Acabado de superficies La calidad de productos y piezas es esencial en la industria manufacturera por razones estéticas y mejora la funcionalidad general del producto y prolonga su vida útil. El acabado de óxido negro es un proceso de recubrimiento químico que deposita una capa microscópica de magnetita (Fe3O4) sobre la superficie de las piezas metálicas.. Debido a la exposición al aire y la humedad, comúnmente se forma óxido en la superficie de las piezas ferrosas después de un tiempo. Un acabado de óxido negro resiste la corrosión y suaviza la superficie de materiales ferrosos y otros materiales como hierro fundido, acero fundido, acero inoxidable, cobre, zinc, aluminio, latón y cromo.
En este artículo, discutiremos en detalle varios aspectos de los acabados de óxidos negros.
¿Cómo Funciona?
Pieza con acabados en óxido negro.
El óxido negro se forma en la superficie del material cuando se sumerge en una solución salina alcalina a una temperatura adecuada (130 a 150 0C). El espesor del recubrimiento es insignificante, por lo que no afecta la estabilidad dimensional, los parámetros de diseño ni las propiedades. Quizás te preguntes por qué se le llama acabados de óxido negro. Esto se debe a que, en última instancia, ennegrece la superficie acabada.
Pasos del recubrimiento de óxido negro
Existen principalmente cinco pasos principales para recubrir el exterior del material con óxido negro para completar los acabados de la superficie.
Paso 1: Compruebe la calidad de la suavidad de la superficie. Si hay agujeros parpadeantes, óxido o irregularidades en la superficie, elimine el riesgo de floración o sangrado con el enfoque adecuado.
Paso 2: Limpie la superficie para eliminar el polvo y los materiales adheridos a la superficie antes del recubrimiento.
Paso 3: Aplicar la capa de óxido posterior.
Paso 4: Nuevamente, limpie la superficie después del recubrimiento.
Paso 5: Aplique el recubrimiento posterior al acabado, como aceite, poliuretano, laca, cera y lubricantes en algunos casos (tornillos, cojinetes, piezas de turbina y otros componentes giratorios). Debido a que los acabados de óxido negro por sí solos no pueden prevenir eficazmente la formación de óxido, estas capas posteriores mejoran la resistencia a la corrosión.
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Tipos de acabados de óxido negro
En función de los materiales y aplicación del uso final de las piezas a recubrir. Hay tres enfoques para el recubrimiento de óxido negro: Óxido negro caliente, Óxido negro frío y Óxido negro de temperatura media. Aunque existen otros enfoques para acabados superficiales con revestimiento de óxido negro. La distinción fundamental entre estos métodos es que sus formulaciones y temperaturas de funcionamiento son diferentes. Veamos en detalle los dos tipos más comunes.
Recubrimiento de óxido negro caliente
En este procedimiento, las piezas se colocan en un horno de ebullición con soluciones acuosas alcalinas, como hidróxido de sodio (NaOH), nitratos (NO3-) y nitritos (No2-), a temperaturas que oscilan entre 135 y 150 0C. La concentración de sal en la solución determina la temperatura de ebullición. Si la concentración es alta, el punto de ebullición será mayor que el rango (> 150 0 0C), y si la concentración es baja, el punto de ebullición será menor (0C). Las ventajas de esta propiedad son que podemos establecer rápidamente la temperatura deseada modificando el contenido de sal, es decir, añadir sal si es necesario aumentar el punto de ebullición, etc.
Esta forma de recubrimiento de óxido negro o acabado superficial requiere tres instalaciones especializadas.
- Alto horno con una solución salina alcalina para convertir los óxidos de hierro en hierro líquido en la superficie.
- Sistema de control de temperatura para mantener el punto de ebullición requerido.
- Instalaciones de limpieza para eliminar el polvo y adherencias en la superficie durante todo el proceso.
Solución hirviendo con piezas a recubrir.
Pasos a seguir;
- Limpie las piezas que se recubrirán con una solución acuosa alcalina.
- Limpie instantáneamente con agua destilada, ya que las soluciones alcalinas pueden reaccionar con la superficie del material y degradar el acabado superficial primario.
- Para neutralizar la limpieza ácida, limpie con agua una vez más.
- Durante 5 a 45 minutos, sumerja los trozos en una solución alcalina hirviendo.
- Limpiar con agua a presión mediante chorro de agua y dejar secar.
- Aplique cera, aceite, laca u otros materiales de revestimiento secundario a los acabados secundarios para mejorar la resistencia a la corrosión y el atractivo estético.
Acabados de óxido negro frío
Como se mencionó anteriormente, la temperatura de funcionamiento es la principal diferencia entre los acabados de óxido negro frío y caliente. Todos los procedimientos son iguales excepto el ennegrecimiento en frío de las superficies que se realiza a temperatura ambiente.
Dado que el óxido de hierro no se puede liquidar a temperatura ambiente en la superficie, en lugar de depositarse se deposita una capa negra sobre la superficie a recubrir. Por lo tanto, emplea un proceso de deposición estándar que no incluye oxidación del hierro. En cambio, las piezas con revestimiento de superficie se sumergen en una solución de tanque de ácido fosfórico con un grado razonable de selenio, cobre y compuestos.
Para operar el acabado superficial con este enfoque, la solución se crea en el tanque y cada lote de piezas se sumerge en él durante 20 a 30 minutos. Todas las demás limpiezas, secados y capas secundarias de cera y aceite son iguales que los acabados de óxido negro caliente.
Tabla: Caliente vs. Acabados de óxido negro frío
| Escenario | Acabado de óxido negro caliente. | Acabado de óxido negro frío. |
| Compuesto de revestimiento | Óxido de hierro, llamado Magnetita (Fe3O4) | cobre selenio y compuestos |
| Tiempo de operacion | 5 a 45 minutos | 20 a 30 minutos |
| Temperatura de funcionamiento | 135 a 150 grados Celsius | Temperatura ambiente (20 a 25 0C) |
| Durabilidad | Más | less |
| Exactitud | Proporciona más estabilidad dimensional que los acabados fríos de óxido negro. | Tiene menos estabilidad dimensional porque es un enfoque de deposición simple. |
| Costo | Es más, requirió muchas instalaciones, calefacción, control de temperatura y otros. | Menos, requiere solución de deposición (ácido fosfórico) |
| Seguridad de operación | Mucha seguridad y precauciones debido a la alta temperatura de funcionamiento. | Excelente |
Aplicaciones del acabado de óxido negro
Piezas con recubrimiento de óxido metálico de diversas industrias.
Los acabados superficiales de óxido negro se utilizan en diversos campos de fabricación, desde dispositivos y equipos militares y automotrices hasta dispositivos y equipos médicos.
- Militares: Componentes de armas como cargadores, guardamanos, proyectiles, empuñaduras y pistolas.
- Médico: Todo tipo de equipos fabricados en metal y aleaciones que necesiten una superficie de baja reflectividad.
- El hardware de las herramientas de fabricación: Calibres, cortadores, sujetadores, cojinetes, ejes y más
- Motorium: Latas de filtro de aceite, tornillos, ubicaciones de soldadura y casi todas las piezas debajo del bloque del motor.
- Sistema eléctrico: Quitacables, tijeras, cortadores y reductores para relojes y aparatos eléctricos como interruptores, tableros.
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PROS y CONTRAS del acabado de óxido negro
Una capa de óxido negro sobre los componentes y productos producidos proporciona varias ventajas en términos de seguridad, longevidad, funcionalidad, suavidad de la superficie y atractivo estético. Echemos un vistazo rápido a cada uno de ellos.
Prevención de la corrosión
La industria manufacturera actual depende en gran medida de las aleaciones ferrosas, en particular del acero. La capa de óxido negro sella la superficie de la pieza del aire y la humedad, lo que reduce la posibilidad de formación de óxido, que es una causa importante de degradación del producto. Dado el acabado superficial de óxido negro, este enfoque también se puede utilizar para otros materiales comunes como el cobre y el aluminio. Tiene una gran ventaja a la hora de mantener la durabilidad de los productos fabricados.
Beneficio estético
Ofrece a la superficie un hermoso y atractivo color negro que durará mucho tiempo sin comprometer las dimensiones.
Reflexión inferior
La mayoría de las piezas de metal tienen un alto reflejo. Puede ser un problema para quienes trabajan en la industria de la radiación. El recubrimiento negro por oxidación del hierro reduce significativamente la reflectividad.
Ventaja de soldabilidad
Soldar los acabados de óxido negro en las superficies de las piezas mejora su soldabilidad y facilita el montaje.
La nitidez de la superficie
Algunos productos de fabricación, como taladros y destornilladores, requieren filo para funcionar correctamente, y el ennegrecimiento puede ayudar a mejorar este carácter.
Lubricación
Una vez que el óxido negro se ha secado en la superficie, una capa secundaria de cera, aceite y lubricación facilita las cosas.
Bajo costo
Existen otros métodos precisos de acabado de superficies en las industrias manufactureras, como el recubrimiento en polvo, la galvanoplastia y la pintura, pero el recubrimiento de óxido negro tiene un bajo costo en comparación con estos enfoques.
Consistencia dimensional
Los recubrimientos de óxido negro tienen un espesor de micras, lo que garantiza que el espesor y la estabilidad dimensional no se vean comprometidos. Este método cambia el color de la superficie sin agregar espesor.
Estabilidad ambiental
El uso de un acabado de óxido negro en la superficie de piezas y productos fabricados evita la difusión de hidrógeno y los cambios químicos, que afectan las características del material debido a factores ambientales. También proporciona protección ambiental contra los efectos ambientales.
CONTRAS
- La capa de óxido negro podría desprenderse fácilmente al frotar.
- Este tipo de tratamiento de superficies requiere mucha mano de obra porque implica numerosos procesos.
- La resistencia a la temperatura del recubrimiento de óxido negro es baja y puede destruirse en condiciones de calor, lo que provoca una oxidación temprana en la superficie. Además, los acabados fríos de óxido negro pueden verse afectados más allá de la temperatura ambiente.
Comparación con otros métodos de tratamiento de superficies
La siguiente tabla compara el acabado de óxido negro con otros enfoques de tratamiento de superficies en función de varios aspectos:
| técnicos | Acabado de óxido negro | galvanoplastia | Pintura en Polvo | Anodizado |
| Resistencia a la corrosión | Alto | Alto | Alto | Alto |
| resistencia al desgaste | Moderado | Alto | Alto | Alto |
| El espesor de la capa de recubrimiento. | Grueso | Media | Grueso | Delgado a medio |
| Costo | Bajo | Alto | Alto | Alto |
| Durabilidad | Moderado | Alto | Alto | Alto |
| Resistencia al calor | Moderado | Alto | Alto | Alto |
| Apariencia estética | Negro mate | Brillante | Varios colores | Varios colores |
Factores a considerar en los acabados de óxido negro
Plazo de protección
Antes de pasar por la protección de óxido negro en la superficie del producto, se debe considerar la duración requerida del recubrimiento. Este análisis ayudó a determinar si se debe utilizar o no un acabado superficial de óxido negro. Si la longevidad del producto es escasa, es posible que desees considerar otras opciones simples, como una capa de pintura. Sólo vale la pena si el ciclo de vida del producto es más largo.
La aplicación final del producto
Considere el uso final de las piezas mecanizadas. ¿Se utilizarán en aplicaciones que necesiten alta precisión, como aplicaciones aeroespaciales, robóticas o militares? Determine si desea utilizar acabados de óxido negro o no después de examinar la aplicación de uso final. Puede utilizar procesos alternativos de recubrimiento y acabado de superficies si el producto final no requiere alta precisión.
Consideraciones Ambientales
Los artículos o piezas recubiertos de óxido negro pueden soportar una variedad de condiciones ambientales. Tiene buena durabilidad y funcionamiento sin ningún daño en el estado original.
Sin embargo, si el producto final está destinado a uso en interiores, puede que no sea rentable o tecnológicamente viable. Además, las condiciones de funcionamiento y uso tienen una temperatura alta. En ese caso, podría no ser beneficioso porque la capa de óxido negro podría desintegrarse en un corto período a una temperatura de trabajo alta. Por lo tanto, se deben considerar los factores ambientales al utilizar esta técnica para el acabado de superficies.
Conclusión
El acabado con óxido negro es la tecnología más prometedora para prevenir la corrosión y la degradación de superficies en componentes y productos mecanizados. También puede sobrevivir por más tiempo sin perder sus características o funcionalidad. nosotros Durante mucho tiempo hemos brindado servicios de fabricación bajo un mismo techo, desde el diseño de prototipos hasta el acabado del producto. Obtenga más información sobre nuestros acabado de superficies .
Hemos brindado servicios de acabado de superficies de alta calidad para productos y piezas utilizando el método de óxido negro y otros procesos. Si necesita algún servicio asociado para sus piezas mecanizadas u otros servicios relacionados con la fabricación, no dude en contactarnos. Contactar con nosotros.
Preguntas Frecuentes
¿Este enfoque sólo funciona para materiales ferrosos?
No, el recubrimiento de retroóxido se ha utilizado durante mucho tiempo en el acabado superficial de piezas y productos fabricados a partir de aleaciones ferrosas y otros materiales como cobre, aluminio, cadmio, zinc y otros materiales comunes.
¿Es la mejor manera de evitar la oxidación?
Sí, el óxido negro recubierto resiste la humedad y el aire que reaccionan con la superficie y brinda una excelente prevención contra la oxidación de las piezas.
¿El ennegrecimiento dura mucho tiempo?
Sin lugar a dudas, el recubrimiento dura más que otros métodos de acabado de superficies, como la galvanoplastia y la pintura.
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