Galvanneal vs Acero Galvanizado: Comparativa Completa para Aplicaciones de Chapa Metálica

La galvanización y el galvanizado por temple (galvannealing) son procesos de recubrimiento que consisten en cubrir una pieza de chapa metálica con zinc. Ambos son procesos intrincados de fabricación de chapa metálica utilizados en diversas industrias. Sin embargo, tienen diferentes funciones, procesos, aceptación y perspectivas, lo que afecta su popularidad. Por ejemplo, la mayoría de la gente conoce más la galvanización que el galvannealing debido a su presencia en la mayoría de los libros de texto de química.

Ambos procesos son aplicables para recubrir acero, y el acero galvanizado y el acero galvanneal resultante tienen alta resistencia, resistencia a la corrosión y durabilidad. Esto hace que ambos tipos de materiales sean importantes en la fabricación de diversos productos industriales. Sin embargo, seleccionar el adecuado puede ser un desafío debido a las propiedades únicas de ambos aceros. Por tanto, es necesario comprender la comparativa entre acero galvanneal y galvanizado conociendo sus procesos, similitudes, diferencias y usos.

Proceso de Galvanizado

La galvanización es el proceso de recubrimiento de zinc más común, adecuado para materiales como acero y hierro. El proceso es esencial ya que protege las piezas de chapa metálica de la corrosión y el óxido, y las hace más duraderas. Existen diferentes procesos de galvanizado adecuados para el recubrimiento galvanizado. Aquí presentaremos el método más común (galvanizado en caliente) mientras damos una idea de lo que implican los demás.

Galvanizado en Caliente (Hot-Dip Galvanizing)

El galvanizado en caliente es la forma más común de fabricar acero galvanizado. Generalmente implica sumergir la pieza de acero en zinc fundido para formar un recubrimiento. Estos son los pasos generales.

Paso 1: Limpieza

La pieza de acero no debe contener impurezas como grasa, aceite, cera, etc. Por tanto, el primer paso es limpiar el material. Por ejemplo, se eliminarán impurezas como grasa, aceite y cera usando soluciones desengrasantes. Dependiendo de las impurezas que se sospechen, existen otros métodos de limpieza de los materiales de acero.

Paso 2: Decapado

El decapado es un paso esencial que ayuda a preparar la pieza de acero para una máxima adhesión del recubrimiento de zinc. El decapado ocurre principalmente sumergiendo la pieza en una solución diluida y caliente de ácido sulfúrico (aceite de vitriolo).

Paso 3: Fluxado

El fluxado mejora el proceso de adhesión utilizando una solución salina como cloruro de zinc-amonio para mejorar la unión acero-zinc.

Paso 4: Galvanizado

Después del fluxado, el galvanizado ocurre sumergiendo la pieza de acero en una cubeta de zinc fundido (a unos 454 °C / 850 °F). El zinc y el metal forman un enlace molecular externo que protege el metal.

Paso 5: Post-procesado

Después del galvanizado, se inspecciona la consistencia del recubrimiento en términos de completitud, espesor, etc. Por ejemplo, tras el galvanizado, el control de espesor se realiza usando cuchillas de aire. Algunos procesos de post-procesado también incluyen pintura (aunque el acero galvanneal es el tipo más común para pintar).

Otros Procesos de Galvanizado

Aunque el galvanizado en caliente es el proceso más común para fabricar acero galvanizado, existen otros métodos para producirlo. A continuación se muestran los tipos más comunes:

Pulverización Térmica (o Metalizado)

La pulverización térmica implica preparar la pieza usando chorro de granalla u otro método adecuado para mejorar la adhesión y pulverizar la pieza de chapa metálica con zinc semifundido usando una fuente de calor de arco o plasma.

Con la pulverización térmica, es posible controlar el espesor. También es posible galvanizar piezas de chapa metálica con diseños complejos e inaccesibles. El zinc galvanizado tiene protección tanto de barrera como catódica. Sin embargo, la pulverización térmica es más costosa.

Electrogalvanizado

El electrodepositado es un método químico por sí mismo, pero se puede adaptar para galvanizar piezas de acero. El método consiste en colocar la chapa metálica a recubrir en el cátodo y la pieza de zinc en el ánodo. El electrolito es una solución de sal de zinc en el tanque, y el ánodo y el cátodo estarán en la solución. Al pasar corriente a través de la configuración, ocurre la galvanización. El electrogalvanizado es económico, versátil y eficaz para galvanizar piezas metálicas pequeñas como sujetadores.

Sherardizing

El sherardizing es otro método que se puede usar. Aquí se coloca la pieza de acero en un tambor rotatorio que contiene polvo de zinc y arena como relleno. Luego se calienta el tambor rotatorio por encima del punto de fusión del zinc y por debajo del del acero (unos 380 °C). El calor funde el zinc, que se difunde hacia la pieza de acero, formando el enlace Zn-Fe, de ahí la galvanización.

Ventajas de la Galvanización (Galvanizado en Caliente)

El acero es un material importante en varias industrias debido a su facilidad para el prototipado personalizado. Sin embargo, con la galvanización, se vuelve más fuerte, duradero, etc. Por tanto, la galvanización es un método popular de fabricación de chapa utilizado por diferentes industrias en distintas capacidades. A continuación se muestran algunas de sus ventajas.

Menor Mantenimiento y Bajo Coste a Largo Plazo

El galvanizado en caliente tiene un coste menor que otras técnicas de recubrimiento como pintura, electrodepositado, etc. Además, a diferencia de otros métodos, eventualmente el acero galvanizado no requiere mucho mantenimiento, reduciendo los costes a largo plazo.

Larga Vida Útil

El acero galvanizado tiene una larga esperanza de vida, con piezas estructurales que alcanzan al menos 50 años en zonas rurales y 25 años en zonas urbanas.

Recubrimiento Resistente y Fiable

El recubrimiento de zinc del acero asegura que sea más duradero y fuerte. Por tanto, hay menor probabilidad de daño mecánico antes, durante y después del uso. Además, el proceso es fiable ya que es fácil decidir el recubrimiento de las piezas de acero, lo cual es importante en el recubrimiento y el funcionamiento eficaz de las piezas.

Protección Automática

Además del recubrimiento resistente, la galvanización asegura la protección de la pieza de acero contra daños ambientales. Lo hace actuando como cátodo/sacrificial. Tampoco requiere retoques, a diferencia de otros recubrimientos orgánicos.

Proceso de Galvanneal

El galvannealing es similar al galvanizado, pero añade el proceso de temple (annealing). Usando el galvanizado en caliente, después de limpiar, decapar, fluxar y galvanizar, se temple la pieza de chapa metálica calentándola a unos 565 °C / 1050 °F en un horno de temple.

El proceso de temple funde la parte de hierro del acero. El hierro fundido viaja a la parte más externa y forma una aleación con el recubrimiento de zinc. En consecuencia, las piezas de acero galvanneal son más duraderas, soldables y menos susceptibles a daños que el acero galvanizado. Otros procedimientos de post-procesado que también se pueden introducir incluyen laminado de temple para una superficie lisa.

El acero galvanneal tiene una designación "A". Cada una tiene sus propiedades y aplicaciones, siendo la más popular la comparación entre acero galvanneal A40 vs A60.

El A40 tiene un recubrimiento galvanneal delgado (0,40 oz por pie cuadrado), proporcionando protección superficial y conformabilidad. Mientras que el A60 tiene más recubrimiento (0,60 oz por pie cuadrado) y es mejor para mayor protección superficial.

Ventajas del Galvannealing

• Mejor conformabilidad y soldabilidad (especialmente soldadura por puntos)
• Mayor pintabilidad en comparación con piezas galvanizadas estándar
• Menos susceptible al óxido
• Alta resistencia a la corrosión con límite elástico mínimo

Usos Típicos de Productos de Acero Galvanizado

Las piezas de acero galvanizado son adecuadas para fabricar muchos productos industriales y comunes. Aquí hay ejemplos de usos típicos de las piezas.

Industria Automotriz

Las piezas de acero galvanizado se aplican en la fabricación de la carrocería de varios automóviles como coches y bicicletas. Esto es porque la durabilidad, estética y resistencia a la corrosión complementan el entorno externo donde se usan principalmente los automóviles.

Tuercas, Tornillos y Otras Herramientas

El acero galvanizado se aplica en la fabricación de pequeños productos de acero estructural usados en condiciones externas como tuercas, tornillos, herramientas y alambres.

Industria de la Construcción

Debido a la resistencia a la corrosión y el óxido y la durabilidad, las piezas de acero galvanizado son adecuadas para fabricar componentes estructurales en la industria de la construcción. Por ejemplo, es común en la fabricación de estructuras como balcones, terrazas, escaleras, escaleras de mano, pasarelas, vallas, techos, pasarelas exteriores.

Sector Energético

Uno de los principios de las fuentes de energía es la continuidad, y uno de sus principales determinantes naturales es la necesidad de mantenimiento. El acero galvanizado requiere casi nada de mantenimiento. Por tanto, es adecuado para fabricar cables eléctricos, cables solares, etc. Además, es respetuoso con el medio ambiente.

Sector Agrícola

La mayoría de los equipos usados en agricultura se usan en el entorno externo. Por tanto, hay necesidad de productos galvanizados ya que son menos propensos al óxido y la corrosión. Además, el acero galvanizado puede sobrevivir décadas en entornos buenos y duros.

Usos Típicos de Productos de Acero Galvanneal

Los productos de acero galvanneal, basados en sus mejores propiedades, también son aplicables en los mismos entornos que el acero galvanizado. Sin embargo, sus mejores propiedades también son aplicables en otros entornos. Aquí hay usos típicos de los productos.

Industria del Automóvil

Fabricantes de coches como Honda, Toyota y Ford usan piezas galvanneal en la fabricación de sus bastidores. Dependiendo del diseño, usan un acero galvanneal diferente basado en la designación "A".

Eliminación de Residuos

Este tipo de acero es más duradero que las piezas galvanizadas, lo que conduce a una menor tendencia al mantenimiento. Por tanto, son adecuados para construir sistemas permanentes de conductos de escombros y ropa de cama.

Estos aceros son adecuados en embutición profunda, conformado, condiciones de alta tensión, aplicaciones marinas y operaciones de soldadura.

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Similitudes entre Acero Galvanneal vs Galvanizado

Aunque son diferentes, hay algunas similitudes en la comparativa acero galvanneal vs galvanizado. La común es que caen bajo la categoría ASTM A 653/A 653M. Sin embargo, hay otras similitudes que necesita conocer.

Propiedades

Tanto el acero galvanizado como el galvanneal con recubrimientos de zinc previenen el óxido y la resistencia a la corrosión. También son muy duraderos, lo que los hace adecuados para fabricar diferentes productos estructurales. Sin embargo, el acero galvanneal es más resistente al óxido y la corrosión que el acero galvanizado.

Proceso

Usando el proceso de galvanizado en caliente, ambos producen un recubrimiento del mismo peso. Sin embargo, el acero galvanneal difiere en composición (ver siguiente parte).

Diferencias entre Acero Galvanneal vs Galvanizado

Antes de elegir acero galvanneal o galvanizado, debe estar familiarizado con sus diferencias. Aquí hay algunas diferencias entre ambos tipos de acero.

Recubrimiento

El acero galvanizado tiene un recubrimiento compuesto principalmente de material de zinc. Sin embargo, también puede contener una pequeña parte de hierro (un componente del acero inoxidable). Por otro lado, el proceso de temple hace que el acero tenga tres capas de recubrimiento (zeta, delta, gamma), basadas en la cantidad de hierro en este último. Gamma es la más cercana a la pieza de acero, y contiene el nivel más alto de hierro. Además, en comparación con el acero galvanizado, el recubrimiento es más fuerte, lo que significa que el acero galvanneal es más duro y duradero.

Apariencia

Las piezas de acero galvanizado tienen una apariencia metálica brillante, mientras que las piezas de acero galvanneal tienen una apariencia gris mate opaca porque el proceso de temple forma la aleación Zn-Fe.

Soldabilidad

La presencia de hierro en el recubrimiento de acero galvanneal lo hace más soldable que el acero galvanizado. Por tanto, el acero galvanneal tiene mejores características de soldadura por puntos que el acero galvanizado. También tienen mejor resistencia eléctrica, dureza y punto de fusión.

Pintabilidad

El acero galvanizado tiene una superficie más porosa, lo que lo hace más pintable que el otro. Además, la superficie porosa elimina la necesidad de lijar y permite una mejor adhesión.

Conformabilidad

El acero galvanizado tiene un recubrimiento más blando, lo que facilita su mecanizado mediante procesos de fabricación como el mecanizado CNC. El acero galvanneal, por otro lado, es fuerte y altamente dúctil debido al temple, y tienen mayor conformabilidad.

Coste

Las piezas galvanneal son más costosas que las piezas de acero galvanizado debido al paso extra (temple). Además, su valor/precio de mercado es más alto ya que tiene mejor resistencia al óxido y la corrosión, soldabilidad, conformabilidad, etc.

Una tabla que presenta brevemente las diferencias:

	Acero Galvanneal	Acero Galvanizado
Recubrimiento	Tres capas de aleación zinc-hierro	Una capa de zinc
Apariencia	Apariencia gris mate opaca	Apariencia metálica brillante
Soldabilidad	Ideal para soldadura por puntos	Menos soldable
Pintabilidad	Mayor pintabilidad	Alta pintabilidad
Conformabilidad	Mayor conformabilidad	Alta conformabilidad
Rendimiento Corrosión	Mayor resistencia a la corrosión	Alta resistencia a la corrosión
Coste	Coste más alto	Coste alto

Elija el Acero Adecuado para su Proyecto

Saber qué acero elegir de la comparativa acero galvanneal vs galvanizado puede ser un desafío debido a sus propiedades únicas. Aunque este artículo presentó ambos tipos de procesos de recubrimiento de zinc respecto a mecanismos, similitudes, diferencias y usos, esto podría no ser suficiente ya que necesita una mano experta que le guíe en la selección.

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Preguntas Frecuentes

¿Son lo mismo el acero galvanizado y el acero inoxidable?

No, el acero galvanizado y el acero inoxidable son diferentes. Sus diferencias surgen en su recubrimiento protector. Por un lado, el acero galvanizado obtiene su recubrimiento protector sumergiéndolo en zinc fundido. Por otro lado, el acero inoxidable tiene su parte protectora inherente. La diferencia en el mecanismo de recubrimiento hace que el acero inoxidable sea más caro y fuerte.

¿Pueden usarse juntos el acero galvanizado y el acero inoxidable?

No, no es aconsejable usar acero galvanizado y acero inoxidable juntos. Uno provocaría que el otro se corroa. Por un lado, el acero inoxidable tendría una tasa lenta. Por otro lado, el acero galvanizado tendría una tasa de corrosión más rápida.

¿Es el acero galvanizado más fuerte que el acero normal?

Sí, el acero galvanizado es más fuerte que el acero normal. Además, la presencia de la capa protectora de zinc hace que el acero galvanizado sea más fuerte y duradero que el acero normal.