El pavonado , a veces escrito como azulado , es un proceso de pasivación en el que el acero se protege parcialmente contra la oxidación mediante una capa de óxido negro . Debe su nombre a la apariencia azul-negra del acabado protector resultante. El pavonado implica un recubrimiento de conversión electroquímica resultante de una reacción química oxidante con hierro en la superficie formando selectivamente magnetita ( Fe
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4), el óxido negro de hierro . En comparación, el óxido , el óxido rojo de hierro ( Fe
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3), sufre un cambio de volumen extremadamente grande tras la hidratación; Como resultado, el óxido se desprende fácilmente, provocando la típica oxidación rojiza del hierro. El óxido negro proporciona una protección mínima contra la corrosión, a menos que también se trate con un aceite que desplace el agua para reducir la acción humectante y galvánica . En el uso coloquial, las capas delgadas de óxido negro a menudo se denominan "azulado de pistola", mientras que las capas más pesadas se denominan "óxido negro". Ambos se refieren al mismo proceso químico para proporcionar un verdadero pavonado de pistola. [1]
Se utilizan varios procesos para producir el recubrimiento de óxido.
El azulado "frío" es generalmente un compuesto a base de dióxido de selenio que tiñe el acero de negro o, más a menudo, de un gris muy oscuro. Es un producto difícil de aplicar uniformemente, ofrece una protección mínima y generalmente se utiliza mejor para pequeños trabajos de reparación y retoques rápidos. [2] [3]
El proceso "en caliente" es una solución de sal alcalina que utiliza nitrito de potasio o nitrato de sodio e hidróxido de sodio, conocido como "negro cáustico tradicional", que generalmente se realiza a una temperatura elevada, de 135 a 155 °C (275 a 311 °F). . Este método fue adoptado por las empresas de armas de fuego más grandes para un pavonado más económico y a gran escala. Proporciona buena resistencia a la oxidación, que se mejora con aceite.
El "azulado por óxido" y el "azulado por humo" proporcionan la mejor resistencia al óxido y a la corrosión, ya que el proceso convierte continuamente cualquier metal que sea capaz de oxidarse en magnetita ( Fe
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4). El tratamiento con una capa aceitada mejora la protección que ofrece el pavonado. Este proceso es también el único que se utiliza de forma segura para volver a azular escopetas antiguas. Muchas escopetas de dos cañones están soldadas entre sí con soldadura blanda (plomo) o plata y muchas de las piezas también se unen mediante ese método. Las temperaturas más altas de los otros procesos, así como su naturaleza cáustica, podrían debilitar las uniones soldadas y hacer que el uso de la pistola sea peligroso. [4]
El pavonado también se puede realizar en un horno, por ejemplo para una espada u otro artículo fabricado tradicionalmente por un herrero o un especialista, como un armero. Hasta el día de hoy, ocasionalmente se pueden encontrar productos de herrería fabricados con acero pavonado por artesanos tradicionales en culturas y segmentos de la sociedad que utilizan esa tecnología, ya sea por necesidad o por elección. [5]
El pavonado se puede aplicar sumergiendo las piezas de acero en una solución de nitrato de potasio , hidróxido de sodio y agua calentada hasta el punto de ebullición, entre 275 y 310 °F (135 y 154 °C), según la receta. [6] De manera similar, las piezas de acero inoxidable pueden sumergirse en una mezcla de nitratos y cromatos y calentarse de manera similar. Cualquiera de estos dos métodos se denomina "pavonado en caliente". El pavonado en caliente es el estándar actual [7] en el pavonado con pistola, ya que tanto este como el pavonado por óxido proporcionan el grado más permanente de resistencia a la oxidación y protección cosmética del metal de pistola expuesto, y el pavonado en caliente lleva menos tiempo que el pavonado por óxido.
El pavonado por óxido se desarrolló entre los procesos de pavonado en frío y en caliente, y fue utilizado originalmente por los armeros en el siglo XIX para azular armas de fuego antes del desarrollo de los procesos de pavonado en caliente. El proceso consistió en cubrir las piezas de la pistola con una solución ácida, dejar que las piezas se oxidaran uniformemente y luego sumergirlas en agua hirviendo para convertir el óxido rojo Fe.
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3al óxido negro Fe
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4, que forma una capa más protectora y estable que el óxido rojo; El agua hirviendo también elimina cualquier residuo restante de la solución ácida aplicada (a menudo ácido nítrico y ácido clorhídrico diluidos en agua). Luego se cardó (frotó) el óxido suelto utilizando un cepillo de cardar (un cepillo de alambre con alambres suaves y delgados (generalmente de aproximadamente 0,002 pulgadas (0,051 mm) de espesor)) o una rueda.
Este proceso se repitió hasta que se logró la profundidad de color deseada o hasta que el metal simplemente no coloreó más. Esta es una de las razones por las que el óxido y el color azulado por humo son generalmente más resistentes a la oxidación que otros métodos. Luego se engrasan las piezas y se dejan reposar durante la noche. Este proceso deja un acabado negro azulado intenso. [8]
Las versiones modernas de este proceso para aficionados domésticos suelen utilizar una solución de peróxido de hidrógeno y sal, a veces precedida por un remojo en vinagre, para el paso de oxidación para evitar la necesidad de ácidos más peligrosos. [9]
El pavonado por humo es otro proceso similar al pavonado por óxido. En lugar de aplicar la solución ácida directamente a las piezas metálicas, las piezas se colocan en un gabinete sellado con una fuente de humedad, un recipiente de ácido nítrico y un recipiente de ácido clorhídrico . Los vapores mezclados de los ácidos producen una oxidación uniforme en la superficie de las piezas (por dentro y por fuera) en aproximadamente 12 horas. Luego, las piezas se hierven en agua destilada, se secan con soplador y luego se cardan, como si se tratara de un pavonado por óxido.
Posteriormente, estos procesos fueron abandonados por los principales fabricantes de armas de fuego, ya que a menudo tomaba días terminarlos por completo y requería mucha mano de obra. Los armeros todavía los utilizan a veces para obtener un acabado auténtico para un arma de la época en la que el pavonado oxidado estaba de moda, de forma análoga al uso del dorado en réplicas de armas de fuego representativas anteriores. El pavonado por óxido también se utiliza en los cañones de escopeta que se sueldan a la nervadura entre los cañones, ya que las soluciones de pavonado calientes derriten la soldadura durante el proceso de pavonado.
El pavonado industrial a gran escala a menudo se realiza utilizando un horno de pavonado. Este es un método alternativo para crear la capa de óxido negro. En lugar de utilizar un método inducido químicamente por un baño caliente (aunque a una temperatura más baja), es posible, mediante el control de la temperatura, calentar el acero de manera precisa para provocar la formación selectiva de óxido negro sobre el óxido rojo. También debe engrasarse para proporcionar una resistencia significativa a la oxidación.
También existen métodos de pavonado en frío, que no requieren calor. Los productos comerciales se venden ampliamente en botellas pequeñas para pavonar en frío las armas de fuego, y estos productos son utilizados principalmente por propietarios de armas individuales para implementar pequeños retoques en el acabado de un arma, para evitar que un pequeño rasguño se convierta en una fuente importante de óxido en el arma. tiempo. El pavonado en frío no es particularmente resistente al desgaste de la funda ni proporciona un alto grado de resistencia a la oxidación. A menudo proporciona un retoque cosmético adecuado del acabado de una pistola cuando se aplica y además se engrasa regularmente. Sin embargo, las áreas pequeñas de pavonado por óxido a menudo combinan, se mezclan y se desgastan mejor que cualquier proceso de pavonado en frío.
Al menos una de las soluciones de azulado frío contiene dióxido de selenio . Estos funcionan depositando una capa de seleniuro de cobre en la superficie.
En el proceso de pavonado con nitro, las piezas de acero pulidas y limpias se sumergen en un baño de sales fundidas, generalmente nitrato de potasio y nitrato de sodio (a veces con 9,4 gramos (0,33 oz) de dióxido de manganeso por libra de nitrato total). La mezcla se calienta de 310 a 321 °C (590 a 610 °F) y las piezas se suspenden en esta solución con un alambre. Las piezas deben observarse constantemente para detectar cambios de color. La sección transversal y el tamaño de las piezas afectan el resultado del acabado y el tiempo que lleva lograrlo. Este método no debe utilizarse en piezas tratadas térmicamente de forma crítica, como receptores, correderas o resortes. Generalmente se emplea en piezas más pequeñas como pasadores, tornillos, miras, etc. Los colores varían desde pajizo, dorado, marrón, morado, azul, verde azulado y luego negro. Ejemplos de este acabado son comunes en los relojes de bolsillo más antiguos cuyas manecillas exhiben lo que se llama "azul pavo real", un intenso azul iridiscente.
El endurecimiento por cementación con color es el predecesor de todos los colorantes metálicos empleados habitualmente en la industria de armas de fuego. Los aceros tratables térmicamente contemporáneos no existían o estaban en su infancia. Se utilizó acero blando con bajo contenido de carbono, pero se necesitaban materiales resistentes para los receptores de las armas de fuego. Inicialmente se utilizó cementación pero no ofrecía ninguna estética. El endurecimiento por color ocurre cuando los aceros blandos se empaquetan en un crisol razonablemente hermético en una mezcla de cuero carbonizado, carbón de hueso y carbón de madera. Este crisol se calentó a 730 °C (1350 °F) durante hasta 6 horas (cuanto más tiempo se aplicaba el calor, más espeso era el endurecimiento). Al final de este proceso de calentamiento, se retira el crisol del horno y se coloca sobre un baño de agua con aire impulsado a través de un serpentín perforado en el fondo del baño. El fondo del crisol se abre permitiendo que el contenido caiga al agua que burbujea rápidamente. El enfriamiento diferencial hace que aparezcan patrones de colores además de endurecer la pieza.
Se pueden lograr diferentes colores mediante variaciones de este método, incluido el enfriamiento en aceite en lugar de agua.
El 'browning' es el óxido rojo controlado Fe
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3, y también se le conoce como 'pluming' o 'marrón ciruela'. Generalmente se puede utilizar la misma solución para dorar que para azul. La diferencia es la inmersión en agua hirviendo para pavonar. El óxido luego se vuelve Fe negro-azul.
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4. Muchas fórmulas antiguas para dorar y azular se basan en soluciones corrosivas (necesarias para oxidar el metal) y, a menudo, contienen soluciones de cianuro o sales de mercurio que son especialmente tóxicas para los humanos.
El pavonado es utilizado con mayor frecuencia por fabricantes de armas, armeros y propietarios de armas para mejorar la apariencia cosmética y proporcionar una medida de resistencia a la corrosión de sus armas de fuego. También lo utilizan los maquinistas, para proteger y embellecer herramientas fabricadas para su propio uso. El pavonado también ayuda a mantener el acabado del metal al resistir los rayones superficiales y también ayuda a reducir el brillo en los ojos del tirador cuando mira hacia el cañón del arma. Todas las piezas pavonadas aún requieren lubricación para evitar la oxidación. El pavonado, al ser un recubrimiento de conversión química, no es tan resistente al desgaste y la corrosión como los recubrimientos chapados y, por lo general, no tiene más de 2,5 micrómetros (0,0001 pulgadas). Por este motivo, se considera no añadir ningún espesor apreciable a las piezas mecanizadas con precisión. La fricción, como por el desgaste de la funda , elimina rápidamente el azulado frío y también elimina el azulado caliente, el óxido o el azulado por humo durante largos períodos de uso. Generalmente no es aconsejable utilizar pavonado frío como retoque cuando hay fricción. Si el pavonado en frío es la única opción práctica, el área debe mantenerse aceitada para prolongar la vida útil del revestimiento tanto como sea posible.
Las pistolas nuevas generalmente están disponibles en opciones de acabado pavonado que se ofrecen como el acabado menos costoso, y este acabado también es el menos efectivo para brindar resistencia a la oxidación, en comparación con otros acabados como el parkerizado o el cromado duro o procesos de nitruración como Tenifer .
El pavonado también se utiliza para colorear piezas de acero de relojes finos y otros trabajos en metal fino. Esto suele lograrse sin productos químicos, simplemente calentando el acero hasta que aparece una película de óxido azul. La apariencia azul de la película de óxido también se utiliza como indicación de la temperatura al templar acero al carbono después del endurecimiento, indicando un estado de temple adecuado para resortes.
El pavonado también se utiliza para condimentar utensilios de cocina de hierro fundido, para hacerlos relativamente inoxidables y antiadherentes. En este caso, el aceite de cocina, en lugar del aceite para armas, actúa para desplazar el agua y prevenir la oxidación.
Las hojas de cerca de primera calidad suelen ofrecerse con un acabado pavonado. Este acabado permite almacenarlos en condiciones de alta humedad, como bolsas de deporte, sin oxidarse.
El pavonado es a menudo una tarea de aficionado, existen muchos métodos para hacerlo y hay debates continuos sobre la eficacia relativa de cada método.
Históricamente, las hojas de afeitar solían ser de acero pavonado. Una propiedad de resistencia no lineal del acero pavonado de las hojas de afeitar, que presagiaba la misma propiedad descubierta más tarde en las uniones de diodos semiconductores , junto con la fácil disponibilidad de hojas de afeitar de acero pavonado, llevó al uso de hojas de afeitar como detector en el juego de cristales AM. Radios que fueron construidas por militares (como radios de trinchera ) o por prisioneros de guerra durante la Segunda Guerra Mundial. [10]
El pavonado sólo funciona en materiales ferrosos como acero, hierro fundido o acero inoxidable, para proteger contra la corrosión porque transforma el hierro en Fe 3 O 4 . Como el aluminio y los polímeros no se oxidan, no se pueden pavonar y no se proporciona protección contra la corrosión. Sin embargo, los productos químicos del proceso de pavonado pueden provocar manchas desiguales en las piezas de aluminio y polímero. Nunca se debe intentar pavonar en caliente el aluminio porque, al reaccionar, generalmente se disuelve en el baño de sal cáustica.
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