Download tratamiento sobre el hierro galvanizado antes de pintar

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TRATAMIENTO SOBRE EL HIERRO
GALVANIZADO ANTES DE PINTAR
El galvanizado es la aplicación de zinc en el acero ya sea por inmersión
en baño de zinc fundido (hot-dip) o por baños electroliticos. Dos cosas
hay que considerar antes de pintar el hierro galvanizado. Primero, como
en cualquier sistema de acabado, la, superficie debe estar limpia.
Segundo, debe existir una barrera entre el zinc y la película orgánica para
prevenir una interreacción entre el zinc y ciertos componentes del
sistema de acabado. Nadie pensaría en aplicar una película de jabón
antes de pintar. En el caso del hierro galvanizado no tratado esto es
exactamente lo que ocurre. El agua eventualmente permeabiliza la
película de pintura, y cualquier componente saponificable en ésta
reaccionará con el zinc para formar jabones. En alguna oportunidad
hemos visto los efectos que se producen con ésta situación, siendo las
estrías como de lluvia el problema más común. Las superficies se ven
muy bien después de pintadas pero cuando pasado un tiempo el agua
permeabíliza la película de pintura, la capa de jabón se forma, y el
hermoso acabado se levanta del metal como una costra integral, tal como
si le hubiésemos pintado sobre una película de jabón.
El zinc es uno de los metales más reactivos y es fácilmente corroído en
presencia de humedad y aire. Expuesto al aire, se forma una capa
compacta de óxido de zinc insoluble sobre la superficie del metal.
Esta capa reduce la velocidad de difusión y ofrece protección al metal; sin
embargo, cuando el zinc es expuesto a agentes corrosivos, formará
rápidamente sales solubles de zinc, siendo el grado de corrosión bastante
alto. Bajo ciertas condiciones el hierro galvanizado se corroe a una
velocidad muy rápida. Durante el almacenaje las planchas pueden pasar
el día en un área relativamente temperada, pero cuando el aire frío de la
tarde toca el metal puede ocurrir condensación, y la capilaridad
arrastrará la humedad entre las capas de metal. En pocas horas se
pueden formar depósitos importantes de "moho blanco” (manchas de
almacenaje). El producto de la corrosión ha sido identificado como
carbonato básico de zinc.
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En los años recientes este problema se ha tornado muy serlo por que
galvanizadores han recurrido a varios tratamientos químicos para
evitarlo. La mayoría de estos tratamientos que incluyen el uso de
cromatos, silicatos, resinas, etc., son muy difíciles de eliminar antes del
pretratamiento con recubrimientos de fosfatos o cromatos.
Mediante una selección adecuada del pretratamiento de la superficie y de
su limpieza, el hierro galvanizado pasivado puede ser tratado sin
dificultad por medio de baños de recubrimientos específicamente
formulados; estos baños son soluciones de cromo hexavalente con un pH
de aproximadamente 2.0. Ellos producen una superficie ligeramente
atacada que tiene una capa delgada de cromo tri. y hexavalente con
cromatos de zinc.
Cromatizado sobre zinc:
Zn + 2H -> Zn2 + H2 
Cr04 + H -> Cr3 + H20
Cr04 + Zn + Cr + H ->Cr(OH)3 Cr(OH)CrO4
Zn(OH)2 (Cr04)2 x H20 (Formación de la capa)
Para hierro galvanizado que no ha sido pasivado, es común pretratarlo
con recubrimientos de conversión de fosfato de zinc.
Los recubrimientos de fosfato de zinc se usan extensamente en el
tratamiento de hierro galvanizado para la fabricación de: refrigeradores,
acondicionadores de aire, gabinetes de cocina, etc.
La no uniformidad de las superficies galvanizadas mediante inmersión en
caliente es mucho mayor que con otras superficies metálicas. La
experiencia de años ha demostrado que no solo existen diferencias en las
superficies galvanizadas mediante inmersión en caliente entre
productores diferentes, sino también entre diferentes "calentadas" de la
misma línea de galvanización.
Debido a estas grandes diferencias que afectan la actividad de las
superficies galvanizadas, la producción de sistemas de revestimiento por
conversión que puedan revestir satisfactoriamente todas las superficies
de acero galvanizadas, constituye un difícil problema para el químico
revestidor.
Esto con toda probabilidad se debe
mayormente a que el acero
galvanizado mediante inmersión en caliente, posee una superficie de
aleación fundida (comercial). La uniformidad y consecuentemente la
consistencia, de la superficie se ve enormemente mejorada mediante la
fijación por calor (recocido) o el templado por laminación en frío. Esta
última operación produce también un acabado más parejo y especular de
la pintura.
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El acero electrogalvanizado presenta una superficie completamente
diferente. La electrogalvanización es un proceso de metalización que
produce una película suave, uniforme y delgada de zinc casi puro. Esta
película es muy fácil de revestir y pintar.
Los revestimientos de fosfato de hierro son inapropiados para las
superficies de zinc, excepto donde la totalidad de la superficie es una
aleación de zinc-hierro, como en el Galvaneal, donde puede obtenerse un
revestimiento satisfactorio debido al hierro presente.
Los revestimientos de fosfato o cromato de zinc son los revestimientos
preferidos tanto para las superficies electrogalvanizadas como las
galvanizadas mediante inmersión en caliente. Los productos químicos
basándose en cromatos o fosfato de zinc puros pueden emplearse con
excelentes resultados sobre las superficies electrogalvanizadas debido a
la superficie no complicada y en muchos casos se aplican directamente
en el extremo de la línea de electrogalvanización.
TRATAMIENTO DE PRE-PINTADO
GALVANIZADO (AMPLIACIÓN)
PARA
EL
ZINC
Y
ACERO
El galvanizado o revestimiento con zinc (zincado) del acero, es lejos el
uso más importante del zinc. EL galvanizado provee una protección
económica para el acero que estará expuesto a la corrosión atmosférica.
El uso del acero galvanizado pintado ha sido algo limitado ya que, sin un
tratamiento químico apropiado, es difícil proporcionar un acabado de alta
calidad de la pintura, sobre el zinc, porque éste reacciona con ciertos
compuestos presentes en las pinturas comunes,
para formar un
compuesto "jabonoso" que produce el descascaramiento de las mismas.
Con el advenimiento de los pretratamientos químicos, es posible pintar
satisfactoriamente las superficies galvanizadas. Esto por supuesto, ha
ampliado vastamente el uso y campo de acción del metal galvanizado.
La, superficies galvanizadas, por naturaleza, varían a medida que se
producen, haciendo así más complejo el problema de la preparación del
pre-pintado. Contribuyen a esta complejidad el método de galvanización
empleado, la variación en la aleación galvanizante, los tratamientos de
pasivación aplicados en el taller y el grado de pasivación.
Los dos métodos de galvanización más ampliamente usados son el
bañado o inmersión en caliente y la electrogalvanización. De los dos, la
galvanización por inmersión en caliente ofrece la mejor protección contra
la corrosión al largo plazo, pero es la más fácilmente variable y difícil de
recubrir y pintar.
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Para mejorar la adhesión del zinc sobre el acero y para acelerar la línea de
galvanización, y promover la adhesión del zinc, se agrega frecuentemente
aluminio al crisol de zinc. El plomo está siempre presente en cierta
cantidad, y se añaden otros metales, para obtener ciertos efectos
deseados adicionales.
Para minimizar la herrumbre blanca, se aplican a menudo tratamientos de
pasivación. Estos tratamientos de pasivación incoloros son generalmente
una forma de cromato empleado con silicato de sodio.
Ya que la pasivación hace la superficie menos reactiva, también la vuelve
menos receptiva a los tratamientos pre-pintado. La efectividad de la
pasivación varía; de hecho, se han encontrado diferencias dentro del
mismo rollo. Luego, un proceso de tratamiento pre-pintado realmente
efectivo debe ser lo suficientemente versátil como para cubrir muchas
condiciones diferentes.
Las superficies galvanizadas por inmersión en caliente se someten
frecuentemente a otros tratamientos en el taller que complican aún más la
aplicación de revestimientos de conversión de alta calidad. En algunos
casos, la superficie galvanizada es templada por laminación en frío para
reducir la aspereza de la superficie y para disolver patrones centelleantes.
En otros casos, en donde la mayor parte del zinc se elimina de uno de los
lados, el trabajo se galvaniza diferencialmente. Esto significa que un
tratamiento que es efectivo sobre el lado del zinc debe serlo también en el
lado que tiene un mínimo de zinc libre, o en ciertos casos, nada de zinc
libre, pero solamente la aleación residual de zinc-hierro.
Para superar estos problemas se han desarrollado varios enfoques para
el tratamiento pre-pintado del zinc. Estos caen dentro de las categorías de
la limpieza y el tratamiento químico.
Por ejemplo, el trabajo puede ser limpiado química o mecánicamente en
preparación para el tratamiento químico. Se ha encontrado que el uso de
limpiadores y enjuagues que contienen ciertos agentes acondicionadores
de la superficie promueven un mejor recubrimiento.
Recientemente se han puesto en práctica el uso de tratamientos
abrasivos mecánicos, particularmente en las líneas de revestimientos de
rollo continuo. Este proceso remueve una capa micro-delgada de zinc
haciendo la superficie menos pasiva y por ende más receptiva al
revestimiento de fosfato previo al pintado.
Se han desarrollado dos tipos distintos de revestimientos químicos de
pre-pintado, ellos son el fosfato de zinc y el cromato.
El revestimiento del tipo fosfato de zinc es el más antiguo y aún el método
más ampliamente usado para el tratamiento del acero galvanizado. La
ventaja principal del revestimiento zinc-fosfato cristalino o microcristalino
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es su posibilidad de uso para tratar tanto el acero como el zinc. En
consecuencia, los fosfatos de zinc son más económicos desde el punto
de vista del equipo en las plantas que procesan ambas metales. Esta
característica la hace también ideal para las superficies galvanizadas
diferencialmente.
Los revestimientos del tipo cromato, los cuales son amorfos, tienden a
proporcionar un acabado más brillante a las pinturas, porque estos no
poseen la cualidad absorbente característica de los revestimientos de
fosfato de zinc cristalinos.
El revestimiento de cromato tiende a "cicatrizar" espontáneamente en las
áreas rayadas o desgastadas, requiere de un tiempo de procesamiento
más corto que los fosfatos de zinc y además, puede aplicarse mediante
spray, inmersión o rodillo. Quizás lo más importante, el revestimiento de
cromato se ve considerablemente menos afectado por los tratamientos de
pasivación efectuados en el taller, que el revestimiento con fosfato de
zinc.
Obviamente, esta lección estaba dedicada a ilustrar las ventajas de usar
recubrimientos de conversión como base de pinturas, y no pretender que
cada uno se convierta en un técnico químico en recubrimientos de
conversión. La química básica de estos materiales está resguardada por
patentes, pero hay aún un factor más importante que impide que
cualquier fabricante de metales haga estos procesos por sí mismo. Ya es
difícil entrar a un laboratorio y producir un recubrimiento del metal con
buena resistencia a la corrosión y buena adherencia a la pintura, pero es
aún más difícil hacer satisfactoriamente estos recubrimientos en la
producción industrial sin un conocimiento profundo y experiencia.
Si aceptamos que es posible no sólo hacer un buen baño, sino también
recubrir el metal satisfactoriamente en una producción industrial,
entonces llegaremos al mayor de los tropiezas dados; como es el de
mantener el baño funcionando correctamente a pesar de su lógico
deterioro y aumento de los productos de deshecho.
Para encontrar las respuestas a algunos de las preguntas que se
presentan en la producción, es necesario dejar a un lado las probetas y
tubos de ensayos e ir directamente a la producción.
No existiría una discusión completa sobre pretratamiento de metal, sin
mencionar el control de los baños. En todo momento, debemos
asegurarnos que las temperaturas y concentraciones estén correctas y
que los agentes contaminantes sean mantenidos dentro de límites
tolerantes. Para operaciones relativamente pequeñas, pueden hacerse
ensayos simples por medio del operario, a intervalos que dependerán de
la cantidad de piezas producidas.
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Para asegurar tanto la calidad de las piezas terminadas como el bajo
costo de producción, se puede automatizar el sistema. La automatización
mantiene las concentraciones del baño más constante y dentro de límites
más estrechos, que aquellos que son posibles con el mejor estrenado y
más consciente operario.
En resumen el pretratamiento del hierro galvanizado, requiere de un
conocimiento íntimo de muchos factores; pero las principales
consideraciones incluyen una buena limpieza, buen enjuague entre
etapas y un cuidadoso control de los baños.
REVESTIMIENTOS DE ROLLOS POR MEDIO DE
APLICACIÓN CON RODILLOS
El método mediante rodillo para los revestimientos de conversión sobre
líneas de flejes continuos constituye la innovación más reciente en los
sistemas de aplicación de productos químicos. Este método es un
desarrollo de gran importancia para la industria del metal en flejes.
El revestimiento mediante rodillo tiene muchas ventajas sobre los
métodos de aplicación más convencionales tales como el spray o la
inmersión. Algunas de estas ventajas son las siguientes:
1. No se requiere del control químico
2. No existe formación de contaminantes en la solución.
3. Se producen consistentemente revestimientos
más
uniformes
debido a que la
solución
no se vuelve a utilizar. La
uniformidad depende mayormente del equipo.
4. No se producen sedimentos.
5. Puede tratarse más de un tipo de metal con el mismo equipo y
revestirse solamente por un lado si así se requiere.
6. Los costos de mantención son bajos.
La ventaja principal de este nuevo método de aplicación es su flexibilidad
(punto # 5 más arriba). Todos los metales pueden revestirse con el mismo
juego de rodillos, siendo los únicos requerimientos del cambio, el
enjuague minucioso del rodillo revestidor el poner en funcionamiento la
bomba desde los tanques de mezcla del tratamiento siguiente y el
reposícionamiento del ajuste de los rodillos. Un cambio desde un
revestimiento de aluminio a uno de acero puede efectuarse en cosa de
minutos.