Guía Experta de Técnicas de Acabado Superficial para Aleaciones de Magnesio

Este artículo presenta las propiedades básicas y aplicaciones de las aleaciones de magnesio, junto con 5 técnicas de acabado superficial comúnmente utilizadas.

Propiedades de las Aleaciones de Magnesio

Las aleaciones de magnesio se basan en magnesio al que se añaden otros elementos. Las más usadas son aleaciones magnesio-aluminio, seguidas de magnesio-cinc-circonio y magnesio-manganeso.

Aplicaciones de las Aleaciones de Magnesio

Gracias a su baja densidad y alta resistencia, se emplean ampliamente en cámaras réflex digitales, automóviles, aeroespacial y otros campos.

Aplicación en Cámaras Réflex Digitales

Su baja densidad, alta resistencia y cierta resistencia a la corrosión las hacen ideales como esqueleto de cámaras réflex. Normalmente, cámaras de gama media-alta y profesionales usan esqueletos de aleación de magnesio, que resultan duraderos y agradables al tacto.

Aplicación en Automoción

(1) Carcasa de embrague, panel de instrumentos, cuerpo de caja de cambios, tapa frontal del motor, culata, carcasa de aire acondicionado, etc.
(2) Volante, soporte de freno, bastidor del asiento, etc.

Aplicación en Aeroespacial

Las aleaciones de magnesio son los materiales estructurales metálicos más ligeros usados en aviones, naves espaciales, cohetes y misiles.

Acabado Superficial de Aleaciones de Magnesio

Su uso extendido en transporte, tecnología de cohetes, etc., se debe a su baja densidad, buen rendimiento específico, buena amortiguación, buena conductividad eléctrica y térmica, y buena procesabilidad.

Con el avance tecnológico, diversas técnicas de tratamiento superficial se aplican a las aleaciones de magnesio, ampliando su rango de aplicación, prolongando su vida útil y potenciando su rendimiento.

La pobre resistencia a la corrosión es el principal obstáculo para su mayor aplicación. La causa es que no se forma una película protectora efectiva en su superficie y actúan como ánodo al contacto con otros metales.

Para prevenir la corrosión, se realizan tratamientos superficiales. Esta tecnología no solo protege eficazmente, sino que es simple y económica. Un recubrimiento denso, uniforme y con buena adhesión reduce significativamente la velocidad de corrosión.

Las tecnologías actuales incluyen: electrodeposición, deposición electrolítica, recubrimiento de conversión química, anodizado y micro-oxidación por arco.

1. Recubrimiento de Conversión Química

Es una reacción entre átomos de la superficie metálica y aniones del medio, formando una capa de separación con buena adhesión. Incluye recubrimientos orgánicos e inorgánicos. Los inorgánicos abarcan: cromato, fosfato, sales de tierras raras, estanato, permanganato de potasio. Los orgánicos incluyen: compuestos metal-orgánicos, ácidos orgánicos, monocapas autoensambladas. Suelen ser finos y blandos, usándose como proceso intermedio de protección.

(1) Película de Conversión Inorgánica

La conversión por cromato es la más madura. Retrasa la aparición de óxido y mejora la resistencia a la corrosión. Sin embargo, el Cr(VI) es tóxico, costoso de tratar y contamina, por lo que se sustituye progresivamente por métodos ecológicos sin cromo (fosfato, manganato, molibdato, estanato, sales de ácidos orgánicos, pasivación de tierras raras, métodos compuestos).

(2) Película de Conversión de Compuestos Orgánicos

Nuevo proceso sin cromo que mejora la resistencia a la corrosión. Ventajas: buena resistencia a la corrosión, ecológico, no tóxico, materias primas accesibles, bajo coste. Se divide en tres categorías:

• Recubrimiento de conversión de compuestos organometálicos: Tras reaccionar con el átomo metálico, protege bien el sustrato, mejorando significativamente la resistencia a la corrosión.
• Película de conversión de compuestos de ácidos orgánicos: El proceso de oxalato tiene baja toxicidad y poca contaminación. En condiciones optimizadas, forma partículas uniformes, pequeñas y densas, con buena adhesión y resistencia a la corrosión, cumpliendo estándares de uso.
• Monocapas autoensambladas: Capa bidimensional ordenada formada por adsorción espontánea de moléculas orgánicas en superficie sólida. Alta resistencia a la corrosión, orden, orientación, empaquetamiento denso, pocos defectos y estructura estable. Afectada por propiedades de la solución (concentración, pH), propiedades moleculares, tiempo de inmersión, disolvente, etc.

2. Recubrimiento Cermet

Formación de capas metálicas sobre la aleación de magnesio mediante pulverización térmica, deposición de vapor, etc., para lograr anticorrosión y decoración.

(1) Deposición de Vapor

Se divide en deposición química de vapor (CVD) y deposición física de vapor (PVD). Usa procesos físico-químicos en fase gaseosa para cambiar la composición superficial y formar recubrimientos metálicos o compuestos con propiedades especiales (capas superduras resistentes al desgaste, propiedades ópticas/eléctricas especiales). Es una tecnología nueva de refuerzo superficial de moldes, clave para mejorar resistencia al desgaste y corrosión de piezas mecánicas. Suele cubrir con elementos de transición (Ti, V, Cr, Zr, Mo, Ta, Nb, Hf) y compuestos de C, N, O, B, con espesor 0,5–10 µm.

(2) Pulverización Térmica

Método que usa fuente de calor para fundir o semifundir material de pulverización, depositándolo a cierta velocidad sobre sustrato pretratado. Crea superficie de trabajo especial sobre materiales comunes. Según material de recubrimiento, se obtienen propiedades de resistencia al desgaste, oxidación, corrosión y calor. En aleaciones de magnesio, gotas de metal, cerámica o polímero en estado fundido/semifundido forman capa de depósito.

3. Aleación Superficial por Láser

Proceso de fundición rápida, solidificación y formación de nuevas sustancias aleadas en la superficie mediante efecto térmico de interacción láser-sólido, cambiando propiedades físico-químicas. Tecnología de modificación superficial por láser para tratamiento anticorrosión de aleaciones de magnesio, ampliamente usada.

4. Implantación Iónica

Implantación de iones de alta energía acelerados en material en vacío bajo campo electrostático. Los iones ocupan posiciones sustitucionales o intersticiales en la solución sólida, formando capa superficial de estructura de equilibrio.

5. Difusión Térmica

Método para obtener recubrimiento en superficie de aleación de magnesio mediante contacto con polvo de recubrimiento y tratamiento térmico.

Conclusión

JTR ofrece variedad de tecnologías de acabado superficial para sus necesidades. Proporcionamos soluciones de fabricación de alta calidad que materializan su diseño en pocas horas, equipados con diversos equipos CNC de precisión para satisfacer distintas necesidades en desarrollo de muestras, preproducción y producción en serie.