Acabados superficiales de Zamak, ¿qué método elegir entre tradicional o ecológico?

Acabados superficiales de Zamak, ¿qué método elegir entre tradicional o ecológico?

Acabados superficiales de Zamak
Acabados superficiales de Zamak http://www.experience-zamak.fr/

El fundido a presión de zinc es una excelente opción para innumerables aplicaciones decorativas y funcionales. Debido a sus propiedades físicas y mecánicas únicas, la aleación de zinc se puede moldear en casi cualquier forma y tamaño. Pero entonces, ¿qué acabado superficial debes elegir? De vuelta con IZA en métodos convencionales o ecológicos de acabado y revestimiento de superficies.

INTRODUCCIÓN

El zinc tiene muchos atributos para las piezas moldeadas: alta ductilidad, alta resistencia al impacto, estabilidad dimensional, resistencia a la corrosión y al desgaste, buenas características eléctricas y electromagnéticas, y excelentes propiedades de lubricación. El zinc también se puede moldear a presión moderada, lo que ofrece una gran cantidad de energía y ahorros de procesamiento en comparación con otros metales y aleaciones. Además, acepta una amplia gama de acabados, ya sean tratamientos de conversión química, electrodeposición o polímeros al horno y pulverizados.

Es posible beneficiarse de casi cualquier característica estética y durabilidad del revestimiento eligiendo el acabado apropiado. Las piezas de zinc pueden verse como oro sólido, latón envejecido, acero inoxidable o incluso cuero, dependiendo del tratamiento elegido. En la mayoría de las aplicaciones, el zinc fundido a presión no está expuesto a ambientes corrosivos: los requisitos estéticos de la pieza determinan el acabado que se utilizará. En muchos casos, no se aplica acabado.

Para las piezas usadas en un ambiente agresivo, como equipos marinos, partes externas de automóviles o elementos destinados al uso al aire libre en sitios industriales, los ataques corrosivos pueden conducir a la oxidación blanca, a un color negro o, en algunos casos, astillado y desmoronamiento del acabado, debido a la corrosión de la capa de zinc subyacente. En tales condiciones hostiles, el fabricante debe seleccionar acabados que puedan resistir la corrosión.

Los acabados tradicionales, como la pintura a base de solvente, la electrodeposición y los revestimientos de conversión de cromo hexavalente [1] , han estado proporcionando un rendimiento confiable en este campo durante décadas. Se ha desarrollado una gama moderna e innovadora de acabados de superficies electroforéticas que utilizan las mejores prácticas en tecnología verde para seguir la tendencia mundial de priorizar los materiales ecológicos. Estos acabados incluyen capas de metal reales y simuladas que han sido reformuladas para eliminar la presencia de cadmio o plomo sin ningún cromado de superficie.

LOS ESTUDIOS

Para ayudar a los usuarios finales y fabricantes de piezas a elegir el mejor acabado para una aplicación determinada, la International Zinc Association (IZA) encargó un estudio para evaluar el rendimiento de 39 acabados de superficie diferentes: 20 acabados tradicionales de uso común y 19 nuevos acabados ecológicos "verdes" que usan menos o ningún compuesto orgánico volátil (VOC).

Los datos se compilaron a partir de dos estudios: el primero, realizado en 2006, se dedicó a los acabados tradicionales, mientras que el otro, realizado en 2012, analizó los nuevos acabados verdes.

A modo de comparación, el estudio de 2012 se diseñó basándose en el estudio anterior, que se centró en dos criterios de rendimiento: la capacidad de un acabado para proteger la capa de zinc subyacente de la corrosión; y la capacidad del acabado para mantener sus propiedades estéticas originales en condiciones corrosivas. Además, el estudio de 2012 aseguró que los nuevos productos de acabado utilizaran las mejores prácticas en tecnología verde y que cumplieran con la Directiva RoHS de la UE sobre la restricción de sustancias peligrosas.

PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA

El estudio de 2006 fue realizado por CAMRI (Instituto de Investigación de Corrosión y Materiales). Una "X" fue grabada en las piezas terminadas para exponer el Zamak. Las pruebas de corrosión se hicieron con la sal de pulverización B-117, con el cíclico ASTM de niebla salina G-85 y, finalmente, con la prueba de DuPont. Durante la prueba, las piezas de fundición se expusieron a una humedad constante de 100% a 50 ° C con rociado de una semana una solución de base de cloruro de sodio al 1% y sulfato de sodio al 1%. Las 20 piezas se expusieron durante 6 meses, con evaluaciones intermedias después del 1er y 3er mes.

El estudio 2012 se llevó a cabo por Finishing.com Inc. y pruebas de rendimiento se llevó a cabo por el CTL (Prueba de corrosión Laboratories) Inc. con procedimientos similares.

ACABADOS SUPERFICIALES PROBADOS

A. Los acabados ecológicos fueron los siguientes

1. Recubrimiento de bronce antiguo

Este acabado se logra mediante cobreado seguido de operaciones de pulido y aclarado, seguido de la aplicación de un recubrimiento transparente. Ofrece una representación suave y cálida. Las piezas fundidas tienen este acabado se asemejan a los metales más caros, y también tienen una mejor apariencia estética general que los acabados sintéticos "imitación metal". El bronceado antiguo es un acabado común para grifos de cocina y baño, accesorios y materiales de construcción.

2. Capa transparente de un solo componente en una pieza de fundición en bruto

Las piezas se frotaron con xileno para eliminar todos los aceites, se endureció y luego re-empapado después de un período de secado de al menos una hora. Este acabado fue elegido para conocer los resultados que se pueden obtener con tratamientos muy simples

3. Capa transparente de un solo componente en una pieza de lana de acero enarenado

El molde lucía un acabado brillante moderadamente temprano en el ensayo, lo que podría ser un acabado "limpia" para ciertas aplicaciones en las que el componente no es el superficie decorativa principal.

4. trivalente capa de cromato y silicato de acabado orgánicos minerales

Las muestras fueron decapadas con álcali, activada con ácido, cromo, luego se cubre con esta capa. Este acabado puede considerarse como un acabado de ingeniería o pretratamiento.

5. Proceso de revestimiento duro electroquímico

El revestimiento duro es más parecido a un acabado de ingeniería que a un acabado decorativo.

6. recubrimiento electroforético negro (véanse los párrafos 6. a 9.)

La electricidad altera las moléculas de pintura, haciendo que se deposite sobre el troquel de fundición para formar un aislante y recubrimiento eléctricamente resistiva. Esto desvía la corriente eléctrica de cualquier área desprovista de recubrimiento, asegurando de este modo una cobertura del 100% y permite proporcionar un recubrimiento altamente resistente a la corrosión, a pesar de su finura extrema (alrededor de 10 micras). Por lo tanto, es un revestimiento electrostático catódico de poliuretano ecológico.

7. recubrimiento electroforético transparente con efecto de acero inoxidable poste teñido

8. recubrimiento electroforético transparente con efecto de latón poste teñido

9. recubrimiento electroforético transparente con efecto de bronce poste teñido

10. electrolítico Níquel

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11. galvanoplastia de aleación de estaño-níquel

Es un acabado brillante galvanizado con cromo níquel, obtenida por electrodeposición de una capa de níquel brillante seguida de un flash de chapado de estaño-níquel.

12. Negro Níquel

Este acabado proporciona una "look ahumado" sin el revestimiento de cromo habitual utilizar un flash de níquel negro después de la siembra acabado de níquel brillante Esto está muy buscado para los componentes de automoción, pantallas y otras aplicaciones.

13. recubrimiento electroforético transparente con efecto de oro poste teñido (véanse los párrafos 13 a 19.)

Este es un recubrimiento electrostático de poliuretano de un grosor de 4 a 14 micras fijado a partes de moldeo a presión, limpiado con un producto alcalino sin ningún pretratamiento con fosfato. Se aplicó un efecto dorado después del teñido. Dado que el propósito de este estudio fue determinar la resistencia a la corrosión y la conservación estética, se probaron recubrimientos electroforéticos de varios colores diferentes.

14. Negro de recubrimiento electroforético

15. recubrimiento electroforético blanco

16. recubrimiento electroforético azul

17. azul superficie de recubrimiento + revestimiento de poliuretano electroforética

18. recubrimiento electroforético bronce cepillado

19. cepillado superficie de recubrimiento + revestimiento de poliuretano electroforética bronce

B. Los acabados tradicionales probados en 2006 fueron los siguientes

A. Zinc negro

Este es un proceso en el que se aplica una película de fosfato negro relativamente gruesa al molde para protegerlo de la humedad y atmósferas moderadamente corrosivas. Por lo general, este acabado no se propone como una barrera independiente contra la corrosión, sino más bien como un tratamiento previo de la pintura. A diferencia del dorado suave y denso que se usa ampliamente en rifles y herramientas de acero, el oscurecimiento del zinc es opaco y tiene una consistencia algo polvorienta. En sí mismo, el oscurecimiento del zinc no ofreció una protección significativa durante la prueba, y se disolvió o lavó en gran medida mediante la humectación periódica de los paneles con una solución de sal mixta.

B. Galvanoplastia de cobre, estaño y zinc

Este es un proceso exclusivo que forma un acabado plateado mate en zinc. En estas pruebas, dio una buena protección al zinc, pero el acabado en sí tiene una apariencia antiestética, a veces negra y manchada. En este caso, el espesor total del acabado fue de aproximadamente 25 micras.

C./E. Revestimientos de conversión de cromato

Estos son tratamientos de inmersión química que producen una fina película protectora en la superficie del zinc. Están destinados principalmente a proteger las piezas durante el almacenamiento o el almacenamiento en condiciones favorables (por ejemplo, en interiores) o, como el zinc negro, para proporcionar una superficie de adhesión óptima para los acabados de pintura posteriores o otros acabados orgánicos. Los recubrimientos de conversión a veces son seguidos por la aplicación de un sellador o laca para mejorar su rendimiento y ampliar el alcance de su uso. En estas pruebas, se descubrió que los recubrimientos de conversión de cromato hexavalente, con o sin sellador, se comportaron mejor que el cromo trivalente o los acabados de cromato "transparentes".

D. Liquid revestimiento pulverizado y se cuece

Esta categoría incluye una amplia gama de diferentes composiciones químicas, incluyendo epoxi y resinas de poliéster, así como compuestos fenólicos y uretano. La matriz de prueba incluía revestimientos de fluoropolímero de baja fricción que no están destinados principalmente a proporcionar protección contra la corrosión. Los revestimientos se aplicaron usando un espesor de aproximadamente 25 a 50 micras y proporcionaron una protección moderada. Algunos también tienden a desvanecerse o se vuelven generalmente antiestéticos durante la prueba. Hay muchos recubrimientos orgánicos más gruesos, pulverizados y horneados en el mercado que podrían haber tenido un mejor rendimiento en esta prueba.

F. Chapa mecánica

Este nombre es un poco engañoso porque esta categoría general de acabados consiste en colocar las piezas en un tambor con las mezclas deseadas de polvos metálicos y un "activador" químico, y luego batir estas piezas hasta el espesor requerido para el recubrimiento se acumula en la pieza por acción mecánica y química. De esta manera, es posible recubrir la pieza de trabajo con una "aleación" de casi todos los metales deseados, incluidas las aleaciones de zinc + estaño, zinc + cobalto, zinc + hierro y zinc + níquel. El zinc casi siempre está incluido porque responde particularmente bien al proceso de unión mecánica / química. Este proceso tiene una clara ventaja sobre el chapado en el sentido de que los materiales se pueden aplicar de manera muy uniforme a todas las superficies, incluidas las esquinas interiores. El uso de diferentes combinaciones de metales ofrece diferentes aspectos (coloraciones). Este proceso se desarrolló originalmente solo con zinc (un proceso que generalmente se aplica a las piezas de acero y se denomina "galvanizado mecánico"). La aleación de zinc + estaño se probó con un espesor de revestimiento de 50 micras, que incluye una capa superior con cromo trivalente y un sellante transparente.

G. Revestimiento de cobre, níquel y cromo

Durante muchos años, este tipo de acabado es una apuesta segura para aplicaciones corrosivas y exteriores. En zinc, comienza con una capa delgada de flash de cobre con cianuro (no ácida) para proteger el zinc de la acidez de los baños siguientes. Luego viene una capa más gruesa proporcionada por una placa de cobre ácido, que sirve para homogeneizar aún más la superficie y asegura una buena conductividad eléctrica. Esta fase es seguida por una o más capas de níquel, que proporcionan una barrera continua resistente a la corrosión. Finalmente, se aplican una o más capas de cromo para dar el aspecto "plateado" brillante deseado y para proteger el níquel contra fuerzas mecánicas tales como el desgaste y la erosión. La galvanoplastia tiene una desventaja con respecto a los procesos no eléctricos ya que es difícil obtener un metal chapado en el interior de las esquinas y los agujeros. Esto se puede resolver en gran medida utilizando los llamados ánodos "compatibles", pero encarecen el proceso. Estas pruebas se llevaron a cabo en un sistema de níquel de dos capas (generalmente llamado por algunos, cromado tipo "automotriz") y en una versión de níquel de tres capas (utilizado para aplicaciones de calidad "marinas" más rigurosas y algunas veces calificadas). "). Se encontró una mejora notable en el rendimiento con el chapado de calidad "marino", en comparación con el chapado de calidad "automotriz". También se observó un aumento significativo en la incidencia de fallas locales en las esquinas interiores con ambos sistemas, lo que probablemente indica un menor espesor del enchapado en estas ubicaciones.

H. Revestimientos en polvo de poliéster y epoxi

experience-zamak-finitions-surface-iza-e-coatingEstos revestimientos poliméricos se aplican como polvos en un proceso electrostático seco y luego se "derriten" en un horno. Este proceso ofrece beneficios ambientales y de salud sobre los recubrimientos húmedos pulverizados y horneados, ya que aquí no es necesario repeler los solventes. Dado que la aplicación de polvos es generalmente un proceso electrostático, los revestimientos en polvo pulverizados también proporcionan una mejor acumulación lateral que los polímeros pulverizados en húmedo. Por otro lado, es difícil por estas mismas razones obtener materiales de recubrimiento en los huecos profundos y las esquinas interiores, aunque este problema no se ha observado con el ejemplo de geometría utilizado para estas pruebas. De hecho, no se ha observado ninguna falla local de estos revestimientos dentro de las esquinas, como fue el caso con el recubrimiento de cobre, níquel y cromo. En estas pruebas, los revestimientos de polvo de poliéster y epoxi se comportaron mejor que los revestimientos líquidos pulverizados. Aunque los revestimientos en polvo están ganando una excelente reputación como barreras de protección contra la corrosión, también es cierto que estos revestimientos en polvo, de 75 a 100 micras, eran mucho más gruesos que los recubrimientos líquidos evaluados. en este programa En general, se acepta que el shot peening de una pieza ofrece una mejor adhesión del recubrimiento y, por lo tanto, un mejor rendimiento en condiciones hostiles. El acabado pulido con chorro de algunas placas revestidas de resina epoxi solo produjo un perfil de superficie de aproximadamente 25 micras y no mejoró el rendimiento sobre estas pruebas en comparación con una superficie no tratada con chorro. La mayoría de los fabricantes de recubrimientos recomiendan un granallado más intenso y mucho más profundo: típicamente de 50 a 75 micras para un rendimiento de recubrimiento óptimo. Sin embargo, el granallado de dicha agresividad puede dar como resultado la deformación y / o la apariencia de una superficie revestida mate. Por lo tanto, este proceso debe ser probado y evaluado por su parte antes de optar por una preparación de granallado tan potente antes del recubrimiento en polvo.

I. Recubrimientos electroforéticos de uretano

experience-zamak-finitions-surface-iza-e-coatingTambién conocido como "e-coating": los revestimientos electroforéticos evaluados aquí obtuvieron resultados excepcionales. Con solo medir de 20 a 25 micrones de grosor, estos acabados han establecido como norma que se requiere un gran espesor para lograr una buena protección contra la corrosión. Uno de los acabados probados incluyó "nanopartículas" de cerámica para agregar una mayor resistencia a la abrasión y el desgaste, así como un color negro. Las nanopartículas no mostraron ningún efecto mensurable sobre la resistencia a la corrosión sobre los recubrimientos de resina de uretano electroforéticos estándar.

EVALUACIÓN DE RENDIMIENTO

Todas las muestras se probaron "como terminadas" sin ningún tratamiento térmico. La puntuación se basa en un máximo de 10, los puntos se deducen de acuerdo con los defectos observados. Cada muestra se evaluó frente a otras dos muestras: una no expuesta con el mismo acabado superficial y otra sin un acabado superficial que tenía las mismas condiciones de exposición. Cada acabado fue juzgado según dos criterios: protección contra la corrosión y preservación de la apariencia estética. Los puntajes se basan en una escala de 0 a 10 (0 representa un rendimiento menor o igual que la pieza de control no finalizada y 10 representa una apariencia visualmente perfecta).

A. Acabados ecológicos: resultados de rendimiento

La prueba del Instituto de Investigación de Corrosión y Materiales (CAMRI) muestra que los acabados ecológicos pueden proporcionar piezas de zinc con excelente protección contra la corrosión y mantener su aspecto estético original. El acabado autocatalítico niquelado logró el mejor resultado: un 10 para su protección contra la corrosión y un 9 para su apariencia visual.

Las partes con resultados pobres se eliminaron de la prueba después de 90 días de exposición.

Se aplicaron acabados ecológicos a Zamak 3. En 2006, se usaron dos aleaciones de zinc (Zamak 3 y Zamak 5) para la prueba. Sin embargo, dado que se informaron muy pocas diferencias, si las hubo, la prueba de 2012 solo utilizó Zamak 3.

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B. Acabados superficiales tradicionales: resultados de rendimiento

Los tres revestimientos de resina electroforética lograron resultados excepcionales; recibieron un 9.5 y 9 por su protección contra la corrosión y un 10 por apariencia visual. Los tres recubrimientos de polvo de poliéster y epoxi también funcionaron bien con 9 y 8,5 para la protección contra la corrosión, y 9 y 8 para la estética.

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¿CÓMO ELEGIR UN FINAL?

El nivel de resistencia a la corrosión es el factor principal a considerar cuando se elige un acabado superficial. Si una pieza se usa en interiores en un ambiente seco, la resistencia a la corrosión no es un factor importante. Para las partes interiores que se mojarán con frecuencia durante el uso, como las manijas y los cabezales de ducha, así como las piezas que se usarán al aire libre en un área rural o en un sitio no industrial, no costero, moderado a la corrosión será necesario. Para las piezas constantemente mojadas, como los equipos de embarcaciones y marinas, y las piezas para uso al aire libre en entornos industriales, es esencial una buena resistencia a la corrosión. La mayoría de las piezas moldeadas de zinc no están expuestas a ambientes corrosivos: los requisitos estéticos del modelo definirán, por lo tanto, el tipo de acabado que se utilizará.

También deben tenerse en cuenta las tendencias mundiales para eliminar el plomo, el mercurio, el cadmio y el cromo hexavalente, así como las normas medioambientales de la Unión Europea sobre restricciones al uso de sustancias peligrosas. La prueba CAMRI ha demostrado que hay una serie de nuevos acabados electroforéticos que ofrecen un alto nivel de protección contra la corrosión y una buena estética, incluso entre los aspectos de metal tan populares en la actualidad. Estos acabados ecológicos ofrecen una alternativa eco-responsable para el usuario final y el fabricante de las piezas.

Los gráficos muestran el rendimiento relativo de diferentes tipos de acabados ecológicos y tradicionales. Para una mejor resistencia a la corrosión, elija los acabados en el lado derecho de la tabla. Para una mejor conservación de la estética, puede considerar todo tipo de acabados ubicados en la parte superior de los gráficos.

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Source Étude IZA : évaluation des performances des finitions de surface traditionnelles et écologiques pour les moulages sous pression du zinc

Modificado por última vez en Miércoles, 10 Enero 2018 14:50

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