ÍNDICE
1.- INTRODUCCIÓN
2.- TRATAMIENTOS TÉRMICOS
2.1.- RECOCIDO
2.2.- TEMPLE
2.2.1.- TEMPLABILIDAD
2.3.- REVENIDO
3.- TRATAMIENTOS DE ENDURECIMIENTO SUPERFICIAL
3.1.- TEMPLE DE SUPERFICIE
3.2.- TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS
4.- PROTECCIÓN ANTICORROSIVA DE LOS METALES
4.1.- RECUBRIMIENTOS NO METÁLICOS
4.2.- RECUBRIMIENTOS METÁLICOS
4.3.- RECUBRIMIENTOS QUÍMICOS
BIBLIOGRAFÍA
– ROSIQUE JIMÉNEZ, J., COCA, P.(1987):Ciencias de los materiales, Ed. Pirámide, S.A.,Barcelona.
– ROSIQUE JIMÉNEZ, J., COCA, P.(1967):Tecnología general para ingenieros, Ed. Cosmos, Valencia.
– LEYENSETTER,A.(1974):Tecnología de los oficios metalúrgicos, Ed. Reverté, S.A.,Barcelona.
– AA.VV.(1987):Tecnología de los metales, Ed. Reverté, S.A., Barcelona.
1.- INTRODUCCIÓN
¿Qué importancia tienen los tratamientos de los metales en tecnología?, ¿Qué clase de tratamientos existen?, ¿Qué es la corrosión?, ¿Cómo se atenúa la corrosión en los metales?,… estas y otras preguntas las contestaremos a lo largo del desarrollo del tema.
Los metales, sobre todo los aceros y sus aleaciones, tal como se encuentran en el comercio, después de su proceso de obtención, colada, solidificación y forja, no tiene la estructura adecuada para conseguir las mejores características de utilización. Por ello es preciso someterlos a una serie de tratamientos que puedan modificar la estructura interna o únicamente la composición superficial y así modificar las propiedades mecánicas (dureza, resistencia a la fatiga, resiliencia,…) de las piezas, acorde con el uso posterior que se haga de ellas.
Por otro lado, las piezas durante el servicio pueden verse afectadas por la corrosión, entendida esta como la destrucción de materiales a consecuencia de reacciones químicas o electroquímicas con el medio que las rodea (según DIN 50900)
La corrosión química es debida a la descomposición superficial de la pieza por reacciones con ciertas sustancias (humedad, ácidos, lejías, soluciones salinas) en las que desempeña un papel importante el oxígeno y la oxidación.
Para que se produzca corrosión electroquímica tiene que existir un líquido conductor de la electricidad ( agua, humedad,…), un electrolito, entre dos metales. Formando así lo que se llama un elemento galvánico, donde el polo es corroído. Este elemento galvánico puede originarse por el contacto de dos metales distintos sin capa aislante intermedia (corrosión intercristalina), por existir grietas internas en el metal (corrosión de contacto), por estar la estructura del metal constituido por cristales de diferentes sustancias (corrosión intercristalina), por existir grietas internas en los cristales del metal, provocando tensiones eléctricas en las partes del cristal (corrosión transcristalina).
También puede suceder que la corrosión conduzca a la formación de pequeñas grietas, que al estar la pieza sometida a tensiones mecánicas, estas actúan como entalladuras que pueden provocar la rotura de la pieza (corrosión con formación de grietas existiendo tensiones mecánicas).
Debido a todas estas reacciones las piezas deben someterse a procedimientos anticorrosivos que tiendan a alargar la vida de funcionamiento.
2.- TRATAMIENTOS TÉRMICOS
Los tratamientos térmicos tienen por objeto modificar la estructura de los materiales metálicos mediante el ciclo de calentamiento y enfriamiento. Esto permite modificar ciertas propiedades, sobre todo mecánicas, relacionadas con la estructura de los metales.
Sólo son susceptibles de tratamientos térmicos las aleaciones que experimentan transformaciones en estado sólido.
Estos tratamientos térmicos se aplican principalmente en los aceros. Es preciso, para comprender las transformaciones de la estructura de un acero, conocer sus componentes estructurales. Las variaciones de las propiedades vienen dadas en función del contenido de carbono, según el contenido de carbono se distinguen tres tipos de aceros:
– Eutectoide (del griego: igualado, nivelado): acero con un 0,86% de C que tiene una cantidad equilibrada de cristales de hierro (ferrita, estructura centrada en el centro que tiene un átomo de hierro en los ocho vértices del cubo y un átomo de hierro en el centro) y carburo de hierro (cementita) que forman cristales homogéneos e uniformes denominados perlita.
– Hipoeutectoide: acero con menos del 0,86% de C, contiene poco carbono para formar la estructura perlita por lo que queda ferrita sobrante formando una estructura de no equilibrada llamada ferrita-perlita.
– Hipereutectoide: acero con más de 0,86% de C, todos los cristales de hierro se emplean en formar perlita quedando carburo de hierro (cementita) sobrante dando una estructura no equilibrada que se designa con el nombre de perlita-cementita.
Los diferentes estados de la estructura, que son dependientes del contenido de C y de la temperatura, aparecen representados en el diagrama hierro-carbono de la figura 41.1.
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Figura 41.1.- Diagrama hierro- carbono
En el caso del acero eutectoide se realiza la transformación de estructura al llegar a los 723°C. En este punto se descompone la perlita y el carbono se disuelve completamente en el hierro. La nueva estructura formada se llama austenita ( estructura centrada en las caras pues tiene los átomos de hierro distribuidos en los vértices del cubo y en el centro de las caras, dejando el interior del cubo hueco de forma que el átomo de carbono se pueda alojar en el interior).
En los aceros hipoeutectoides al llegar con el calentamiento a los 723°C (Línea P-S) pasa toda la perlita a austenita mientras que la ferrita restante sólo se transforma en austenita en el campo de temperaturas comprendidas entre las líneas P-S y G-S.
Los aceros hipereutectoides cambia su estructura en la línea S-K. La perlita pasa a austenita y la cementita se transforma en austenita en el campo de temperaturas G-S-K.
En el enfriamiento lento vuelve la estructura, liberando los átomos de carbono, a su estado de partida. Pero si se enfría bruscamente desde temperaturas por encima de la línea GSK, se formará una red centrada en el centro y a los átomos de carbono no les dará tiempo para salir del interior de los cubos en los que se hallaban. La coexistencia del átomo de hierro y del carbono en el interior refuerza la red cristalina proporcionando al acero una mayor dureza. Esta estructura recibe el nombre de martensita.
La primera fase de todo tratamiento térmico consiste en calentar la pieza de acero desde la temperatura ambiente hasta la temperatura deseada, siendo ésta, la mayor parte de los tratamientos térmicos de los aceros, la temperatura a la cual se obtiene una estructura austenítica en el acero.
El calentamiento hasta la temperatura de austenización debe conducirse de forma que no se establezcan elevadas diferencias de temperatura entre la periferia y el núcleo de la pieza, pues de lo contrario, como consecuencia de la desigual dilatación de ambas zonas, pueden engendrar elevadas tensiones que originen grietas. Por tanto, se debe aumentar la temperatura con una velocidad de calentamiento que es función del espesor máximo de la pieza a calentar.
La homogeneidad en la estructura austenítica permaneciendo un tiempo en la temperatura de austenización. Ese tiempo se función del espesor de la pieza y de su composición.
Temperatura de calentamiento y tiempo de permanencia son dos factores a tener en consideración en la fase de calentamiento pues un exceso de ambos puede producir estructuras de acero no deseadas, como puede ser el acero sobrecalentado (debido al aumento de uno de los dos factores se produce un aumento en el tamaño del grano austenítico) o el acero quemado (por exceso de temperatura de calentamiento se produce una fusión en los bordes de los granos que facilita la oxidación intergranular, fig.41.2).
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Figura 41.2
La elección del dispositivo de calentamiento debe ser de forma que:
A) Se pueda alcanzar en él la temperatura adecuada con una velocidad de calentamiento más conveniente.
B) La temperatura de las piezas colocadas en su interior es uniforme.
C) Se pueda mantener constante la temperatura (±5°C) durante el tiempo que se desee.
D) Su atmósfera será tal que las piezas durante el calentamiento no experimentaran oxidación o descarburación aparente.
Una clasificación de los dispositivos de calentamiento, atendiendo a la relación entre el metal y el hogar, será:
1) Hornos en que el metal se halla en contacto con el combustible o su llama: fragua, sopletes,…
2) Hornos en que el metal no está en contacto con la llama pero sí con los gases de combustión: horno de cámara.
3) Hornos en que el metal no está en contacto con la llama ni con los gases: mufla y eléctricos.
La segunda fase del tratamiento térmico es el enfriamiento de la pieza, dependiendo de como se lleve a cabo nos podemos encontrar con los siguientes tratamientos:
2.1.- Recocido
Tratamiento térmico en el que la austenita, enfriada lentamente, se transforma en los constituyentes más estables. Se emplea para: homogeneizar la estructura, afinar el grano, facilitar el mecanizado, eliminar la acritud que produce el trabajo en frío, las tensiones internas y modificar las propiedades físicas y químicas.
El enfriamiento lento se consigue dejando la pieza en el interior del horno y regulando automáticamente la disminución de la temperatura, o bien apagando y dejándolo enfriar a la temperatura ambiente. También puede hacerse sacando la pieza del horno y e introducirla en baños fundidos (sales o metales) donde se regula el enfriamiento, o recubriéndolas con arenas o cenizas calientes.
Según el fin que nos propongamos, se distinguen los siguientes tipos de recocido:
– Recocido homogéneo: Para destruir las heterogeneidades químicas (segregaciones de carbono, azufre y fósforo) que se originan durante la solidificación. En este caso la temperatura de calentamiento es muy elevada obteniéndose acero sobrecalentado que hay que regenerar.
– Recocido de regeneración: Se da a los aceros sobrecalentados para afinar el tamaño de grano y cuando se desee destruir el efecto de un tratamiento térmico mal efectuado.
– Recocido de ablandamiento: Se efectúa cuando hay necesidad de mecanizar piezas de acero templadas, con objeto de quitarles la dureza y facilitar la operación de mecanizado.
– Recocido de estabilización: Se da después de los trabajos de forja, laminado y mecanizado, así como a las piezas fundidas, para eliminar las tensiones internas, pero sin llegar a ablandarse demasiado.
– Recocido isotérmico: Consiste en enfriar las piezas, en estado austenítico, en un baño de sales, dejándolas allí hasta que la austenita pasa a perlita. Conseguido esto, se enfría al aire. Es más rápido que los de enfriamiento continuo.
2.2.- Temple
Tratamiento térmico en el que la austenita, enfriada lentamente, no sufre una regresión estructural sino que se transforma en martensita de mayor dureza.
Con este tratamiento se pretende modificar las propiedades físicas (magnetismo remanente y resistencia eléctrica) y químicas ( los aceros templados resisten mejor que los aceros recocidos, la acción de ciertos ácidos).
Las piezas se enfrían cediendo calor al medio de enfriamiento, a través de su superficie, con tanta mayor velocidad cuanto mayor es la diferencia de temperaturas entre ambas. Esta velocidad de enfriamiento depende de una constante, M, denominada coeficiente de película o conductividad térmica de la entre cara ( su valor es función del estado de la superficie de la pieza, de la naturaleza de la capa de la entrecara, temperatura inicial del medio, de su volumen, viscosidad, densidad, calor latente de vaporización, temperatura de ebullición y conductibilidad calorífica) y de la temperatura, dimensiones y conductibilidad térmica, K, de la pieza.
La eficacia del medio se mide por su severidad de temple, definida por la expresión:
H= M/2K, que regula la velocidad de enfriamiento en la superficie de la pieza.
La distribución de temperaturas (o velocidad de enfriamiento) en el interior de la pieza depende del producto HD, donde D es el diámetro de redondo equivalente ( suponemos la pieza de forma cilíndrica y de longitud muy superior al diámetro D, cuyo núcleo o eje se enfría con la misma velocidad que el punto de la pieza que lo hace con menor velocidad de enfriamiento).
Los medios de enfriamiento más usuales son:
a) Aire en calma o a presión.- La pieza se enfría por radiación, convección y conducción, se consigue la menor severidad de temple. Sólo es aplicable a aceros con baja velocidad crítica de temple ( velocidad mínima de enfriamiento que se necesita para evitar la regresión de la estructura.
b) Aceites minerales.- Los mejores aceites para templar son los obtenidos por destilación fraccionada del petróleo. No tienen elevada severidad de temple y se emplean para templar aceros altos en carbono y de pequeña sección y también en aceros aleados, cuya velocidad crítica de temple sea relativamente baja, aún cuando la sección sea algo elevada. En este último caso se reduce el peligro de grietas y deformaciones.
c) Agua y agua con sales disueltas.- El agua es el medio de enfriamiento más usado en el temple. se emplea sola o con sales disueltas (10% ClNa), en reposo o con agitación y suministra la mayor severidad de temple. Tiene el inconveniente de su baja temperatura de ebullición que hace que se forma una capa de vapor alrededor de la pieza dificultando el enfriamiento, lo que se evita por la agitación.
d) Sales y metales fundidos.- Tanto los metales fundidos (mercurio, plomo, plomo-estaño,…) como ciertas sales se emplean como medios de refrigeración en los tratamientos isotérmicos. Su comportamiento respecto a la severidad de temple es muy parecido al de los aceites, sin embargo, por agitación, se logra aumentarla considerablemente.
Los factores que influyen en el temple son: la composición del acero, pues la capacidad de temple de un acero se mide por la mayor o menor dureza que se puede conseguir y es función del % de carbono; la temperatura de temple, que será diferente según el tipo de acero empleado; la velocidad de enfriamiento, ya que no es la misma para todos los puntos de la pieza, para que esta que de totalmente templada (estructura martensítica), se precisa que la menor de las velocidades de enfriamiento (en el núcleo de la pieza) sea superior a la velocidad crítica de temple. Las velocidades más elevadas pueden originar grietas y deformaciones.
Los principales defectos en el temple son:
– Oxidaciones y descarburación.- Se debe al calentamiento en atmósferas excesivamente inadecuadas.
– Exceso de fragilidad.- Se produce por calentamiento a temperatura excesivamente altas, que provocan el crecimiento del grano.
– Falta de dureza.- Puede ser debida: a un calentamiento a temperatura demasiado baja, a una descarburación superficial o a velocidades de enfriamiento inferiores a la crítica.
– Deformaciones.- Son debidas a un calentamiento o enfriamiento desigual de la pieza y también a u apoyo inadecuado durante el calentamiento en el horno. Para evitar las deformaciones en el enfriamiento, las piezas largas se introducen en el baño de enfriamiento verticalmente y en dirección de su eje, y las delgadas, de canto.
– Grietas y roturas.- Pueden ser debidas a los cambios de volumen que se originan durante el temple, como consecuencia de la desigual velocidad de enfriamiento entre el núcleo y la periferia de la pieza. También puede ser por el aumento de volumen que acompaña a la formación de martensita, que al formarse la del núcleo, ejerce una fuerte presión sobre la capa periférica, ya transformada, dura y frágil.
Además del temple de enfriamiento continuo que hemos descrito se emplea el temple escalonado martensítico o «martempering», una vez obtenida la estructura austenítica la pieza se enfría rápidamente, en un baño de sales fundidas, hasta la temperatura próxima(superior) a la de comienzo de la transformación de austenita en martensita, donde se mantiene el tiempo necesario para que toda la masa de la pieza adquiera esta temperatura, sin dar lugar a que la austenita experimente transformación alguna. Una vez conseguida la homogeneidad de temperatura se extrae la pieza del baño y se enfría rápidamente a temperatura ambiente. Otro tratamiento sería el temple escalonado bainítico o «austempering».
2.2.1.- Templabilidad
Al estudiar los factores que influyen en la velocidad de enfriamiento, hemos visto que las dimensiones de la pieza desempeña un papel fundamental, de forma que en las de bastante sección, a medida que penetra hacia el núcleo, la velocidad de enfriamiento va disminuyendo. Esto puede ser el origen de que en una misma sección se formen distintos constituyentes estructurales durante el temple. Pues bien, a la mayor o menor aptitud de un acero para que se forme una estructura martensítica en todos los puntos de su sección, cuando se enfría en unas condiciones determinadas, a partir del estado austenítico, se le denomina TEMPLABILIDAD. Como esto depende de la velocidad de enfriamiento que, a su vez, depende del valor del producto HD. Según su valor tendremos:
a) Si HD es pequeño, (lo que sucede cuando la severidad de temple es baja y las dimensiones de la pieza pequeñas) se puede considerar que la velocidad de enfriamiento es la misma en todos los puntos de la sección.
b) Si HD es grande, (bien porque la severidad de temple sea elevada, bien porque lo sean las dimensiones de la pieza) entonces la diferencia de velocidad entre la periferia y el núcleo es elevada. Por tanto, si el acero es de muy baja templabilidad, sólo quedará templada una pequeña zona periférica de la pieza; pero si la templabilidad es muy elevada, una pieza de las mismas dimensiones puede quedar totalmente templada.
Una medida de la templabilidad es el ensayo Jominy que consiste en templar una probeta (25 mm de diámetro y 100 mm de longitud) en un dispositivo normalizado (fig. 41.3a y b), de forma que un chorro de agua a 20-25°C enfríe sólo la base inferior de la misma, previamente calentada a la temperatura de temple durante 30 min.. Después se rectifican dos generatrices opuestas, se mide la dureza a intervalos de 10 mm a partir de la base templada y se construye la curva jominy correspondiente (fig. 41.4). La templabilidad es tanto mayor cuanto menos desciende la curva.
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Figura 41.3 Figura 41.4
2.3.-Revenido
Tratamiento térmico que se da a los aceros después del temple para quitarles la fragilidad y las tensiones internas. Consiste en calentar las piezas, después de templadas, para provocar la transformación de la martensita en formas más estables, seguido de un enfriamiento más bien rápido. Su efecto depende de la temperatura de calentamiento y del tiempo de permanencia en ella. Según sea la temperatura de revenido así se elevan con ello la tenacidad del acero, pero también disminuirá correlativamente su dureza.
Existen ciertos intervalos de temperatura, donde el revenido, en vez de aumentar la resiliencia, la disminuye (en los aceros ordinarios se da en el intervalo 250-400°C).
3.- TRATAMIENTOS DE ENDURECIMIENTO SUPERFICIAL
Existen piezas (engranajes, coronas, levas, válvulas,…) que en servicio están sometidas a choques, vibraciones y rozamiento superficial intenso. Para soportar estas condiciones de trabajo se requiere elevada tenacidad y resiliencia, junto con una gran dureza superficial para resistir el desgaste. Como estas características no son posibles obtenerlas por los procedimientos corrientes de temple ya expuestos, se emplean dos tipos de tratamientos:
3.1.- Temple Superficial
Consiste en realizar un calentamiento muy rápido de la superficie para que sólo una fina capa pueda alcanzar la temperatura de austenización, seguido de un enfriamiento también rápido. Así se logra una capa superficial de martensita sin que el núcleo se haya transformado. Previamente las piezas se han templado y revenido para conseguir la máxima resiliencia.
Según el modo de calentamiento se distinguen dos tipos de temple superficial:
1) a la llama o «flameado».- La superficie a tratar se calienta con la llama muy concentrada de un soplete oxiacetilénico, enfriándola muy rápidamente con un chorro de agua a presión.
2) por inducción.- El calentamiento superficial se consigue mediante corriente alterna, introduciendo la pieza en un solenoide con una o varias espiras por el que circula la corriente a alta frecuencia. La pieza, una vez calentada, se enfría rápidamente con un chorro de agua a presión.
3.2.- Tratamientos Termoquímicos
Con ellos se modifica la composición química de la superficie de la pieza, introduciéndole ciertos elementos mediante el proceso de difusión (fundado en el movimiento de los átomos en estado sólido y su aumento con la temperatura). El fenómeno se conoce con el nombre general de cementación.
Con ello se trata de conseguir algunos de los fines siguientes:
a) Aumentar la dureza superficial, sin alterar la ductilidad y resiliencia del núcleo.
b) Favorecer las cualidades de lubricación y rozamiento.
c) Aumentar la resiliencia al desgaste.
d) Aumentar la resistencia a los esfuerzos de fatiga.
e) Mejorar la resistencia a la corrosión.
Según la naturaleza del agente cementante, se distinguen los siguientes tratamientos termoquímicos:
– Cementación al carbono.- Consiste en aumentar la concentración de carbono en la superficie de la pieza de acero, calentándola hasta la temperatura de austenización, en presencia de un medio cementante capaz de ceder carbono atómico. Por temple posterior se consigue la dureza superficial y resistencia al desgaste, junto a elevadas características de ductilidad y resiliencia.
– Nitruración.- Consiste cementar superficialmente los aceros con nitrógeno, calentándolo a 500-525°C, en una corriente de gas amoníaco, que en la superficie de la pieza se disocia según la reacción:
y el nitrógeno atómico se difunde en el hierro con facilidad, formando nitruros con elementos de aleación del acero (Al, Cr) conseguiéndose elevadas durezas. Los aceros de nitruración van siempre aleados con aluminio, cromo y molibdeno. Se templan y revienen antes de ser sometidos a este proceso y no necesitan ningún otro tratamiento posterior.
– Cianuración.- Consiste en crear en las piezas de acero una capa superficial rica en carbono y nitrógeno, introduciéndolas en un baño líquido (mezcla de cloruro, cianuro y carbonato sódico). A la temperatura de proceso (800-900°C), en presencia de oxígeno del aire, tiene lugar las reacciones:
que suministra el CO y N (atómico) necesario.
– Carbonitruración.- Al igual que el anterior, tiene por objeto obtener una capa rica en carbono y nitrógeno. Se diferencia en que los agentes del proceso son ahora una mezcla de hidrocarburos gaseosos, amoníaco y óxido carbónico.
– Sulfinificación.- Consiste en crear una capa superficial rica en S, N y C. La pieza se introduce, a 560- 570°C, en un baño de sales formado por una mezcla de cianuro, sulfito o hiposulfito sódico anhidro, carbonato sódico y cloruro potásico, que reaccionan dando el cianato y sulfocianuro necesarios para proporcionar el S, N atómicos y el CO que se utilizan en el proceso de contacto de la pieza.
La capa sulfinizada, sin aumento de dureza con respecto al metal base, favorece la lubricación, mejora las características de resistencia al desgaste, evita el agarrotamiento y se autopropaga hacia el interior.
4.- TRATAMIENTOS DE PROTECCIÓN ANTICORROSIVA
La vida y seguridad de funcionamiento de las piezas y elementos constructivos depende frecuentemente del grado en el que se puedan evitar los procesos de corrosión. Todos los procesos de protección anticorrosiva tienden, o bien a evitar la formación de elementos galvánicos, o bien a impedir el ataque de sustancias que descompongan químicamente el metal.
4.1.- Recubrimientos no Metálicos
Impiden el contacto de la superficie de las piezas con los agentes que pudieran atacarlas. los recubrimientos más empleados son:
– Aceitado y engrasado.- Muchas piezas de acero y hierro tienen que permanecer brillantes con vistas a su utilización (aparatos de medición, superficies de desplazamiento, roscas, pernos,…), protegiéndose, durante el almacenaje, con aceites y grasa exentas de ácidos. Esta protección únicamente abarca el tiempo de almacenaje antes de la puesta en uso de la pieza. Antes del engrase tiene que estar la pieza metálicamente limpia.
– Pinturas a brocha o a pistola.- Se distingue entre la pintura de fondo (o de base) y la de cubrimiento, pudiendo ser ambas de varias capas. La de fondo tiene que comportarse como químicamente neutra respecto a la pieza, debe adherirse bien y ser un buen fondo adhesivo para las demás capas. La capa de recubrimiento debe ser impermeable al agua, resistente a la luz, dura, pero al mismo tiempo elástica y en algunos casos resistentes al calor.
La superficie a proteger debe estar antes de la aplicación de la pintura totalmente libre de capas de corrosión y de suciedad y generalmente habrá que desengrasarla.
Con frecuencia se aplica el minio, óxido de plomo, que forma una capa impermeable sobre la que se aplica la conveniente (óleo, barniz,…) de acuerdo a su aplicación.
– Esmaltado.- La masa de esmalte consta de polvo de vidrio (cuarzo, feldespato y arcilla) y sustancias colorantes. Los esmaltes se hacen por pulverización o inmersión y se somete la pieza, en el horno de esmaltar, a temperaturas entre 600-1000°C. La fundición vítrea obtenida es muy dura, resistente al calor y capaz de resistir ataques químicos, pero muy frágil. El esmalte se ha de aplicar tan fino como se pueda.
– Recubrimientos plásticos.- Se obtienen por inmersión en plástico líquido o bien por lacado. Sirven para proteger contra la corrosión y aíslan eléctricamente.
4.2.- Recubrimientos Metálicos
Para obtener una buena protección contra la corrosión mediante recubrimientos metálicos, es necesario conocer el comportamiento electroquímico del metal de protección respecto al metal de la base. Los principales procedimientos de aplicación de metales son:
– Procedimiento de inmersión en baño fundido.- Las piezas, una vez limpias y desengrasadas en un baño de ácido, se sumergen en el metal fundido, posteriormente se sacan y se deja escurrir el metal sobrante, quedando una capa delgada que es calentada para que se adhiera bien.
– Metalizado galvánico(niquelado, cromado, cobreado).- La pieza limpia se sumerge en una solución de sal metálica y se une por el polo negativo a una fuente de corriente continua. En el polo positivo se fija el metal de recubrimiento.
Por la acción de la corriente eléctrica los iones metálicos cargados positivamente emigran de la solución de sal depositándose en la superficie de la pieza.
– Pulverizado del metal.- El metal de recubrimiento se introduce, en forma de alambre, en la pistola de pulverizar y se licua mediante una llama de gas o por vía eléctrica. El metal líquido se aplica sobre la superficie con aire a presión.
– Chapeado.- Consiste en el laminado de capas metálicas finas sobre el metal base.
4.3.- Recubrimientos Químicos
– Pavonado.- Se da a las piezas una protección superficial negra por combustión repentina de aceite a 400°C. Esta protección no es duradera.
– Fosfatado (bonderizado).- Por rociado o inmersión se aplica una solución acuosa de fosfatos de magnesio o de cinc (sales de ácido fosfórico) a la superficie metálica, previamente desoxidada y desengrasada. De este modo se forma una capa protectora de fosfato de hierro.
– Anodizado (procedimiento eloxal).- Este proceso se aplica sobre piezas de aluminio y sus aleaciones. En un baño de ácido sulfúrico empleado como electrolito se pone una placa de plomo (polo negativo) y la pieza de aluminio (polo positivo). Si se hace pasar una corriente continua, en la pieza se forma una capa de óxido (anonizado o capa eloxal) debido al oxígeno liberado. Esta capa posee una gran dureza, es muy resistente a influencias químicas y no es conductora de electricidad.
– Protección catódica.- Una varilla de magnesio se une mediante un conductor con el cuerpo de acero a proteger, el magnesio desprende iones (elemento galvánico). Los electrones liberados fluyen hacia el acero generando una tensión que evita que los iones se desprendan del hierro y destruyan el metal.
5.- CONCLUSIONES
En conclusión y para finalizar el tema, destacar la importancia de los tratamientos de los mentales en tecnología. La mejora de las propiedades de las piezas metálicas así como su protección del medio en que se encuentran.
A lo largo de este tema hemos podido observar que el objetivo que se persigue con los tratamientos es el mejorar las propiedades de las piezas metálicas, mediante la modificación de su estructura interna o superficial, para soportar las condiciones de trabajo, así como el prolongar la vida y seguridad de funcionamiento.
Dado que las piezas tras su proceso de obtención no presentan las propiedades requeridas para su posterior uso, es preciso someterlas a ciertos tratamientos térmicos, termoquímicos o de protección anticorrosiva para conseguir las características demandadas. De ahí, la importancia de este tema en el mundo industrial.