Tipos de acabado superficial de fundición de metales

Las fundiciones alisan piezas fundidas con acabados como bruto de fundición, granallado, desbarbado por tambor, mecanizado, rectificado, pulido, granallado, recubrimiento en polvo, anodizado y galvanoplastia. Cada paso reduce la rugosidad (de 200-500 µin Ra en fundición en arena a ≤4 µin Ra tras el pulido de precisión), a la vez que añade ventajas estéticas o anticorrosivas y mejora la fidelidad dimensional.

Procesos de modificación mecánica de superficies

Técnicas de granallado abrasivo

• Granallado y granalladoEl granallado propulsa granalla de acero o granalla a alta velocidad contra la superficie de la pieza fundida para eliminar incrustaciones, óxido y contaminantes. El proceso crea un acabado mate uniforme con valores típicos de rugosidad superficial de entre 125 y 250 micropulgadas Ra. El granallado utiliza el mismo equipo, pero se centra en inducir tensión de compresión en la capa superficial, lo que aumenta la resistencia a la fatiga hasta en un 300 %.
• chorro de arenaEl arenado utiliza aire comprimido para rociar partículas abrasivas, como óxido de aluminio o carburo de silicio, sobre la pieza fundida. Esta técnica elimina los defectos superficiales y crea textura para una mejor adhesión de la pintura. El acabado superficial resultante de la pieza fundida varía entre 50 y 125 micropulgadas de Ra.

Refinamiento y acabado de superficies

• Rectificado y lapeadoEl rectificado elimina material mediante ruedas abrasivas giratorias para lograr una precisión dimensional de 0.0001 pulgadas. El proceso elimina imperfecciones de la fundición, como líneas de separación y compuertas. El lapeado lleva la precisión aún más lejos mediante el uso de lodos abrasivos finos entre la pieza de trabajo y una placa de lapeado, logrando acabados superficiales con una suavidad de hasta 1 micropulgada Ra.
• Pulido y PulidoEl pulido utiliza abrasivos cada vez más finos para crear acabados de espejo en las piezas fundidas. El proceso suele comenzar con compuestos de grano 220 y progresar a grano 1200 o superior. El pulido se realiza después del abrillantado, utilizando discos de tela suave con compuestos de pulido para lograr niveles de reflectividad superiores al 90 %.
• Acabado vibratorio y pulidoEl acabado vibratorio coloca las piezas fundidas en una tina vibratoria con medios cerámicos o plásticos y compuestos químicos. El movimiento continuo desbarba los bordes y alisa las superficies uniformemente. El tambor rota las piezas en un tambor con medios similares, ideal para el procesamiento por lotes de piezas fundidas más pequeñas, de menos de 6 cm de diámetro.

Tratamientos químicos y electroquímicos de superficies

Recubrimientos de conversión

• FosfatadoEl fosfatado crea una capa de fosfato cristalino de 0.0001-0.0005 pulgadas de espesor en piezas fundidas ferrosas. El recubrimiento mejora la resistencia a la corrosión y proporciona una base excelente para la adhesión de la pintura.
• Recubrimientos de conversión de cromato (cromado/alocromado)La conversión de cromato produce una fina capa de óxido de cromo sobre las piezas fundidas de aluminio y zinc. El espesor del recubrimiento, dorado o transparente, es de entre 0.00001 y 0.00004 pulgadas.
• Recubrimiento de óxido negroEl óxido negro forma una capa de magnetita (Fe₃O₄) sobre piezas fundidas ferrosas mediante inmersión en soluciones salinas alcalinas a 3 °C. El recubrimiento solo aumenta las dimensiones en 4 pulgadas, a la vez que proporciona una leve resistencia a la corrosión.

Mejora electroquímica de la superficie

• Anodizado
  • Tipo I (Anodizado con ácido crómico) El anodizado tipo I crea recubrimientos de 0.00002-0.0002 pulgadas de espesor en piezas fundidas de aluminio. El proceso opera a 70 °F y produce cambios dimensionales mínimos.
  • Tipo II (Anodizado con ácido sulfúrico) El tipo II representa el método de anodizado más común y produce recubrimientos de entre 0.0002 y 0.001 pulgadas de espesor.
  • Tipo III (anodizado de capa dura) El tipo III crea recubrimientos densos de 0.001 a 0.004 pulgadas de espesor con valores de dureza que alcanzan 60-70 Rockwell C.
• Pasivación:La pasivación elimina el hierro libre de fundición de acero inoxidable Superficies con soluciones de ácido nítrico o cítrico. El tratamiento refuerza la capa natural de óxido de cromo sin aumentar el espesor del recubrimiento.
• ElectropulidoEl electropulido elimina una capa controlada de metal (0.0001-0.001 pulgadas) mediante disolución electroquímica. El proceso elimina preferentemente los puntos altos, reduciendo la rugosidad superficial en un 50 %. Las piezas fundidas de acero inoxidable electropulidas alcanzan valores Ra inferiores a 10 micropulgadas.

Recubrimientos Metálicos

• Galvanizado en calienteEl galvanizado por inmersión en caliente sumerge piezas fundidas de hierro o acero en zinc fundido a 840 °C. La unión metalúrgica crea espesores de recubrimiento de entre 0.002 y 0.006 mm.
• Recubrimiento autocatalítico (sin electrolitos)El recubrimiento químico deposita el metal mediante reducción química sin corriente eléctrica. Los recubrimientos de níquel-fósforo alcanzan un espesor uniforme con una precisión de ±10 %, incluso en agujeros ciegos y conductos internos. El proceso produce valores de dureza de 48-52 Rockwell C en estado inicial, que aumentan hasta 68-70 Rc tras el tratamiento térmico.

Recubrimiento y deposición metálica

• Galvanoplastia (recubrimiento galvánico)La galvanoplastia utiliza corriente continua para depositar metales como cromo, níquel o zinc sobre piezas fundidas conductoras. El cromado alcanza espesores desde 0.00001 pulgadas (cromo decorativo) hasta 0.020 pulgadas (cromo duro).
• Recubrimiento químico (recubrimiento electrolítico)El recubrimiento químico deposita recubrimientos uniformes sin electricidad, mediante reacciones autocatalíticas. El níquel químico ofrece una excelente resistencia a la corrosión y puede aplicarse a superficies no conductoras tras una activación adecuada. Las velocidades de recubrimiento suelen alcanzar los 0.0005 pulgadas por hora.
• Decapado y grabado químicoEl decapado elimina las incrustaciones de óxido y los contaminantes mediante soluciones ácidas como el ácido clorhídrico o el sulfúrico. El proceso prepara las superficies de fundición para tratamientos posteriores creando un sustrato químicamente limpio. El grabado químico elimina selectivamente el material para crear patrones decorativos o mejorar la adherencia de la pintura.

Recubrimientos y Revestimientos

Recubrimientos orgánicos y poliméricos

• Pintura líquidaLos sistemas de pintura líquida incluyen imprimaciones, capas de acabado y barnices que se aplican mediante pulverización, inmersión o brocha. Las pinturas epoxi de dos componentes alcanzan espesores de película seca de 0.003 a 0.008 pulgadas.
• Pintura en PolvoEl recubrimiento en polvo aplica electrostáticamente polvo seco a las piezas fundidas antes del curado a 350-400 °C. El proceso crea recubrimientos uniformes de 0.002 a 0.005 mm de espesor, sin corrimientos ni descuelgues.
• Deposición electroforética (E-Coating)El recubrimiento electrolítico utiliza corriente eléctrica para depositar uniformemente pintura a base de agua sobre piezas fundidas de geometrías complejas. El proceso logra una cobertura completa en zonas cóncavas con espesores de recubrimiento controlados con una precisión de ±0.0002 pulgadas.

Procesos de endurecimiento de la caja

Carburación

La carburación introduce carbono en la superficie de las piezas fundidas de acero con bajo contenido de carbono a temperaturas de 1650-1750 °F. El proceso crea una capa dura de 0.020-0.060 pulgadas de profundidad con una dureza superficial de 58-63 Rockwell C. La carburación con gas ofrece un control preciso del potencial de carbono y una uniformidad de la profundidad de la capa con un margen de ±0.005 pulgadas.

Nitruración

La nitruración difunde nitrógeno en las superficies de fundición a 950-1050 °C, por debajo de la temperatura de transformación del acero. El proceso produce superficies extremadamente duras (hasta 70 °C Rockwell) con espesores de capa de 0.004-0.030 cm. Las superficies nitruradas presentan una distorsión mínima, ya que no requieren temple.