Chapa de hierro galvanizada en caliente electrocincada, aluminizada y aluminio
Con esta selección abordaremos los cuatro sistemas más utilizados en la industria de los llamados sustratos no ferrosos.
En primer lugar, vale aclarar que los primeros tres casos (galvanizado, electrocincado y aluminizado) son tratamientos químicos superficiales para proteger el acero al carbono. Estos materiales se oxidan con mayor facilidad que el hierro, posibilitando que el mismo no sufra corrosión sino su par metálico adherido, llamado así por este motivo “ánodo de sacrificio”. Este método tiene la particularidad que permite una prolongación altísima de protección anticorrosiva del metal ferroso, ya que los óxidos de aluminio y/o zinc tienen como característica ser muy estables, adherentes y no catalizan la reacción de oxidación. Por lo tanto, la química de la pintura estará funcionalmente dirigida a la adherencia sobre estos materiales, aportando al sistema dual una doble protección: metal no ferroso más pintura.
Haremos un análisis de los distintos tipos de protección y de la forma de abordar cada uno con nuestros productos:
En primer lugar, vale aclarar que los primeros tres casos (galvanizado, electrocincado y aluminizado) son tratamientos químicos superficiales para proteger el acero al carbono. Estos materiales se oxidan con mayor facilidad que el hierro, posibilitando que el mismo no sufra corrosión sino su par metálico adherido, llamado así por este motivo “ánodo de sacrificio”. Este método tiene la particularidad que permite una prolongación altísima de protección anticorrosiva del metal ferroso, ya que los óxidos de aluminio y/o zinc tienen como característica ser muy estables, adherentes y no catalizan la reacción de oxidación. Por lo tanto, la química de la pintura estará funcionalmente dirigida a la adherencia sobre estos materiales, aportando al sistema dual una doble protección: metal no ferroso más pintura.
Haremos un análisis de los distintos tipos de protección y de la forma de abordar cada uno con nuestros productos:
GALVANIZADO EN CALIENTE:
Son recubrimientos que se aplican por inmersión de la pieza de acero en el zinc fundido o en sus aleaciones, ya sea en forma continua o en un proceso por lotes. El proceso de galvanizado por inmersión en caliente es uno de los métodos más utilizados para la protección del acero contra la corrosión, éstos recubrimientos tienen muy buena adherencia al metal base gracias a la formación del enlace metálico entre el metal base y el Zinc.
Son recubrimientos que se aplican por inmersión de la pieza de acero en el zinc fundido o en sus aleaciones, ya sea en forma continua o en un proceso por lotes. El proceso de galvanizado por inmersión en caliente es uno de los métodos más utilizados para la protección del acero contra la corrosión, éstos recubrimientos tienen muy buena adherencia al metal base gracias a la formación del enlace metálico entre el metal base y el Zinc.
Dichos recubrimientos están formados por capas de interfases que contienen una serie de compuestos intermetálicos que son frágiles y por lo tanto de baja ductilidad. El procedimiento de galvanización es sencillo, pero los procesos metalúrgicos que tienen lugar durante el mismo son bastante complejos. A la temperatura normal de galvanización (445ºC – 460ºC) el zinc y el acero reaccionan rápidamente. Las piezas se extraen del baño de galvanización cuando se considera que la reacción se ha completado (normalmente después de unos pocos minutos). Aunque el recubrimiento de zinc queda ya formado en este período de tiempo, su estructura sigue evolucionando mientras el material está caliente. La capa de zinc lograda puede oscilar en los 30+-10 micrones. Algunas estimaciones hablan que ésta protección sin agregados resguarda una superficie de acero por 10 años.
ELECTROCINCADO:
Hasta aquí la definición es la misma que la del galvanizado, sin embargo se trata de procesos, resultados y usos diferentes.
El electrocincado es el método de recubrimiento electrolítico de acero más utilizado. Este proceso de recubrimiento garantiza una protección razonable contra la corrosión y una apariencia agradable de las piezas a un costo bajo.
Hasta aquí la definición es la misma que la del galvanizado, sin embargo se trata de procesos, resultados y usos diferentes.
El electrocincado es el método de recubrimiento electrolítico de acero más utilizado. Este proceso de recubrimiento garantiza una protección razonable contra la corrosión y una apariencia agradable de las piezas a un costo bajo.
El recubrimiento también se usa para mejorar las propiedades de corrosión y la resistencia de la pintura. Se lleva a cabo en frío (por eso a veces se llama -erróneamente- galvanizado en frío), la capa de zinc es mucho más fina (2-25 micras en contínuo y 2,5-10 micras en discontinuo) y se utiliza cuando se necesita una menor resistencia a la corrosión y una menor fortaleza mecánica, pero unas cualidades estéticas superiores, motivo por el cual se usa especialmente en aplicaciones de interior.
El proceso en sí consiste en aplicar zinc a la lámina de acero y decapar por electrodeposición. A diferencia de otros revestimientos de zinc, como el pintado con zinc, el proceso de zincado es contínuo y el espesor del revestimiento es mínimo e, al igual que el galvanizado, implica una serie de baños y enjuagados antes del baño de zinc . Este último se realiza en cubas especiales.
El proceso en sí consiste en aplicar zinc a la lámina de acero y decapar por electrodeposición. A diferencia de otros revestimientos de zinc, como el pintado con zinc, el proceso de zincado es contínuo y el espesor del revestimiento es mínimo e, al igual que el galvanizado, implica una serie de baños y enjuagados antes del baño de zinc . Este último se realiza en cubas especiales.
PINTADO DE CHAPAS GALVANIZADAS O ZINCADAS:
La importancia de la protección del acero con zinc para lograr mayor resistencia a la corrosión trajo aparejado una serie de inconvenientes que es importante conocer:
Como observamos en la tabla, debemos tener en cuenta que las pinturas sintéticas sufren problemas de desplaque con el tiempo.
La importancia de la protección del acero con zinc para lograr mayor resistencia a la corrosión trajo aparejado una serie de inconvenientes que es importante conocer:
Como observamos en la tabla, debemos tener en cuenta que las pinturas sintéticas sufren problemas de desplaque con el tiempo.
Esto es debido a que el zinc reacciona químicamente con los grupos grasos de las resinas alquídicas presentes en la pintura, transformándolo en sales grasas (jabones) que con la humedad se disuelve perdiendo la adherencia.
Para evitar este inconveniente lo aconsejado normalmente es no usar pinturas sintéticas. Como otra solución es muy común emplear un “primer” intermedio que forme una capa adherente entre la chapa con zinc y el resto de las pinturas que se aplican, tarea realizada por el Wash Primer. Este último es una pintura vinílica catalizada con ácido fosfórico que al ser aplicada evitaría que la pintura tome contacto con el zinc.
Para evitar este inconveniente lo aconsejado normalmente es no usar pinturas sintéticas. Como otra solución es muy común emplear un “primer” intermedio que forme una capa adherente entre la chapa con zinc y el resto de las pinturas que se aplican, tarea realizada por el Wash Primer. Este último es una pintura vinílica catalizada con ácido fosfórico que al ser aplicada evitaría que la pintura tome contacto con el zinc.
| Tipo | Resistencia a la corrosión (intemperie) | Corte y plegados | Pintura Sintética (alquídicas) | Primer epoxis | Primer Poliuretánico | Wash primer |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Acero sin protección | En pocas horas se oxida | Sin problema | Sin problema | Sin problema | Sin problema | No necesita |
| Acero galvanizado | 10 años | Difícil | Desplaque | Regular | Malo | Excelente |
| Acero electrocincado | 1 año | Sin problema | Desplaque | Sin problema |
Regular | Excelente |
Otro detalle que observamos en la tabla es que a las pinturas Epoxi y Poliuretánico también les favorece un primer adherente previo a su aplicación.
Simba SA ofrece esquemas y procesos que permiten aplicar las pinturas directamente sobre el galvanizado sin necesidad del primer adherente. Esto trae como beneficio un ahorro sustancial en el proceso de trabajo.
Simba SA ofrece esquemas y procesos que permiten aplicar las pinturas directamente sobre el galvanizado sin necesidad del primer adherente. Esto trae como beneficio un ahorro sustancial en el proceso de trabajo.
La industria carrocera de micros de corta y larga distancia emplea para su fabricación chapas galvanizadas y electrocincadas conjuntamente con chapas de acero al carbono. Es importante tener en cuenta los focos que se deben proteger debido a la formación de las distintas celdas galvánicas en los puntos donde se encuentran las chapas de hierro desnudas con las galvanizadas. Sumamos también los puntos de soldaduras con aleaciones que aceleran la corrosión por actuar en estos casos como cátodos agresivos, que al estar adheridos al hierro desnudo hacen que este último actúe como ánodo oxidándose rápidamente, por lo que debe protegerse con pinturas especiales.
SIMBA SA cuenta para estas situaciones con pinturas a base de zinc metálico que protegen la unión, evitando así la corrosión en el substrato. Estos procesos son analizados conjuntamente con el cliente en la cámara de corrosión para encontrar el esquema más apropiado para tal caso.
SIMBA SA cuenta para estas situaciones con pinturas a base de zinc metálico que protegen la unión, evitando así la corrosión en el substrato. Estos procesos son analizados conjuntamente con el cliente en la cámara de corrosión para encontrar el esquema más apropiado para tal caso.
CHAPA ALUMINIZADA Y ALUMINIO:
Tanto el pintado de la chapa aluminizada, como la de aluminio puro deberá tener un pretratamiento especial tal y como vimos para el caso de la chapa galvanizada.
En primera instancia diremos que el aluminio es muy maleable y liviano, pero con una dureza inferior. Veamos una tabla comparativa entre el aluminio y el acero calidad automotriz:
Tanto el pintado de la chapa aluminizada, como la de aluminio puro deberá tener un pretratamiento especial tal y como vimos para el caso de la chapa galvanizada.
En primera instancia diremos que el aluminio es muy maleable y liviano, pero con una dureza inferior. Veamos una tabla comparativa entre el aluminio y el acero calidad automotriz:
Teniendo en cuenta el punto 11 de la tabla, en dónde se compara la resistencia a la corrosión, debemos mencionar algunos detalles:
El aluminio se oxida rápidamente formando una capa fina, imperceptible, de óxido de aluminio (alúmina) muy adherente que actúa como pasivante e impide el avance de la oxidación. Esto evita que el aluminio se destruya por la humedad presente en el ambiente, no obstante, cualquier acción química, como ser un ácido o una base, lo ataca eliminando el óxido y esto continúa hasta que el agente químico se acabe. Cabe mencionar que la velocidad de formación de la alúmina es de pocos minutos.
El acero 371 es un acero tratado para resistir mejor a la corrosión que el hierro, pero para evitar que la afecte, se le debe aplicar un recubrimiento.
| Propiedad | Aluminio | Acero 371 |
|---|---|---|
| 1 - Esfuerzo (N/mm2) | 250 | 400 |
| 2 - Elasticidad E, Módulo de Young (MPa) | 70.000 | 210.000 |
| 3 - Densidad (g/cm3) | 2,7 | 7,8 |
| 4 - Punto de fusión (°C) | 660 | 1500 |
| 5 - Rango de temperatura de trabajo (°C) | -250 a 150 | -50 a 500 |
| 6 - Conductibilidad eléctrica (m/Ohm mm)2 | 29 | 7 |
| 7 - Conductividad térmica (W/m °C) | 200 | 76 |
| 8 - Coeficiente de expansión lineal x 10-6/°C | 24 | 12 |
| 9 - No-magnético | Si | No |
| 10 - Tóxico | No | No |
| 11 - Resistente a la corrosión | Si | Si |
| 12 - Mecanizado | Fácil | Fácil |
| 13 - Maleable | Si | Si |
| 14 - Costo | Barato | Caro |
Volviendo al caso del aluminio como substrato a pintar, debemos considerar que hay que eliminar el óxido de su superficie para conseguir un correcto anclaje. Normalmente se realizan tratamientos químicos a base de ácidos para así poder pintarlo antes que vuelva a oxidarse.
SIMBA SA cuenta para estas situaciones con pinturas que se aplican en forma directa sobre el aluminio, confiriéndoles protección y adherencia. También el uso de “primer adherentes” como el Wash primer o Fondos catalizados con ácido es una muy buena opción para estos casos.
Por otro lado, consideremos que los conceptos volcados para el pintado del aluminio también deben ser tenidos en cuenta para las chapas aluminizadas.
El acero aluminizado es acero revestido con una aleación de aluminio-silicio por el proceso de inmersión en caliente. La aleación contiene 5-11% de silicio para promover una mejor adherencia. Es adecuado para aplicaciones de resistencia al calor y para usos finales donde la resistencia a la corrosión es crítica. En la industria carrocera de micros es utilizado normalmente cuando se busca reemplazar la chapa galvanizada y mejorar los defectos visuales que tiene el galvanizado pintado, ya que el relieve de la textura del zinc adherido no es fácilmente de cubrir y disimular.
Como resumen diremos que los sistemas no ferrosos tienen en común un substrato que debe tratarse con algún aditivo ácido o primer adherente. En todos los casos deberá realizarse un estudio minucioso del proceso para poder encontrar el sistema apropiado.
SIMBA SA, cómo mencionamos anteriormente, cuenta con esmaltes y fondos poliuretánicos que se aplican directamente sobre los substratos no ferrosos sin necesidad de ningún primer adherente. En el caso de los fondos, éstos tienen la particularidad de tener altos sólidos y un excelente poder de relleno que en el caso de la chapa galvanizada en caliente disimulan el relieve de las hojuelas de zinc.
SIMBA SA cuenta para estas situaciones con pinturas que se aplican en forma directa sobre el aluminio, confiriéndoles protección y adherencia. También el uso de “primer adherentes” como el Wash primer o Fondos catalizados con ácido es una muy buena opción para estos casos.
Por otro lado, consideremos que los conceptos volcados para el pintado del aluminio también deben ser tenidos en cuenta para las chapas aluminizadas.
El acero aluminizado es acero revestido con una aleación de aluminio-silicio por el proceso de inmersión en caliente. La aleación contiene 5-11% de silicio para promover una mejor adherencia. Es adecuado para aplicaciones de resistencia al calor y para usos finales donde la resistencia a la corrosión es crítica. En la industria carrocera de micros es utilizado normalmente cuando se busca reemplazar la chapa galvanizada y mejorar los defectos visuales que tiene el galvanizado pintado, ya que el relieve de la textura del zinc adherido no es fácilmente de cubrir y disimular.
Como resumen diremos que los sistemas no ferrosos tienen en común un substrato que debe tratarse con algún aditivo ácido o primer adherente. En todos los casos deberá realizarse un estudio minucioso del proceso para poder encontrar el sistema apropiado.
SIMBA SA, cómo mencionamos anteriormente, cuenta con esmaltes y fondos poliuretánicos que se aplican directamente sobre los substratos no ferrosos sin necesidad de ningún primer adherente. En el caso de los fondos, éstos tienen la particularidad de tener altos sólidos y un excelente poder de relleno que en el caso de la chapa galvanizada en caliente disimulan el relieve de las hojuelas de zinc.