Revestiment de conversió de cromato
El revestiment de conversió de cromato o revestiment de alodina és un tipo de recobriment de conversió utilisat para pasivar aleacions d'acer, alumini, zinc, cadmi, coure, argent, titani, magnesi i estany.[1] <span title="Erro en la seqüencia d'órdens: no existix el mòdul «DecodeEncode».">: Plantilla:R/where [2] El revestiment servix com inhibidor de la corrosió, com imprimación per a millorar la adherencia de pintures i adhesius,[2] com a acabament decoratiu, o per a preservar la conductivitat elèctrica. També proporciona certa resistència a l'abrasió i a l'atac químic llauger (com els dits bruts) en metals blans.[2]
Els revestiment de conversió de cromatos s'apliquen habitualment a elements com tornells, herrajes i ferramentes. Solen conferir un color groc verdenc iridiscent a metals que, d'un atre modo, serien blancs o grisos. El revestiment té una composició complexa que inclou ixes de cromo, i una estructura complexa.[2]
El procés a voltes es denomina revestiment de alodina, un terme que s'usa específicament[2] en referència al procés Alodina de marca registrada de Henkel Surface Technologies.[3]
Processe
[editar | editar còdic]Els revestiment de conversió al cromato solen aplicar-se sumergint la peça en un bany químic fins que s'haja format una película de la gruixa desijada, traent la peça, aclarint-la i deixant-la secar. El procés sol realisar-se a temperatura ambiente, en uns minuts d'immersió. Alternativament, la solució pot polvorisar-se o la peça pot sumergir-se breument en el bany, en el cas del qual les reaccions de recobriment tenen lloc mentres la peça està encara humida.[2]
El recobriment és suau i gelatinoso quan s'aplica per primera volta, pero s'endurix i es torna hidrofòbic a mida que se seca, generalment en 24 hores o menys.[2] El curat es pot accelerar calfant a Error de Lua: expandTemplate: template "es:formatnum" does not exist., pero una temperatura més alta danyarà gradualment el revestiment de l'acer.
Composició de bany
[editar | editar còdic]La composició del bany varia molt en funció del material que es vaja a recobrir i de l'efecte desijat. La majoria de les fòrmules de bany són patentades.
Les formulació solen contindre composts de cromo hexavalente, com cromatos i dicromats.[4]
El procés Cronak àmpliament utilisat per a zinc i cadmi consistix en 5 a 10 segons d'immersió en una solució a temperatura ambiente que consta de 182 g/ L de dicromat de sodi (Na2Cr2O7 · 2H2O) i 6 ml/L d'àcit sulfúric concentrat.[5]
Química
[editar | editar còdic]El procés de recobriment de cromato comença en una reacció redox entre el cromo hexavalente i el metal.[2] En el cas de l'alumini, per eixemple,
- Plantilla:Fòrmula química + Plantilla:Fòrmula química0 → Plantilla:Fòrmula química + Plantilla:Fòrmula química
Els cationes trivalentes resultants reaccionen en els ions d'hidròxit en aigua per a formar els hidròxit corresponents, o una solució sòlida d'abdós hidròxit:
En condicions adequades, estos hidròxit es condensan en l'eliminació de l'aigua per a formar un sol coloidal de partícules molt menudes, que es depositen en forma d'hidrogel sobre la superfície del metal. El gel consistix en un esquelet sòlit tridimensional d'òxits i hidròxit, en elements i buits a nanoescala, que tanca una fase líquida. L'estructura del gel depén de la concentració de ions metàlics, del pH i d'atres ingredients de la solució, com agents quelantes i contraiones.[2]
La película de gel es contrau a mida que se seca, comprimint l'esquelet i fent que s'endurixca. Finalment, la contracció es deté i el secat adicional deixa els poros oberts pero secs, convertint la película en un xerogel. En el cas de l'alumini, el recobriment sec consistix principalment en òxit de cromo (III) Plantilla:Fòrmula química, o òxit mixt (III)/(VI), en molt poc Plantilla:Fòrmula química. Normalment, les variables del procés s'ajusten per a donar un recobriment sec de 200-300 nm de gruixa.[2][6][7]
El revestiment es contrau en secar-se, lo que fa que es bade en moltes escamas microscòpiques, descrites com a patró de "fanc sec". La solució atrapada seguix reaccionant en el metal que queda expost en els clavills, de modo que el revestiment final és continu i cobrix tota la superfície.[2]
Encara que les reaccions principals convertixen la majoria dels aniones de cromo (VI) (cromatos i dicromats) del gel depositat en composts insolubles de cromo (III), una chicoteta cantitat d'ells permaneix sense reaccionar en el revestiment sec. Per eixemple, en el revestiment format sobre alumini per un bany comercial, es va trobar que al voltant del 23% dels àtoms de cromo eren Cr6+ hexavalente llevat en una regió propenca al metal. Estos residus de cromo (VI) poden migrar quan s'humix el revestiment, i es creu que eixerciten un paper en la prevenció de la corrosió en la peça acabada, concretament, restaurant el revestiment en qualsevol nou clavill microscòpic a on poguera iniciar-se la corrosió.[2][6][7]
Substrats
[editar | editar còdic]Zinc
[editar | editar còdic]El cromado es realisa a sovint en peces galvanizadas per a fer-les més duradores. El recobriment de cromato actua com ho fa la pintura, protegint el zinc de la corrosió blanca, lo que fa que la peça siga considerablement més duradora, depenent de la gruixa de la capa de cromato.[8][9][10]
L'efecte protector dels recobriment de cromato sobre el zinc s'indica per mig del color, que va de transparent/blau a groc, dorat, verda oliva i negre. Els recobriment més obscurs generalment brinden més resistència a la corrosió.[11] El color del revestiment també es pot canviar en tenyides, per lo que el color no és un indicador complet del procés utilisat.
La norma ISO 4520 especifica recobriment de conversió de cromato sobre recobriment de zinc i cadmi electrodepositados. ASTM B633 Tipo II i III especifica el zincado més la conversió de cromato en peces de ferro i acer. Les revisions recents de la norma ASTM B633 fan referència a la norma ASTM F1941 per al cincado d'elements de fixació mecànics, com pernos, femelles, etc. 2019 és la revisió actual de la norma ASTM B633 (substituïx a la revisió de 2015), que va aumentar els llindars de resistència a la tracció requerits per a fer front als problemes de fragilización per hidrogen i va abordar els problemes de fragilización en un nou apèndix.
Alumini i les seues aleacions
[editar | editar còdic]Per a l'alumini, el bany de conversió de cromato pot ser simplement una solució d'àcit cròmic. El procés és ràpit (1–5 min), requerix un sol tanc de procés a temperatura ambiente i l'aclarit corresponent, no presenta massa problemes.[2]
A partir de 1995, la fòrmula comercial Alodine 1200s de Henkel per a alumini constava de 50-60% d'anhídrit cròmic Plantilla:Fòrmula química, 20-30% tetrafluoroborato de potassi Plantilla:Fòrmula química, 10-15 % deferricianuro de potassi Plantilla:Fòrmula química, 5-10 % d'hexafluorozirconato de potassi Plantilla:Fòrmula química, i 5-10% de fluorur de sodi Plantilla:Fòrmula química en pes. La fòrmula devia dissoldre's en aigua a la concentració de 9,0 g/L, donant un bany en pH = 1,5. Produïa un color dorat clar a la veta d'1 min, i una película marró dorada a la veta de 3 min. La gruixa mija oscilava entre 200 i 1000 nm.[6]
Iridite 14-2 és un bany de conversió de cromato per a alumini. Els seus ingredients inclouen òxit de cromo (IV), nitrat de bari, silicofluoruro de sodi i ferricianuro.[12] En l'indústria de l'alumini, el procés també es denomina película química[13] o iridita groga,[13] Els noms de marques comercials inclouen Iridite[13] i Bonderite[14] (anteriorment conegut com Alodine, o Alocrom en el Regne Unit).[15] Els principals estàndars per al recobriment de conversió de cromato d'alumini són MIL-DTL-5541 en els EE. UU. i Def Stan 03/18 en el Regne Unit.
Magnesi
[editar | editar còdic]Alodine també pot referir-se a aleacions de magnesi en recobriment de cromato.[3]
Acer
[editar | editar còdic]L'acer i el ferro no poden cromarse directament. L'acer chapado en cinc o aleació de cinc i alumini pot cromarse.[9][10] Cromar l'acer revestit de zinc no millora la protecció catódica del zinc de l'acer subjacent contra l'oxidació.[5]
Recobriment de fosfat
[editar | editar còdic]Els revestiment de conversió de cromatos poden aplicar-se sobre els revestiment de conversió de fosfat que solen utilisar-se en substrats ferrosos. El procés s'utilisa per a millorar el revestiment de fosfat.[5]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ K.H. Jürgen, Buschow, Robert W. Cahn, Merton C. Flemings, Bernhard Ilschner, Edward J. Kramer, and Subhash Mahajan (2001): Encyclopedia of Material – Science and Technology, Elsevier, Oxford, UK.
- ↑ 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,07 2,08 2,09 2,10 2,11 2,12 Joseph H Osborne (2001): "Observations on chromate conversion coatings from a sol–gel perspective". Progress in Organic Coatings, volume 41, issue 4, pages 280-286. doi:10.1016/S0300-9440(01)00143-6
- ↑ 3,0 3,1 Henkel Alodine products home page, accessed 2009-03-27
- ↑ Robert Peter Frankenthal (2002): Corrosion Science: A Retrospective and Current Status in Honor of Robert P. Frankenthal Proceedings of an international symposium. ISBN 9781566773355
- ↑ 5,0 5,1 5,2 Edwards, Joseph (1997). Coating and Surface Treatment Systems for Metals, Finishing Publications Ltd. and ASM International, pp. 66–71. ISBN 0-904477-16-9.
- ↑ 6,0 6,1 6,2 F. W. Lytle, R. B. Greegor, G. L. Bibbins, K. Y. Blohowiak, R. E. Smith, and G. D. Tuss (1995): "An investigation of the structure and chemistry of a chromium-conversion surface layer on aluminum". Corrosion Science, volume 31, issue 3, pages 349-369. doi:10.1016/0010-938X(94)00101-B
- ↑ 7,0 7,1 J. Zhao, L. Xia, A. Sehgal, D. Lu, R. L. McCreery, and G. S. Frankel (2001): "Effects of chromate and chromate conversion coatings on corrosion of aluminum alloy 2024-T3". Surface and Coatings Technology, volume 140, issue 1, pages 51-57. doi:10.1016/S0257-8972(01)01003-9
- ↑ M. P. Gigandet, J. Faucheu, and M. Tachez (1997): "Formation of black chromate conversion coatings on pure and zinc alloy electrolytic deposits: role of the main constituents". Surface and Coatings Technology, volume 89, issue 3, 1pages 285-291. doi:10.1016/S0257-8972(96)03013-7
- ↑ 9,0 9,1 A. M. Rocco, Tania M. C. Nogueira, Renata A. Simão, and Wilma C. Llima (2004): "Evaluation of chromate passivation and chromate conversion coating on 55% A el–Zn coated steel". Surface and Coatings Technology, volume 179,iIssues 2–3, pages 135-144. doi:10.1016/S0257-8972(03)00847-8
- ↑ 10,0 10,1 Z. L. Long, Y. C. Zhou, and L. Xiao (2003): "Characterization of black chromate conversion coating on the electrodeposited zinc–iron alloy". Applied Surface Science, volume 218, issues 1–4, pages 124-137. doi:10.1016/S0169-4332(03)00572-5
- ↑ Degarmo, E. Paul; Black, {{{nom2}}}; Kohser, {{{nom3}}} (2003). Materials and Processes in Manufacturing, 9th edició, Wiley, p. 792. ISBN 0-471-65653-4.
- ↑ MacDermid MSDS for Iridite 14-2, Product number 178659.
- ↑ 13,0 13,1 13,2 «Iridite Chromate Conversion Coating Finish Mil-C-5541 Specification &#; Engineers Edge».
- ↑ «Aircraft Structures – Alodine Coating» (pdf). Special Airworthiness Information Bulletin (SAIB): HQ-18-09. FAA. Archivat des d'el original, el 15 d'agost de 2022. Consultat el 2018-04-03.
- ↑ New surface treatment for aluminum. Anthony, J. Iron Age (1946), 158(23), 64-7.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Revestimiento de conversión de cromato» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.