Tratamientos Superficiales Expo

Recubrimientos superficiales

Función de los recubrimientos

1. Protección contra la corrosión

2. Mejorar el aspecto (textura) superficial del producto

3. Aumentar la resistencia al desgasto y/o reducir la fricción

4. Aumentar la conductividad o la resistencia eléctrica

5. Reconstruir superficies gastadas

TRTAMIENTOS SUPERFICIALES

Introducción

Fricción, desgaste, oxidación, corrosión propiedades superficiales

Material convencional

Modificación superficial

Tratamientos superficiales alteran la superficie de los productos con el fin de mejorar su resistencia al desgaste,

oxidación


Modificación superficial (sin cambio de composición)

Temple superficial

Fusión y resolidificación microestructuras muy finas (más duras), formación de fases de no equilibrio e incluso fases vítreas.

Por inducción

Por láser

Por bombardeo


Modificación superficial (con cambio de composición)

Al modificar la composición química superficial

microestructuras y propiedades muy diferentes a las del material original

Los procesos termoquímicos consisten en la introducción por difusión de átomos apropiados (C en el caso de la carburación, N en la nitruración, C y N en la carbonitruración...)

Generalmente estos tratamientos se aplican en estado sólido, aunque también

sería posible fundir localmente con láser la superficie del producto y añadir al

baño los aleantes precisos en forma de polvos



IMPLANTACIÓN IÓNICA

Profundidades ≤ 1μm

apenas se modifican dimensiones ni acabados superficiales

N+, N2+, C+, B+, Ti+, Al+

Bombardeo en frío con iones acelerados mediante

diferencia de potencial

Proceso muy versátil, aplicable sobre cualquier material



Recubrimientos por inmersión o por vía electroquímica

ELECTRODEPOSICIÓN O RECUBRIMIENTO ELECTROQUÍMICO

El volumen de metal depositado es directamente proporcional a la intensidad de corriente circulante y al tiempo

Me Me+ + e

Me+ + e Me

Metales más comunes: Zn (sobre acero: galvanizado), Ni, Cr, Cu, Sn (sobre acero: hojalata) Au, Ag y Pt




ANODIZADO

Proceso electrolítico de protección ambiental de las aleaciones de Al y Mg, que consiste en la formación de un óxido protector, que aísla al producto del medio ambiente y de este modo dificulta la corrosión posterior del mismo

En este caso la pieza a recubrir constituye el ánodo de la celda

(Me Me+ + e )

Los cationes metálicos forman

el correspondiente óxido en presencia de un medio oxidante




INMERSIÓN EN CALIENTE

Se sumerge la pieza en un baño fundido de un segundo metal.

Al extraer la pieza, el segundo metal solidifica sobre la superficie del primero.

El tiempo de inmersión controla el espesor de la capa (40μm<e<100μm)

Metales más comunes: Zn, Al, Sn y Pb

Se obtiene una excelente adherencia ya que la difusión que opera necesariamente a las temperaturas del tratamiento lleva a la formación de compuestos intermetálicos de

transición



Recubrimientos por

inmersión o por vía

electroquímica




ESMALTADOS

Recubrimientos cerámicos vítreos (porcelanas) que se aplican sobre productos metálicos y cerámicos (sanitarios...) con el propósito de mejorar su apariencia y durabilidad.

Las piezas, una vez recubiertas deben ser secadas y sinterizadas



Procesos de deposición en fase vapor

DEPOSICIÓN FÍSICA DE VAPOR (PVD)

1.Generación de vapor

2. Transporte del vapor hasta el sustrato (pieza a cubrir)

3. Condensación del vapor sobre la superficie del sustrato (normalmente dentro de una cámara donde se ha realizado el vacío)



Procesos de deposición

en fase vapor

Gran variedad de recubrimientos y sustratos (metales, vidrio, plásticos, cerámicas)

Efecto Joule

Velocidades de deposición del orden de unas pocas μm por minuto

Deposición Física de Vapor (PVD)




Recubrimientos de compuestos (Al2O3, TiC, Si3N4)

DEPOSICIÓN QUÍMICA DE VAPOR (CVD)

Surgen como consecuencia de la reacción química entre dos gases a alta temperatura

TiCl4 + CH4 (1000ºC) TiC + 4 HCl

3 SiF4 + 4 NH3 (1000ºC) Si3N4 +12 HF

Ni(CO)4 (200ºC) Ni + 4CO




DEPOSICIÓN QUÍMICA DE VAPOR (CVD)

Altas temperaturas Fuertes adherencias

Velocidades de deposición del orden de entre 0,1 y 1 μm por minuto



Proyección térmica


Utilizan una fuente de calor (combustión de un gas,

arco eléctrico, plasma...) para fundir el material del

revestimiento que se aporta en forma de alambre o

de polvo muy fino y las gotas fundidas se proyectan a

gran velocidad contra la superficie a recubrir con la

ayuda de un gas (normalmente aire)



Proyección térmicaLas gotas chocan violentamente contra la superficie fría, solidifican rapidísimamente en

contacto con ella, consiguiendo una buena adherencia

Método muy versátil ya que es posible proyectar cualquier material incluidos refractarios.

La adherencia lograda aumentará al hacerlo tanto la temperatura como la velocidad de las partículas en el momento del impacto




Oxidación de las partículas durante el vuelo en contacto con el aire que las rodea el uso de gas inerte limita este problema

El inevitable atrape de aire se incorpora al recubrimiento porosidad


CROMADO

Los insumos químicos utilizados para el proceso del cromado son

Carbonato de sodio: Na2CO3

Los anodos (láminas o planchas)

Cobre

Niquel

Acido sulfúrico : H2SO4

Acido Bórico: H3BO3

Cloruro de niquel: NICl2

Sulfato de niquel: NiSO4.7H2O

Bisulfito de sodioCianuro de cobre:

CuCN

Cianuro de sodio: NaCN

Metasilicato de sodio

Hidroxido de sodio (en escamas) : NaOH

Tripolifosfato de sodio

Procesos en los recubrimientos electrolíticos

Para entenderlo mejor, es conveniente dividir en tres etapas fundamentales como son:

1. Tratamiento previo (preparación de superficie)

2. Recubrimiento electrolítico 3. Control de calidad

Las materias primas o materiales a tratar que generalmente representan para darle el tratamiento de cromado brillante pueden ser: muebles (silla, mesas, etc.), instrumentos de música

Los materiales o las piezas a recubrir pueden tener origen de fabricación ó de uso que requieren este tratamiento para un rendimiento más adecuada y mejor.

CROMO DURO

camisetas demotores

pistones

vástagos (de trenes de aterrizaje)

cigüeñalesrodillos

hilos

gusanos extrusores

asientos de rodajes

asientos de rodamientos

ejes hidráulicos

matrices

Todo para darles mayor dureza

CIGUEÑALES

MAQUINARIA EQUIPOS Y HERRAMIENTAS

CROMADO DECORATIVOtratamiento previo o

preparación de superficies

b.1.1 desengrase

b.1 tratamiento previo o preparación de superficies

b. cromo duro

a.1.3 decapado acido

a.1.2 secado

desengrase

Fundamentos Teóricos

Galvanotecnia Consiste en recubrir un metal con otro metal

Generalmente de mayor valor agregado; tanto para su presentación, como para la protección, por decir:

• Niquelado• Cromado• Zincado• Dorado• Plateado

Galvanostegia

ElectrólisisElectrodeposición metálicaReacciones químicas

GALVANOPLASTIA

Consiste en depositar una capa metálica, sobre una pieza no conductora o no metálica (noconductora de la corriente eléctrica)

Plásticoscerámicosyesofibra de vidrio

Desengrase ElectrolíticoBaño de CobreBaño de NíquelBaño de Cromo

Las principales reacciones electroquímicas que se dan lugar en cada baño

Cálculo del tiempo mínimo de recubrimiento de cada baño

Datos Para Cada Baño

Cálculo del peso del metal depositado

TRATAMIENTOS SUPERFICIALES PARA ACEROS INOXIDABLES

• En la superficie de los aceros inoxidables se genera de forma natural una película muy densa que constituye una capa pasiva de protección

• Esta capa está formada principalmente por óxidos de cromo.


• La eliminación, reducción o contaminación de esta capa conlleva un riesgo de corrosión

• ¿Cuándo se produce?

▫ Durante la elaboración de la propia aleación del acero inoxidable.

▫ Principalmente durante la transformación del metal: Soldadura mecanizados, doblados Durante el uso de la pieza acabada.


Objetivos de los Tratamientos

• Recuperar las propiedades originales.

• Modificar y mejorar algunas de sus características.


TRATAMIENTOS SUPERFICIALES PARA ACEROSINOXIDABLES

ELECTROPULIDO

PASIVADO

DECAPADO


DECAPADO


Decapado Aplicaciones

• Eliminación de la contaminación metálica de la superficie.

• Eliminación de defectos producidos durante la mecanización o manipulación.

• Preparación para tratamientos posteriores: electro pulido, pintura, etc.


Decapado Proceso

Otros aditivos como los tensioactivos ayudan a reducir los tiempos de tratamiento además de limpar de Grasas o aceites.

Según la aleación y del sector al que se dirija el producto se aplican diferentes normas que definen tanto la composición del baño decapante como las condiciones de uso.


Este se mezcla con otros productos como el ácido fluorhídrico para aumentar la homogeneidad y mejorar el aspecto.

Acido Nítrico.

Es el producto empleado en los decapados del acero inoxidable Austeníticos ( serie 300)


Decapado Proceso

• Inmersión: es el sistema más habitual para garantizar un decapado intenso en el 100% de

la superficie.• Aspersión: para piezas que por tamaño no pueden ser realizadas por el sistema anterior.• Manual: para decapar solo zonas

determinadas


Electro pulido


Electro pulido

• Es un proceso electrolítico en el que se produce una disolución anódica de la superficie metálica a tratar.


Abrillantar la superficie.

Modificar la superficie de forma que se impida la contaminación y se favorezca la limpieza

Aumentar de la resistencia a la corrosión

Eliminar rebabas

APLICACIONES


Electro pulido ProcesoTRTAMIENTOS

SUPERFICIALES

Teoría

• En unas condiciones determinadas de densidad de corriente, temperatura y el electrolito, se produce sobre la pieza un film polarizado que permite la difusión de los iones metálicos hacia el cátodo


Electro pulido AbrillantadoTRTAMIENTOS

SUPERFICIALES

Electro pulido Modificación de Rugosidad

• Aumenta la facilidad para el escurrido

• Reduce el número de cavidades donde podrían quedar productos y focos de posibles contaminaciones o de crecimientos bacterianos


Electro pulido Eliminación de RebabasTRTAMIENTOS

SUPERFICIALES

Aplicaciones

• Superficies a Pulir de Difícil Accesibilidad y Grandes Series


Superficies a pulir de geometrías variables

Piezas de grandes dimensiones


PASIVADOSegún de la aleación y del sector al que se dirija el producto se aplican diferentes normas.

UNE-EN 2516 – Pasivación de aceros resistentes a la corrosión y descontaminación de aleaciones a base de níquel.

Este tratamiento se aplica sobre piezas totalmente acabadas


PASIVADO

• UNE-EN 2516 – Pasivación de aceros resistentes a la corrosión y descontaminación de aleaciones a base de níquel.


PASIVADO

• UNE-EN 2516 – Pasivación de aceros resistentes a la corrosión y descontaminación de aleaciones a base de níquel


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