Alternativas de cromo para ambientes corrosivos

Limitaciones ambientales para el uso de recubrimientos de cromo hexagonales1Se han producido numerosos revestimientos y acabados alternativos para vástagos de pistón de cilindros hidráulicos y neumáticos. La superficie del vástago del pistón debe tener un bajo coeficiente de fricción y resistir el desgaste por desgaste, erosión y deslizamiento. Pero también deben ser resistentes a la corrosión.2.

La destrucción de los revestimientos electrocrómicos, que todavía se utilizan con frecuencia, se produce por desconchado. Esto descalifica muchos componentes de ingeniería para su aplicación. Por el contrario, las piezas nitruradas a menudo desarrollan picaduras de corrosión que se pueden eliminar durante largos períodos de tiempo sin afectar el rendimiento de la pieza, pero aún pueden provocar fallas prematuras. Mejorar la resistencia a la corrosión de la capa de nitruración/nitrocarburación mediante la oxidación posterior es un paso importante para mejorar aún más el rendimiento de la pieza.

Recientemente hemos desarrollado superóxido Cumplir y superar estos requisitos. Tratamiento combinado con control Nitrocarburación ferrítica (FNC) Pasos de posoxidación e impregnación propia por métodos de gas o plasma, todo en el mismo taller3. Esta nueva tecnología podría sustituir a otros métodos más sofisticados como Melonite QPQ , Tenifer Q, Nitrotec, etc.1. UltraOx fue desarrollado enfatizando la correlación microestructura-corrosión, utilizando un nuevo enfoque para problemas comunes5. Muchas aplicaciones reales y potenciales de este proceso se encuentran en los campos de la hidráulica y la neumática.

Características de la capa

Como se muestra en la Figura 1A, el cromado puede crear una capa integral en la parte superior de la pieza de acero. Esta capa tiene una dureza significativa en el rango de 800-900 Hk(65-70 horasCequivalente), y enchapado en una base de acero relativamente suave, Figura 1B. Se puede notar que el gradiente de dureza de la superficie es muy pronunciado, lo que puede no ser una distribución de tensión muy preferida en muchas aplicaciones. En contraste, la capa compuesta presente en la capa nitrocarburizada (Figuras 2A y 2B) está soportada por la zona de difusión y exhibe una transición suave en dureza.

A diferencia de la capa de cromo, la zona compuesta no es un revestimiento. En cambio, se forma por la difusión de nitrógeno y carbono en el acero. Por lo tanto, se adhiere fácilmente a los sustratos de acero. Se ha demostrado que el revestimiento de cromo tiene microfisuras, por lo que puede producirse desconchado si la dirección de deslizamiento no es perpendicular a las fisuras.7, 8.

El tratamiento UltraOx asegura una apariencia de la pieza muy agradable estéticamente, Figura 3. El aspecto negro de la superficie se logra mediante un paso especial de post-oxidación en el mismo horno después de FNC. En lugar de color, la dureza de la superficie de los componentes aumenta significativamente. Esto es muy importante ya que la mayoría de las fallas comienzan en la superficie.1. Se pueden ver las características multizona del área cercana a la superficie. Zona exterior de hierro304(magnetita), directamente debajo de la zona compuesta de dos fases. Durante el paso posterior a la inmersión, ambas áreas se rellenan con un sellador patentado. El recubrimiento utilizado para la impregnación actúa como una barrera eléctrica, protegiendo la solución sólida interfacial de la transferencia de electrones de la especie, es decir, evitando reacciones electroquímicas, también conocidas como corrosión electroquímica. La región inferior es muy compacta porque tiene hierro llegando a nitruros con menos nitrógeno que la región porosa media.

Ejemplo de aplicación

UltraOx no solo es un proceso respetuoso con el medio ambiente, sino que también permite un tratamiento integral uniforme de los componentes de acero. Por lo tanto, es más versátil que el cromado duro, por lo que no hay efecto de sombra al conectar los electrodos. Se pueden procesar piezas de cualquier geometría. Algunas de las piezas de las manijas de Advanced Heat Treat Corp. también son de gran tamaño, como las varillas de pistón para minicargadores y otros equipos fuera de carretera. Otras partes son muy pequeñas y detalladas, como el tubo exterior de un amortiguador industrial, Figura 3. Las capas UltraOx son al menos el doble de duraderas que los revestimientos de cromo. Muchas aplicaciones reales y potenciales de este proceso se encuentran en los campos de la hidráulica y la neumática.

M. Woods, T. Damirgi y E. Rolinski trabajan en Advance Heat Treat Corp. en Waterloo, Iowa. Para obtener más información, llame al (319) 232.5221 o visite www.ahtweb.com .

Referirse a:
1. EPA, revisión toxicológica preliminar del cromo hexadecimal: información resumida para respaldar el Sistema Integrado de Información de Riesgos (IRIS).75 Reserva Federal. Registrarse.60454 (2010), www.phoneline.com, mayo de 2011.

2. J. Spies, EJ Mittemeijer y J. Somers Capítulo 6, Ingeniería termoquímica de superficies de acero, Ed Woodhead Press, 2014.

3. M. Woods, Tratamiento UltraOx, nombre comercial, 2012.

4. ML Doche, V. Meynie, H. Mazille, C. Deramix y P. Jacquot, Mejora de la resistencia a la corrosión de los aceros posoxidados y de nitruración a baja presión mediante el tratamiento final de impregnación con polímeros. Tecnología de superficies y recubrimientos , 154, (2002), págs. 113-123.

5. JA Segui, Simulation-led Corrosion Prevention Strategies, Corrosion/Materials Science, Noticias Consola , 2014, págs. 36A-38A.

6. KR Newby, cromo industrial (duro), Folleto Metálico rodar.5. Ingeniería de Superficies, Ed. Aeropuerto Internacional ASM1994, págs. 177-191.

7. Yang Zhenkun, Alternativas al cromado duro en vástagos de pistón.

8. M. Keshavarz Hedayat, Comparación de nitruración de plasma de pantalla activa y convencional de acero cromado duro. Elsevier, 2009

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