8 µm de cinc: 200 horas electrolítico, 120 mecánico

La fuente es Deposition processes and properties of coatings on steel fasteners – A review, en Friction, volumen 7, número 5, páginas 389–416, 2019, de tres autores de la Swinburne University of Technology. Es de acceso abierto con licencia Creative Commons y compara el depósito electrolítico, el galvanizado en caliente, el depósito iónico en fase vapor (IVD) y el cincado mecánico.

La aleación mueve la cifra más que el espesor

La primera tabla recoge aleaciones de cinc electrolíticas con un espesor fijo de 8 µm y cromatado amarillo iridiscente, de modo que lo único que cambia es la composición del recubrimiento.

Ocho micrómetros en todos los casos. Ocho décimas de punto porcentual de cobalto duplican las horas, y un ocho por ciento de níquel las lleva a cuatro o cinco veces la cifra del cinc puro. Si ha venido tratando la especificación del recubrimiento como una decisión de espesor, esta tabla es el argumento de que la aleación es la palanca mayor.

La fila Zn–Ni es de la misma familia que los pernos de el estudio del horneado, donde el recubrimiento era cinc-níquel alcalino con alrededor del 14 % de níquel. Su comportamiento frente a la corrosión es la razón por la que alguien lo aplica a un perno 12.9; el hidrógeno es el precio.

La tabla del cincado mecánico, y un desacuerdo dentro de ella

La segunda tabla corresponde a arandelas de acero con cincado mecánico en niebla salina neutra al 5 % según la ASTM B-117.

El cinc aparece dos veces con 20 µm, de dos referencias distintas, con 180 y 212 horas. Mismo metal, mismo espesor nominal, dos fuentes, un dieciocho por ciento de diferencia. La tabla no tiene ningún error; es la dispersión habitual entre laboratorios, y es el mejor argumento breve que este sitio ha encontrado hasta ahora para no escribir horas en un plano.

La fila de 75 µm merece una segunda mirada por la razón contraria. Supera las seiscientas horas sin pasivación de cromato, y es la única fila en la que el recubrimiento hace el trabajo solo.

Por qué 200 y 120 no pueden restarse sin más

Ambas filas dicen cinc, ocho micrómetros, cromatado amarillo. Cuatro cosas detrás de ellas no son iguales.

Así que no es un experimento controlado con el proceso de depósito como única variable. Son dos compilaciones de resultados ajenos, impresas a pocas páginas de distancia por autores que no afirmaban haberlas enfrentado.

Lo que respalda es una dirección, no una proporción: con el mismo espesor nominal y el mismo postratamiento, el cinc depositado mecánicamente quedó por debajo del electrolítico en las cifras que recopiló esta revisión. Eso es coherente con algo que la ISO 12683 dice de sí misma, y que tiene su propia página aquí: un recubrimiento depositado mecánicamente tiende a ser más delgado en las aristas expuestas y los salientes vivos, y más grueso en las zonas planas y protegidas. Un espesor nominal en una arandela y un espesor nominal en una rosca no se distribuyen igual, y la corrosión roja empieza donde el recubrimiento es más delgado.

Qué hacer con una tabla así

No ponerla en un plano. La posición de este sitio al respecto no ha cambiado, y la dispersión del dieciocho por ciento de arriba es la razón: las horas son el resultado de una cámara, una probeta y un laboratorio, y nadie las convertirá en una vida útil. Para lo que sirve la tabla es para elegir qué palanca accionar antes de redactar la especificación.

• Si se exige más protección con el mismo espesor, cambie la aleación. La primera tabla pasa de 200 a 1000 horas sin añadir un micrómetro.
• Si el espesor debe mantenerse bajo por la rosca, la aleación es la única palanca que queda. En los diámetros pequeños, el recubrimiento es una dimensión antes que un acabado.
• Si se cambia de proceso, no traslade las horas. El mismo espesor nominal depositado de otra forma no es la misma distribución de metal sobre la pieza.
• Pida el ensayo sobre el elemento de fijación terminado, no sobre una arandela o un panel, que es la razón habitual por la que una cifra de catálogo y una inspección de recepción no coinciden.

Este artículo trata el paso 5: acabado. El orden completo es sustrato, rosca, cabeza, accionamiento, acabado y documentación. El artículo inglés Specifying a screw explica por qué alterarlo genera retrabajo.

Preguntas frecuentes

¿Cuántas horas de niebla salina dan 8 µm de cinc?

Depende de cómo se depositó y de qué lleva encima, y las cifras publicadas para el mismo espesor nominal difieren. Una revisión de 2019 sobre recubrimientos de elementos de fijación da para el cinc electrolítico de 8 µm con cromatado amarillo iridiscente de 200 a 250 horas hasta corrosión roja, y para el cinc mecánico de 8 µm con cromatado amarillo 120 horas, en dos tablas distintas procedentes de fuentes diferentes con probetas diferentes. Son cifras recopiladas y no un único experimento, así que la diferencia debe tomarse como una dirección y no como una proporción.

¿Ayuda más alear el cinc que hacerlo más grueso?

En la tabla electrolítica, sí. Con 8 µm fijos y el mismo cromatado, el cinc puro da de 200 a 250 horas, el cinc con 1 % de hierro 350, el cinc con 0,8 % de cobalto 500 y el cinc con 8 % de níquel 1000. De cuatro a cinco veces las horas sin espesor adicional, lo que importa en roscas pequeñas, donde el espesor lo limita antes que nada la tolerancia.

¿Por qué dos fuentes dan horas distintas para el mismo recubrimiento?

Porque la cifra es el resultado de una probeta, una cámara y un laboratorio, no una propiedad del recubrimiento. En la tabla del cincado mecánico, el cinc de 20 µm aparece dos veces de dos referencias, con 180 y 212 horas, un dieciocho por ciento de diferencia. Es lo normal, y es la razón por la que un plano debe especificar la norma de recubrimiento y la clase de espesor en lugar de un número de horas.

¿Es peor el cincado mecánico que el electrolítico?

Las cifras que recopiló esta revisión son más bajas para el cincado mecánico con el mismo espesor nominal, pero proceden de fuentes distintas con probetas distintas, así que no establecen una proporción. Hay un mecanismo que encaja con la dirección: la ISO 12683 señala que los recubrimientos depositados mecánicamente tienden a ser más delgados en las aristas expuestas y los salientes vivos y más gruesos en las zonas planas y protegidas, y la corrosión roja empieza donde el recubrimiento es más delgado. Además, el cincado mecánico se elige por una razón que el electrolítico no puede ofrecer: no interviene ninguna corriente.

Referencias

• Chung P. P., Wang J., Durandet Y. — Deposition processes and properties of coatings on steel fasteners: a review. Friction 7(5) 389–416, 2019. Tablas 5 y 6, y las secciones sobre comportamiento frente a la corrosión
• ISO 12683 — recubrimientos de cinc depositados mecánicamente; la nota sobre el espesor en aristas y zonas protegidas

La revisión se leyó completa en su versión publicada de acceso abierto, no a partir del resumen. Es una revisión, lo que significa que las dos tablas citadas aquí son compilaciones de resultados ajenos y no mediciones hechas por los autores. La tabla 5 se reproduce en la revisión a partir de una fuente de ASM International fechada en 1994 y la tabla 6 se basa en tres referencias distintas; ninguno de esos originales se leyó para esta página y ninguno se cita. Las dos tablas usan probetas distintas, una no indicada y otra arandelas de acero, y describen sus ensayos de forma diferente, una como niebla salina neutra y otra como niebla salina neutra al 5 % según la ASTM B-117. Por eso la diferencia entre 200–250 y 120 horas se presenta aquí como una dirección y nunca como una proporción o un factor de conversión. Las cifras de galvanizado en caliente y de depósito iónico en fase vapor que también aparecen en la revisión no se reproducen, porque están en el texto corrido en condiciones variables y reunirlas en una tabla supondría que esta página se inventa una comparación. Los coeficientes de rozamiento de la sección 5 de la revisión son valores de deslizamiento y no se usan aquí, porque no son el rozamiento en la rosca y bajo la cabeza del que depende un par de apriete. Esta página no recomienda ningún espesor, ninguna aleación ni ningún número de horas.