La elección del tratamiento de superficie es un problema al que se enfrenta todo diseñador. Existen numerosos tipos de tratamientos de superficie, y un diseñador de alto nivel no solo debe considerar la rentabilidad y la practicidad del diseño, sino también el proceso de ensamblaje e incluso los requisitos ambientales. A continuación, se presenta una breve introducción a algunos recubrimientos de uso común para fijaciones, basados en los principios mencionados, para que los profesionales en el sector puedan consultarlos.
1. Electrogalvanizado
El zinc es el recubrimiento más utilizado para fijaciones comerciales. Su precio es relativamente bajo y su aspecto es atractivo. Los colores más comunes son el negro y el verde militar. Sin embargo, su rendimiento anticorrosivo es mediocre, siendo el más bajo entre los recubrimientos de zinc. Generalmente, la prueba de niebla salina neutra del acero galvanizado se realiza en un plazo de 72 horas, y también se utilizan selladores especiales para garantizar que la prueba dure más de 200 horas. Sin embargo, su precio es elevado, entre 5 y 8 veces superior al del acero galvanizado convencional.
El proceso de electrogalvanizado es propenso a la fragilización por hidrógeno, por lo que los pernos de grado superior a 10.9 generalmente no se galvanizan. Si bien el hidrógeno puede eliminarse mediante un horno después del galvanizado, la película de pasivación se daña a temperaturas superiores a 60 °C, por lo que la eliminación del hidrógeno debe realizarse después del galvanizado y antes del pasivado. Esto presenta una baja operatividad y altos costos de procesamiento. En realidad, las plantas de producción generales no eliminan activamente el hidrógeno a menos que lo exijan clientes específicos.
La consistencia entre el par y la fuerza de preapriete de los sujetadores galvanizados es deficiente e inestable, por lo que generalmente no se utilizan para conectar piezas importantes. Para mejorar la consistencia de la precarga de par, también se puede aplicar un recubrimiento con sustancias lubricantes después del recubrimiento.
2. Fosfatación
Un principio básico es que la fosfatación es relativamente más económica que la galvanización, pero su resistencia a la corrosión es inferior. Tras la fosfatación, se debe aplicar aceite, cuya resistencia a la corrosión está estrechamente relacionada con el rendimiento del aceite aplicado. Por ejemplo, tras la fosfatación, se aplica un aceite antioxidante general y se realiza una prueba de niebla salina neutra durante solo 10 a 20 horas. La aplicación de un aceite antioxidante de alta calidad puede tardar hasta 72 a 96 horas. Sin embargo, su precio es dos o tres veces superior al del aceite de fosfatación general.
Existen dos tipos de fosfatación comúnmente utilizados para fijaciones: la fosfatación a base de zinc y la fosfatación a base de manganeso. La fosfatación a base de zinc ofrece una mejor lubricación que la fosfatación a base de manganeso, y esta última ofrece mayor resistencia a la corrosión y al desgaste que el zincado. Se puede utilizar a temperaturas de entre 107 y 204 °C (225 y 400 °F), especialmente para la conexión de componentes importantes, como pernos y tuercas de biela del motor, culata, cojinete principal, pernos de volante, pernos y tuercas de rueda, etc.
Los pernos de alta resistencia utilizan fosfatación, lo que también puede evitar problemas de fragilización por hidrógeno. Por lo tanto, los pernos de grado superior a 10.9 en el sector industrial generalmente utilizan un tratamiento superficial de fosfatación.
3. Oxidación (ennegrecimiento)
El ennegrecimiento con aceite es un recubrimiento popular para sujetadores industriales porque es el más económico y luce bien antes de consumir combustible. Debido a su ennegrecimiento, prácticamente no tiene capacidad antioxidante, por lo que se oxida rápidamente sin aceite. Incluso en presencia de aceite, la prueba de niebla salina solo dura de 3 a 5 horas.
4. Tabique de galvanoplastia
El cadmio ofrece una excelente resistencia a la corrosión, especialmente en ambientes marinos, en comparación con otros tratamientos de superficie. El costo del tratamiento de líquidos residuales en el proceso de galvanoplastia de cadmio es elevado, y su precio es entre 15 y 20 veces superior al del galvanizado de zinc. Por lo tanto, no se utiliza en la industria general, sino solo en entornos específicos. Se utilizan fijaciones en plataformas de perforación petrolera y aeronaves HNA.
5. Cromado
El recubrimiento de cromo es muy estable en la atmósfera, no se decolora ni pierde brillo fácilmente, y posee una alta dureza y buena resistencia al desgaste. El cromado en elementos de fijación se utiliza generalmente con fines decorativos. Rara vez se utiliza en sectores industriales con altos requisitos de resistencia a la corrosión, ya que los elementos de fijación cromados de buena calidad son tan caros como el acero inoxidable. Solo cuando la resistencia del acero inoxidable es insuficiente, se utilizan elementos de fijación cromados.
Para evitar la corrosión, el cobre y el níquel deben recubrirse primero antes del cromado. El recubrimiento de cromo puede soportar altas temperaturas de hasta 650 °C (1200 °F). Sin embargo, también existe el problema de la fragilización por hidrógeno, similar al del electrogalvanizado.
6. Niquelado
Se utiliza principalmente en áreas que requieren anticorrosión y buena conductividad. Por ejemplo, en los terminales de salida de las baterías de vehículos.
7. Galvanizado por inmersión en caliente
La galvanización por inmersión en caliente es un recubrimiento de zinc líquido por difusión térmica. El espesor del recubrimiento oscila entre 15 y 100 μm. No es fácil de controlar, pero ofrece buena resistencia a la corrosión y se utiliza frecuentemente en ingeniería. Durante el proceso de galvanización por inmersión en caliente, se produce una alta contaminación, incluyendo residuos y vapores de zinc.
Debido al espesor del recubrimiento, ha dificultado el atornillado de roscas internas y externas en los sujetadores. Debido a la temperatura del proceso de galvanizado por inmersión en caliente, no se puede utilizar para sujetadores de grado superior a 10.9 (340-500 °C).
8. Infiltración de zinc
La infiltración de zinc es un recubrimiento metalúrgico sólido de difusión térmica a base de polvo de zinc. Presenta una buena uniformidad y permite obtener una capa uniforme tanto en roscas como en agujeros ciegos. El espesor del recubrimiento es de 10-110 μm. El error se puede controlar al 10 %. Su resistencia de adhesión y su rendimiento anticorrosivo con el sustrato son los mejores en recubrimientos de zinc (como el electrogalvanizado, el galvanizado por inmersión en caliente y el Dacromet). Su proceso de procesamiento es libre de contaminación y el más respetuoso con el medio ambiente.
9. Dacromet
No presenta problemas de fragilización por hidrógeno y la consistencia de la precarga de par es muy buena. Sin considerar el cromo ni los problemas ambientales, Dacromet es el más adecuado para fijaciones de alta resistencia con altos requisitos anticorrosivos.
Hora de publicación: 19 de mayo de 2023
