Recubrimientos y tratamientos superficiales para resortes

Existen muchos recubrimientos y tratamientos superficiales para los metales. Algunos se encargan principalmente de prevenir la corrosión, mientras que otros están destinados a mejorar la dureza de la superficie o la resistencia al desgaste. Los recubrimientos también se utilizan para modificar (ligeramente) las dimensiones y para alterar algunas propiedades físicas como la reflectancia y el color. El siguiente cuadro muestra varios tipos de recubrimientos y tratamientos para metales.

Además, puede visitar nuestra página de materiales de resorte para obtener más información sobre cómo seleccionar el material de resorte adecuado para su aplicación. La selección del material de resorte, el acabado y el tratamiento de superficie correctos garantizará que el diseño de su resorte esté optimizado para la aplicación. Un ingeniero de Lee Spring puede ayudarlo con cualquier pregunta técnica.

Electropulido

El electropulido se utiliza para el pulido de piezas metálicas. El principio es el inverso al de la galvanoplastia. La pieza de trabajo se convierte en el ánodo en un electrolito, con un cátodo añadido para completar el circuito eléctrico. En la extirpación resultante, el material se elimina rápidamente de los puntos elevados y ásperos, produciendo una superficie muy lisa y pulida. Este proceso se utiliza principalmente para obtener superficies espejadas a partir de superficies inicialmente muy lisas. Se puede obtener un acabado final inferior a 0,05 µm si la rugosidad superficial inicial (media cuadrática) no excede los 0,18 a 0,20 µm. El electropulido se utiliza para pulir chapas y piezas de acero inoxidable.

Acabado vibratorio

Una máquina de acabado vibratorio es una bañera o recipiente con tapa abierta montada sobre resortes, comúnmente revestida con poliuretano. La acción vibratoria es creada por un motor vibratorio fijado al fondo del recipiente, por un eje o varios ejes con cargas excéntricas impulsados por un motor estándar o por un sistema de electroimanes. La vibración puede ayudar a desbarbar metales, a limpiar piezas o a conseguir un acabado más brillante del resorte.

Los cuencos vibratorios tienen forma de cuenco redondo y constan de un recipiente montado sobre resortes. La acción vibratoria se imparte al recipiente por medio de pesos excéntricos montados en un eje vertical en el centro del recipiente. Cuando se activa, se imparte un movimiento espiral a la masa de piezas y medios. La principal ventaja de los cuencos vibratorios es que pueden incorporar un sistema de separación integral. Para separar las piezas de los medios, se coloca una presa en el canal de modo que las piezas y los medios son forzados a ascender y pasar por la presa. En la parte superior de la presa se dispone una criba por la que pasan las piezas y los medios. Los medios atraviesan la criba y caen de nuevo en el cuenco vibratorio. Las piezas son desviadas de la criba a una tolva de recolección o transportador.

Granallado

El granallado (shot peening) es un método de trabajo en frío en el que se inducen tensiones de compresión en las capas superficiales expuestas de las partes metálicas mediante una corriente de granallado, dirigida a la superficie metálica a alta velocidad en condiciones controladas. Este método se diferencia de la limpieza por chorro de arena en su finalidad principal y en la medida en que se controla para obtener resultados precisos y reproducibles. Aunque el granallado limpia la superficie a tratar, el propósito principal del granallado es aumentar la resistencia al desgaste.

Los medios utilizados para el granallado pueden ser granalla de hierro, acero o vidrio, o bien alambre de acero cortado o de acero inoxidable. La granalla metálica se designa con números en función de su tamaño. Los números de granalla, según la norma MIL-S-13165, varían entre S70 y S780. El número de la granalla es aproximadamente el mismo que el diámetro nominal de los perdigones individuales en diez milésimas de pulgada. La eficacia de la operación de granallado se mide a través de la tira de almen. Se trata de una delgada pieza plana de acero que se sujeta a un bloque sólido y se expone al chorro de granalla, lo que produce una curvatura. La extensión de esta curvatura en una muestra estándar sirve como medio de medición de la intensidad del granallado.

Galvanoplastia

La galvanoplastia, también denominada electrodeposición, implica la creación de una celda galvánica en la que la pieza que se va a recubrir es el cátodo y el material de recubrimiento es el ánodo. Los dos metales se colocan en un baño electrolítico y se aplica una corriente continua del ánodo al cátodo. Los iones del material de recubrimiento son conducidos al sustrato de recubrimiento a través del electrolito y cubren la pieza con una fina capa del material de recubrimiento.

Los aceros, las aleaciones a base de níquel y cobre, así como otros metales, se pueden recubrir fácilmente. Son posibles dos enfoques. Si se galvaniza el sustrato con un metal más noble (menos activo), se puede reducir la tendencia a la oxidación siempre y cuando el chapado permanezca intacto para proteger el sustrato del entorno. El estaño, el níquel y el cromo se utilizan a menudo para galvanoplastia de acero de manera que aumente su resistencia a la corrosión. El cromado también ofrece un aumento de la dureza de la superficie hasta HRC 70, que es superior a la que se puede obtener de muchos aceros aleados endurecidos. Desafortunadamente, cualquier interrupción o daño en el recubrimiento metálico puede proporcionar nodos para la acción galvánica si hay medios conductores (como el agua de lluvia). Como el sustrato es menos noble que el revestimiento, se convierte en el ánodo de sacrificio y se corroe rápidamente. La galvanoplastia con metales más nobles que el sustrato rara vez se utiliza para piezas que se sumergirán en agua u otros electrolitos.

Como alternativa, se puede revestir el sustrato con un metal menos noble para que sirva de ánodo de sacrificio que se corroerá en lugar del sustrato. El ejemplo más común de esto es el acero revestido con zinc, también llamado galvanizado. El recubrimiento de zinc o cadmio se corroerá gradualmente y protegerá el sustrato de acero más noble hasta que el recubrimiento se consuma, tras lo cual se oxidará el acero. El recubrimiento de zinc puede aplicarse mediante un proceso denominado ''inmersión en caliente'' en lugar de galvanoplastia, lo que dará lugar a un recubrimiento más grueso y protector reconocible por su aspecto nacarado. Una advertencia sobre los recubrimientos galvánicos es que puede producirse una fragilización por hidrógeno en el sustrato, causando una pérdida significativa de resistencia. Los acabados galvánicos no deben usarse en piezas sometidas al desgaste. La experiencia ha demostrado que la galvanoplastia reduce severamente la resistencia al desgaste de los metales y puede ocasionar fallas prematuras.

Fragilización por hidrógeno: siempre que se decapa el acero para prepararlo para el chapado o durante algunos procesos de galvanoplastia, el material puede absorber hidrógeno. Aunque se pueden producir grietas en el baño de decapado o chapado, lo más frecuente es que aparezcan cuando los resortes chapados están en uso. El riesgo de fragilización por hidrógeno se agudiza cuando existe (1) una alta concentración de tensiones, (2) una alta dureza Rockwell o (3) un alto contenido de carbono. Los materiales templados son particularmente susceptibles. Para aliviar la fragilidad, los resortes deben hornearse inmediatamente después del recubrimiento para expulsar el hidrógeno del material.

Quimioplastia

La quimioplastia, también conocida como deposición por reducción química, aplica una capa de níquel sobre el sustrato sin necesidad de corriente eléctrica. El "cátodo" del sustrato en este caso (no hay ánodo) actúa como catalizador para iniciar una reacción química que hace que los iones de níquel en la solución electrolítica se reduzcan y se depositen en el sustrato. El recubrimiento de níquel también actúa como catalizador y mantiene la reacción hasta que la pieza se retira del baño. Esto permite desarrollar recubrimientos relativamente gruesos. Los recubrimientos suelen tener un espesor de entre 0,001 y 0,002 pulgadas. A diferencia de la galvanoplastia, la placa de níquel químico es completamente uniforme y penetra en agujeros y grietas. El chapado es denso y bastante duro, con unos 43 HRC. Otros metales también pueden ser depositados químicamente, pero el níquel es el más utilizado.

Recubrimientos químicos

Los tratamientos químicos más comunes para los metales van desde un lavado con ácido fosfórico sobre el acero que proporciona una resistencia a la oxidación limitada y a corto plazo, hasta pinturas de diversos tipos diseñadas para brindar una protección más duradera contra la corrosión. El óxido negro es una opción de menor costo para formar una barrera protectora contra la corrosión sobre diversos tipos de sustratos de acero, acero inoxidable o cobre. El óxido negro también puede opacar superficies donde la reflexión de la luz no es deseable.