Recubrimientos Metalicos

Recubrimientos metálicos

El fin más frecuente e importante de los recubrimientos metalicos es el de proteger a otros metales de la corrosión. Otros usos son: lograr un conjunto de propiedades diferentes que no están reunidas en un metal solo o fines decorativos.

La mayoría de los metales, expuestos a la acción del ambiente, sufren transformaciones físicoquímicas que los degradan, reducen su utilidad y llegan a destruirlos. Los fenómenos que originan estos cambios se agrupan en el concepto de corrosión

En la mayor parte de los casos, la aplicación de un recubrimiento metalico tiene por finalidad proteger de la corrosión a otro metal más barato. Para ello, lo más eficaz es elegir como protector a otro situado en la serie de fuerzas electromotrices por encima del que se va a proteger. En el caso particular del hierro, p. ej., son el aluminio, el zinc y, en la mayoría de las condiciones, el cadmio los que mejor lo protegen.

Tiene poca importancia que queden sin recubrimientos pequeñas zonas: poros, rayas, bordes de chapas finas.Puede ocurrir, sin embargo, que por exigencias de dureza, de resistencia al desgaste mecánico, de aspecto decorativo o de conductividad eléctrica, se prefiera un metal (níquel, estaño, cobre, plata, oro) o aleación (acero inoxidable, metal monel, etc.), que aun estando por debajo del hierro en la serie de fuerzas electromotrices presente, por su tendencia a la pasivación, mayor resistencia a la corrosión. Entonces es importante que el recubrimiento no presente poros ni otros defectos que dejen el hierro al descubierto, pues, al comportarse éste anódicamente con respecto al que forma el recubrimiento, la corrosión en dichas zonas sería más intensa que si no estuviera recubierto.

En el valor protector influyen, por consiguiente, el método de aplicación y el espesor de la película protectora.

métodos de aplicación más importantes

Inmersión en metal fundido.

Consiste en sumergir el metal que se va a recubrir en otro metal de menor punto de fusión, en estado fundido. La aplicación más importante la constituye el recubrimiento de objetos, chapas, barras y alambres de acero con zinc, y el recubrimiento de acero, cobre y latón con estaño. En menor extensión se aplica también por este procedimiento el aluminio, para el que resulta necesario efectuar el recubrimiento en atmósfera de hidrógeno. En este proceso hay que regular la temperatura y el tiempo para lograr cierta disolución del metal que se va a recubrir, en el metal fundido, con objeto de que se forme una capa intermedia de aleación de ambos metales que dé lugar a una buena adherencia del recubrimiento, pero el espesor de la capa de aleación no debe ser tan grande que origine una película frágil. Los espesores que se obtienen por este procedimiento son relativamente gruesos comparados con los que se obtienen por otros métodos, y presentan menos poros. Sin embargo, tanto el espesor como la uniformidad del recubrimiento son difíciles de regular.

Cementación.

Consiste en calentar a temperaturas relativamente altas el metal que se va a recubrir, estando rodeado por otro metal, en polvo, que se difunde originando la película protectora. Así se aplican sobre el acero el wolframio, cromo, vanadio, cobalto, titanio, molibdeno, tántalo y otros.

Laminación.

Consiste en laminar juntos los lingotes superpuestos de dos metales. La presión provoca la aleación y adherencia. Así se obtienen láminas bimetales con propiedades que no se encuentran juntas en un solo metal.

Proyección de metal fundido.

En una «pistola» de oxígeno y acetileno se funde un alambre, y el metal fundido se proyecta con aire o un gas inerte comprimido sobre el objeto. El recubrimiento es económico pero más poroso que el obtenido por otros métodos.

Preparación de las superficies.

Para todos los procedimientos es requisito fundamental que las superficies a recubrir estén exentas de grasas, óxidos, suciedad y materiales extraños, lo que se consigue con el desengrasado, decapado, tratamiento con chorro de arena y granalla, etc.

Galvanizado.

Galvanizado electroquímico.

Es el proceso electroquímico por el cual se puede cubrir un metal con otro. Se denomina galvanización pues este proceso se desarrolló a partir del trabajo de Luigi Galvani, quien descubrió en sus experimentos que si se pone en contacto un metal con una pata cercenada a una rana, ésta se contrae como si estuviese viva, luego descubrió que cada metal presentaba un grado diferente de reacción en la pata de rana, por lo tanto cada metal tiene una carga eléctrica diferente.

La función del galvanizado es proteger la superficie del metal sobre el cual se realiza el proceso. El galvanizado más común consiste en depositar una capa de zinc sobre hierro; ya que, al ser el zinc más oxidable, menos noble, que el hierro y generar un óxido estable, protege al hierro de la oxidación al exponerse al oxígeno del aire. Se usa de modo general en tuberías para la conducción de agua cuya temperatura no sobrepase los 60 °C ya que entonces se invierte la polaridad del zinc respecto del acero del tubo y este se corroe en vez de estar protegido por el zinc. Para evitar la corrosión en general es fundamental evitar el contacto entre materiales diferentes, con distinto potencial de oxidación, que puedan provocar problemas de corrosión galvánica por el hecho de su combinación. Puede ocurrir que cualquiera de ambos materiales sea adecuado para un galvanizado potencial con otros materiales y sin embargo su combinación sea inadecuada, provocando corrosión, por el distinto potencial de oxidación comentado.

Otros procesos de galvanizado muy utilizados son los que se refieren a piezas decorativas. Se recubren estas piezas con fines principalmente decorativos, la hebillas, botones, llaveros, artículos de escritorio y un sinfín de productos son bañados en cobre, níquel, plata, oro, bronce, cromo, estaño, etc.. En el caso de la bisutería se utilizan baños de oro (generalmente de 18 a 21 quilates). También se recubren joyas en metales más escasos como platino y rodio.

Galvanizado por inemersion.

Consiste en sumergir el material que se desea recubrir en un crisol de zinc fundido, la reacción de difusión entre los metales da como resultado la formación de una barrera impermeable que protege a las superficies metálicas del medio ambiente.

Un acero desprotegido tiene un promedio de vida útil de tan solo dos años antes de que se afecte su funcionalidad o integridad estructural, en cambio los recubrimientos galvanizados obtenidos en instalaciones apropiadas, generalmente duran como minimo diez años sin necesidad de mantenimiento alguno, incluso en las peores condiciones atmosféricas.

Un recubrimiento que se acaba de hacer presenta generalmente un aspecto brillante, el cual con el tiempo va desapareciendo debido a la reacción del contacto del zinc con el aire del ambiente el cual da lugar a la formación de una fina capa de hidróxidos básicos del zinc de color gris metalico mate, que se conoce como capa de pasivacion y que constituye una barrera que aisla la superficie del zinc del medio ambiente.

Recubrimiento de cromo.

El cromo es un metal que, salvo en algunas ocasiones muy especiales, puede emplearse puro, dado que en estado original es duro, quebradizo, resulta difícil de trabajar en frío y en caliente se oxida; por esta razón en la mayoría de los casos se encuentra aleado, principalmente con hierro, elemento que mejora su dureza y resistencia a la corrosión.

Precisamente, integrado en aleaciones aporta a la conformación de materiales eficientes como el acero inoxidable que contiene entre un ocho y doce por ciento de cromo y que le da su característica de resistencia a la oxidación y el nicrom o cromoniquel, aleación de cromo, hierro y vanadio, empleado para fabricar resistencias eléctricas y herramientas de alta calidad.

Pero tal vez es uso más común, fuera de su aporte en aleaciones, es como elemento principal en un proceso electroquímico llamado cromado, en el que este material se fija a distintas superficies que van desde metales hasta plásticos, para mejorarles su apariencia y otorgarles mayor resistencia y durabilidad. Dicho procedimiento se divide industrialmente en dos líneas: cromo decorativo y cromo duro, cada uno establecido para resolver necesidades muy específicas.

El cromado decorativo.

tiene como fin dar belleza a instrumentosmusicales, accesorios decorativos y piezas demobiliario, y consiste en recubrir con finas capas de cromomateriales metálicos o plásticos, previamente cubiertos decobre o níquel, para que mejoren su aspecto. Este tipo de cromado hace que las piezas se vean vistosas, que tengan un color más azulado y reflectante que el producido por el níquel, y que adquieran propiedades anti-corrosivas, para proteger el metal de factores medioambientales externos.

El cromo duro.

Está orientado a piezas que deben soportar grandes esfuerzos de desgaste, que necesitan una protección eficiente contra la corrosión y que además, por su función, deben ser precisos, como los asientos de válvulas, cojinetes, cigüeñales y ejes de pistones hidráulicos.

Pasos para el cromado.

El primer paso para cromar está en preparar el material base, es decir, limpiar el material receptor de forma mecánica a base de chorros de arena, o de forma química utilizando productos

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