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Recubrimientos .pdf



Nombre del archivo original: Recubrimientos.pdf
Título: Diapositiva 1
Autor: Angeles

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RECUBRIMIENTOS
 Los productos hechos de metal casi siempre están

recubiertos, con pintura, chapeado u otros procesos. Las
razones principales para recubrir un metal son:
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ï‚¡

Proporcionar protección contra la corrosión del sustrato
Mejorar el aspecto del producto, por ejemplo, para proporcionar
un color o textura especificados
Aumentar la resistencia al desgaste y reducir la fricción de la
superficie
Mejorar la conductividad eléctrica
Aumentar la resistencia eléctrica
Preparar una superficie metálica para un procesamiento posterior
Reconstruir las superficies gastadas o erosionadas durante el
servicio.

RECUBRIMIENTOS

CHAPEADO Y PROCESOS AFINES
ï‚— El chapeado implica el recubrimiento de una delgada

capa metálica sobre la superficie de un material del
sustrato. El sustrato por lo general es metálico, aunque
existen métodos para recubrir partes plásticas y
cerámicas.
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1) la protección ante la corrosión.
2) el aspecto atractivo
3) la resistencia al desgaste
4) una mayor conductividad eléctrica
5) mejorar la soldabilidad
6) mejorar la lubricidad de la superficie.

CHAPEADO Y PROCESOS AFINES
 La electrodeposición, es un proceso electrolítico en el cual se

depositan iones metálicos en una solución electrolítica dentro
de una parte de trabajo que funciona como cátodo. El ánodo
está hecho generalmente del metal que se recubre. Se pasa
corriente directa entre el ánodo y el cátodo. El electrolito es una
solución acuosa de ácidos, bases o sales que conduce corriente
eléctrica mediante el movimiento de iones metálicos del
recubrimiento en solución.

CHAPEADO Y PROCESOS AFINES
 En la electrodeposición, el recubrimiento electroquímico se

basa en dos leyes físicas de Faraday: 1) la masa de una
sustancia liberada en electrólisis es proporcional a la cantidad
de electricidad que pasa por la celda, y 2) la masa del material
liberado es proporcional a su equivalente electroquímico (la
razón de peso atómico a valencia). El efecto se resume en la
ecuación:

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V = volumen de metal recubierto, en pulg3 (cm3)
C = constante de recubrimiento en pulg3/A-min (cm3/A-s)
I = corriente en Amperes
t = tiempo durante el que se aplica la corriente, en min (seg)

CHAPEADO Y PROCESOS AFINES
ï‚— En

la electrodeposición, para determinar el espesor
promedio (d), se emplea la siguiente ecuación:

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ï‚¡

d = grosor de chapeado en pulg (cm)
V = volumen de metal recubierto, en pulg3 (cm3)
A = Área de superficie de la parte chapeada en pulg2 (cm2)

CHAPEADO Y PROCESOS AFINES
Electroformado: este proceso es virtualmente
igual que la electrodeposición pero su propósito es
muy distinto. Implica la deposición electrolítica de
metal en un patrón hasta obtener el grosor requerido;
después se remueve el patrón para dejar la parte
formada. Por lo general, las partes electroformadas se
fabrican de aleaciones de cobre, níquel y níquelcobalto.

ï‚— El

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ï‚¡

moldes y dados finos (moldes para lentes, los discos
fonográficos y las placas para estampar e imprimir).
moldes para discos compactos de lectura mediante láser y
discos de video.

CHAPEADO Y PROCESOS AFINES
 La inmersión en caliente es un proceso en el cual un

sustrato metálico se sumerge en un baño fundido de un
segundo metal, tras lo cual, el segundo metal recubre el
primero. El primer metal debe poseer una temperatura de
fusión más alta que el segundo. Los metales de sustrato más
comunes son el acero y el hierro. El zinc, el aluminio, el estaño
y el plomo son los metales de recubrimiento más comunes.
Junto al sustrato normalmente se encuentran compuestos
intermetálicos de los dos metales: en el exterior hay aleaciones
de solución sólida que consisten predominantemente en metal
de recubrimiento. Las capas de transición proporcionan una
excelente adhesión del recubrimiento.

CHAPEADO Y PROCESOS AFINES
 El propósito principal de la inmersión en caliente es la

protección ante la corrosión.
ï‚¡

ï‚¡

1) protección de barrera, para la cual el recubrimiento simplemente funciona
como un escudo para el metal que está debajo
2) protección de sacrificio, en la cual el recubrimiento se corroe mediante un
proceso electro-químico para preservar el sustrato.

ï‚— La

inmersión en caliente recibe diferentes
dependiendo del metal para recubrimiento:
ï‚¡

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ï‚¡

nombres,

Galvanizado: el metal para recubrimiento es el zinc sobre acero o hierro, varía
entre 0.0016 y 0.0035 pulg (0.04 y 0.09 mm).
Aluminizado: se refiere al recubrimiento de aluminio (Al) sobre un sustrato
Estañado: el recubrimiento es estaño (Sn).

RECUBRIMIENTOS POR CONVERSIÓN
 Un recubrimiento por conversión se refiere a una familia de

procesos en los cuales se forma una película delgada de óxido,
fosfato o cromato sobre una superficie metálica mediante
reacción química o electroquímica. Los metales comunes
tratados mediante recubrimiento por conversión son el acero,
el zinc y el aluminio. Sin embargo, casi cualquier producto de
metal puede aprovechar este tratamiento.
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1) protección contra la corrosión.
2) preparación para pintura.
3) reducción del desgaste.
4) permitir que la superficie contenga mejores lubricantes para procesos de
formado metálico.
5) aumentar la resistencia eléctrica de la superficie.
6) acabado decorativo
7) identificación de partes.

RECUBRIMIENTOS POR CONVERSIÓN
 Recubrimientos por conversión química: Estos procesos

operan exponiendo el metal base a ciertos productos químicos
que forman películas de superficie delgadas y no metálicas. En
la naturaleza ocurren reacciones similares; algunos ejemplos
son la oxidación del hierro y el aluminio. En tanto que la
herrumbre destruye progresivamente el hierro, la formación de
un recubrimiento delgado de AlO3 sobre el aluminio protege el
metal base. El propósito de estos tratamientos de conversión
química es conseguir este último efecto.

RECUBRIMIENTOS POR CONVERSIÓN
ï‚— Los dos procesos principales son recubrimientos con fosfatos y

cromatos.
 El recubrimiento con fosfato funciona como una preparación

útil para la pintura en las industrias automotriz y de aparatos
eléctricos pesados.
 Los recubrimientos con cromatos protegen contra la corrosión
y son empleados también con propósitos decorativos, debido a
que pueden ser transparentes o de colores (pardo olivo, el
bronce, el amarillo o el azul brillante).

RECUBRIMIENTOS POR CONVERSIÓN
 Anodizado: es un tratamiento electrolítico que produce una

capa de óxido estable sobre una superficie metálica. Sus
aplicaciones más comunes son en aluminio y magnesio, pero
también se aplica en zinc, el titanio y otros metales menos
comunes. Los recubrimientos por anodizado se usan
principalmente para propósitos decorativos; también
proporcionan protección contra la corrosión. El grosor varía
generalmente entre 0.0001 y 0.003 pulg (0.0025 y 0.075 mm).
Se pueden incorporar tintes en el proceso de anodizado para
crear una amplia variedad de colores. También se pueden
lograr recubrimientos muy gruesos sobre aluminio, mayores de
0.010 pulg (0.25 mm). mediante un proceso especial
denominado anodizado duro.

DEPOSICION FISICA DE VAPOR (PVD)
 La deposición física de vapor (en inglés PVD), se refiere a una

familia de procesos en los cuales se convierte un material a su
fase de vapor en una cámara de vacío y se condensa sobre una
superficie de sustrato como una película muy delgada. Se
emplea en metales, aleaciones, cerámica, compuestos
inorgánicos e incluso ciertos polímeros.
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ï‚¡

ï‚¡

Recubrimientos decorativos delgados sobre partes de plástico y metálicas,
tales como trofeos, juguetes, plumas y lápices, empaques para relojes y
adornos para interiores de automóviles. Los recubrimientos son películas
delgadas de aluminio (de alrededor de 150 nm) aplicadas con laca
transparente para proporcionar un aspecto de plata o cromo satinado.
Recubrimientos antirreflejantes de fluoruro de magnesio (mgf2) sobre lentes
ópticos.
Recubrir herramientas de corte y moldes de inyección de plásticos con
nitruro de titanio (TiN) para que resistan el desgaste.

DEPOSICION FISICA DE VAPOR (PVD)
 Todos los procesos de deposición física de vapor consisten en

los siguientes pasos:
ï‚¡
ï‚¡
ï‚¡

1) síntesis del vapor de recubrimiento.
2) transporte del vapor al sustrato
3) condensación de los vapores sobre la superficie del sustrato.

DEPOSICION QUÍMICA DE VAPOR (CVD)
 La deposición química de vapor. DQV (en inglés CVD), implica

la interacción entre una mezcla de gases y la superficie de un
sustrato calentado, provocando la descomposición química de
algunas de las partes del gas y la formación de una película
sólida en el sustrato. Las reacciones ocurren en una cámara de
reacción sellada. El producto de la reacción (ya sea un metal o
un compuesto) forma un núcleo y crece en la superficie del
sustrato para formar el recubrimiento. Casi todas las
reacciones de CVD requieren calor. Sin embargo, dependiendo
de los productos químicos implicados. las reacciones pueden
ser provocadas por otras fuentes de energía, tales como la luz
ultravioleta o un plasma. La CVD incluye un amplio rango de
presiones y temperaturas: y se aplica a una gran variedad de
materiales de recubrimiento y de sustrato.

DEPOSICION QUÍMICA DE VAPOR (CVD)
ï‚— Se emplea para el recubrimiento de piezas tales como las

herramientas recubiertas con carburo reforzado, las celdas
solares, el depósito de metales refractarios en las hojas de
turbinas de motores a chorro y otras aplicaciones en donde son
importantes la resistencia al desgaste, la corrosión, la erosión y
el choque térmico.

DEPOSICION QUÍMICA DE VAPOR (CVD)
ï‚— Ventajas:
ï‚¡ 1)es posible depositar materiales refractarios a temperaturas abajo de sus
puntos de fusión o sinterizado,
 2) es posible controlar el tamaño del grano,
 3) el proceso se realiza a presión del ambiente normal (no requiere
equipo de vacío) y
 4 ) hay una buena unión del recubrimiento a la superficie del sustrato.
ï‚— Desventajas:
 1) La naturaleza corrosiva y tóxica de los productos químicos (por lo
general, requiere una cámara cenada al igual que equipo de bombeo y
disposición especial).
 2) Ciertos ingredientes para la reacción son relativamente costosos
 3) La utilización del material es baja.

RECUBRIMIENTOS ORGANICOS
ï‚— Los

recubrimientos orgánicos son polímeros y resinas
producidos en forma natural o sintética, generalmente
formulados para aplicarse como líquidos que se secan o
endurecen como películas de superficie delgadas en materiales
del sustrato. Estos recubrimientos se aprecian por la variedad
de colores y texturas posibles, su capacidad de proteger la
superficie del sustrato, su bajo costo y la facilidad con que se
aplican.

RECUBRIMIENTOS ORGANICOS
 Las formulaciones de los recubrimientos orgánicos contienen

lo siguiente:
ï‚¡ 1) aglutinantes, los cuales le dan al recubrimiento sus
propiedades
ï‚¡ 2) tintes o pigmentos, que prestan color al recubrimiento
 3) solventes para disolver los polímeros y resinas y agregar
una fluidez conveniente al líquido
ï‚¡ 4) aditivos.
ï‚— El aglutinante contiene los pigmentos y otros ingredientes en el

recubrimiento, durante y después de la aplicación a la
superficie. Para cada aglutinante existe un solvente específico.

RECUBRIMIENTOS ORGANICOS
 Los aditivos en los recubrimientos orgánicos incluyen a los

dispersantes (para facilitar la dispersión sobre la superficie),
insecticidas y fungicidas, espesantes. estabilizadores de
congelación/deshielo, estabilizadores para calor y luz. agentes
coalescentes. plastificantes. desespumantes y catalizadores
para promover las cadenas transversales. Estos ingredientes se
formulan para obtener una amplia variedad de recubrimientos,
tales como pinturas, lacas y barnices.

RECUBRIMIENTOS ORGANICOS

 Recubrimiento pulverizado: Se aplican como partículas

sólidas y secas v finamente pulverizadas que se funden en la
superficie para formar una película líquida uniforme. Después
de la cual se resolidifican en un recubrimiento seco.
ï‚— Los

recubrimientos pulverizados
termoplásticos o termofijos.

se

clasifican

como

RECUBRIMIENTOS ORGANICOS
 Los polvos termoplásticos comunes incluyen el cloruro de

polivinilo, el nylon, el poliéster, el polietileno y el
polipropileno. Por lo general se aplican como recubrimientos
relativamente gruesos, en el rango de 0.003 a 0.012 pulg (0.08
a 0.30 mm).
ï‚— Los polvos para recubrimiento termofijo comunes son

epóxicos. poliésteres y acrílicos. Se aplican como resinas no
curadas que se polimerizan y forman cadenas transversales
cuando se calientan o reaccionan con otros ingredientes. Los
grosores de recubrimiento están generalmente en el rango de
0.001 a 0.003 pulg (0.025 a 0.075 mm).

RECUBRIMIENTOS ORGANICOS
 Éstos son los dos métodos de aplicación principales para los

recubrimientos pulverizados: 1)aspersión y 2) lecho fluidizado.
 Por aspersión, se aplica una carga electrostática a cada
partícula para atraerla a una superficie de la parte que forma
una tierra eléctrica.
ï‚— El lecho fluidizado es una alternativa de uso menos frecuente
que la aspersión electrostática. En este método, se calienta con
anticipación la parte de trabajo.

EJERCICIO (ELECTRODEPOSICIÓN)
 Se va a recubrir con níquel una parte de acero cuya área de

superficie A = 20.0 pulg". ¿Qué grosor de chapeado promedio
se producirá si se aplican 12 A durante 15 minutos en un baño
electrolítico con cianuro?

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
Caracterización, propiedades y procesos de conformado
(inyección, extrusión, soplado, etc.) de los polímeros.
Formato:
Portada (1)
Resumen (1)
Introducción (1)
Desarrollo (3)
Conclusiones (4)

ï‚— camb8302@hotmail.com
ï‚— APELLIDOS.NOMBRE(S).PROCESOS.POLIMEROS


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