Por Mathieu Bauer
Los recubrimientos de conversión son capas de recubrimiento creadas sobre la superficie de un sustrato metálico mediante un proceso químico o electroquímico para proporcionar un color decorativo y mejorar las propiedades físicas y químicas, como la resistencia a la corrosión y la adherencia de la pintura.
Algunos ejemplos comunes son los recubrimientos de anodización, cromado o fosfatado. Los recubrimientos de fosfato de zinc y compuestos relacionados han sido durante mucho tiempo la tecnología más avanzada en el pretratamiento de carrocerías y componentes de automóviles de acero y acero galvanizado.
Durante la última década, se han utilizado cada vez más nuevos recubrimientos basados en circonio (Zr) y titanio (Ti) con el objetivo de sustituir los recubrimientos basados en fosfato como capa de pretratamiento.1,2 Los recubrimientos basados en Zr y Zr/Ti tienen numerosas ventajas sobre los fosfatos de zinc y zinc-manganeso-níquel, como por ejemplo:1,2
- mayor resistencia a la corrosión (mejor resistencia a la niebla salina)
- recubrimientos más finos
- reducción del impacto medioambiental y del tratamiento de aguas residuales (sin fosfatos, sin metales pesados regulados)
- mejor mantenimiento (menos lodos, menos incrustaciones, baja formación de espuma)
- Reducción de los costes operativos (temperatura más baja, menos residuos y consumo de productos químicos).
Sin embargo, en lo que respecta a la calidad de los recubrimientos metálicos, es importante que los materiales de recubrimiento se apliquen con un grosor específico para que expresen las características deseadas. ASTM International ha establecido prácticas estándar para recubrimientos sobre diversos metales. El método de medición del grosor de recubrimiento XRF está cubierto por las normas internacionales ASTM B568-98 e ISO3497:2000.
Los metales que están sobre o bajo recubiertos no funcionarán como se espera. Imagine que se utilizara una cantidad incorrecta o insuficiente de recubrimiento metálico en las piezas de automóviles para reducir la corrosión o la tensión. Los resultados podrían ser catastróficos. El sobrerecubrimiento también desperdicia material de recubrimiento caro. Una capa fina multiplicada por el área de recubrimiento y millones de piezas se suma a una gran pérdida de beneficios.
Por lo tanto, es extremadamente importante que al analizar los metales para ayudar a garantizar que los recubrimientos cumplan con las especificaciones, es crucial analizar los sustratos. Una de las tecnologías utilizadas en la industria automotriz para realizar un análisis elemental de los metales es la fluorescencia de rayos X (XRF) portátil, que es no destructiva, por lo que es útil cuando no se pueden ver las múltiples capas para garantizar que todo el recubrimiento esté dentro de las especificaciones.
La XRF mide los rayos X fluorescentes (o secundarios) emitidos por una muestra cuando es excitada por una fuente primaria de rayos X. La fuerza de la señal puede utilizarse para determinar el espesor del revestimiento; una segunda lectura puede determinar el espesor del sustrato.
Algunos de los últimos analizadores XRF utilizan algoritmos avanzados basados en constantes físicas (parámetros fundamentales) y pueden medir sin necesidad de calibración adicional hasta 4 capas sobre un sustrato, en las que las capas y el sustrato pueden definirse como compuestos por un solo elemento o una aleación multielemento. El analizador puede utilizarse para la medición de un conjunto específico de espesores de recubrimientos en capas (o pesos de recubrimiento) sobre un sustrato específico, para un metal o aleación identificados en cada capa.
La tecnología XRF portátil puede utilizarse en cualquier punto de la cadena de suministro, desde la inspección de entrada hasta las pruebas de confirmación de las piezas de subconjuntos terminados, pasando por el control de calidad del producto final.
Resumen
Los recubrimientos de conversión a base de Zr y Ti mejoran la adherencia de la pintura y la protección contra la corrosión de las carrocería
s de aluminio de los automóviles, pero deben aplicarse en cantidades específicas según los requisitos del cliente. El análisis preciso de los recubrimientos en la planta de producción puede ayudar a garantizar la protección del metal base, así como los beneficios de la empresa.
Recursos y referencias adicionales:
- Nota de aplicación: Mediciones sin estándares de recubrimientos de conversión a base de titanio y circonio
- Nota de aplicación: Medición del espesor del recubrimiento metálico en línea con el Thermo Scientific Niton XL5 Plus
- Información del producto Gardobond® X 4707, www.chemetall.com, Chemetall GmbH, Fráncfort del Meno, Alemania, 2012.
- I. Milosev, G. S. Frankel, Review—Conversion Coatings Based on Zirconium and/or Titanium, Journal of The Electrochemical Society, 165 (3) C127-C144 (2018).
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