Recubrimientos Industriales: Tipos, Características y Aplicaciones

Los recubrimientos industriales son esenciales para proteger materiales y componentes contra la corrosión, el desgaste y otros factores ambientales. A continuación, se describen varios tipos de recubrimientos, sus características y aplicaciones.

1. Galvanizado

El galvanizado es un proceso que implica recubrimientos metálicos activos (anódicos) respecto al acero. Se eligen atendiendo a las diferencias de potenciales. La velocidad de corrosión del Zn es muy lenta porque la relación de las áreas de las superficies anódica-catódica es muy elevada, lo que proporciona una vida útil larga (hasta 40 años) y predecible. La durabilidad de la protección catódica que ofrece el recubrimiento al metal base está limitada por el espesor del recubrimiento.

2. Electrodeposición

La electrodeposición es un recubrimiento electroquímico en el cual se depositan iones metálicos sobre la pieza a proteger. Puede estar asistido por corriente directa de un transformador externo que conecta ánodo y cátodo. También existe la deposición sin electricidad, que se realiza sin fuente eléctrica externa, solo mediante las reacciones electroquímicas de la pila. Generalmente se utiliza para el Ni, o el Cu con fines decorativos.

3. Recubrimientos Orgánicos: Pinturas

Las pinturas son polímeros y resinas que secan o endurecen como películas delgadas sobre los sustratos a proteger.

Características:

• Proporcionan protección contra la corrosión.
• Tienen carácter aislante.
• Contienen inhibidores de la corrosión.
• Pueden sufrir degradación y deterioro, por ejemplo, la radiación UV rompe enlaces C-C y C-H (sobre la resina y sobre los pigmentos).
• Pueden sufrir daño mecánico.
• Pueden absorber agua.
• Pueden verse afectadas por altas temperaturas.

Las partículas de pintura se cargan electrostáticamente y son atraídas a las superficies, produciendo un recubrimiento uniforme, lo que resulta en un alto rendimiento.

4. Rociado Térmico

En el rociado térmico, los materiales del recubrimiento (metales, carburos y otros cerámicos) se aplican fundidos o semifundidos sobre el sustrato, donde se adhieren y solidifican. El recubrimiento tiene una estructura en estratos y puede tener cierta porosidad residual al quedarse gas atrapado entre las gotas durante la solidificación. Es versátil, fácil de manejar, con altas velocidades de producción, automatizable y portátil.

5. CVD (Deposición Química de Vapor)

El CVD implica la interacción entre la superficie del sustrato calentado y una mezcla de gases que produce la formación de una película sólida en el sustrato. Suelen requerir calor.

Ventajas:

• Mejora el acabado superficial de los componentes mecanizados.
• Reduce los costes de mecanizado.
• Reduce la fricción.
• Mejora la resistencia al desgaste.
• Reduce la transferencia de calor.
• Permite mayores velocidades de corte y de alimentación.

Es una técnica muy versátil tanto en sustratos como en recubrimientos, incluyendo recubrimientos de diamantes sin aglutinantes.

6. PVD (Deposición Física de Vapor)

El PVD es una familia de procesos mediante los cuales se convierte un material en fase vapor en una cámara de vacío para que se condense en la superficie del sustrato como una película muy delgada.

7. Comparación: CVD vs. PVD

• Fuente de energía: CVD – térmica; PVD: eléctrica.
• El choque asociado al PVD puede proporcionar esfuerzos residuales de compresión en la superficie.
• Materiales: ambas son versátiles, pero CVD puede exigir altas temperaturas (>1000ºC), lo que es una limitación para aceros. CVD se centra más en carburos cementados.
• Espesores: menores espesores en PVD.
• CVD proporciona mejor cobertura, PVD mejor calidad – menores impurezas.
• Recubrimientos de alúmina: son más eficientes en CVD, en PVD no existe conductividad eléctrica suficiente.

8. Cementación

La cementación es un proceso de endurecimiento superficial en el cual el carbono se disuelve desde la superficie a una temperatura suficiente como para alcanzar la austenización, seguido de un temple y revenido para alcanzar una microestructura martensítica.

9. Nitruración

En la nitruración, el nitrógeno difunde desde la superficie, reacciona y forma nitruros.

Ventajas:

• Alta dureza superficial.
• Mejora de la resistencia al desgaste.
• Mejora del comportamiento a la fatiga y a la corrosión.
• Se realiza entre 500 y 550ºC, NO se necesita temple, lo que minimiza la distorsión y ofrece un excelente control.

Se puede formar una capa frágil, blanca y continua en la superficie, lo cual es una desventaja. Es más caro que la cementación. Antes de la nitruración, el acero se austeniza y se le hace un bonificado, por lo que la temperatura de revenido debe ser superior a la de formación de nitruros con el fin de tener una microestructura del núcleo de la probeta estable durante el tratamiento.