El tratamiento y recubrimiento de superficies metálicas permiten darle a su producto el aspecto deseado. Pero lo que es aún más importante, también alargan la vida útil del metal. Alisar la superficie y recubrirla posteriormente permite proteger el metal frente al entorno.
El tratamiento térmico mejora las propiedades mecánicas, alivia tensiones y refina la microestructura de los metales, permitiendo que estos cumplan con los requisitos de rendimiento específicos de una amplia variedad de aplicaciones.
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El recubrimiento en polvo es un método ampliamente utilizado para pintar piezas metálicas y permite aplicar una amplia gama de colores. En este proceso, se aplica electrostáticamente un polvo seco a una pieza metálica.
A continuación, las piezas se someten a un proceso térmico. El curado en horno garantiza que el polvo se adhiera a la pieza. La superficie pintada protege a las piezas de la corrosión y les da un acabado excelente.
La forma tradicional de pintar consiste en aplicar pintura líquida a las piezas. Es el método de tratamiento de superficie adecuado para metales que no admiten las temperaturas requeridas en el proceso de pintura en polvo.
Las pinturas tradicionales tienen una gama más amplia de colores y permiten la aplicación de una capa más gruesa. Además, la pintura líquida es más duradera en las circunstancias en las que el recubrimiento en polvo no puede funcionar.
El galvanizado consiste en recubrir el hierro y el acero con una capa de zinc para ofrecer una protección superior contra la corrosión. El zinc actúa como una capa protectora que resguarda la superficie subyecente y prolonga su vida útil. El proceso de galvanización es económico y permite aplicar un recubrimiento duradero.
Dos de los métodos más comunes de galvanizado son el galvanizado en caliente y el galvanizado electrolítico. En el proceso de galvanizado en caliente, la pieza se sumerge en un baño de zinc fundido; mientras que en el galvanizado electrolítico, el proceso se lleva a cabo mediante una corriente eléctrica y se prolonga hasta que se desarrolla un espesor suficiente de la capa de zinc.
El galvanizado se utiliza comúnmente para los casos en los que el metal necesita ser capaz de soportar entornos hostiles o en aplicaciones estructurales cuando el metal necesita mantener su resistencia durante muchas décadas. El recubrimiento protector garantiza que el metal base va a ser capaz de resistir condiciones difíciles sin comprometer sus propiedades críticas, como la resistencia a la tracción, la elasticidad y la durabilidad. El galvanizado se utiliza ampliamente en la construcción de puentes, barreras de seguridad y equipos de acero de plantas químicas.
El aluminio sin tratar tiene una baja resistencia al desgaste y, al exponerse al medio ambiente, forma naturalmente una fina capa de óxido de aluminio que proporciona protección contra la corrosión. Sin embargo, esta película de óxido formada naturalmente puede debilitarse al reaccionar con ciertos elementos ambientales. La solución para conseguir un mejor nivel de protección es el anodizado.
El anodizado es un proceso electroquímico a través del cual se crea una capa de óxido en la superficie de una pieza metálica. Esta capa protege al material frente al desgaste y al mismo tiempo produce una mejora a nivel estético. En el proceso electroquímico, el producto que se va a recubrir con la capa protectora actúa como ánodo de la celda electrolítica, de ahí el nombre de este método.
El proceso se asocia principalmente con el aluminio; sin embargo, hay muchos otros metales que también son adecuados para el anodizado. Aunque con distintos propósitos, se anodizan metales como el magnesio, el titanio, el circonio, el niobio, el zinc, el hafnio y el tantalio.
En comparación con la galvanoplastia y el recubrimiento en polvo, el anodizado aporta un acabado de primera calidad. Además, con él se puede lograr una gran variedad de acabados diferentes que reproducen fielmente el aspecto de los materiales que imitan.
La galvanoplastia es un proceso a través del cual se deposita mediante electrólisis una fina capa de átomos de metal sobre otro material. Añadiendo a la pieza de trabajo una capa de un metal diferente se pueden mejorar algunas de sus propiedades físicas, mecánicas y químicas.
Además de para mejorar la resistencia a la corrosión y al desgaste, a menudo también se realizan galvanoplastias para mejorar la apariencia del producto (por ejemplo, la galvanoplastia de níquel).
El recubrimiento de óxido negro es un recubrimiento de conversión que mejora la resistencia a la corrosión y la apariencia de las piezas metálicas al formar una capa protectora en la superficie. Se realiza principalmente en metales ferrosos, pero el proceso también está adaptado para el acero inoxidable, el cobre, el aluminio y el zinc. El ennegrecimiento se consigue sumergiendo el metal in un baño químico que, al reaccionar con la superficie, produce un acabado fino y negro. El grado de ennegrecimiento depende del tiempo de inmersión.
Este método es particularmente eficaz para reducir la reflexión lumínica y para darle a las piezas un elegante acabado mate. El óxido negro se utiliza comúnmente en herramientas y componentes automotrices, y aporta un nivel de protección moderado si bien mantiene las dimensiones de las piezas de precisión.
El desbarbado es un proceso de acabado que elimina las pequeñas rebabas que quedan en las piezas metálicas después de las operaciones de mecanizado o corte. Aunque el corte por láser suele dejar bordes limpios en chapas finas, otros métodos de corte pueden no ofrecer la misma calidad. Estas rebabas pueden afectar a la funcionalidad y a la seguridad de los componentes, por lo que el desbarbado resulta crucial para obtener bordes suaves y precisión. Mejora la apariencia de la pieza, reduce la fricción y el desgaste, y minimiza el riesgo de que se produzcan daños.
Dependiendo de la complejidad de la pieza, el proceso puede realizarse de forma mecánica, química o térmica. El desbarbado mecánico es el que se usa más habitualmente para aplicaciones generales. En este proceso, las piezas se colocan en la cinta transportadora de una máquina desbarbadora. El transportador pasa por una serie de cepillos que garantizan una superficie de alta calidad. Las cintas son lo suficientemente anchas para permitir el paso de piezas grandes.
El chorreado y el granallado son procesos de limpieza abrasivos que utilizan partículas a alta velocidad para limpiar, alisar o raspar superficies metálicas. En el chorreado, el material abrasivo se impulsa mediante aire comprimido; mientras que, en el granallado, se impulsa con una rueda centrífuga.
El granallado suele ser más agresivo, si bien esto depende del tipo de medio y de la configuración del proceso. Ambos métodos preparan eficazmente las superficies para aplicar posteriormente recubrimientos, mejorando la adhesión y la resistencia a la corrosión.
El chorreado con microesferas es similar al granallado, si bien utiliza perlas de vidrio u otros medios más blandos para lograr un acabado más liso. De ahí que sea un método adecuado para aplicaciones que requieren un tratamiento superficial más suave, como el pulido o la creación de un acabado satinado en metales.
El electropulido, o pulido anódico, es un proceso electroquímico que utiliza la electricidad para eliminar una capa fina de los metales eléctricamente conductores para alisar así sus superficies. A diferencia del pulido mecánico, el electropulido funciona a nivel microscópico, eliminando asperezas y defectos de la superficie para crear un acabado limpio y reflectante. Sin embargo, habitualmente, se utiliza como proceso de acabado secundario con el fin de complementar el pulido mecánico.
Además de reducir la rugosidad de la superficie, el proceso también mejora la resistencia a la corrosión y limpia las piezas, lo que lo hace ideal para la fabricación de componentes para industrias de alta precisión como la farmacéutica, la industria de procesamiento de alimentos y la industria electrónica. Además, el electropulido ayuda a prevenir el crecimiento bacteriano, lo que lo convierte en una opción ideal para muchas aplicaciones higiénicas.
La pasivación es un proceso posterior a la fabricación y se utiliza para hacer que un material sea pasivo o inerte a las reacciones químicas. Mejora la resistencia a la corrosión del acero inoxidable creando en la superficie una capa de óxido pasiva. Esta película protectora evita la formación de óxido al proteger el metal de factores ambientales como la humedad y el aire.
El proceso implica sumergiar el metal en un baño de ácido suave para eliminar contaminantes y promover la formación de la capa de óxido. La pasivación se utiliza con frecuencia en industrias donde la durabilidad y la limpieza a largo plazo son fundamentales, como en los dispositivos médicos, en los componentes para el procesamiento de alimentos y en la industria aeroespacial.
El decapado es un proceso de tratamiento químico que elimina impurezas superficiales como herrumbre, cascarilla y óxidos de metales como acero, acero inoxidable y aluminio, entre otros. La pieza de metal se sumerge en una solución ácida llamada licor de decapado, que elimina estos contaminantes dejando una superficie limpia y brillante.
El decapado se utiliza a menudo antes de procesos como el galvanizado, la galvanoplastia o el recubrimiento para garantizar una adhesión óptima y un rendimiento a largo plazo. Es esencial para garantizar la longevidad y la resistencia a la corrosión de los metales en entornos agresivos.
El recocido se utiliza para reducir la dureza y aumentar la ductilidad y tenacidad de distintos tipos de aceros, del hierro fundido, del aluminio y de distintos tipos de aleaciones. Consiste en calentar la pieza de trabajo por encima de su temperatura de recristalización.
El recocido suele realizarse una vez que el producto ha sido sometido a operaciones mecánicas (como plegado, conformado, laminado, rectificado o trefilado, entre otras) que han endurecido el metal y lo han vuelto frágil. De este modo, es un material difícil de procesar más y propenso a agrietarse. Por lo tanto, el recocido se utiliza para devolver el metal a su estado previo al trabajo y hacerlo más apto para las operaciones posteriores.
También se utiliza como operación final de tratamiento térmico para aliviar tensiones internas y mejorar la vida útil de la pieza y su rendimiento en servicio. Además, el recocido también puede ablandar las zonas afectadas por el calor de la soldadura y mejorar la conductividad eléctrica.
El normalizado es en realidad un tipo de proceso de recocido en el que los metales se enfrían a temperatura ambiente en lugar de hacerlo a una velocidad controlada dentro de un horno. Por lo tanto, los beneficios y los casos de uso del normalizado suelen ser similares a los del recocido: mayor ductilidad y tenacidad acompañadas de una menor dureza.
En aplicaciones para las que se necesitan estas propiedades, el normalizado es una forma relativamente rápida y asequible de lograrlas, ya que el proceso requiere un menor tiempo de permanencia en el horno. En la mayoría de los casos, si los componentes no van a estar sometidos a cargas pesadas, el proceso de normalizado resulta suficiente.
En el caso de aceros de baja aleación y de aceros suaves, las mejoras de las propiedades del material que se producen con el recocido y con el normalizado son casi idénticas.
El revenido es un proceso de tratamiento térmico en el que los componentes se calientan y se mantienen a una temperatura establecida por debajo del punto crítico durante un tiempo determinado. A continuación, los componentes se enfrían al aire a temperatura ambiente.
El revenido se realiza con mayor frecuencia después de procesos de endurecimiento en los que el material se calienta por encima de su temperatura crítica superior y posteriormente se enfría rápidamente. Para reducir la fragilidad y restaurar la ductilidad, los metales se vuelven a calentar, esta vez a temperaturas más bajas. Esto ayuda a lograr un equilibrio entre dureza y ductilidad.
Los metales revenidos son adecuados para aplicaciones que requieren cierto grado de flexibilidad en sus componentes. En teoría, el revenido puede aplicarse a una amplia variedad de metales; sin embargo, generalmente, se asocia con el acero al carbono, ya que tan solo unos pocos metales reaccionan a este método de tratamiento térmico de la misma manera que el acero.
El temple es un proceso de enfriamiento rápido utilizado para endurecer los metales después de calentarlos a una temperatura específica por encima del punto de recristalización, pero por debajo del punto de fusión, con el fin de permitir la reestructuración del grano. Al sumergir el metal calentado en un medio de enfriamiento, como el agua, el aceite o el aire, el temple fija el material en un estado más duro y duradero.
Este proceso aumenta la durabilidad y la resistencia al desgaste de los componentes, por lo que resulta ideal para aplicaciones que requieren altas prestaciones. El temple se emplea habitualmente en herramientas, componentes de maquinaria y elementos estructurales. Para dotar al material de determinadas propiedades, el temple suele ir seguido de otros tratamientos técnicos, como el revenido.
El endurecimiento por precipitación, o envejecimiento, es una técnica de tratamiento térmico utilizada para aumentar el límite elástico de los materiales maleables, como algunas aleaciones de aluminio, níquel y acero. Generalmente, se aplica después del endurecimiento por temple, y consiste en calentar el metal a una temperatura alta y luego enfriarlo lentamente. Aunque a primera vista el revenido y el envejecimiento puedan parecer similares, desde un punto de vista termodinámico son procesos muy diferentes, ya que se aplican a distintos tipos de metales, y dan lugar a propiedades diferentes según el tiempo y la temperatura a las que se realizan.
El endurecimiento por envejecimiento provoca la formación de pequeñas partículas, o “precipitados”, en la estructura del material, lo que bloquea el movimiento de dislocaciones, y aumenta su dureza y resistencia. Es ideal para componentes que necesitan tanto durabilidad como resistencia a la fatiga. El envejecimiento puede mejorar la resistencia a la oxidación y la corrosión de algunas aleaciones.
El proceso de cementación se emplea para endurecer la superficie de un metal manteniendo al mismo tiempo su núcleo blando. Este proceso permite combinar en una sola pieza las mejores propiedades de un metal blando y de un metal duro.
Un material blando tiene una resistencia al impacto superior a la de un material duro. Posee mayor tenacidad, ductilidad y resistencia, pero no tiene suficiente resistencia al desgaste. Una buena resistencia al desgaste resulta fundamental para evitar la degradación de un material como consecuencia de la abrasión o la fricción. Mediante el endurecimiento selectivo de la superficie exterior de un material, se minimiza el desgaste del material pudiendo mantener al mismo tiempo el resto de propiedades deseadas.
Si tiene suficiente contenido de carbono, solo es necesario calentar y enfriar la pieza. Pero si el contenido de carbono es bajo o se requiere una dureza extrema, entonces es necesario añadir elementos como carbono (carburación) y nitrógeno (nitruración) a la superficie del material.
La nitruración es un proceso de endurecimiento superficial que introduce nitrógeno en la superficie del metal por difusión, formando una capa dura y resistente al desgaste. El proceso se realiza a temperaturas relativamente bajas, lo que favorece una excelente estabilidad dimensional y una mínima distorsión de la pieza tratada.
La nitruración se utiliza habitualmente en componentes de acero y acero inoxidable que precisan de mayor dureza superficial, resistencia a la fatiga y resistencia a la corrosión.
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Antes de su embalaje y de la entrega en el plazo establecido, las piezas acabadas se verifican conforme a sus especificaciones para garantizar que cumplen los niveles de calidad requeridos.
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