Guía definitiva sobre tratamientos superficiales del metal

 

En ocasiones, le gustaría alterar las superficies de chapa metálica. En tales situaciones, es posible que desee procesar la superficie de metal de diferentes maneras.

Esta guía le ayudará a elegir un proceso adecuado para una calidad superficial superior.

Siga leyendo para obtener más información.

Varias razones pueden hacer necesaria la modificación de las características superficiales de los metales a través del tratamiento. Algunas de estas razones son las siguientes:

  • Mejorar la resistencia a la corrosión.
  • Aumentar la dureza para resistencia al desgaste.
  • Reparar daños en la superficie del metal.
  • Proporcionar ciertas características deseadas a los metales comunes.
  • Por razones estéticas y de belleza.

Tipos de tratamientos de superficies de metal

Algunos de los tratamientos que emplea en las superficies de metal son:

Golpeado de metal

En el golpeado, utiliza un chorro de proyectiles o un enfoque láser sobre la superficie de metal para aumentar su resistencia a la fatiga. El medio abrasivo del chorro golpea la superficie del metal a alta velocidad, causando una deformación plástica mínima útil para mantener la tensión residual.

Ventajas

  • Reduce la tensión residual resultante de los procesos de soldadura, fundición y forja.
  • Facilita el desescamado y la extinción superficial.
  • Mejora la resistencia mecánica del metal.
  • Mejora la resistencia del material al desgaste, la fatiga y la corrosión.

Desventajas

  • Puede requerir un preprocesamiento que puede aumentar el tiempo de proceso.
  • Si se realiza sin cautela, puede causar aspereza no deseada.

Aplicación

  • Utilizado en partes de vehículos como muelles de bobina, ejes y muelles de hojas para resistencia a la fatiga.
  • Fabricación de barras de torsión en equipos industriales.
  • Máquinas de perforación empleadas en operaciones de extracción de combustibles fósiles.
  • Palas de turbina y compresores de alta presión de alto rendimiento.

Metales más adecuados

"La Más recursos:

Rodado metálico

Pulido de metales

El pulido de metales es el tratamiento de superficie metálica menos invasivo y puede ser mecánico o químico. Emplea un material abrasivo para eliminar imperfecciones de la superficie metálica, dejándola suave y brillante. Normalmente comienza con una etapa preliminar que implica una limpieza a fondo seguida de descalcificación y pulido.

Ventajas

  • Deja las superficies metálicas suaves y brillantes.
  • Es un proceso de bajo costo que no requiere operadores especializados.
  • Previene la oxidación y la contaminación de la superficie.
  • Reduce el desgaste de la superficie.

Desventajas

  • Requiere el uso de partículas abrasivas.
  • La superficie resultante no es permanente y puede perder su brillo.
  • Puede necesitar un postprocesamiento después del pulido, como abrillantado, para mejorar la apariencia.

Aplicación

  • Se utiliza en piezas de automóviles, como paneles de carrocería.
  • Los envases farmacéuticos y lácteos emplean el pulido para minimizar la corrosión y la aparición de moho.
  • Utensilios de cocina, como sartenes y ollas de aluminio.
  • Fabricación de reflectores ligeros.

Metales más adecuados

  • Aluminio
  • Latón y bronce
  • Cobre y cobre de berilio
  • Acero inoxidable, aceros al carbono bajos y altos
  • Titanio

Más recursos:
Pulido de aluminio

Pulido de acero inoxidable

Bruñido de metales

El bruñido ennegrece químicamente las piezas metálicas realzando la apariencia y protegiendo la superficie de la corrosión. El metal adquiere un tono brillante de apariencia azul-negra después del ennegrecimiento sin alterar el grosor.
El bruñido emplea acetato de plomo o agua mejorada con acetato de plomo para materiales ferrosos, excepto el acero, o determinados aceites para hierro y acero.

Ventajas

  • Requiere poca supervisión y poco tiempo para ejecutarlo.
  • No implica extracción de material.
  • Como proceso químico, genera poco ruido.
  • La superficie resultante es duradera.
  • No altera las dimensiones de la pieza metálica.

Desventajas

  • La baja tasa de producción no favorece la producción a gran escala.
  • El bruñido no es aplicable para piezas pequeñas.
  • Es difícil de realizar con diseños complejos.

Aplicación

  • Tratamiento de palas de turbina y perfiles alares.
  • Equipamiento para la industria alimentaria y médica.
  • Acabado de herramientas de corte, como amoladoras.

Metales más adecuados

  • Hierro
  • Latón
  • Aluminio
  • Acero al carbono

figura 2 cómo se hace el bruñido de metales

Cómo se realiza el bruñido de metales

Más recursos:
Bruñido de metales

Fosfatación de metales

La fosfatación es un tratamiento para superficies metálicas en el que se modifica químicamente la superficie utilizando cristales de fosfato. Puedes emplear fosfato de zinc, manganeso o hierro para mejorar la resistencia al desgaste y a la corrosión del metal.
Ventajas

  • Ofrece una gran resistencia a la corrosión y al desgaste.
  • Puede funcionar como preparación de superficie para procesos adicionales, como el recubrimiento.
  • La abrasividad de la capa resultante puede funcionar como una capa lubricante al realizar trabajos en frío.

Desventajas

  • La fosfatación es deficiente en metales no ferrosos como el cobre y el latón.
  • El recubrimiento resultante suele ser poroso y requiere relleno.
  • Es un proceso técnico que requiere aplicación especializada.

Aplicación

  • Se utiliza en el pretratamiento de láminas de acero antes de pintar en aplicaciones automotrices.
  • Su uso en armas de fuego es una mejor alternativa para obtener un acabado superior en comparación con el pavonado.

Metales más adecuados

figura 3 operación de fosfatación de metales

Operación de Fosfatización de Metales

Más Recursos:

Recubrimiento de fosfato

Electrochapado de Metales

El electrochapado aplica una capa de metal (ánodo) sobre otra superficie metálica (cátodo) mediante un proceso electroquímico. La capa metálica aplicada generalmente existe en una solución electrolítica con la aplicación de una fuente directa de corriente.

Ventajas

  • Crea una capa de barrera protectora para el metal sustrato contra el desgaste, el calor, el impacto y la corrosión.
  • Produce resistencia a la fricción, especialmente con el niquelado.
  • Aumenta las propiedades del metal sustrato, como la conductividad.
  • Mejora la adherencia entre el sustrato y el recubrimiento, creando una superficie firme.
  • Modifica el grosor de la superficie ofreciendo más protección.

Desventajas

  • El proceso de electrochapado lleva tiempo debido al lento proceso de deposición.
  • El proceso produce residuos que pueden causar contaminación si se desechan descuidadamente.

Aplicación

  • Se encuentra uso en el diseño de joyería para lograr un acabado ornamental.
  • Personalización estética de piezas de vehículos generalmente mediante la adición de cromo.
  • Se utiliza en dispositivos electrónicos para mejorar la conductividad.
  • Fabricación de equipos de conmutación en el sector de las telecomunicaciones mediante la aplicación de oro o paladio.

Metales más adecuados

  • Cinc
  • Cobre
  • Estaño
  • Oro
  • Plata
  • Paladio

figura 4 vista general del electrochapado en el tratamiento de superficies metálicas

Vista General del Electrochapado en el Tratamiento de Superficies Metálicas

Más Recursos:

Electrodepósito

Electrochapado 101

Anodizado de Metales

El anodizado se utiliza comúnmente en aluminio y sus aleaciones, implica inmersión electrolítica y aplicación de corriente externa para producir un recubrimiento resistente. La pieza de trabajo actúa como ánodo, lo que da como resultado una película firmemente unida al sustrato.

Ventajas

  • Las superficies de metal anodizado son altamente duraderas, ofreciéndole una vida útil prolongada.
  • El recubrimiento resultante requiere menos mantenimiento debido a sus impresionantes cualidades resistentes.
  • El anodizado produce un acabado estéticamente agradable con la posibilidad de diferentes colores.
  • El costo general de aplicar y mantener un tratamiento de superficie anodizado es relativamente bajo.
  • Las sustancias empleadas en el anodizado y el propio proceso no son peligrosas.

Desventajas

  • No funciona en acero y está limitado solo a metales específicos, generalmente ciertos grados de aluminio.
  • Al llevar a cabo producciones de gran volumen, es difícil mantener la consistencia.
  • Es poco económico para producciones de pequeño volumen.

Aplicación

  • Revestimiento de exteriores y sistemas de techado para edificios.
  • Electrodomésticos como lavadoras, refrigeradores y microondas emplean aluminio anodizado.
  • Muebles y equipos como mesas, gabinetes de almacenamiento y taquillas.
  • Equipos de la industria alimentaria como parrillas, juegos de quemadores, sartenes y vitrinas.
  • Embarcaciones y vehículos acuáticos como canoas y kayaks.
  • Paneles corporales para aviones y piezas de vehículos como placas de identificación y tapas de ruedas.

Metales más adecuados

  • Aluminio y sus aleaciones
  • Titanio
  • Niobio
  • Zirconio

figura 5 operaciones empleadas en el anodizado

Operaciones Empleadas en el Anodizado

Más Recursos:

Anodizado de Aluminio

Anodizado

Recubrimientos de Conversión

Los recubrimientos de conversión implican la sumersión química o electroquímica de piezas de metal transformando la superficie en una capa delgada, adherente e insoluble. Hay diferentes recubrimientos de conversión que pueden emplear, como el recubrimiento de óxido y el recubrimiento de cromato.

Ventajas

  • Produce un acabado oscuro impresionante que es resistente a la corrosión.
  • Garantiza cambios dimensionales mínimos.
  • Es un tratamiento de superficie duradero.
  • Mejora la calidad de lubricación de la superficie metálica.
  • Su tono oscuro reduce la reflexión.

Desventajas

  • El tono resultante puede cambiar.
  • Algunas aplicaciones tienen problemas de cobertura.
  • La superficie es susceptible al desgaste por manchas agresivas.

Aplicación

  • Las piezas automotrices como los sujetadores del capó emplean recubrimientos de conversión.
  • El recubrimiento de conversión se utiliza en cañones de armas de fuego.
  • Herramientas y equipos para el hogar y jardín como palas y parrillas.

Metales más adecuados

  • Cadmio
  • Estaño
  • Aluminio
  • Cinc
  • Cobre
  • Acero inoxidable

figura 6 recubrimiento de conversión

Recubrimiento de Conversión

Rociado Térmico

El rociado térmico implica calentar y fundir materiales y dispersarlos en la superficie de la pieza de trabajo utilizando aire comprimido. Esto da como resultado un recubrimiento firme con cualidades destacadas relacionadas con la corrosión, el desgaste y la tolerancia al calor.
Ventajas

  • Se pueden emplear diferentes materiales para el rociado térmico, incluyendo metales y no metales.
  • El recubrimiento resultante ofrece una larga vida útil.
  • Los recubrimientos rociados térmicamente son económicos de aplicar.
  • No hay una gran entrada de calor al usar el rociado térmico.
  • Se puede lograr diferentes espesores dependiendo de la aplicación.

Desventajas

  • Recubre completamente el sustrato metálico, lo que dificulta la identificación.
  • El rociado térmico es un proceso costoso que implica equipos costosos.

Aplicación

  • Tratamiento de componentes aeroespaciales como alabes de turbina y cámaras de combustión.
  • Piezas móviles de maquinaria pesada de la industria.
  • Brocas y herramientas utilizadas en la exploración en la industria petrolera.
  • Varillas de pistón hidráulicas y motores eléctricos.

Metales más adecuados

  • Aluminio
  • Molibdeno
  • Hierro
  • Níquel
  • Cromo y cobalto

figura 7 proceso de rociado térmico

Proceso de Rociado Térmico

Deposición de Vapor

En la deposición de vapor, hay deposición de sustancias vaporizadas de elementos deseados en la superficie del sustrato a través de medios químicos o físicos. Existen deposición física de vapor y deposición química de vapor dependiendo del método de aplicación.

  • Deposición Física de Vapor: Involucra la vaporización de sustancias en un vacío utilizando métodos físicos y a través de un proceso de vapor, depositando un recubrimiento delgado.
  • Deposición Química de Vapor: Forma un recubrimiento en la superficie metálica a una temperatura específica a través de una mezcla de gas e interacción superficial.

Ventajas

  • Se adhiere a piezas con superficies internas y complejas.
  • Tolera temperaturas extremas.
  • Forma un recubrimiento duradero que tolera el estrés y la tensión.
  • Puede trabajar con gases precursores para mejorar propiedades como la inercia química y la resistencia.

Desventajas

  • Requiere aplicación a alta temperatura.
  • El enmascaramiento es difícil con este tratamiento de superficie.
  • El tamaño de la pieza de trabajo depende de la capacidad de la cámara de reacción.
  • Es difícil trabajar en piezas grandes.

Aplicación

  • Se usa en dispositivos fotovoltaicos y chips de circuitos integrados.
  • Aplicaciones de detección de gases.
  • Recubrimientos de membrana en plantas de tratamiento de agua como la desalinización.
  • Fabricación mecánica de aeronaves y piezas de transporte.

Metales más adecuados

figura 8 visión general de la deposición de vapor

Visión General de la Deposición de Vapor

Recocido

El recocido es un proceso de tratamiento de superficie que cambia principalmente las características físicas del metal mediante la aplicación de calor. Algunas de las propiedades que cambian incluyen la dureza y la ductilidad, lo que aumenta la facilidad de mecanizado.
En el recocido, se eleva la temperatura de un material por encima de su punto de recristalización, se mantiene allí por algún tiempo y luego se enfría. Se definen este proceso en etapas como la etapa de recuperación, recristalización y crecimiento de grano.
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Algunos procesos de tratamiento de superficies metálicas involucran acciones abrasivas que resultan en la producción de polvo de óxido y/o metal. Un buen sistema de ventilación elimina estas partículas del aire.

3.Hornos y Calentadores

Al llevar a cabo el tratamiento térmico de metales, los hornos o los calentadores pueden provocar explosiones debido a la reacción entre la carga metálica y el medio gaseoso. Además, los hornos y calentadores producen monóxido de carbono cuyo falta de olor y color facilita alcanzar niveles peligrosos.

4.Incendios y Explosiones

Varias sustancias utilizadas en el tratamiento de superficies metálicas son combustibles y capaces de causar explosiones. Por ejemplo, se utilizan tanques de oxígeno y gas como combustible en los tratamientos térmicos.

5.Calor

El calor generado por los hornos y calentadores utilizados en el tratamiento de superficies metálicas puede causar daños mediante la exposición sostenida.

  • Níquel y Cromo

Los baños galvánicos utilizados en el electroplateado de metales contienen trazas de níquel y cromo que representan un peligro. Estos elementos pueden causar irritación en la piel, úlceras e incluso quemaduras al entrar en contacto.

Conclusión

En KDM, le ayudaremos a obtener el mejor acabado de superficie para su superficie metálica única. Nuestros procedimientos no solo mejoran el acabado de la superficie metálica, sino que también mejoran la apariencia estética.

Para cualquier pregunta o consulta sobre tratamientos superficiales en metales, contáctenos ahora.

Más recursos:

Guía de Fabricación de Chapa Metálica – Fuente: KDMFAB

Acabado de Chapa Metálica: Fuente: KDMFAB

Tratamiento Superficial en Metales – Fuente: KTC

Tratamiento Superficial de Metales 101 – Fuente: MachineMFG

Tratamiento de Superficie de Metales – Fuente: Science Direct

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