decirse que un tratamiento superficial es una capa de
composición química, es decir, como una piel que se forra a los materiales para
aumentar sus propiedades y características.
La
electrodeposición es un procedimiento electroquímico mediante el cual se logra
cubrir una pieza con una fina capa de determinado metal. Para lograrlo se
sumerge la pieza a cubrir en una solución electrolítica que contiene los iones
del metal que formará la capa
La electrodeposición en metales es una técnica de protección
usada en gran proporción para proveer una superficie delgada que recubre el
material, dándole propiedades superiores comparadas con el sustrato a recubrir.
Este recubrimiento electrolítico sobre metales mediante la electro-deposición
de níquel permite aumentar la resistencia a la oxidación, corrosión y desgaste
de las piezas metálicas y mejora el embellecimiento final de las mismas. El
principio del recubrimiento con níquel consiste en depositar por vía
electroquímica, finas capas de metal sobre la superficie de una pieza sumergida
en una solución de agua con iones metálicos, usando un par de ánodo y cátodo
conectado a una fuente externa de corriente directa.
Procesos
a que se someten los metales con el objeto de mejorar sus propiedades
mecánicas.
El tratamiento
térmico superficial consiste en calentar únicamente la superficie de una
pieza de acero mediante inducción o con soplete, para después enfriar
rápidamente y así producir un temple únicamente en la superficie.
Se mejora la superficie
de los metales sin variar su composición química másica. En estos tratamientos,
a diferencia de los termoquímicos, no es necesario llevar a cabo calentamiento
alguno.
Industrialmente
“CORROSIÓN” y “DESGASTE” son dos problemas permanentes, alterando de esta forma
las propiedades de los materiales usados, su importancia radica en las PÉRDIDAS
ECONÓMICAS que estos producen.
· CORROSIÓN: Es la destrucción de un material metálico por
interacción química o electroquímica entre el material y el medio ambiente.
Generalmente la corrosión es lenta pero de carácter resistente.
· DESGASTE: Daño superficial sufrido por los materiales después de
determinadas condiciones de trabajo a los que son sometidos.
El resultado del desgaste, es la pérdida de material y
la subsiguiente disminución de las dimensiones y por tanto la pérdida de
tolerancias.
Es
imprescindible proceder a una preparación de superficies, previo a cualquier
tratamiento.
OBJETIVOS DE LOS TRATAMIENTOS.
·
Conseguir una
estructura de menor dureza y mayor maquinabilidad.
·
Eliminar la
acritud (la acritud aumenta la fragilidad) que originó un mecanizado en frío.
·
Eliminar las tensiones
internas originada por la deformación de la red cristalina (las cuales elevan
la dureza y fragilidad)
·
Conseguir la
homogeneización de la estructura de una pieza.
·
Conseguir la
máxima dureza y resistencia.
·
Mejorar la
resistencia a los agentes químicos.
·
Modificar algunas
propiedades magnéticas.
TIPOS DE TRATAMIENTOS
SUPERFICIALES.
·
Niquelado
El
niquelado consiste en la aplicación de una capa de níquel en la
superficie de un objeto. La finalidad, generalmente, es mejorar la resistencia
a la corrosión, o por cuestiones decorativas o como base para otros
revestimientos galvanoplásticos.
El níquel es
un metal muy parecido al hierro, de hecho, químicamente se estudian juntos y
forman un grupo. Junto con el cobalto, los tres son
"ferromagneticos". Es dúctil y maleable, suficientemente duro,
maleable y resiste bastante bien a la corrosión pero que el acero inoxidable y
peor que el cromo. Es de color parecido al hierro, pero un poco más amarillento
y menos gris. Cuando se aplica cromo con objeto decorativo se suele hacer
siempre sobre una capa de níquel más gruesa.
Pretendo
incluir en este apartado tres diferentes baños de níquel conforme los vaya
probando. El primero es el baño de níquel mate, el segundo el de níquel
brillante y el tercero en baño de níquel con baja concentración y ánodo
inactivo.
El
níquel se suele emplear más a menudo con objetos de acero.
Un recubrimiento duradero se consigue mediante un primer revestimiento con una
gruesa capa de cobre, como capa intermedia para mejorar adherencia del acero y
el níquel. A continuación, una capa más delgada de níquel. En los
recubrimientos de más alta calidad tal sistema sirve como capa base para una
capa de cromo.
Existen
dos métodos para aplicar la capa de níquel:
·
Químico o
no electrolítico, se emplea reacciones químicas para formar la película de
níquel, generalmente aleado.
·
Cobreado
El cobreado electrolítico puede
realizarse preparando un baño de sulfato de cobre y sumergiendo en él una barra
de cobre que actuará como polo positivo o ánodo; como polo negativo o cátodo se
introduce la pieza que se desea cobrear. Al pasar la corriente eléctrica continua
por el baño, habrá un transporte de cobre del ánodo al catado, que en
consecuencia quedará recubierto por dicho metal. Generalmente en la industria,
el baño suele ser una disolución de cianuro complejo de cobre y un metal
alcalino.
El Cobreado es
un recubrimiento metálico de cobre, realizado mediante baño electrolítico,
que se da sobre piezas metálicas, ya sean de acero, latón, cobre o zamak, y que
sirve para aumentar su resistencia a la oxidación, la corrosión o
el desgaste, mejorar la conductividad y soldabilidad, y para mejorar su aspecto
en elementos ornamentales.
Electro metal dispone de 6 líneas de cobreado, que suman un total de 7.400 litros de baño, lo que garantiza una enorme capacidad productiva de todo tipo de piezas.
Electro metal dispone de 6 líneas de cobreado, que suman un total de 7.400 litros de baño, lo que garantiza una enorme capacidad productiva de todo tipo de piezas.
·
Cromado
Cromado es
el producto obtenido por la deposición electrolítica de cromo sobre
un cátodo de acero con bajo contenido de carbono u
otro metal tales como el cobre o el níquel. Se forma una películamicrométrica de
cromo metálico y óxidos de cromo en ambas caras de la pieza tratada. El cromado
se obtiene por la técnica de Galvanoplastia por
inmersión de una pieza de acero o niquelada convenientemente preparada en un
baño de ácido crómico de
determinada concentración y características aplicando un determinado amperaje o
potencial de electrodeposición.
El
producto final se conoce bajo las siguientes denominaciones:
·
TFS, Tin Free Steel
·
ECCS, Electrolytic Chromium/Chromium oxide Coated Steel
Dependiendo
de su forma de fabricación se conocen tres calidades:
·
Simple reducción (SR): Se fabrica
al reducir al espesor deseado por laminación en frío, después el material es
recocido y temporizado.
·
Doble reducción (DR): El material
se somete a una segunda reducción después del recocido para conseguir
endurecimiento por deformación.
·
DWI: Se fabrica a partir de un
acero de alta limpieza, con máxima uniformidad y con poca anisotropía,
se usa donde deba ser sometido a una embutición profunda y posterior estirado.
Debido
a sus propiedades, la chapa cromada es utilizada para la fabricación de tapas y
fondos de latas. Sus principales características son las siguientes:
·
Confiere cualidades ornamentales a
partes de automóviles (parachoques, aros de rueda ,máscaras, cubre burletes, etc.),
piezas para salas de baño, etc.
·
Resistencia a altas temperaturas de
curación de barnices.
·
Buenas propiedades mecánicas para
conformaciones diversas.
Algunos inconvenientes son:
·
Baja flexibilidad de doblado.
·
Escasa resistencia a la corrosión
por productos ácidos.
·
Necesidad de barnizado.
·
Cincado
El zincado1 es
el recubrimiento de una pieza de metal con
un baño de zinc para
protegerla de la oxidación y
de la corrosión, mejorando
además su aspecto visual. El principio de funcionamiento se basa en que
los átomos de
cinc reaccionan con las moléculas del aire (especialmente oxígeno),
oxidándose más rápido (por estar en la superficie) que el metal componente de
la pieza, retardando la corrosión interna.
El zincado puede
obtenerse por procesos electrolíticos o mecánicos. Las partes
metálicas se sumergen en un baño de cinc líquido a temperatura de fusión de 900
a 950 grados Celsius, consiguiendo
un galvanizado. El cinc
también puede adsorberse si se aplica como polvo y se coloca en un horno adecuado
(sheradización), o se pulveriza a presión (metalización). También existe el
cincado ácido y el alcalino. La diferencia entre ambos es que en el alcalino se
utilizan compuestos con cianuro.
Debido a la toxicidad de este grupo químico se ha incrementado la utilización
de la variante ácida, a pesar de requerir mayor control de la composición y la
pureza.
Según
sea el tamaño de las piezas se emplean diversos métodos de cincado. Las piezas
pequeñas se tratan a granel en tambores rotativos, mientras que para las de
mayor tamaño se utiliza el cincado en bastidor, para disminuir
el rozamiento en la superficie del material. En este caso, la pieza se limpia y
se cuelga en un bastidor acorde a su forma. Después del baño electrolítico se
consigue un espesor de recubrimiento medio de 6-12 micras. Para una mayor
protección anticorrosiva del material, se aplica un pasivado acromatizado
que le da además el aspecto final de la pieza, pudiendo ser blanco, amarillo o
verde dependiendo de la protección y matiz que se desee obtener.
·
Latonado
El Latonado es
un recubrimiento metálico de latón, realizado mediante baño electrolítico,
que se da sobre piezas metálicas, ya sean de acero, latón, cobre o zamak, y que
sirve para aumentar su resistencia a la oxidación, la corrosión o
el desgaste, y para mejorar su aspecto en elementos ornamentales.
Electrometal dispone de 2 líneas de latón, que suman un total de 2.700 litros de baño, lo que garantiza una enorme capacidad productiva de todo tipo de piezas.
Electrometal dispone de 2 líneas de latón, que suman un total de 2.700 litros de baño, lo que garantiza una enorme capacidad productiva de todo tipo de piezas.
PROTECCIÓN
CATÓDICA
La
protección catódica es una técnica de control de la corrosión, que está siendo
aplicada cada día con mayor éxito en el mundo entero, en que cada día se hacen
necesarias nuevas instalaciones de ductos para transportar petróleo, productos
terminados, agua; así como para tanques de almacenamientos, cables eléctricos y
telefónicos enterrados y otras instalaciones importantes. En la práctica se
puede aplicar protección catódica en metales como acero, cobre, plomo, latón, y
aluminio, contra la corrosión en todos los suelos y, en casi todos los medios
acuosos. De igual manera, se puede eliminar el agrietamiento por corrosión bajo
tensiones por corrosión, corrosión Intergranular, picaduras o tanques generalizados.
Como condición fundamental las estructuras componentes del objeto a proteger y
del elemento de sacrificio o ayuda, deben mantenerse en contacto eléctrico e
inmerso en un electrolito.
Cómo funciona la protección
catódica
La
protección catódica funciona gracias a la descarga de corriente desde una cama
de ánodos hacia tierra y dichos materiales están sujetos a corrosión, por lo
que es deseable que dichos materiales se desgasten (se corroan) a menores
velocidades que los materiales que protegemos. Teóricamente, se establece que
el mecanismo consiste en polarizar el cátodo, llevándolo mediante el empleo de
una corriente externa, más allá del potencial de corrosión, hasta alcanzar por
lo menos el potencial del ánodo en circuito abierto, adquiriendo ambos el mismo
potencial eliminándose la corrosión del sitio.
La protección
catódica (CP) es una técnica para controlar la corrosión galvánica de
una superficie de metal convirtiéndola en el cátodo de
una celda electroquímica. El
método más sencillo de aplicar la CP es mediante la conexión del
metal a proteger con otro metal más fácilmente corrosible al actuar como ánodo
de una celda electroquímica.
Los sistemas de protección catódica son los que se usan más comúnmente para
proteger acero,
el agua o de combustible el transporte por tuberías y tanques de
almacenamiento, barcos, o una plataforma petrolífera tanto
mar adentro como en tierra firme.
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