RECUBRIMIENTOS ELECTROLITICOS.  El cromo es un metal muy difícil de trabajar en frío porque es muy duro y quebradizo, en caliente es igual de difícil.

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1 RECUBRIMIENTOS ELECTROLITICOS

2  El cromo es un metal muy difícil de trabajar en frío porque es muy duro y quebradizo, en caliente es igual de difícil porque se oxida con una capa de óxido de cromo dura e infusible. Por estas razones el cromo no se suele emplear como metal puro salvo en ocasiones muy raras, aunque eso sí, entra a formar parte de muchas aleaciones. Especialmente es aleado con el hierro porque mejora su dureza y resistencia a la corrosión. El acero inoxidable contiene entre un 8 y un 12 % de cromo, y es el principal responsable de que sea inoxidable. Muchas herramientas están fabricadas con aleaciones de hierro cromo y vanadio. El cromo cromo níquel se emplea para fabricar resistencias eléctricas. PROCESO DE CROMADO ELECTROLITICO

3  Debido a las dificultades de la metalurgia de cromo cuando es necesario aplicarlo se emplean básicamente dos procedimientos, sputering y recubrimiento electrolítico. El recubrimiento electrolítico con cromo es extensivamente usado en la industria para proteger metales de la corrosión y mejorar su aspecto. También se emplea para restaurar piezas metálicas o conseguir superficies muy duraderas y con bajo coeficiente de rozamiento (cromo duro).  Es una nueva línea de tratamiento que se usa en la actualidad el método de recubriendo de cromado electrónico teniendo en el proceso lo siguiente Mecanizado  Limpieza y preparación del material a recubrir  Desengrasado  Decapado  Recubriendo electrolítico: cromado y des cromado  Retoques, control de calidad del cromado

4 Para esta fase de recubierto electrolítico se sumerge la pieza en un electrolito que posee lo iones del metal a depositar en este caso como el cromo. La pieza a tratar se calienta hasta que alcance la temperatura necesaria para llevar a cabo el recubrimiento. Se somete a la pieza al paso del corriente eléctrico en condiciones definidas de temperatura y densidad dela corriente durante las horas necesarias para conseguir el espesor adecuado, produciéndose una reacción de oxidación – reducción, donde los iones metálicos se reducen y se depositan sobre la pieza tratada dando lugar al recubrimiento dela misma. Posteriormente la pieza es retirado del baño, se lleva para eliminar la solución arrastrada del mismo, compuesta por ácido crómico y ácido sulfúrico que actúan de catalizador y así eliminar el exceso de electrolítico sobrante. RECUBRINTO ELECTROLITICO

5  Los ánodos se fabrican en plomo o mejor en una aleación de plomo-antimonio. También se pueden realizar en grafito. Es conveniente, aunque no imprescindible que el ánodo tenga al menos diez veces más superficie que la de la pieza a recubrir, Para el recubrimiento en cromo duro, cuanto más cerca este el ánodo del cátodo más uniforme es la distribución del cromo. En ese caso se recomienda que ambos estén separados entre 2 y 3 cm. Un ánodo que este trabajando bien debe tener un color  grisáceo de oxido de plomo. Si el ánodo tiene un color amarillento es que se ha formado una capa de cromato de plomo debido a que hay poca densidad de corriente. Conviene sacar los ánodos del electrolito cuando no esté en operación. ANODOS.

6  Para la electrólisis del cromo es conveniente emplear corriente continua filtrada. No es conveniente emplear corriente rectificada de media onda sin filtrar ya que en los momentos en que la tensión es nula el ácido crómico ataca al cromo pasivandolo. Al pasivarse aumenta la resistencia eléctrica del cromo y se disminuye la adherencia de las capas subsiguientes. De igual manera no se deben dejar las piezas a cromar inmersas en el electrolito sin corriente y cuando se sumerjan por primera vez deberán llevar la corriente conectada. VOLTAJE.  El voltaje esta determinado por la configuración de la cuba y los electrodos. Lo que hay que controlar es la intensidad. De cualquier manera el voltaje suele estar por debajo de los 7 voltios. El cromo duro y el cromo brillante son exactamente iguales, lo único que ocurre es que la capa de cromo duro suele ser mucho mas gruesa y se aplican mayores intensidades para que este mayor espesor se consiga antes. CORRIENTE.

7 El voltaje esta determinado por la configuración de la cuba y los electrodos. Lo que hay que controlar es la intensidad. De cualquier manera el voltaje suele estar por debajo de los 7 voltios. El cromo duro y el cromo brillante son exactamente iguales, lo único que ocurre es que la capa de cromo duro suele ser mucho mas gruesa y se aplican mayores intensidades para que este mayor espesor se consiga antes. VOLTAJE.

8 El proceso de fosfatado es aplicado en la trasformación de una superficie metálica en otra con propiedades no metálicas, no conductivas. Cuatro razones principales: Acondicionar la superficie para recibir y retener pinturas y protegerlas de la corrosión. Preparar la superficie para recibir películas plásticas Acondicionar la superficie metálica para operaciones de deformación plástica. Para mejorar la resistencia a la corrosión por la formación de una base porosa para retener ceras y aceites anticorrosivos. FOSFATADO

9 TIPO DE FOSFATOFOSFATOAplicaciones industriales Fosfato de hierroPrevio pintura en talleres de automóvil, piezas industriales, electrodomésticos. Fosfato de zincLíneas de deformación en frío de aceros planos y productos tubulares, trefilado de alambres y varillas. Fosfato de zinc-calcioTratamiento previo al pintado industrial. Fosfato de zinc-níquelTratamiento previo al pintado de bobinas de acero. Fosfato tricatiónicoTratamiento previo en líneas de acero plano para automóvil, línea blanca. Fosfato de manganesoComo tratamiento antifricción en roscas y transmisiones.

10 BASE PARA PINTURA: La vida de la pintura depende de numerosos acores de operación y del sistema de pintura empleada El objetivo del tratamiento de una superficie metálica, antes de la aplicación de la pintura, es prolongar la vida de la misma formando una superficie compatible, pasando de una inestable a otra estable e inerte. Los procesos de fosfatizado han demostrado ser la base de pintura más ampliamente utilizada para el pintado de hierro, hierro galvanizado y aluminio. BASE PARA PLASTIFICADO Y ENGOMADO: La capa de fosfato da una superficie limpia y apta como base para la aplicación de películas plásticas y engomado, protegiendo de la oxidación aquellas áreas que no están cubiertas con plástico o goma. DEFORMACIÓN PLÁSTICA DE METALES Y LUBRICANTES: La película de fosfato actúa también como antifricción por la acción de absorción por capilaridad del lubricante, dando de esta forma características de anti engrane en la fricción de metal con metal. ANTICORROSIVO: Dado que las superficies de hierro son relativamente inestables y propensas a la oxidación y las capas de fosfato son más estables y resistentes, por su estructura no metálica, la absorción y retención de productos anticorrosivos es mejor a la de una superficie no tratada. USO DE CAPA DE FOSFATOS

11 MECANISMO DE LA FORMACIÓN DE LA CAPA DE FOSFATO La mayoría de los fosfatos son insolubles en agua pero solubles en ácidos minerales. Esta es la base de las reacciones de la formación de las capas de fosfato. Los productos comerciales de fosfatizado consisten en un fosfato de metal disuelto en una solución balanceada de ácido fosfórico. Cuando la concentración de ácido en el baño está por encima del punto crítico, el fosfato metálico queda en solución, Pero cuando un metal reactivo es sumergido en la solución fosfatizante, se produce un ataque con neutralización de la interface liquida metal, desprendiendo hidrógeno y precipitando el fosfato, el cual toma el lugar del metal disuelto, incorporando iones metálicos sobre la superficie del metal quedando la capa de fosfato íntegramente adherida al metal. En este respecto, la capa de fosfato difiere de la electrodeposición de metales los cuales están superpuestos al metal.

12 Una relación típica de fosfatizado es la siguiente: Me = (Zn, Mn o Fe) El metal Me reacciona con la acidez fosfórica libre Me + 2H 3 PO 4 Me {H 2 PO 4 ) 2 + H 2 Me (H2PO4)2 es un fosfato metálico primario soluble. Cuando el pH aumenta debido al consumo de ácido libre, en la interface se produce la hidrólisis del fosfato meta estable pasando a la forma de fosfato secundario soluble. Me (H 2 PO 4 ) 2 Me HPO 4 + H 3 PO 4 Como producto de la hidrólisis en la siguiente etapa se forma el fosfato terciario insoluble. 3Me HPO 4 Me 3 (PO 4 ) 2 + H 3 PO 4

13 Están crean una superficie de condiciones no alcalinas, ya que el pintado sobre superficies alcalinas generan pérdida de adherencia a causa de la saponificación de la mayoría de los vehículos de las pinturas. Se logra una relativa uniformidad de la textura de la superficie. incrementa el área de la superficie creando una fuerza de atracción con aumento de adherencia. Produce capilares y micro cavidades creando el enlace necesario entre la pintura y el metal. Protege al metal contra rayaduras o raspaduras. Aísla los metales contra corrosión electroquímica. La mayoría de los efectos de corrosión son naturaleza electroquímica involucrando reacciones de oxidación y reducción. En la reacción oxidación la disolución anódica del acero forma productos de corrosión del hierro y en la reacción reducción, la reducción del oxígeno forma hidróxidos, incrementando el pH sobre el sustrato. Previene la reacción entre las resinas de las pinturas y los metales, tal como el zinc. Frena el corrimiento de la corrosión de las áreas dañadas. FUNCIONES DE LA CAPA DE FOSFATO

14  Los diferentes tipos de capas de fosfatos usados en la industria, en orden de incremento del peso de capa son los siguientes:  fosfato de Hierro  fosfato de Zinc  fosfato de Zinc grueso o pesados  fosfato de Manganeso TIPOS DE CAPA DE FOSFATO

15 FOSFATO DE HIERRO Desengrase – Fosfatizado Temperatura 55 – 65 ° C Enjuague – Agua con renovación constante Temperatura ambiente Sellado – Crómico o No Crómico Secado FOSFATO DE ZINC Desengrase Enjuague – Agua con renovación constante Opcional refinador de cristales Fosfatizado (Fosfato de Zinc) Enjuague – Agua con renovación constante Sellado – Crómico o No Crómico Secado FROCESO DE FOSFATIZADO

16 FOSFATO DE ZINC GRUESO O PESADOS Desengrase Enjuague – Agua con renovación constante Enjuague (opcional) Fosfatizado. Concentración 4 al 5 % 10 a 20 minutos, 70 – 80 °C Enjuague – Agua con renovación constante Neutralizado Lubricado Este proceso se recomienda para piezas que van a ser sujetas a deformaciones, como ser estampado o trefilado FOSFATO DE MANGANESO Desengrase Enjuague – Agua con renovación constante Enjuague con agua caliente con refinación de cristales Fosfatizado. Concentración 6 al 10 %, 70 – 80 °C Enjuague – Agua con renovación constante Sellado – Crómico o No Crómico Secado Este proceso es aplicado solamente sobre piezas de fierro.

17 Rociamiento El fosfato de zinc y fosfato de hierro pueden ser aplicados por rociamiento aunque el fosfatos de Zinc de alto peso de capa es generalmente aplicado por inmersión. La acción mecánica del proceso por rociamiento hace posible que los tiempos de desengrase y fosfatizado sean menores que los de inmersión. En la etapa de fosfatizado, los tiempos de tratamiento rara vez exceden de 60 seg., dependiendo del peso de capa deseada, produciendo un cristal fino y denso. Las aplicaciones por rociamiento dan una gran capacidad de producción, buena limpieza y menor costo de mano de obra y permite el trabajo continuo de pre tratamiento y pintado. MÉTODOS DE APLICACIÓN

18 Inmersión El fosfato de cinc y fosfato de hierro pueden ser aplicados por inmersión. La aplicación por este método requiere 3 a 5 minutos de tratamiento, Los procesos por inmersión son más económicos en el consumo de energía, en el costo del equipo y el mantenimiento del mismo. Las piezas chicas pueden ser procesadas en tambores rotativos sumergidos en la solución fosfatizante. Rociamiento con vapor o aire Cuando las piezas a ser procesadas son demasiado grandes o la cantidad es poca y no se pueden usar los métodos convencionales (rociamiento - inmersión). Se puede aplicar una capa de fosfato por medio de una lanza con vapor a baja presión o aire. Básicamente la lanza posee un sistema de tubo VENTURI, el vapor o el aire pasa por el VENTURI y el vacío creado hace pasar la solución fosfatizante proyectándola sobre la superficie a tratar. Este proceso es a pérdida de la solución proyectada.

19  El enjuague final o sellado de la capa de fosfato se lleva a cabo con una solución de aproximadamente 0,1% por volumen de ácido crómico. Este tratamiento permite la remoción de los residuos de los componentes del baño de fosfatizado y la dureza del agua (calcio y magnesio) y deja la superficie del metal pasivado, aumentando la adherencia y resistencia a la corrosión. Cuando la pintura utilizada es sensible al cromo, se debe dar luego del sellador crómico un enjuague con agua de ionizada. TRATAMIENTO POSTERIOR AL FOSFATIZADO

20  Definición: Tratamiento que consiste en cromar una pieza previamente galvanizada, se realiza por procesos químicos, electro-químicos o térmicos. El tropicalizado es un sellado final de una base de galvanizado. Por sus propiedades, es altamente resistente al agua, por lo que este sellado final es muy utilizado en piezas utilizadas en exteriores. A diferencia de los sellos blancos y azul el tropicalizado no provoca polvo blanco producto de la corrosión del zinc; es hasta perder su aspecto amarillento iridiscente que se comienza a producir este polvo. Esta razón es la que favorece al tropicalizado cuando de resistencia a la corrosión se trata. TROPICALIZADO

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22  Un tratamiento superficial es un proceso de fabricación que se realiza para dar unas características determinadas a la superficie de un objeto. En algunos casos el proceso puede tener la finalidad adicional de lograr que el producto entre en especificaciones dimensionales. Tratamiento superficial

23 Lograr que el material quede perfectamente bañado de todas lascapas anteriores. control de calidad de la materia prima. Tener una buena adhesión de los recubrimientos en el metal. Obtener un espesor ideal para el metal aproximadamente de 0.000025 a 0.000125 cm de espesor. En la actualidad, los acabados se entienden como una etapa de manufactura de primera línea, considerando los requerimientos actuales de los productos. Estos requerimientos pueden ser: Estética: el más obvio, que tiene un gran impacto psicológico en el usuario respecto a la calidad del producto. OBJETIVOS:

24 Liberación o introducción de esfuerzos mecánicos: las superficies manufacturadas pueden presentar esfuerzos debido a procesos de arranque de viruta, en donde la superficie se encuentra deformada y endurecida por la deformación plástica a causa de las herramientas de corte, causando esfuerzos en la zona superficial que pueden reducir la resistencia o inclusive fragilizar el material. Los acabados con remoción de material pueden eliminar estos esfuerzos. Eliminar puntos de iniciación de fracturas y aumentar la resistencia a la fatiga: una operación deacabado puede eliminar microfisuras en la superficie. Nivel de limpieza y esterilidad. Una superficie sin irregularidades es poco propicia para albergar suciedad, contaminantes o colonias de bacterias. Propiedades mecánicas de su superficie Protección contra la corrosión Rugosidad Tolerancias dimensionales de alta precisión

25 Los tratamientos superficiales pueden emplearse, dependiendo de los fines deseados, para: Aumentar o controlar la dureza, obteniendo superficies más resistentes al desgaste o al rayado. Obtener un coeficiente de fricción adecuado en el contacto entre dos superficies, ya sea disminuyéndolo como en un cojinete o aumentándolo como en un freno. Disminuir la adhesión, como en contactos eléctricos en los que se pueda producir un arco eléctrico. Mejorar la retención de lubricantes de la superficie. Aumentar la resistencia a la corrosión y oxidación. Aumentar la resistencia mecánica. Reconstruir piezas desgastadas. Controlar las dimensiones o la rugosidad. Proporcionar características decorativas, como color o brillo. APLICACIONES

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27 Tropicalización es un tratamiento hecho por procesos químicos, electroquímicos, térmicos o de recubrimiento; para proteger el material o la pieza de los efectos del clima tropical (oxidación, u otro tipo de degradación) El tropicalizado es un recubrimiento de apariencia amarillo iridiscente que se obtiene a partir de la aplicación de zn (galvanizado) y la posterior aplicación de un cromado. PROPIDAD:

28 Tratamientos mecánicos Entre los tratamientos mecánicos más comunes están los siguientes: Granallado Impacto con chorro de arena Impacto con láser Bruñido Endurecimiento por explosivo Revestimiento mecánico Tipos de tratamientos superficiales

29 Remoción de material Hay varios procesos para remover material de la superficie, desde la limpieza superficial hasta el decapado, el mecanizado por arranque de viruta o por abrasión o la electroerosión. También existen procesos para eliminar ciertos elementos de una base metálica, como la descarburación o la desfosforación. Tratamientos térmicos superficiales Muchos tratamientos térmicos pueden hacerse a nivel superficial, cambiando las propiedades hasta una profundidad determinada sin afectar al material del interior de una pieza. Algunos ejemplos son: recocido, temple, revenido, maduración y bonificado. Revestimiento o deposición de material Los procesos de revestimiento o deposición de material se emplean para recubrir superficies para obtener unas características determinadas como resistencia al desgaste o a la corrosión, o para reconstruir piezas. La galvanoplastia y la galvanización: son procesos electrolíticos, mecánicos o de inmersión mediante los cuales se adhiere una capa superficial de otro metal resistente a la corrosión. El tipo de metal de la capa protectora suele dar nombre al proceso. Por ejemplo: cincado, con zinc; cobrizado, con cobre; niquelado, con níquel; cromado, con cromo o estañado (obtención de hojalata), con estaño.

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31  La pasivación es un proceso no electrolítico, típicamente usa ácido nítrico para eliminar el hierro libre de la superficie y formar una capa de óxido inerte, protector, que fortalece los metales contra la corrosión y la oxidación; por lo que es un método preferido de control de la corrosión para muchas industrias. La pasivación, comúnmente se re conoce como el tratamiento de la superficie de los aceros inoxidables, con frecuencia con soluciones de ácido o pastas, para eliminar los contaminantes y promover la formación de la película pasiva en una superficie recién creada. Se dice en el ámbito de la ingeniería que un material se convierte en “pasivo” cuando no reacciona o reacciona químicamente muy poco a su entorno, por lo que se ve menos afectado o corroído. La pasivación implica la creación de un “micro-recubrimiento” protector, creado por la reacción química con el material base o a partir de la oxidación natural con el aire en el medio ambiente. PASIVADO

32 El volumen de óxido en relación con el volumen del metal base. El mecanismo de difusión de oxígeno a través del óxido de metal al metal base. Potencial químico relativo del óxido. Dependiendo del tamaño, proporciones y configuración de las piezas a tratar, la pasivación puede realizarse por inmersión en baños de tratamiento o por pulverización. En la industria de la manufactura, la pasivación se emplea ampliamente para la producción de objetos y utensilios metálicos, como por ejemplo instrumentos quirúrgicos, válvulas y conexiones de precisión de acero inoxidable. Factores que determinan el aumento de espesor de la capa de óxido con el tiempo

33  La pasivación sucede cuando el cromo presente en el acero inoxidable entra en contacto con el oxígeno en el aire. Esta reacción química forma una capa pasiva de óxido de cromo, la cuál protege la superficie de acero inoxidable. Para formar una capa gruesa y uniforme de óxido de cromo, la superficie debe estar completamente limpia y libre de cualquier contaminante. La abrasión mecánica, el tratamiento térmico, la soldadura, las sales, los ácidos fuertes y la contaminación galvánica dañan la capa de óxido de cromo y provocan la indeseable oxidación. Para restaurar completamente la resistencia a la corrosión del acero inoxidable y evitar cualquier interferencia con el proceso de pasivación, tanto la decoloración por calor como cualquier otro contaminante deben ser removidos. Importancia de la pasivacion

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35  Método de Saturación: consiste en llenar un recipiente con los ácidos requeridos, bajo las condiciones específicas requeridas para dejar la pieza de inoxidable durante el tiempo que sea necesario.  Método de Impregnación: no requiere una gran cantidad de productos químicos ya que la preparación se realiza a través de la aplicación de una pasta a base de silicatos.  Método Dinámico: se usa para la pasivación de tuberías instaladas y consiste en preparar en un recipiente los productos para el pasivado y hacerlo circular a través de las tuberías por medio de una bomba, controlando el tiempo de aplicación y la temperatura que se alcanza en el retorno. Métodos de pasivación

36  La capa pasiva sobre los aceros inoxidables no es el simple óxido o «cascarilla», que se formaría calentando el acero. Durante el calentamiento la capa pasiva natural transparente aumenta de grosor formando manchas de «termocoloración» y finalmente una cascarilla gris de óxido. La consecuencia de estas capas visibles de óxido es normalmente una reducción de la resistencia a la corrosión a temperatura ambiente. Los componentes de acero inoxidable, como los elementos de hornos, diseñados para funcionamiento a altas temperaturas hacen uso de estos recubrimientos de cascarilla de óxido más gruesos, y resistentes, para la protección frente a la oxidación a altas temperaturas. En cambio, los componentes pensados para condiciones de trabajo a temperatura «ambiente» dependen de una fina «capa pasiva» transparente para la protección frente a la corrosión. Aunque este proceso de pasivado se suele producir espontáneamente, el proceso de formación de la capa pasiva de óxido rico en cromo puede favorecerse en entornos muy oxidantes. El ácido nítrico es extremadamente útil para ello, y su uso está muy extendido en los tratamientos de pasivado de acero inoxidable disponibles comercialmente. Ácidos menos oxidantes, como el ácido cítrico, también pueden ayudar a la formación de la capa pasiva. TRATAMIENTOS DE PASIVADO

37 La secuencia del proceso que se considera más probable es la siguiente: 1. Cuando una gota de agua llega a la superficie del hierro, este se oxida: 2. Con los electrones que se liberan en la oxidación se reduce el oxígeno del aire en el borde de la gota de agua: 3. Los iones que se formaron en el ánodo sufren una oxidación posterior a por el oxígeno y dan lugar a óxidos de hierro: El proceso electroquímico expuesto explica que la corrosión se lleve a cabo rápidamente en medio ácido, ya que los protones actúan de catalizadores (los que se desprenden en la oxidación de Fe(II) a Fe(III), coinciden con los que se necesitan en los primeros pasos). Con el fin de paliar las corrosiones, se han propuesto varios métodos. En general, se trata de estrategias bien diferenciadas: TIPOS DE PASIVADO Existen dos tipos de pasivado de acuerdo con el contenido del acido principal utilizado en la concentración química: pasivado nítrico pasivado cítrico. El nítrico es el más utilizado y el cítrico es considerado un proceso más ecológico PROCESO DE PASIVACIÓN

38  Fuente http://www.vernet.com.mx/Pasivado%202.htmhttp://www.vernet.com.mx/Pasivado%202.htm  Kalpakjian, Serope; Schimd, Steven R. (2002). Pearson educación, ed. Manufactura, ingeniería y tecnología. Gabriel Sánchez García (trad.) (4ªedición). México. ISBN 978-970-26- 0137-1.  https://es.wikipedia.org/w/index.php https://es.wikipedia.org/w/index.php  www.tecowestinhouse.com.mx  https://prezi.com/m/3dunmcnrn-ph/tropicalizado. https://prezi.com/m/3dunmcnrn-ph/tropicalizado