Biorreactores fermentadores Tratamientos y recubrimientos superficiales
Hay muchos recubrimientos (revestimientos) y tratamientos superficiales para los metales. Algunos tienen el propósito primordial de inhibir la corrosión, en tanto que otros le tienen el fin de mejorar la dureza superficial y la resistencia al desgaste. Los recubrimientos se utilizan también para modificar las dimensiones (ligeramente) y alterar propiedades físicas como la reflectancia, el color y la resistividad. Por ejemplo, los anillos de un pistón se recubren de cromo para mejorar su resistencia al desgaste, los sujetadores se cubren con una capa para reducir la corrosión y los adornos de automóviles se recubren de cromo, tanto por apariencia como por resistencia a la corrosión. Los recubrimientos para aplicaciones se dividen, con base en el tipo de recubrimiento y no del sustrato, en dos clases principales, metálicos y no metálicos. Algunas de las clases se dividen en chas subclases.
Tanques de acero – Acción galvánica
Cuando se aplica un recubrimiento metálico sobre otro metal distinto, se puede crear una celda galvánica. Todos los metales son electrolíticamente activos en mayor 0 menor grado; si en su potencial electrolítico son lo suficientemente distintos, crearan una pila en presencia de un electro lito conductor como el agua de mar o basta el agua de la llave. as combinaciones de metales cercanos en la serie galvánica, como el hierro fundido y el acero, están relativamente libres de corrosión galvánica. Las combinaciones de metales lejos en esta escala, como el aluminio y el cobre, experimentarán una severa corrosión ante un electrolito y basta ante un entorno húmedo. En un medio conductor, los dos metales se convierten en ánodo y en cátodo, siendo casi siempre el ánodo el metal menos noble. El flujo de corriente eléctrico autogenerado causará una perdida de material en el ánodo así como un deposito de material sobre el cátodo. El metal menos noble desaparecerá gradualmente. Este problema ocurrirá siempre que dos metales lo suficientemente alejados en la serie galvánica estén presentes en un medio conductor eléctrico. Por lo que no solo los recubrimientos, sino sujetadores y piezas en contacto deben fabricarse de combinaciones metálicas que no provoquen este problema.
Chapas electrolíticas (electrochapas)
El chapado electrolítico implica la creación intencional de una celda galvánica en la cual la parte a recubrir es el cátodo y el material de recubrimiento es el ánodo. Ambos metales se colocan en un baño electrolítico y se aplica una corriente directa del ánodo hacia el cátodo. Los iones del material de recubrimiento son impulsados al sustrato a través del electrolito, y revisten la pieza con una delgada chapa de ese material. Debe tomarse en cuenta el espesor de las electrochapas, que es controlable. Este debe ser uniforme, excepto en las esquinas filosas o en perforaciones o grietas. La electrochapa se acumula en las esquinas exteriores y no se introducirá en barrenos ni en hendiduras angostas. Por lo que, para restablecer dimensiones, pudiera ser necesario llevar a cabo un proceso de rectificado después del chapado electrolítico. A veces se pueden reparar piezas desgastadas ( o mal fabricadas) recubriéndolas con un material adecuado y rectificándolas después para llegar a las dimensiones originales.
Los aceros, las aleaciones basadas en níquel y cobre, así como otros metales, se recubren con facilidad mediante el chapado electrolítico. Son posibles dos procedimientos. Si un metal mas noble (menos activo) se deposita en el sustrato, puede reducir la tendencia a la oxidación, siempre que el recubrimiento se conserve intacto, con lo que protege a dicho sustrato de las condiciones del entorno. A menudo se utiliza estaño, níquel y cromo para chapear el acero, a fin de aumentar su resistencia a la corrosión. El chapado de cromo también ofrece un aumento de dureza superficial basta HRC 70, lo que esta por encima de lo obtenible en muchos aceros de aleación endurecidos. * Lo malo esta en que cualquier discontinuidad o cavidad en la chapa puede proporcionar nodos para la acción galvánica, de estar presente el medio conductor (por ejemplo, agua de lluvia). Dado que el sustrato es menos noble que la chapa electrolítica, se convierte en ánodo de sacrificio, por lo que se corroe rápidamente. El chapado electrolítico con metales mas nobles que el sustrato rara vez se utiliza en piezas que se van a sumergir en agua o en otros electrolitos.
Una precaución sobre recubrimientos con chapas electrolíticas es que puede ocurrir una fragilización del sustrato por hidrógeno, lo que provoca una importante perdida de resistencia. Los terminados de chapado electrolítico no son apropiados en aquellas piezas que van a estar sometidas a cargas por fatiga. La experiencia ha demostrado que ese tipo de chapado reduce severamente la resistencia a la fatiga de los metales, pudiendo causar fallas prematuras.