El revestimiento mecánico , también conocido como revestimiento por penetración , deposición mecánica o revestimiento por impacto , es un proceso de revestimiento que imparte el revestimiento mediante soldadura en frío de partículas finas de metal a una pieza de trabajo. La galvanización mecánica es el mismo proceso, pero se aplica a recubrimientos con un espesor superior a 0,001 pulgadas (0,025 mm). [1] Se utiliza comúnmente para superar los problemas de fragilización por hidrógeno . Las piezas de trabajo comúnmente chapadas incluyen clavos , tornillos , tuercas , arandelas , estampados , resortes , clips y componentes de hierro sinterizado . [2] [3]
El proceso implica girar las piezas de trabajo con una mezcla de agua, polvo metálico, medios y aditivos. Los materiales de revestimiento comunes son zinc , cadmio , estaño , cobre y aluminio . [4]
Inventado por Tainton Company en la década de 1950, fue desarrollado posteriormente por la empresa 3M . [5]
El proceso comienza con una desincrustación y eliminación de suciedad de la pieza de trabajo. Esto se puede hacer en la secadora o en un sistema de limpieza independiente. Después de la limpieza, las piezas se preparan combinándolas con agua, medio y un acondicionador de superficie. El acondicionador de superficie cubre ligeramente la pieza de trabajo con cobre , mientras que el medio elimina cualquier cascarilla u óxido residual . Finalmente se añaden a la mezcla aceleradores, promotores y polvo metálico. Los aceleradores y promotores proporcionan el entorno químico adecuado para que se produzca el revestimiento, como el mantenimiento de un nivel de pH de 1 a 2 para evitar la oxidación y promover la adhesión. El medio que ya está en la mezcla suelda en frío el polvo metálico a la pieza de trabajo mediante impactos inducidos por la acción giratoria del tambor. En este punto, el acabado de la superficie suele ser de mate a semibrillante; sin embargo, el acabado se puede mejorar con un abrillantador al agua . El tiempo requerido para el proceso anterior es de aproximadamente 50 minutos. [1] [4]
Para algunas piezas con una capa fina es necesaria una pasivación con cromato . Finalmente se seca la pieza, pasivada o no. [4]
El material medio suele ser vidrio sodocálcico o cerámica . Suele tener forma esférica , pero también se utilizan formas angulares. Para el enchapado, el uso de medio suele ser 1 parte de medio por cada pieza de trabajo, pero para la galvanización la proporción es 2:1. Sin embargo, se utilizan medios de varios tamaños en cada lote, con un lote típico que consta de 50 % de perlas de 4 a 5 pulgadas (100 a 130 mm), 25 % de perlas de 2 a 2,5 pulgadas (51 a 64 mm) y 25 % de 1 –Cuentas de 25 a 32 mm (1,25 pulgadas). Los medios más pequeños se omiten cuando la pieza de trabajo tiene una cavidad en la que el medio puede quedar atrapado, como el cabezal empotrado de un sujetador. Tenga en cuenta que el medio se reutiliza muchas veces. [1] [4]
Este proceso funciona mejor si el acabado de la superficie de las piezas de trabajo es ligeramente rugoso. [1]
El equipo más importante en el proceso es el tambor . Está construido en acero o acero inoxidable y revestido con un material resistente a los ácidos y la abrasión, como neopreno , polipropileno y polibutileno . Los tamaños de los barriles varían entre 0,04 y 1,13 m 3 (1,4 y 39,9 pies cúbicos), sin embargo, el volumen de trabajo es sólo del 25 al 35% del volumen total. Para la mayoría de las aplicaciones de enchapado, el tambor gira a 60 RPM, aunque puede variar. Si la velocidad es demasiado rápida, se formarán depósitos grumosos en las piezas de trabajo, pero si la velocidad es demasiado lenta, el polvo metálico no se depositará sobre la pieza de trabajo.
El separador separa las piezas recubiertas del medio después del recubrimiento. Puede ser tan simple como una criba con boquillas de agua o tan complicado como un sistema vibratorio con separadores magnéticos. Luego, una máquina de manipulación del medio toma el medio separado y lo transporta a un tanque de almacenamiento para su reutilización. [4]
Luego, las piezas separadas se llevan a una secadora para eliminar la humedad. Generalmente se utilizan secadoras centrífugas, sin embargo, se utilizan hornos para piezas o cargas más grandes. [4]
La mayor ventaja del proceso es su capacidad para superar los problemas de fragilización por hidrógeno, lo cual es importante para piezas de trabajo que tienen una dureza superior a HRC 40. Tenga en cuenta que todavía hay cierta fragilización de la pieza de trabajo. [2] Si bien este proceso no causa problemas de fragilización por hidrógeno, como ocurre con la galvanoplastia , aún ofrece una protección contra la corrosión equivalente . Existe un gran ahorro de costos al utilizar el revestimiento mecánico en lugar del galvanoplastia en piezas de trabajo endurecidas, porque los procesos de galvanoplastia requieren una operación previa y posterior al revestimiento para superar los problemas de fragilización por hidrógeno. Además, debido a que el recubrimiento mecánico se produce a temperatura ambiente, no se produce ningún templado en las piezas de trabajo endurecidas. [4]
Otra ventaja es que el revestimiento mecánico cubre uniformemente todas las superficies y elementos, a diferencia de la galvanoplastia, que tiene problemas con los huecos del revestimiento. El revestimiento mecánico puede cubrir uniformemente hasta 75 μm de espesor. Para un revestimiento más grueso, el revestimiento mecánico es especialmente rentable frente a la galvanoplastia, porque el tiempo del ciclo no aumenta mucho para el revestimiento más grueso, a diferencia de la galvanoplastia. [4]
Una de las desventajas son las limitaciones de tamaño de los procesos. Las piezas de trabajo que pesan más de 1 libra (0,45 kg) pueden dañarse durante el proceso, mientras que las piezas de trabajo planas y livianas tienden a pegarse entre sí, por lo que no están chapadas adecuadamente. [1]