41. Tratamientos superficiales: mecánicos, químicos,
recubrimientos.
A
las piezas se les exige una serie de características superficiales como son:
-
Buen acabado estético
-
Resistente a la corrosión
-
Resistente al desgaste
Según
el agente que se emplee:
- Acción galvánica: en general todos los metales son
electrolíticamente activos en mayor o menor grado. Si en su potencial
electrolítico son lo suficientemente distintos crearán una pila
electrolítica, en presencia de un electrolito conductor (agua de mar). El
metal menos noble se va disolviendo y se deposita sobre el más noble hasta
que desaparece. Esto siempre va a ocurrir cuando dos metales estén
alejados en la serie galvánica.
A
partir de la acción galvánica surgen dos posibilidades:
- Chapado electrolítico: creación intencional de una celda galvánica en
la cual la parte a recubrir es el cátodo y el material de recubrimiento es
el ánodo. Ambos materiales se sumergen en un baño electrolítico y se
aplica una corriente eléctrica directa del ánodo hacia el cátodo. Los
iones del material de recubrimiento se impulsan al sustrato, que es el que
va a recibir el recubrimiento, y así se reviste la pieza con una chapa
delgada del material. Hay que tener en cuenta que el espesor de las chapas
tiene que ser más o menos uniforme (para que pueda penetrar el
recubrimiento). Podemos hacer un recubrimiento con materiales más o menos
nobles.
Chapado con materiales más nobles: Si un metal más noble se deposita sobre el sustrato
puede reducir la tendencia a la oxidación, con la condición de que el
recubrimiento esté bien hecho de forma que no haya ningún agujero, por pequeño
que sea, por donde pueda entrar la corrosión. Para proteger el acero se suele
utilizar Sn, Ni, Cr… Además
el Cromo aumenta la dureza superficial.
Chapado con materiales menos nobles: se puede aplicar como chapa un metal menos noble al
sustrato para que sirva de ánodo de sacrificio y se corroa en lugar del
sustrato. El ejemplo más común es recubrir el acero con Zn
(galvanizado). También se puede usar Cd, que tiene
más duración en entornos corrosivos como agua marina, aire salino…
La experiencia ha demostrado que el chapado
electrolítico reduce considerablemente la resistencia a la fatiga.
- Chapado no electrolítico (sin corriente eléctrica): En este caso el cátodo
del sustrato actúa como catalizador para que los iones de una solución de
Níquel que actúa como electrolito se reduzcan y se depositen sobre el
sustrato. A diferencia del chapado electrolítico, se mete muy bien en los
agujeros y el recubrimiento es denso y duro. Un ejemplo de esto es el
aluminio anodizado. El anodizado crea una capa muy delgada de óxido de
aluminio sobre la superficie. El recubrimiento de óxido de aluminio es autolimitante, en el sentido de que impide que el
oxígeno siga atacando al sustrato. El óxido anodizado es incoloro pero se
le pueden agregar tintes para dar color a la superficie. Es un tratamiento
superficial económico, resistente a la corrosión y distorsión
despreciable. Otros materiales que se pueden anodizar
son el titanio, el magnesio, el cinc…
Una variante del anodizado es el anodizado duro. El
óxido de aluminio es resistente a la abrasión para protegerlas del desgaste. A
veces se recubren piezas con una capa gruesa de óxido de aluminio. Este
recubrimiento excede en dureza al acero más duro.
Recubrimientos químicos:
Los
tratamientos químicos más comunes van desde el ácido fosfórico sobre acero o
ácido crómico sobre el aluminio, que dan resistencia limitada frente a la
oxidación, hasta pinturas de diversos tipos. Las pinturas en un solo componente
protegen menos que las formulaciones epoxi en dos
componentes. Los acabados de esmalte horneado o de porcelana tienen más
duración pero son frágiles