Factores que afectan la preparación de la superficie metálica.

Existen diversos factores que afectan la preparación de la superficie metálica y que deben ser tomados en consideración:

El tipo de acabado final. El grado de limpieza necesario varía dependiendo del tipo de proceso que va a ser llevado a cabo. Las operaciones de fosfatizado, cromatizado o electropulido no requieren un alto grado de limpieza en comparación con el que se necesita para las operaciones de niquelado o latonado, entre otras.

El metal base. La composición y las propiedades físicas y químicas del metal base influyen en la selección del procedimiento de limpieza. La dureza, la porosidad, el coeficiente térmico de expansión, la conductividad, el punto de fusión, el calor especifico y el efecto del hidrogeno en el metal son consideraciones que se deben tomar en cuenta cuidadosamente. Las condiciones del metal base son igualmente importantes. Por ejemplo, una pieza de metal sometida a tratamiento térmico o a trabajos de soldadura que generan escamas de oxido requieren mucho más trabajo de proceso, o los aceros al alto carbón requieren un diferente proceso de limpieza que los aceros al bajo carbón. El medio de limpieza debe ser diseñado para que se compatible con el metal que va a ser procesado.

La suciedad. La suciedad puede ser ampliamente definida como cualquier sustancia sobre la superficie del metal que impedirá que se lleve a cabo el proceso de la deposición metálica. Generalmente hablando, los tipos de suciedad pueden ser clasificados en dos amplias categorías orgánicas e inorgánicas.

Orgánicas:

a. Saponificables – aceites animales y vegetales. b. No saponificables – aceites minerales y ceras.

c. Misceláneos – contaminantes cualquiera formados in situ (jabones metálicos formados en las operaciones de pulido), o inhibidores de ciertos activadores ácidos que se redepositan sobre el metal.

Inorgánicas:

a. Costras y manchas - óxidos y residuos metálicos.

b. Compuestos del pulido – residuos de pulido, esmerilado y de abrasivos o arenisca.

c. Misceláneos – polvo del taller y soldadura fundida.

Estas son únicamente algunas de las suciedades encontradas. Algunos otros tipos de suciedades son las pinturas, los residuos de limpieza (tales como emulsiones de agua en aceite, huellas digitales) , recubrimientos inorgánicos (tales como fosfatos y cromatos), y anticorrosivos.

Agua. El agua es el principal recurso para llevar a cabo los procesos y por lo tanto debe ser la adecuada para tal fin. El agua con una elevada dureza definitivamente representa un problema y debe ser tratada para que las operaciones de limpieza sean satisfactorias. Algunos humectantes o agentes de superficie activa (surfactantes) son desactivados por la formación de productos insolubles de calcio y magnesio, por esta razón, se debe considerar un tratamiento adecuado con deionizadores.

3.2.1.2 Limpieza.

El proceso de limpieza puede ser generalmente dividido en tres distintos tipos: inmersión, aspersión y electrolítico. El propósito de la limpieza por inmersión y por aspersión es remover la mayor parte de la suciedad o toda la suciedad antes de la limpieza electrolítica, fosfatizado ó cromatizado. En algunos casos la limpieza por aspersión también puede ser un proceso de activación. La limpieza por inmersión y por aspersión pueden usarse individualmente o en conjunto uno y otro. De hecho, existe un número de operaciones de limpieza que su éxito final depende de la combinación de la limpieza por inmersión y por aspersión.

El medio de limpieza utilizado depende de varios factores, tales como el metal base, el agua, el equipo existente y el espacio disponible para equipo adicional. En todos los sistemas de limpieza es deseable la limpieza mediante fricción o acción mecánica para incrementar la eficiencia de la remoción de suciedades. Esta acción puede ser sustituida por el movimiento de las piezas en la solución y/o por la agitación del agente de limpieza. La limpieza en barril utiliza el movimiento rotatorio del mismo para llevar a cabo la fricción entre las partes.

Un limpiador por inmersión o por aspersión cae dentro de una de las siguientes clasificaciones, con excepción de la emulsión de agua en aceite ya que está restringida únicamente a operaciones por inmersión.

1. Tipo solvente.

2. Solvente emulsionable.

3. Emulsión (agua en aceite y aceite en agua). 4. Difase.

5. Ácido. 6. Detergente.

7. Limpieza alcalina de alto desempeño. 3.2.1.2.1 Limpieza con solventes.

Las operaciones de limpieza hechas por inmersión, manual o por aspersión utilizan petróleo o solventes clorados y funcionan disolviendo toda o una parte de la suciedad. La disolución de los componentes solubles de algún tipo de suciedad, tales como los compuestos de pulido contenidos en los abrasivos, pueden dejar residuos inertes los cuales son extremadamente difíciles de remover en la limpieza final. El secado rápido de los solventes puede agravar este problema. Por tal razón, los solventes de secado lento son algunas veces utilizados para mitigar y condicionar la suciedad para su remoción en la subsecuente limpieza alcalina.

Los solventes clorados se utilizan normalmente en unidades desengrasantes al vapor debido a la alta densidad de sus vapores. Si el solvente es utilizado caliente la limpieza es realizada por inmersión, aspersión y/o condensación del vapor sobre la pieza. A menudo, el equipo emplea la inmersión para humectar y disolver la mayor parte de la suciedad, seguido por un enjuague con solvente limpio redestilado o por la condensación de vapor sobre la pieza fría. Las variaciones en el equipo son usadas dependiendo de la aplicación.

Los solventes clorados deben ser inhibidos en contra de la hidrólisis, para prevenir la formación de ácido clorhídrico libre, que puede ocurrir en la presencia de agua. La existencia de algún tipo de acidez en el solvente puede causar el ataque de la pieza que va a ser limpiada.

3.2.1.2.2 Limpieza con solventes emulsores.

Están normalmente formados por derivados del petróleo (principalmente del tipo clorado) y surfactantes (agentes de superficie activa) lo que los vuelve emulsores. La elección del surfactante juega un papel importante, ya que determina el tipo y la estabilidad de la emulsión. Estos tipos de solventes se utilizan de manera general como limpiadores por inmersión seguida de un enjuague ya sea también por inmersión o por aspersión, y es en este enjuague donde ocurre la emulsión. La remoción de la mayor parte del solvente y de la suciedad en el agua del enjuague reduce el arrastre de los mismos en el subsecuente paso de limpieza.

3.2.1.2.3 Limpieza por emulsión.

Este método emplea un medio de dos fases, con una fase dispersa en la otra. Las dos fases consisten en agua y un solvente orgánico. Los agentes emulsores apropiados son utilizados para formar una emulsión de aceite en agua o agua en aceite. El medio es usualmente alcalino, teniendo un pH alrededor de 7.8 a 10, y utilizado caliente con una temperatura de 60 a 80 °C. Los limpiadores por emulsión son formulados para actuar en la disolución y/o la emulsión de la suciedad.

Se ha utilizado ampliamente la limpieza por emulsión para operaciones de pre- limpieza de metales pulidos, particularmente en las aleaciones en base zinc, el cobre y el latón. La limpieza por emulsión siempre esta seguida por una operación de limpieza por aspersión y/o inmersión en los ciclos de proceso de electrodeposición con la finalidad de remover todas las trazas de solventes orgánicos y otros subproductos, con ello se evita la contaminación por arrastre. 3.2.1.2.4 Limpieza difase.

Este tipo de limpieza emplea dos fases liquidas inmiscibles. Una fase consiste en agua más agentes humectantes solubles en agua, y también puede incluir sales inorgánicas y aceites emulsores. La otra fase usualmente es una capa de algún solvente orgánico apropiado. La limpieza difase funciona mediante la combinación de las propiedades solventes y emulsoras de ambas fases y puede ser usada ya sea por inmersión o por aspersión. De estas dos, la aplicación por aspersión es la más eficiente.

3.2.1.2.5 Limpieza ácida.

Los diferentes tipos de ácidos son usados principalmente para remover aceite y óxidos metálicos ligeros, o para producir recubrimientos ligeros de fosfato (en el caso de los tipos de ácido fosfórico) que puede ser usados como una base para pintura. Los limpiadores ácidos están generalmente compuestos ya sea de ácidos inorgánicos o ácidos orgánicos (tales como el fosfórico o el gluconico), junto con solventes miscibles en agua, humectantes orgánicos y agentes emulsores. La suciedad es removida por el ataque ácido al metal, la humectación, la emulsión ó la disolución. La aplicación de este proceso puede ser por inmersión, aspersión, cepillado y limpieza a mano.

3.2.1.2.6 Limpieza detergente.

Los detergentes son usados por muchos dentro de la industria de los acabados metálicos, especialmente por aquellos que procesan metales pulidos. Estos limpiadores están compuestos por sales amortiguadoras, agentes secuestrantes, dispersantes, inhibidores, agentes humectantes y/o jabones. Funcionan mediante la humectación, emulsión, dispersión y solubilizacion de la suciedad. Raramente se usan a temperatura ambiente.

3.2.1.2.7 Limpieza alcalina de alto desempeño.

Este proceso goza del más extenso uso que ningún otro. Está compuesto por sales altamente alcalinas tal como el hidróxido de sodio, silicatos y carbonatos, junto con agentes secuestrantes, dispersantes y varios agentes de superficie activa (surfactantes). La limpieza por lo general se realizada a elevada temperatura (50 – 90°C) a concentraciones que van desde 0.5 a 2 lbs/gal. La aplicación se puede llevar a cabo por aspersión, inmersión y/o electrolítica.

Este tipo de limpieza se utiliza para la remoción de suciedad, manchas y óxidos ligeros. El proceso no es muy eficiente para la remoción de compuestos provenientes del pulido por ello raramente se utiliza en esta área. Se usa frecuentemente como un limpiador secundario (después de la limpieza con detergente por inmersión) con la finalidad de remover algunos remanentes de suciedad sobre la superficie tratada.