Los recubrimientos de protección contra la corrosión se utilizan para
aislar el metal del medio agresivo. Existen recubrimientos metálicos y
no metálicos que se pueden aplicar al metal, sin una modificación
notable de la superficie metálica.
Recubrimientos no-metálicos: Podemos incluir dentro de éstos las
pinturas, barnices, lacas, resinas naturales o sintéticas. Grasas,
ceras, aceites, empleados durante el almacenamiento o transporte de
materiales metálicos ya manufacturados y que proporcionan una protección
temporal.
Recubrimientos orgánicos de materiales plásticos: Esmaltes vitrificados
resistentes a la intemperie, al calor y a los ácidos.
Recubrimientos metálicos:
Pueden lograrse recubrimientos metálicos mediante la electrodeposición
de metales como el níquel, cinc, cobre, cadmio, estaño, cromo, etc.
Inmersión en metales fundidos: Cinc (galvanización en caliente),
aluminio (aluminizado), etc.
Proyección del metal fundido mediante una pistola atomizadora.
Metalizaciones al cinc, aluminio, estaño, plomo, etc.
Reducción química (sin paso de corriente): Electroles. Por ese
procedimiento se pueden lograr depósitos de níquel, cobre, paladio, etc.
Recubrimientos formados por modificación química de la superficie del
metal. Los llamados recubrimientos de conversión consisten en el
tratamiento de la superficie del metal con la consiguiente modificación
de la misma. Entre las modificaciones químicas de la superficie del
metal podemos distinguir tres tipos principales:
Recubrimientos de fosfato. El fosfatado se aplica principalmente al
acero, pero también puede realizarse sobre cinc y cadmio. Consiste en
tratar al acero en una solución diluida de fosfato de hierro, cinc o
manganeso en ácido fosfórico diluido. Los recubrimientos de fosfato
proporcionan una protección limitada, pero en cambio resultan ser una
base excelente para la pintura posterior.
Recubrimiento de cromato. Se pueden efectuar sobre el aluminio y sus
aleaciones, magnesio y sus aleaciones, cadmio y cinc. Por lo general,
confieren un alto grado de resistencia a la corrosión y son una buena
preparación para la aplicación posterior de pintura. Su resistencia a la
corrosión salina es excelente, prueba de ello es su extendida aplicación
en la industria naval.
Recubrimientos producidos por anodizado. El anodizado es un proceso
electrolítico en el cual el metal a tratar se hace anódico en un
electrolito conveniente, con el objeto de producir una capa de óxido en
su superficie. Este proceso se aplica a varios metales no-ferrosos, pero
principalmente al aluminio y a sus aleaciones. Proporciona una buena
protección y también resulta un buen tratamiento previo para la pintura
posterior.
Podemos incluir también entre los recubrimientos con modificación de la
superficie del metal los procesos de cementación. En este proceso, se
convierte la superficie externa de la porción metálica que se quiere
proteger, en una aleación de alta resistencia a la corrosión. El proceso
consiste en calentar la superficie metálica en contacto con polvo de
cinc (sherardizado), polvo de aluminio (calorizado) o un compuesto
gaseoso de cromo (cromizado). Se obtienen capas de un considerable
espesor.
Propiedades físicas de los recubrimientos metálicos.
Refiriéndonos al caso del acero como el material de más amplia
utilización, la selección de un determinado recubrimiento metálico se
puede efectuar y justificar sobre la base de una de las siguientes
propiedades físicas, cuando se trata de proteger de una manera eficaz y
económica la superficie del acero en condiciones determinadas:
- Impermeabilidad, esto es, que el recubrimiento sea continuo y de
espesor suficiente, lo cual permitirá aislar la superficie del acero de
los agentes agresivos.
- Resistencia mecánica de los metales utilizados en los recubrimientos,
para garantizar una buena resistencia a los choques, rozamientos ligeros
o accidentales, etc.
- Buena adherencia al acero.
-Posibilidad de proporcionar superficies pulidas o mates, capaces de
conferir a los objetos un acabado con fines decorativos.
Para obtener buenos resultados con los recubrimientos metálicos, hay que
tener en cuenta una serie de operaciones que deben llevarse a cabo con
anterioridad a la aplicación del recubrimiento.
Estado de la superficie a proteger. Preparación de la superficie.
La limpieza y puesta a punto de la superficie del acero antes de la
aplicación de un recubrimiento metálico, son operaciones indispensables,
sea cual sea el procedimiento de aplicación escogido. De la calidad de
la preparación de la superficie dependerá la adherencia y, en
consecuencia, la eficacia de la capa protectora.
Según el estado actual de la superficie por proteger, más o menos
oxidada, se puede seleccionar el procedimiento mecánico de limpieza más
adecuado, desde el granallado, chorreado de arena, pasando por una
limpieza química o electroquímica, como los baños ácidos, con corriente
eléctrica o sin ella.
La selección de un recubrimiento está en función de las dimensiones de
los objetos y de la extensión de la superficie que se quiere recubrir.
Los procedimientos que se aplican en recintos como hornos, cubas
electrolíticas o crisoles, sólo pueden utilizarse para aquellas piezas
cuyas dimensiones no están limitadas por su capacidad. Esto es válido
para la galvanización, electrólisis, tratamientos térmicos. Por el
contrario, la metalización con pistola permite efectuar recubrimientos
metálicos independientemente de las dimensiones de la pieza, en razón de
la movilidad del equipo.
Por ejemplo, si se trata de hacer un recubrimiento de cinc o cadmio
sobre unos tornillos, la operación se puede realizar mediante una
electrólisis. Para proteger un bote de acero con un recubrimiento de
cinc, se puede recurrir a la galvanización en caliente. En fin, si se
trata de proteger una obra de arte o la puerta de una esclusa, se debe
de recurrir al cinc proyectado por una pistola de metalización.
Tanto la naturaleza como el espesor del metal protector son función de
muchos parámetros, entre los cuales uno de los más importantes es el
precio. Asimismo, es muy importante conocer con la mayor precisión
posible el medio ambiente al cual va a estar sometida la pieza. En lo
que cierne a los medios naturales, debe conocerse si es posible si se
trata de una atmósfera exterior (y en este caso es de mucha ayuda
conocer el tipo de atmósfera: rural, urbana, industrial, marina, etc.) o
interior (climatizada, con calefacción, etc.).
Para los entornos diferentes a los naturales, es preciso conocer la
mayor información posible sobre la composición química del medio,
impurezas eventuales, estado físico, temperatura, etc. Por ejemplo, los
recubrimientos de cinc aguantan el contacto con soluciones de pH
comprendido entre 6 y 11; los recubrimientos de estaño son convenientes
en contacto con ciertos productos alimenticios, etc.
Procedimientos de aplicación.
Los procedimientos más comúnmente empleados en la práctica para obtener
recubrimientos metálicos sobre el acero son:
- inmersión en un metal
- metalización por proyección con pistola
- electrólisis
- tratamientos termoquímicos de difusión
- placado
Los procedimientos de aplicación son de suma importancia en cuanto a la
eficacia de la protección contra la corrosión, pues tanto el espesor,
porosidad, como la naturaleza misma de las capas obtenidas son función
del procedimiento de aplicación. Así, por ejemplo, los recubrimientos
electrolíticos que tienen espesores de algunos micrones, se reservan
generalmente para su utilización en medio poco agresivo. En cambio, los
recubrimientos obtenidos por inmersión en un metal fundido tienen
espesores mayores.
Los recubrimientos obtenidos mediante proyección permiten obtener
espesores más grandes y perfectamente controlables. Se utilizan
especialmente en condiciones severas de corrosión.
El placado del acero permite asociar a la calidad mecánica del soporte,
la resistencia a la corrosión del recubrimiento.
La selección entre los diferentes procedimientos de aplicación de los
recubrimientos metálicos se realiza, pues, siguiendo criterios tales
como: el espesor de protección, dimensión de las piezas, agresividad del
medio, duración prevista, etc. Muy brevemente vamos a describir cada uno
de los procedimientos citados.
Inmersión en un metal en fusión.
Después de una adecuada preparación superficial (un decapado ácido por
ejemplo), las piezas de acero se sumergen momentáneamente en un baño de
un metal en fusión. Esta operación puede realizarse para una sola pieza
o para un conjunto, o también en continuo para productos siderúrgicos
como tuberías láminas, trefilados, etc. Tal técnica se utiliza
habitualmente para los recubrimientos de cinc (galvanización en
caliente), aluminio (aluminizado), estaño y plomo.
Después del enfriamiento, las piezas ya recubiertas pueden someterse a
un tratamiento complementario de pasivación en ciertos casos.
Metalización por proyección con pistola.
Esta técnica consiste en proyectar sobre la superficie del acero, ya
preparada en unas condiciones especiales (por chorreado con arena o
granallado), un metal en estado de fusión por medio de una pistola.
El espesor del recubrimiento se puede controlar fácilmente por el
operador y puede variar según la naturaleza del metal proyectado y el
resultado que se espera obtener. La mayoría de los metales o aleaciones
pueden aplicarse de esta manera: cinc, aluminio, acero inoxidable,
estaño, plomo, níquel, cobre, etc.
Electrólisis.
Después de una cuidadosa preparación superficial que incluye un decapado
ácido, seguido de neutralización y lavado, las piezas por tratar se
sumergen en soluciones que contienen sales de los metales a depositar.
Las piezas se colocan en posición catódica, conectadas al polo negativo
de un generador. Bajo la acción de la corriente eléctrica proporcionada
por el generador, el acero se recubre del metal contenido en el baño o
bien puede ser suministrado por un ánodo soluble del metal en cuestión.
Los metales corrientemente depositados por vía electroquímica son: cromo
cobre, níquel, cinc, cadmio y estaño. Los depósitos obtenidos son por lo
general de espesor pequeño (2 a 30 micrones).
Tratamientos termoquímicos de difusión.
Los tratamientos termoquímicos de difusión, también conocidos como
cementación, consisten en colocar las piezas de acero a tratar en una
mezcla de polvo metálico y de enlazante (cemento) en un recinto a alta
temperatura. El metal protector (recubrimiento) se difunde
superficialmente en el metal base y forma una capa eficaz contra la
corrosión. Los metales corrientemente aplicados por este método son el
cinc (sherardización) y el aluminio.
Placado.
Después de un tratamiento superficial especial, la lámina del metal para
aplicar y el metal base se someten a un proceso de colaminación en
caliente, obteniéndose al final lámina de acero recubierta del metal
aplicado. Este proceso puede efectuarse sobre una o las dos caras de la
lámina del acero. El acero inoxidable, níquel, monel y el cobre se
aplican comúnmente por esta técnica.
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