TEMA 41.- ACABADOS Y TRATAMIENTOS DE LOS METALES
INDICE
1.-. INTRODUCCIÓN 2.- TRATAMIENTOS TÉRMICOS 2.1.- Temple 2.2.- Recocido !o"m#li$#do 2.%.- Re&e!ido %.- TRATAMIENTOS TERMO'U(MICOS 4.- TRATAMIENTOS ANTICORROSI)OS *.- O+ERACIONES DE ACABADO
TEMA 41.- ACABADOS Y TRATAMIENTOS DE LOS METALES 1.- INTRODUCCIÓN Actualmente, las posibilidades de modificar la estructura, constitución e incluso la comp compos osic ició ión n quím químic ica a de los los meta metale less y alea aleaci cion ones es,, se han han exte extend ndid ido o conconsiderab siderablem lemente ente.. Pero Pero siguen siguen siendo siendo los tratami tratamiento entoss térmic térmicos, os, los que más se utilian en la metalurgia actual. !os tratamientos térmicos son procesos donde "nicamente se utilia la temperatura como magnitud #ariable modificadora de la microestructura y constitución de metales y aleaciones, pero sin #ariar su composición química. $l ob%eti#o de los tratamientos térmicos consiste en me%orar las propiedades mecánicas de metales y aleaciones, de tal forma que unas #eces interesa aumentar la durea y resistencia mecánica, y otras #eces la ductilidad o plasticidad para facilitar su conformación. Por exten extensi sión, ón, tamb también ién se empl emplea ea la denom denomin inac ació ión n de trat tratam amien iento toss a otras otras técnicas, técnicas, donde además de utiliar la temperatura como "nica #ariable a considerar, se modifica también la composición química de una capa superficial de la piea. A estos tratamientos se les conoce con el nombre de ,"#,#mie!,o ,e"mo/0mico. Ambos tipos de tratamientos se pueden clasificar, atendiendo a los di#ersos métodos que emplean& a) T"#,#mie!,o ,"mico
' (emple ' )ecocido ' )e#enido ' *ormaliado
3T"#,#mie!,o ,e"mo/0mico ' +ementación ' +ianuración ' *itruración ' +arb +arbo onitr nitrur urac ació ión n
' ulfini niaci ación
2.- TRATAMIENTOS TÉRMICOS !os tratamientos térmicos se proponen modificar la estructura de los materiales metálicos mediante calentamiento y dar con ello a los materiales otras propiedades. !as herramientas y las pieas de máquina tienen que tener una durea, una permanencia permanencia de poder cortante cortante y una resistencia resistencia adecuadas a la utiliación utiliación que han de tener. $l filo de un cincel, por e%emplo, ha de estar enteramente templado. !os dientes de una rueda dentada, por el contrario, deben tener capas exteriores duras y con ello resistentes al desgaste. !os n"cleos de los dientes, sin embargo, tienen que permanecer tenaces con ob%eto de que puedan responder elásticamente ante las soli solicit citaci acion ones es a choq choques ues y a la flexi flexión ón.. $sta $stass dife difere rent ntes es prop propie iedad dades es puede pueden n obtenerse mediante la elección de un material apropiado y de un con#eniente tratamiento térmico. Para las #ariaciones de propiedades en el acero no aleado el contenido de carbono es una circunstancia de carácter decisi#o. eg"n sea el contenido de carbono se pueden distinguir tres grupos principales de aceros no aleados& Acero con un , / de contenido do +, + , acero eutectoide del griego (eu-~ tectoide, ni#elado, igualado0 tiene una cantidad equilibrada de ferrita y carburo de hierro y forma por esta causa cristales homogéneos, uniformes. $stos cristales se llaman perlita, a causa de su aspecto perlado, nacarado, en la micrografía metalográfica Acoro con menos de un ,/ do +, acero hipoeutectoide que contiene demasiado poco C para poder formar estructura que esté constituida "nicamente por cristales de perlit perlita1 a1 queda queda toda#ía toda#ía ferrit ferrita a sobrante sobrante.. on estruct estructura urass no equilib equilibrad radas as que se designan como ferrita-perlita . !os cristales de hierro puro 23e0 se llaman ferrita $l acero con más de un ,/ de C. acero hipereutectoide, contiene tanto + que despu después és de la forma formaci ción ón de per4 per4itita a queda queda toda toda#í #ía a carb carbur uro o de hier hierro ro sobra sobrant nte e
2cementita0. 2cementita0. $s una estructura estructura no equilibrada equilibrada y se designa con el nombre de perlitaperlitacementita. !os cristales de hierro y carbono 2carburo de hierro 3e5+0 se llaman cementita. !a cementita es el componente más duro de la estructura del acero. !os diferentes estados de la estructura, que son dependientes del contenido de + y de la temperatura, aparecen representados en el diagrama hierro-carbono de la figura siguiente&
$n el caso del acero con un ,/ de 6 se realia la transformación de estructura repentinamente al llegar, el calentamiento a los 75 8+ 2punto de transformación0. $n este punto se descompone la perlita y el carbono se disuel#e completamente en el hierro. $ste proceso se consuma en el estado sólido, se forma una disolución sólida. !a nue#a estructura formada se llama austenita, por el nombre del in#estigador inglés Austen. $n los aceros con menos de un , / de + al llegar con el calentamiento calentamiento a los 75 8+, línea P-, pasa toda la perlita a solución sólida, mientras que la ferrita restante se transforma en austenita en el campo de temperaturas comprendido entre las lineas P- y 9-. Por encima de la línea 9- ha pasado a austenita toda la ferrita restante.
!os aceros con más de un / de + cambian su estructura al sobrepasar la línea :. !a perlita pasa a austenita1 la cementita no se transforma. Para el temple se calientan los aceros unos 5 a ; 8+ por encima de la línea 9--: para tener plena garantía de haberse obtenido una suficiente transformación estructural 2línea de temperaturas de temple <-=0. $n el enfriamiento lento #uel#e la estructura a su estado de partida. Pero si el acero se hace enfriar bruscamente desde un estado por encima de la línea <-= no hay tiempo para la e#olución regresi#a de la estructura, sino solamente para la transformación. >e la austenita se forma una estructura que #a desde estructura de agu%as finas hasta una estructura finamente granulada que es de durea #arias #eces mayor que la de la ferrita. $sta $sta nue# nue#e e estr estruc uctu tura ra se llam llama a mart marten ensl slta ta,, nomb nombre re dado dado en recu recuer erdo do del del in#estigador alemán ?artens. $n este proceso se apoya el templado de los aceros. Para los aceros aleados no es aplicable el diagrama hierro-carbono, ya que la influencia de los componentes de la aleación y la del carbono se sobreponen frecuentemente.
2. 2.1. 1.-- TEM+ TEM+LE LE (rat (ratami amien ento to térm térmic ico o de un mate materia riall que cons consist iste e en cale calent ntar arlo lo hasta hasta la temperatura temperatura de austeniación austeniación durante un tiempo también pre#isto, y posteriorment posteriormente e enfriarlo rápidamente para fa#orecer la con#ersión de la austenita en martensita. $s el tratamiento térmico con#encional, y se usa para la obtención de aceros martensíticos. e caracteria por enfriamientos rápidos y continuos en un medio adecuado de temple& agua, aceite o aire. !as propiedades óptimas de un acero templado se consiguen durante el tratamiento térmico del temple si la muestra adquiere un alto contenido en martensita. !a capacidad de un acero aleado para transformarse en martensita durante un determinado temple depende de la composición química y de un parámetro que denominaremos ,empl#3ilid#d, que se define como la aptitud de la aleación para
endurecerse por formación de martensita, como consecuencia de un tratamiento térmico.
E!#o de ,empl#3ilid#d $l procedimiento empleado para determinar el grado de templabilidad se conoce como $nsayo =ominy. $ste ensayo consiste en mantener constantes todos los factores que influyen en la profundidad del endurecimiento de la piea, excepto la composición. $l proceso se describe á continuación& @. na na probe probeta ta norma normali liad ada a de 7B mm de diáme diámetr tro o y @ @ mm de long longititud ud se austenia a una cierta temperatura durante un tiempo determinado. 7. e saca del horno, horno, y el extremo extremo de la piea se templa templa mediante mediante un chorro chorro de agua de caudal y temperatura constante, de tal manera que la #elocidad de enfriamiento es máxima en el extremo templado y disminuye a lo largo de la probeta. 5. na #e que la probeta se ha enfriado a temperatura ambiente, se desbasta una tira de ,C mm de espesor y se determina la durea a lo largo de los B mm primeros. primeros. e traa una cur#a de templabilidad, templabilidad, representando representando los #alores de durea en función de la distancia al extremo templado.
C/"&# de ,empl#3ilid#d $n la 3igura siguiente se representa una gráfica de templabilidad típica. $l extremo templado se enfría más rápidamente y presenta un máximo de durea. $n este punto, y en la mayoría de los aceros, la microestructura microestructura coincide coincide con el @ por @ de martensita. !a #elocidad de enfriamiento decrece con la distancia del extremo templado, y, en consecuencia, la durea disminuye. Al disminuir la #elocidad de enfriamiento, el carbono dispone de más tiempo para la difusión y facilita la formación de perlita más blanda, que puede estar meclada con martensita.
!a templabilidad es una medida cualitati#a de la #elocidad con que la durea dismi disminuy nuye e en func función ión de la dista distanci ncia a al extr extremo emo temp templa lado. do. n acer acero o con con alta alta templabilidad mantiene #alores ele#ados de durea durante distancias relati#amente largas. n acero aleado tiene una "nica cur#a de templabilidad. A #eces resulta más con#eniente relacionar la durea con la #elocidad de enfriamiento, en lugar de hacerlo con la distancia al extremo templado.
5#c,o"e /e i!6l/e! e! el ,emple !a #elocidad de enfriamiento de una muestra depende de la rapide de eliminación de energía térmica, que es función a su #e de& @. +omposición +omposición del acero. 7. (emperatura (emperatura a la que hay que calentar. calentar. 5. (iempo de calentam calentamiento. iento. C. Delocidad Delocidad de enfriamiento. enfriamiento. B. +aracterísticas del medio donde se realia el temple. ;. (amaEo y geometría geometría de la muestra. muestra.
7 Medi edio de de ,emple >e los tres medios más comunes que se utilian utilian para templar& agua, aceite y aire, el agua es el que produce temples más rápidos o se#eros, seguido a continuación del aceite que es más efecti#o que el aire. $l grado de agitación de los medios también influye en la #elocidad de enfriamiento, y una mayor agitación implica una mayor #elocidad de enfriamiento, lo que aumenta la efecti#idad del temple. Para aceros de alto contenido en carbono, el temple en agua puede resultar demas demasiad iado o se#er se#ero o porqu porque e produ produce ce defo deform rmaci acione oness y griet grietas. as. Para Para e#it e#itar ar este este incremento se utilian los aceites como medio de temple. $l temple al aire de los aceros al carbono pro#oca una microestructura casi totalmente perlítica.
7 A8/#. $s un medio rápido de enfriamiento, se consiguen temples muy fuertes y se utilia para templar aceros al carbono. $s necesaria una cantidad de agua sufici suficient ente e para para que que la temp temper erat atur ura a de la mism misma a no suba suba de los los 5 +. !as
pieas se han de agitar dentro del medio acuoso, para e#itar la formación de una burbu%a de #apor alrededor de la piea, que actuaría de aislante térmico y retardaría el enfriamiento. ' Acei,e. !os aceites, como tienen un calor específico menor que el agua y son más #iscosos, enfrían más lentamente que el agua y, por tanto, consiguen temp temple less más más sua# sua#es es.. e empl emplea ean n par para acer aceros os ale aleados ados.. (amb (ambié ién n es con#eniente agitar para e#itar la formación de #apor.
Tipo de ,emple e clasifican seg"n los resultados obtenidos y el proceso de e%ecución que han seguido&
7 Temp Temple le co!, co!,i! i!/o /o de #/, #/,e! e!i$ i$#c #ci9 i9! ! comp comple le,# ,#.. e aplica a los aceros hipoeutec poeutectoi toides. des. e calient calienta a el materi material al B + por encima de la temperatura crítica superior, y se enfría en el medio más adecuado. $l principal componente estructural es la martensita
7 Temp Temple le co!,i co!,i!/ !/o o de #/, #/,e! e!i$ i$#ci #ci9! 9! i!co i!comp mple le,# ,#. e aplica a los aceros hipereutectoides. !a temperatura de calentamiento está B + por encima de la temperatura crítica superior, Ac@, entonces, la perlita se transforma en austenita quedando intacta la cementita. e enfría a #elocidad superior a la crítica, con lo que la estructura resultante será mixta, a base de martensita y cementita.
7 Temp Temple le m#", m#",e! e!0, 0,ic ico o o m#", m#",em empe pe"i "i!8 !8. e calienta el acero a la temperatura de austeniación, y se mantiene el tiempo necesario para que se transforme toda la austenita. Posteriormente, se enfría en baEo de sales manteniendo la tempera temperatur tura a consta constante nte durant durante e un tiempo tiempo por encima de M. F3ig. B.C2d0G. $n este período, la austenita no tiene que sufrir ninguna transformación. anterior, con la "nica diferencia diferencia de que el 7 Temp Temple le #/,e #/,emp mpe"i e"i!8 !8.. $s similar al anterior, tiempo de permanencia en las sales de enfriamiento debe ser suficientemente largo para que atra#iese las cur#as y la austenita se transforme en bainita.
7 Temp Temple le /pe /pe"6 "6ici ici#l. #l. +onsiste en calentar rápida y superficialmente un material, de tal tal form forma a que que sólo sólo una una capa capa delg delgad ada a alc alcana ana la temp temper erat atur ura a de transf transforma ormació ción n austen austeníst ística1 ica1 seguid seguidamen amente te se enfría enfría rápida rápidament mente. e. >e esta esta form forma, a, el n"cl n"cleo eo de la piea piea perma permane nece ce inalt inaltera erabl ble, e, blan blando do y con con buen buena a tenacidad, frente a la superficie que se transforma en dura y resistente al roamiento. $l calentamiento se puede realiar mediante soplete oxiacetilénico o por inducción eléctrica.
2.2.- RECOCIDO (ratamiento térmico de un material que consiste en calentarlo hasta una temperatura determinada durante un tiempo también pre#isto, y posteriormente enfriarlo lentamente. !as #ariables fundamentales que mane%amos son el tiempo y la temperatura. !os ob%eti#os que se persiguen con este tratamiento térmico son #ariados& reducir la durea, eliminar tensiones residuales, me%orar la tenacidad, recuperar la ductilidad, afinar el tamaEo del grano, reducir la segregación, o bien alterar las propiedades mecánicas, eléctricas o magnéticas del material.
(odo proceso de recocido consta de tres etapas fundamentales& @. +alentamiento +alentamiento hasta una temperat temperatura ura prefi%ad prefi%ada. a. 7. ?antenimiento ?antenimiento de la temperatura temperatura anterior anterior durante un tiempo con#enient con#eniente. e. 5. $nfria $nfriamie miento nto lento hasta temperatu temperatura ra ambient ambiente, e, pero también también realiad realiado o a una #elocidad con#eniente. +omo +omo se pued puede e obser obser#a #ar, r, el tiem tiempo po cons constitituy tuye e la #ari #ariab able le fund fundame amenta ntall a controlar. controlar. (anto en el calentamiento calentamiento como en el enfriamiento, enfriamiento, existen existen #ariaciones #ariaciones
de temperatura entre el interior y el exterior de las pieas a tratar. Por consiguiente, el tiempo y la #elocidad de #ariación de temperatura estarán en función del tamaEo y geometría de la piea. i la #elocidad de #ariación de temperatura es muy grande, pro#oca tensiones tensiones internas en las pieas, que inducen a la aparición de deformaciones e incluso de agrietamientos. $l tiempo de recocido debe ser lo suficientemente largo para permitir la transformación estructural deseada. !os tratamientos de recocido se utilian para eliminar los defectos del conformado en frío, es decir, para ablandar y ductiliar un metal agrio. e aplica en las conformacione conformacioness de hechurado hechurado que necesitan gran deformación deformación plástica. >urante su aplicación tienen lugar fenómenos fenómenos de recristaliac recristaliación. ión. 9eneralmente, 9eneralmente, las temperaturas de recocido son relati#amente ba%as, con el fin de eliminar los efectos de las deformaciones en el enfriamiento.
!a línea de fase A1 la denominamos de temperatura crítica inferior. Por deba%o de ella, y en condiciones de equilibrio, la austenita se con#ierte en ferrita y cementita. !as líneas de fase A3 y Acm representan las líneas de temperatura crítica superior para los aceros hipoeutectoides e hiperutectoides, respecti#amente. $n un recocido recocido de regeneración, regeneración, se calienta un acero hipoeutectoide hasta 5 a ;+ por encima de la temperatura A5, para que la estructura se transforme toda en una fase "nica de austenita, homogénea, de composición uniforme y a temperatura constante, a la que se mantiene durante un tiempo, para luego enfriarlo lentamente a #elocidad controlada por deba%o de la temperatura A@. +omo regla general, la permanencia a alta temperatura suele ser de dos horas por cada cinco centímetros de espesor en la sección más gruesa, aunque la necesidad de ahorrar energía ha moti#ado la reducción de este tiempo. $l enfriamiento desde la temperatura de recocido suele hacerse dentro del horno, haciendo que la temperatura disminuya a
raón de @ a 5 + por hora, hasta unos 5+ por deba%o de la temperatura A@, a lo que sigue un enfriamiento al aire hasta la temperatura ambiente. !a estructura resultante es perlita basta 2láminas muy espaciadas0 con el excesode ferrita que prediga el diagrama. $l material queda muy blando y d"ctil. Para los aceros hipereutectoides el procedimiento es básicamente el mismo, sal#o que el calentamiento llega sólo hasta la ona de austenita con cementita 2de 5 a ;+ por encima de A@0, pues si el metal se enfriase lentamente desde la ona de austenita pura, en los bordes de grano podría formarse una red perlítica que lo haría frágil. frágil. +orrectamente +orrectamente recocido, recocido, un acero hipereutectoid hipereutectoide e debe presentar una estructura perlítica basta, con el exceso de cementita disperso en forma esferoidal. !os recocidos de regeneración son procesos largos y consumen una energía considerable al tener que mantener temperaturas ele#adas. +uando no es preciso ablanda ablandarr demasia demasiado do y se busca busca ahorra ahorrarr energía energía,, puede puede hacerse hacerse un normalizado. Hste consiste en calentar el metal hasta ;+ por encima de A 5 2hipoeutectoide0 o de Acm 2hipereutectoide0, 2hipereutecto ide0, temperatura en la que se mantiene hasta conseguir austenita austen ita uniforme, para sacarlo a continuación del horno y de%arlo enfriar en aire encalmado.
+on este tratamiento pueden conseguirse conseguirse una gran #ariedad de estructuras1 estructuras1 sin embargo, lo que se produce generalmente es perlita fina con ferrita o cementita en exceso. +uando un acero ha sufrido un traba%o en frío y se ha endurecido fuertemente por acritud, acritud, es muchas #eces deseable deseable recuperar la ductilidad, ductilidad, bien para ser#icio o para que en los procesos posteriores no haya peligro de fractura. A este ob%eto es frecuente el recocido de ablandamiento. $n este caso, el metal se calienta hasta una temperatura le#emente inferior a A@, a la que permanece el tiempo suficiente para cons conseg egui uirr el abla abland ndam amie ient nto, o, y lueg luego o se enfr enfría ía a la #elo #eloci cida dad d con# con#en enie ient nte e 2habitualmente al aire0. Aquí no se forma austenita y, por ello, lo "nico que ocurre es que las fases existentes cambian de morfología. +omo el material no se calienta a una temperatura tan alta como en otros tratamientos, los recocidos de ablandamiento son algo más baratos, más rápidos y no propenden a formar tanta cascarilla. Para eliminar tensiones residuales en grandes pieas de acero fundido y en estructuras tructuras soldadas se recurre al recocido de alivio de tensiones. $n éstos se calienta la piea hasta una temperatura inferior a A @ 2de 550 a 500 !), se mantiene así un tiem tiempo po y lueg luego o se enfr enfría ía lent lentam amen ente te.. eg" eg"n n sea sea la pie piea, a, #arí #arían an tiem tiempo poss y temperaturas. +uando un acero de carbono alto debe prepararse para mecaniado o conformado, se hace uso de un tratamiento llamado recocido globular. $l ob%eto de éste es producir una estructura en la cual toda la cementita apareca en forma de esferoi. des o glóbulos pequeEos y bien dispersos en una matri ferrítica. $xisten #arias técnicas para conseguirlo1 entre ellas& 2@0 calentamiento largo a una temperatura ligeramente ligeramente inferior a A@, seguida seguida de un enfriamiento enfriamiento relati#amente relati#amente lento, 270 ciclado de larga duración entre una temperatura un poco superior a A@ y otra un poco menor que ésta, o bien 250, en el caso de aceros para herramientas y de alta aleación, cale calent ntami amien ento to hast hasta a los los "50 u I+, o más, permanencia a esta temperatura durante #arias horas y luego enfriamiento lento. Aunque la elección de un tratamiento térmico de preparación suele ser dependiente de los ob%eti#os, el factor predominante es la composición del acero. !os aceros de carbono carbono ba%o 2menos del ,5/ de +0 preferentemente preferentemente se normalian o sufren recocidos de ablandamiento. $n los aceros de contenido de carbono medio 2del ,C al ,;/0 se recurre al recocido de regeneración. !os aceros con un contenido de car-
bono superior al ,;/ requieren generalmente recocidos globulares. $n la figura ;-7 se resumen gráficamente los tratamientos térmicos industriales.
No"m#li$#do !os aceros que se han deformado plásticamente por laminación, por e%emplo, tienen una microestructura microestructura per4ítica, con tamaEos de grano relati#amente relati#amente grandes y de forma irregular. e les aplica un tratamiento térmico al que llamamos !o"m#li$#-
do: mediante el cual se afina el acero 2disminuye su tamaEo de grano medio0 y se pro#oca una distribución de tamaEos más uniforme. $l normaliado se realia calentando el material a una temperatura entre BB y IB
+ supe superi rior or a la temp temper erat atur ura a crít crític ica a supe superi rior or.. $l #alo #alorr exac exacto to depe depend nde e de la
composición. (ranscurrido un tiempo con#eniente, hasta con#ertir la ferrita en austenita, se finalia el proceso de normaliado, con un enfriamiento relati#amente rápido al aire.
Recocido ,o,#l $s un procedimiento que se aplica a los aceros de contenido de carbono ba%o y medio, que se han conformado por mecaniado o se han deformado mucho en un proceso de hechurado en frío. !a aleación se austenia calentando de @ B a C + por encima de las líneas 9 o P. e de%a enfríar lentamente dentro del horno, proceso que suele durar #arias horas. !a microestructura que resulta de dicho proceso es la correspondiente a perlita gruesa.
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Recocido de ;lo3/li$#ci9!
!os aceros medios y altos en carbono tienen una microestructura consistente en perlita gruesa, demasiado dura para la deformación plástica y para el mecaniado. $stos aceros se pueden recocer para desarrollar la microestructura de esferoiditas. $ste $ste acer acero o glob globuli ulia ado do tiene tiene la máxi máxima ma bland blandur ura a y duct ductililid idad, ad, y es fáci fácilm lment ente e mecaniable o deformable. $l tratamiento térmico consiste en calentar la aleación a
una temper temperatur atura a %usto %usto por deba% deba%o o de la -:, a +. $l tiempo de globuliación suele durar de @ B a 7B horas.
2.%.- RE)ENIDO $s un tratamiento que sigue al temple con ob%eto de eliminar la fragilidad y las tensiones ocasionadas. +onsiste +onsiste en un calentamiento calentamiento de las pieas templadas a una temperatura temperatura inferior al punt punto o Ac 1, para lograr que la martensita se transforme en una estructura más estable. $l proceso termina con un enfriamiento más bien rápido. !os factores que más influyen en los resultados del re#enido son la temperatura y el tiempo de calentamiento.
%.-
TRATAMIENTOS TER TERMO'U(MICOS
+on estos tratamientos se modifica la composición química de la superficie de la piea, introduciéndole ciertos elementos mediante el proceso de difusión, fundado en la mo#ilidad de los átomos en estado sólido a temperaturas ele#adas. $l fenómeno se conoce con el nombre general de cementación. ?ediante estos procesos se trata de conseguir algunos de los siguientes fines& -Aumentar la durea superficial, sin alterar la ductilidad y resiliencia del n"cleo -3a#orecer las cualidades de lubricación y roamiento -Aumentar la resistencia al desgaste -Aumentar la resistencia a los esfueros de fatiga -?e%orar la resistencia a la corrosión >ependiendo la naturalea del agente cementate distinguimos entre cementación sólida, líquida o gaseosa.
CEMENTACIÓN SÓLIDA denomina na tambi también én ceme cement ntaci ación ón y carbu carbura raci ción. ón. 7 Ceme!,#ci9! co! C se denomi +onsiste en aumentar la concentración de + en la superficie de un acero, calentándolo a la temperatura de austeniación en presencia de un medio cementante. Hste ha de ser capa de cederle + en estado atómico, el cual se difunde por su interior formando una solución sólida, cuyo espesor #aría en función del tiempo. Por temple posterior se consigue la durea superficial y resi resist stenc encia ia al desg desgast aste, e, %unt %unto o a ele#a ele#adas das cara caract cter erís ístiticas cas de duct ductililid idad ad y resiliencia. 3actores que influyen en el proceso& -+omposición del acero& suelen ser de ba%o contenido en + -Agent -Agente e cementa cementante& nte& ha de poder poder suminis suministra trarr carbon carbono o atómic atómico. o. e utili utilia a frecuentemente +6. 7+6 J 3e ϒ K 3e ϒ
2+0 J +67
-(emperatura de cementación& debe mantenerse por encima de la temperatura crítica a fin de que el acero se encuentre como austenita.
-(iempo -(iempo de cementación& cementación& a igualdad de los restantes factores, factores, el espesor de la capa cementada crece con la duración del proceso. A medida que aumenta la concentración de + en la superficie, el proceso se hace más lento. $l proceso de cementación se realia de la siguiente manera& se introducen las pieas ya maquinadas con sobreespesores de .7-.5 mm, completamente rodeadas de agente cementante sólido en ca%as metálicas herméticamente cerradas, cerradas, taponando las %untas con arcilla refractaria. refractaria. !as ca%as así preparadas preparadas se introducen en un horno a temperaturas comprendidas entre L-@ 8+ y se mantienen en él durante el tiempo necesario para conseguir el espesor de capa que se desee. e sacan las ca%as del horno y cuando están frías, se extraen las pieas y se les da el tratamiento térmico adecuado. $n las pieas en que sólo se desea cementar determinadas onas, hay que proteger las restantes recubriéndolas con agentes anticementantes como hilo de amianto, tierra refractaria, etc. +omo la cementación en ca%as es un proceso largo y costoso, que no permite el empleo de dispositi#os automáticos ni el tratamiento de pieas muy #oluminosas, está siendo cada #e más desplaado por la cementación con líquidos y gases.
CEMENTACIÓN L('UIDA - C#"3/"#ci9! se
trata ata de una cemen mentación en líqu líquid ido o. !as !as pie pieas
completamente limpias y exentas de humedad, se introducen en una mecla de sales fundidas entre las que siempre se encuentra como componente fundamental del cianuro sódico 2+**a0 y otras que act"an como diluyentes o agentes catalíticos. !a acción carburante de estas sales fundidas es muy rápida, pero la capa que se obtiene es relati#amente delgada y muy dura, aunque también es posible obtener penetraciones de hasta 5 mm. (erminada la cementación, se sacan las pieas del baEo y se sumergen en agua o aceite fríos. fríos. $ste procedimiento procedimiento presenta la #enta%a de poder emplear dispositi#os automáticos, tanto para la cementación como para el temple, además de ser más rápido, permite un
me%o me%orr cont contro roll sobr sobre e la pene penetr trac ació ión, n, da piea ieass más limp limpia iass y mayo mayorr homogeneidad en la capa cementada.
+onsiste en crear en las pieas de acero una capa superficial superficial 7 Ci#!/"#ci9!. +onsiste rica en + y *, introduciéndolas en un baEo líquido 2mecla de cloruro, cianuro y carbonato sódico0. A la temperatura del proceso 2I-L 8+0, en presencia de oxígeno del aire se forma una difusión de + y * en la superficie del acero. Posteriormente se da un temple para aumentar la durea.
7 S/l6i!i$#ci9!. $s un tratamiento termoquímico que consiste en introducir una pequeEa capa superficial a base de aufre, nitrógeno y carbono en aleaciones férricas y de cobre. >e esta manera, se consigue me%orar la resistencia al desgaste, fa#orecer la lubricación y e#itar el agarrotamiento. !as herramientas sometidas a este tratamiento tienen una duración cinco #eces mayor que sin sulfiniar. e introducen las pieas en baEos a B;-B 8+ formados por una mecla de cianuro, sulfito o hiposulfito anhidro, carbonato sódico y cloruro bárico. !a capa sulfiniada, sulfiniada, sin aumento aumento de durea con respecto a la del metal base fa#orece la lubricación, me%ora las características de resistencia al desgaste, e#ita el agarrotamiento y se autopropaga hacia el interior.
CEMENTACIÓN EN ;ASES -C#"3/"#ci9! 8#eo#& se colocan las pieas en un horno a temperaturas de IB-LB 8+ en presencia de una atmósfera carburante a base de +6 y di#ersos gases diluyentes, cuya misión es impedir la tendencia de los hidrocarburos a la formación de hollín sobre las pieas. $ste método presenta #enta%as cuando se tienen que tratar un gran n"mero de pieas o si son muy #oluminosas. Por otra parte las pieas salen completamente limpias, y es posible un control riguroso de la temperatura del horno, así como de la composición y dosificación de los gases. ' Ni,"/"#ci9!. $s un tratamiento de endurecimiento superficial aplicado a ciertos aceros y fundiciones. e obtienen dureas muy ele#adas, del orden de @7 unidades Mrinell. !os aceros o fundiciones nitrurados son superficialmente muy
duro duross y resi resist sten ente tess a la corr corros osió ión. n. !a nitr nitrur urac ació ión n se efec efect" t"a a en horn hornos os espe especi cial ales es,, expo exponi nien endo do las las pie pieas as a una una corr corrie ient nte e de amon amonía íaco co a una una temperatura de B a B7B +. $l amoniaco se disocia en la superficie de las pieas y el * atómico liberado se difunde con facilidad en el hierro. $ste $ste proc proced edim imie ient nto o se apli aplica ca a aque aquellllas as pie pieas as que que se hall hallan an some sometitida dass simultáneamente a esfueros de choque y roamiento tales como engrana%es, cigNeEales, bulones, camisas de cilindros, árboles de le#as, e%es de cardán, piEones y aparatos de medida. Además de gran durea se consiguen superficies resistentes al desgaste y disminución en el coeficiente de roamiento.
-C#"3o!i,"/"#ci9! tiene por ob%eto la formación de una capa rica en + y * en un producto sider"rgico, calentándolo a temperaturas entre ;B-IB 8+, en una atmósfera atmósfera gaseosa formada por una mecla de hidrocarburos, hidrocarburos, amoniaco amoniaco y óxido de carbono.
4.- TRATAMIENTOS ANTICORROSI)OS !os materiales están expuestos continuamente continuamente a los más di#ersos di#ersos ambientes. !a interacción material-ambiente pro#oca, en muchos casos, la pérdida o deterioro de las propiedades físicas del material. !os mecanismos de deterioro son diferentes seg"n se trate de materiales metálicos, cerámicos o polímeros. $n los materiales metálicos, el proceso de deterioro se denomina oxidación y corrosión. Podemos definir definir la corrosión corrosión como el deterioro lento de un material #or la acción de un agente e$terior.
$n los procesos de oxidación, los metales pasan de su estado elemental a formar iones positi#os 2cationes0 por pérdida de electrones& ?
donde n es el n"mero de electrones que se pierden. $n el deterioro de materiales, podemos distinguir dos procesos&
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muchos os meta metale less pued pueden en ser ser alte altera rado doss desd desde e la O=id#ci9! di"ec,# much superfi superficie cie por ataques ataques químic químicos. os. $n estas estas reaccio reacciones nes %uegan %uegan un papel papel importante el oxígeno u otros agentes oxidantes. 7 3e J 7 O 7 3e6 3e >
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Co""oi9! elec,"o/0mic# se origina por la presencia de pilas electroquímicas en las que el metal act"a como ánodo, y por tanto, se disuel#e. disuel#e. $ste tipo de corrosión corrosión exige la presencia de ambientes ambientes acuosos, y en general con medios electrolíticos. $n el caso caso de la oxid oxidac ació ión n dire direct cta a toda toda la supe superf rfic icie ie de la pie piea a es prácticamente afectada por igual, en cambio en la corrosión electroquímica solamente se #en afectadas las partes anódicas, pero no las catódicas. na pila electroquímica se forma cuando dos pieas de metal se ponen en contacto contacto a tra#és de un líquido líquido conductor o electrolítico electrolítico.. $l circuito circuito eléctrico que se forma produce fenómenos de electrodeposición como la corrosión electroquímica, en la que el metal que act"a como ánodo cede electrones al circuito y se corroe.
$n el caso de la oxidación directa, toda la superficie metálica es afectada prácticamente por igual. $n cambio, en las pieas que sufren corrosión electroquímica, solamente son afectadas las áreas anódicas, pero no las catódicas.
Medid# de p"o,ecci9! co!,"# l# co""oi9! !a problemática de la corrosión es importante, pero no imposible de solucionar. e util utili ian an di#er di#ersas sas técn técnica icass para para cont contro rolar lar y e#it e#itar ar la corr corrosi osión. ón. A conti continua nuaci ción ón citaremos algunos factores que es preciso tener en cuenta para aminorar el efecto de la corrosión, e incluso para e#itar la misma& @. 4mpedir la formación de pilas gal#ánicas, utiliando aislantes eléctricos. 7. (ratar siempre de que el área del ánodo sea siempre mucho mayor que la del cátodo. >e esta forma, las reacciones catódicas pueden minimiarse. 5. >iseEar recipientes recipientes para la contención contención de líquidos cerrados y procurar que no se acumule líquido estancado. !os depósitos parcialmente llenos experimentan la corrosión de línea de ni#el. !os depósitos abiertos disuel#en continuamente gases, proporcionando iones que inter#ienen en la reacción catódica y aumentan las celdas por concentración. C. $#itar hendiduras o grietas entre los materiales armados o unidos.
Medio de p"o,ecci9! 7 Rec/3 c/3"im "imie!,o e utilian para guardar las regiones del cátodo y del ánodo. !os de tipo temporal, como la grasa o aceite, proporcionan cierta protección, pero se eliminan fácilmente. !as pinturas, o los de tipo cerámico, dan una mayor protección. i se interrumpe ésta, aunque sea puntualmente, tiene lugar una corrosión rápida y localiada. !os recubrimientos metálicos incluyen el acero gal#aniado 2deposición de n0 y la deposición de n, y se comportan de manera contraria. i se produce cualquier interrupción en la protección de n, el acero sigue protegido porque el n es anódico con respecto al acero. in embargo, en la misma situación, el n no protege al acero, ya que éste es anódico con respecto al n.
7 I!@i3ido"e
Algunos productos producto s químicos, aEadidos a la solución de electrólito, emigran preferenpre ferentemente hacia la superficie del ánodo o del cátodo, formando un compuesto insoluble sobre la superficie del metal, y produciendo una polariación por concentración o por resistencia. !os inhibidores disminuyen la #elocidad de corrosión. !as sales de +r realian esta función en los radiadores de los automó#iles. !os inhibidores se emplean mucho en el decapado ácido, para disminuir la #elocidad de ataque del ácido sobre la superficie del metal, sin interferir en la eliminación de la capa de óxido. $xisten dos clases de inhibidores& los anódicos y los catódicos.
7 +#i +#i&#d &#do" o"e e p"o, p"o,ec ecci ci9! 9! #!9d #!9dic ic# # $n determinados metales se forma una superficie que detiene la erosión apenas iniciada. e dice que estos metales tienen pasi#idad natural, como ocurre con el alum alumin inio. io. $ste $ste efect efecto o tambié también n se puede puede conse consegu guir ir de form forma a técni técnica ca trat tratand ando o pre# pre#iam iament ente e el mater materia ial.l. +omo +omo e%em e%emplo plo,, el acero acero se sume sumerg rge e en ácid ácido o nítr nítric ico o concentrado, resultando así protegido frente al ataque del nítrico diluido, ya que sin esta pasi#ación pro#ocada, el nítrico diluido ataca al acero. *o se conocen a ciencia cierta los mecanismos mecanismos de actuación actuación de los pasi#adores, pasi#adores, "nicamente se sabe que su acción se debe a la formación de películas protectoras, protectoras, bien sean de gases oxígeno oxígeno e hidrógeno o sólidos 2óxidos0. !os más utiliados son el minio 2Pb5C0 y el cromato de cinc 2n+r6C0.
7 +"o, +"o,ec ecci ci9! 9! c# c#,9 ,9di dic# c# e puede proteger un metal forándolo a comportarse como un cátodo, suministrándole electrones. Para ello utiliamos un ánodo de sacrificio, el cual se corroe y acaba destruyéndose aportando electrones al metal, y e#ita, de esta manera, una reacción reacción anódica en el mismo. !os materiales materiales del ánodo de sacrificio son el cinc o el magnesio. $ste $ste méto método do se empl emplea ea para para la prot protecc ecció ión n de tube tuberí rías as ente enterr rrada adas, s, barco barcos, s, plataformas marinas, calentadores de agua, etc.
6tra forma de conseguir el mismo efecto consiste en obtener un potencial del circuito formado por una fuente de alimentación directa conectada entre un ánodo auxiliar y el metal a proteger que act"a de cátodo 23ig. B.@ B0. e forma una batería, de forma que los electrones fluyen hacia la tubería 2cátodo0, mientras que el ánodo auxiliar se corroe.
+"o,ecci9! po" elecci9! de m#,e"i#le n medi medio o de prote proteger ger las las pie pieas as consi consist ste e en fabr fabrica icarl rlas as con con mate materia riales les auto auto-protectores, es decir, metales que tengan la suficiente resistencia contra la oxidación y corr corros osió ión. n. $l cromo cromo,, níque níquel,l, plat platin ino, o, oro oro y Qolf Qolfra rami mio, o, entr entre e otro otros, s, son son muy resistentes a la corrosión atmosférica y a la acción de muchos ácidos. e emplean mucho las aleaciones autoprotectoras, más económicas y de me%ores prestaciones prestaciones que los metales puros. !as más utiliadas utiliadas son los aceros inoxidables y los los acer aceros os al níqu níquel. el. 6tras 6tras aleac aleacio iones nes que que "ltim "ltimame ament nte e han han intr introdu oduci cido do como como autoprotectores son las basadas en níquel, cobre y aluminio. Por e%emplo, el i!co!el 2I por @ *i1 @C por @ cr, y ; por @ 3e0 se emplea en las industrias lecheras1 otro material muy utiliado es el mo!el.
7 Dec#p#do Antes de aplicar cualquier recubrimiento es imprescindible eliminar la capa de laminación y orín de las pieas de acero. $sta operación se denomina decapado. Puede realiarse por procedimientos mecánicos, químicos y electrolíticos.
7 Mec!ico. $s un proceso que puede realiarse mediante un cepillo metálico 2carda0. !a apariencia del metal tras el cepillado es la de un material que ha queda quedado do comp complet letame amente nte limp limpio. io. *o obsta obstant nte, e, siemp siempre re qued quedan an resi residuo duoss per%udiciales para los posteriores tratamientos. e logra un decapado mecánico más intenso empleando un chorro de arena o de perdigones.
7 '/0mico. $s el procedimiento más utiliado, sobre todo como procedimiento pre#io al gal#aniado. e usan ácidos para la limpiea, como sulf"rico al @ por @, a temperatura temperatura de I +, durante B minutos1 o clorhídrico clorhídrico al 7 por @, en frío. +omo ya hemos dicho anteriormente, es necesario aEadir inhibidores para
que el metal no sea atacado excesi#amente. !os inhibidores más comunes son el agua-agar y el tan i no. ' $lectrolítico $lectrolítico.. $n este caso caso utiliam utiliamos os las pieas de acero acero como como ánodos ánodos en una una soluci solución ón de ácido ácido sulf sulf"r "rico ico al 5 por por @, @, que que cont contie iene ne bicr bicromat omato o potásico. !a densidad eléctrica empleada es de unos @ amperios por dm7.
*.- O+ERACIONES DE ACABADO na buena proporción de la totalidad de los productos manufacturados deben recibir alg"n tipo de tratamiento superficial, por moti#os de embellecimiento o de protección, antes de que puedan #enderse o utiliarse. $l manipuleo y las distintas operaci racion ones es de fabr fabric icac ació ión n de%a de%an n en ello elloss araE araEa aos os,, reba rebaba bas, s, punt puntos os u otra otrass imperfecciones que deslucen su aspecto o suponen un peligro potencial para el usuario. !os materiales más empleados, como son la mayoría de fundiciones y aceros, no poseen intrínsecamente los colores que los usuarios, con raón o sin ella, desean, particularmente en lo que respecta a los bienes de consumo producidos en gran grandes des canti cantida dades des.. Por otra otra part parte, e, es frec frecue uent nte e que que los los mate materi rial ales es no sean sean suficientemente resistentes a los ambientes en los cuales #an a prestar su ser#icio. Además, a medida que los materiales materiale s escasean y se encarecen más, apremia más la necesidad necesidad de sustituirlos sustituirlos por otros materiales básicamente básicamente inferiores inferiores modificando la superficie de éstos para que soporten las condiciones de ser#icio. +omo resultado, una una #e que que alca alcana nan n su geome geometr tría ía fina final,l, la mayor mayoría ía de los los manu manufa fact ctura urados dos requie requieren ren una o más operac operacione ioness suplem suplementa entaria riass para para limpiar limpiarlos, los, proteger protegerlos los o colorearlos. $stos tratamientos, ornamentales o protectores, aumentan el costo de los manufacturados manufacturados.. Además, al igual que en otras operaciones operaciones de fabricación, fabricación, muchas #eces hay una relación definida entre el diseEo y estas operaciones de acabado. $n los "ltimos aEos, se ha dedicado mucha atención al desarrollo de operaciones y maquinaria de acabado que permita aplicarlas, a ba%o costo, a fabricaciones en serie.
A +i!,/"# !a #intura es, con mucho, el acabado que más reciben los productos manufacturados y en el mercado hay presente una extensísima gama de pinturas capaces de cumplir con los requerimientos más #ariados. Actualmente, la mayoría de las pinturas y esmaltes son compuestos orgánicos sintéticos que se secan por polimeriación o por una combinación de polimeriación y adsorción de oxígeno. $l #ehículo de suspensión de los pigmentos es frecuentemente agua. Para acelerar el secado puede aplicarse un calor sua#e, pero numerosas pinturas y esmaltes sintéticos se secan en menos de una hora sin necesidad de calor. !os antiguos esmaltes y pinturas al aceite tardan en secarse un tiempo excesi#o para las fabricaciones en serie y, por ello, apenas se utilian. !as lacas nitrocelulósicas, nitrocelulósicas, si bien se secan rápidamente y son capaces de dar unos acabados muy bellos, no resultan suficientemente duraderas para la mayoría de los usos comerciales. !as pinturas al%u&dicas son de uso general, pero carecen de durabilidad suficiente en condiciones de ser#icio rigurosas. !os esmaltes esmaltes acr&licos se emplean mucho en carrocerías de automó#il. !as siliconas y los 'luoro#ol&meros son productos especiales, especiales, por cuyo alto precio sólo se %ustifica su utiliación utiliación cuando importan sus propiedades especiales. !as #inturas as'lticas, que son soluciones de asfalto en alg"n sol#ente, tal como bencina bencina o toluol, siguen empleándose extensamente, extensamente, particularmente particularmente en la industria industria eléctrica, donde se requiere resistencia a la corrosión pero no prima el aspecto.
$n fabr fabric icac ació ión, n, la pint pintur ura a se apli aplica ca casi casi toda toda por por algu alguno no de esto estoss cuat cuatro ro proc proced edim imien ientos tos&& inme inmers rsió ión, n, roci rociad ado o a mano mano,, roci rociad ado o auto autom mti tico co o de#osición galvnica. $n la mayoría de los casos se requieren al menos dos manos de pintura.
!a prime primera ra mano, mano, o capa capa de fondo fondo,, sir# sir#e e princ princip ipalm almen ente te para para 2@0 2@0 aseg asegur urar ar la adhesión, 270 producir un efecto de enrasamiento, rellenando las porosidades le#es y otras imperfecciones de la superficie, y 250 me%orar la resistencia a la corrosión y e#itar así que las capas posteriores se desprendan en ser#icio. $stas propiedades las tienen menos las pinturas altamente pigmentadas que se emplean para dar las manos finales, a causa de sus me%ores colores y apariencia. +uando se aplican #arias capas, hay que asegurarse de que los excipientes líquidos, o #ehículos, de suspensión no ablanden indebidamente las capas anteriores.
!a pintura #or inmersión está muy extendida. !as pieas se sumergen a mano en la pintura, o bien se hacen pasar por el seno de ésta lle#adas por un transportador. Así, e#identemente, se cubre toda la piea, por lo que es ésta una técnica muy sencilla y económica en general cuando hay que pintar todas las superficies. Por tanto, se utilia para dar las capas de fondo y para pintar pieas pequeEas cuando la pérd pérdid ida a de pintu pintura ra por por sobre sobrerr rroc ocia iado do resul resulte te exces excesi# i#a a si se pint pinta a por roci rociad ado o ordi ordina nari rio. o. Por Por otra otra part parte, e, la cant cantid idad ad inne innece cesa sari ria a de pint pintur ura a pued puede e hace hacerr antieconómico antieconómico este procedimiento procedimiento cuando sólo algunas algunas de las superficies superficies necesitan realmente pintura, o bien cuando bastan unas capas muy tenues y uniformes de algunas de las imprimaciones modernas, especialmente en ob%etos grandes como carr carroc ocerí erías as de autom automó# ó#ilil.. 6tra 6trass dificu dificultltade adess de la técn técnic ica a de inmer inmersió sión n son son la tend tendenc encia ia de la pint pintur ura a a corr corrers erse, e, produ produci cien endo do así así una una super superfifici cie e de aspe aspect cto o ondulante, ondulante, y la "ltima gota de pintura que suele quedar en el punto de escurrimiento escurrimiento más ba%o. $s además imprescindible que la pintura contenida en los tanques de inmersión se mantenga ininterrumpidamente agitada y sea de #iscosidad uniforme. !a #intura #or rociado sea probablemente el proceso de pintura más utiliado1 ello debido a su #ersatilidad y economía de material. $sta es pul#eriada neumáticamente, por presión mecánica o electrostátic electrostáticamente. amente. !a aplicación puede ser manual o automática. $n el primer caso, la pul#eriación pul#eriación puede ser neumática o mecánica mecánica y la rociada se proyecta sobre la piea con una pistola mane%ada a mano. $l operario debe actuar con una destrea considerable para conseguir un cubrimiento adecuado sin que la pintura Rse corraS o RchorreeS hacia aba%o. Por tanto, si se siguen los métodos tradicionales, sólo una película muy tenue puede depositarse cada #e, normalmente de no más de ,7 mm. $n consecuencia, usualmente deben aplicarse #ari #arias as manos manos,, con con tiem tiempo poss inte interm rmed edios ios para para secado secado.. $n el rociado en caliente pueden aplicarse en una operación capas más espesas. $n esta técnica la pintura se rocía en caliente. $s e#idente que la pintura por rociado a mano es cara desde el punto de #ista de la mano de obra y, por tanto, se sustituye por métodos automáticos siempre que es posible. !a instalación automática más simple consiste en un transportador de cadena que lle#a las pieas a lo largo de una sucesión de rociadores. in embargo, si se emplean rociadores normales, los resultados no son siempre satisfactorios, ya que una buena cantidad de la pintura puede desperdiciarse y cuesta conseguir un cubrimiento uniforme. $n la pintura por rociado ya se han empleado con éxito robots.
$stos se programan para que rocíen siguiendo un patrón, conectándose y desconectándose seg"n las porciones, o pieas, a pintar. Así se elimina la presencia de personal de un ambiente desagradable e insano. )esultados muy buenos se consiguen con la pintura por rociado electrostático manual o automático. $n este caso, la pistola pul#eria neumáticamente la pintura, comunicando comunicando a las partículas una carga electrostática electrostática y una #elocidad considerable. considerable. !as partículas pul#eriadas son atraídas por la piea, que está conectada a tierra, y en ella se depositan. +on una regulación adecuada, se consiguen rendimientos del B al 5*. $n un segundo procedimiento, no neumático, la pintura se hace entrar en el interior de un cono o disco que gira rápidamente y que constituye uno de los electrodos de un circuito electrostático de hiper#olta%e. $l giro de éste hace que la pintura fluya hacia su perímetro merced a la fuera centrífuga. +uando la película tenue de pintura alcana el borde y es entonces proyectada y dispersada, las partículas se cargan electrostáticamente y se pul#erian sin necesidad de presión neumática. +omo la piea es el otro electrodo del circuito, a ella se transfiere la pintura, al igual que en el procedimiento antes descrito. !as #enta%as primordiales de esta técnica son que, al usarse aire a presión para pul#eriar, se pierde menos rociada, la instalación para neutraliar las emanaciones es menos cara y el rendimiento en la aplicación de la pintura es más alto, llegando éste hasta el LL/. +on los sistemas automáticos de pintura por rociado es a menudo necesario hacer algunos retoques manuales donde el cubrimiento no es del todo uniforme. Además, la pintura tiende a ir hacia el borde o superficie más cercano, dificultando pintar las conca#idades hondas. !a piea, por supuesto, debe ser electroconductora. !a pintura #or deposición galvánica es el a#ance fundamental fundamental más reciente en el terreno de la aplicación de pintura. Permite alcanar el grado de economía de la pintura por inmersión ordinaria, pero sal#a sus incon#enientes pues produce capas más más tenu tenues es y unif uniform ormes es y cubri cubrimi mien ento toss me%o me%ore ress en los hueco huecoss inter interno nos. s. !as panículas de pintura, en un sol#ente acuoso, reciben una carga electrostática merced a la aplicación de una tensión eléctrica continua entre el depósito 2cátodo0 y la piea 2ánodo0. !as pieas, conforme entran y atra#iesan el depósito, atraen las partículas de pintura, las cuales se depositan en un cubrimiento uniforme y tenue de ,7 a ,C mm de espesor. +uando la capa alcana el grosor deseado, que se determina regulando las condiciones, ya no se deposita más pintura. $l agua contenida en la
película es extraída por electro-ósmosis, de%ando un cubrimiento compuesto por más de un L/ de resinas y pigmentos. $ntonces, las pieas se sacan del depósito de inmersión, se en%uagan con agua rociada y se estufan durante unos 7B minutos a unos @L+. !a deposición gal#ánica se adapta especialmente bien a la aplicación de la capa de fondo a estructuras estructuras metálicas metálicas complicadas, como son las carrocerías carrocerías de automó#il, en las que importa una buena resistencia a la corrosión. !a llegada de la pintura hasta las onas más recónditas puede facilitarse colocando electrodos en puntos estratégicos de las pieas. Además, como el sol#ente es agua, no hay peligro de incendio, como es el caso cuando se emplean depósitos de gran superficie llenos de las imprimaciones de inmersión normales. !a deposición gal#ánica se adapta fácilmente a una cadena de producción con transportador.
Sec# Sec#do do.. !a mayoría de las pinturas y esmaltes que se emplean en fabricación requieren de 7 a 7C horas para secarse a las temperaturas ambiente normales. Hsto no es, e#identemente e#identemente,, práctico. A temperaturas temperaturas de @7B a 75BT+, pueden secarse en 7 minutos a una hora. Por tanto, acostumbra a efectuarse algo de secado a temperatura ele#ada, bien en horno o, más frecuente, en un t"nel o panel de lámp lámpar aras as infr infrarr arro% o%as as.. $sto $sto "ltim "ltimo o supo supone ne una una in#e in#ers rsió ión n rela relatiti#am #amen ente te ba%a, ba%a, no demasiado espacio y es muy flexible.
B Re& Re&e, e,imi imie!, e!,o o #!,ico" #!,ico""oi "oi&o &o Re&e,. Me,lico 9randes cantidades de pieas metálicas reciben cubrimientos anticorrosi#os por inmersión en ciertos metales fundidos. >e éstos, los más utiliados son el cinc, el estaEo y una aleación de plomo y estaEo.
'
$l galvan galvaniza izado do en ba+o ba+o calie caliente nte es el procedimiento más utiliado para
pro#eer al acero de una capa protectora. !as pieas, o chapas, una #e limpias, se decapan sumergiéndolas en una solución de cloruro de cinc y ácido clorhídrico. !uego se sumergen en un baEo de cinc fundido. $l cubrimiento de cinc resultante es complicado y consta de una capa de 3en 7 en contacto con la superficie del metal, una capa intermedia de 3en y una capa exterior de cinc puro. !a gal#aniación en baEo caliente proporciona una buena protección anticorrosi#a. 2!a #o gavanizado sir#e a la #e, para designar el cubrimiento de pieas metálicas con una capa anticorrosi#a de cinc y para referirse a la aplicación de cualquier re#estimiento metálico por electrólisis. $n este "ltimo sentido merece la pena, para e#itar confusiones, emplear el término galvano#lastia.)
$l espesor del cubrimiento debe controlarse, pues si es excesi#o, puede agrietarse o descortearse. +on los tratamientos adecuados el aspecto del gal# gal#an ani iad ado o pued puede e hace hacers rse e #ari #ariar ar entre entre limi limite tess ampl amplís ísimo imos. s. +uan +uando do se gal# gal#an ani ia a corr correc ecta tame ment nte, e, el mate materi rial al pued puede e some somete ters rse e a cur# cur#ad ados os y conformaciones considerables sin per%udicar el re#estimiento. in embargo, el acero efer#escente no debe gal#aniarse. $l esta+a esta+ado do de la ho%alata puede también hacerse por inmersión en un baEo caliente. $l acero, una #e limpio, se sumerge en estado fundido y su superficie adquiere un re#estimiento de estaEo. $n este caso, el acero, antes de entrar en el estaEo fundido, se hace pasar por cloruro de cinc. !uego, cuando sale del bailo de estaEo, pasa por unos rodillos, inmersos en aceite de palma, que eliminan cl exceso de estaEo. in embargo, en la actualidad la mayoría de la ho%alata se obtiene en un proceso electrolítico que produce un estaEado más uniforme con menos gasto de estallo. $l em#lomado es similar al estallado en baEo caliente, pero empleando, en lugar de estaEo puro, una aleación de plomo con un @B al 7 / de estaEo 2aleación terne). $sta operación es, por tanto, más barata que el estaEado y, para ciertos casos, proporciona una protección anticorrosi#a suficiente.
Re&. 5o6#,#do
C E!!e8"ecimie!,o *ume *umero rosa sass pie pieas as de acer acero o se trat tratan an para para prod produc ucir ir en ella ellass una una superficie negra y lustrosa que resista a la oxidación por mo%adura cuando se manipulen. $stos re#estimientos suelen conseguirse con#irtiendo la superficie en óxido de hierro negro. n método consiste en calentar las pieas dentro de una ca%a cerrada llena de producto de cementar consumido, a una temperatura de ;B+ durante una hora y media, y luego enfriarlas bruscamente en aceite. $n otro método se sumergen las pieas en un baEo de sales especiales para ennegrecer calientes a @B +, durante unos quince minutos. n tercer método es calentar las pieas en un horno giratorio de retortas hasta unos C +, para aEadir entonces una pequeEa cantidad de aceite de linaa o de pescado. Pasados unos minutos las pieas se sacan del horno, se desparraman y se de%an enfriar. na #e frías se sumergen en un aceite que retarda la oxidación. $l acabad acabado o bronce bronce de ca+ón ca+ón se consigue calentando las pieas en una retorta con una pequeEa cantidad de carbón piarroso carboniado hasta los C+. +uando las pieas se oxidan, se de%an enfriar hasta unos 5C 35 0 !. $ntonces se agrega una mecla de carbón piarroso con un poco de aceite
carbónico y se contin"a el calentamiento #arias horas. $ntonces se extraen las pieas del horno y se baEan en aceite de esperma.
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>e9armo, $.P. ?ateriales y procesos de fabricación. @LLC. $d. )e#erte .A.
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9uy, A. 3undamentos de ciencia de materiales. @LI. ?c9raQ-
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