Decapado de metales ¿Cuál es el mejor tratamiento?

Los pasamanos y barandales de escaleras bellamente diseñados en acero inoxidable, los frentes de cocina de alto brillo o las fachadas de edificios que brillan al sol desde lejos ya son verdaderos atractivos. Para convertir un metal en un producto final que valga la pena mirar, la superficie debe trabajarse. En la metalurgia, además del esmerilado, el cepillado o el granallado, se utiliza el decapado. Hay diferentes enfoques para esto, dependiendo de los requisitos en el proceso de producción.

¿Por qué el decapado?

El término decapado no solo se conoce del trabajo del metal, la madera y el grano, también se pueden decapar para colorear el producto o protegerlo contra el moho. En este blog, sin embargo, nos centraremos exclusivamente en el decapado de metales. Aquí, el decapado significa la eliminación química de las capas de corrosión en las superficies metálicas a través de reacciones con el aire, comúnmente denominadas óxido, o la eliminación de las capas superiores de los pasos de trabajo anteriores con la ayuda de ácidos minerales. Los contaminantes típicos son residuos de pulido, grasas, aceites, residuos de otros metales o también incrustaciones de anteriores procesos en el metal. El almacenamiento de metal también deja rastros, como polvo depositado o la óxidación instantánea, que consiste en polvo fino de hierro que se oxida en el aire y se deposita en las superficies. Las denominadas costras de laminado y recocido también se pueden depositar sobre superficies metálicas, las cuáles se producen durante el tratamiento térmico de los metales.

Es importante eliminar estos residuos, depósitos o contaminantes, ya que de lo contrario tendrán un efecto negativo en los siguientes procesos de producción y, por lo tanto, en el producto final. El decapado de metales prepara las superficies para los siguientes procesos, como:

• pintura
• galvanizado
• galvanizado en caliente

Otras formas de preparar la superficie del metal en el proceso de producción son:

• granallado
• pulido o cepillado
• desengrasado

Consecuencias de los depósitos en la superficie del metal 

Los depósitos sobre superficies metálicas suelen tener una composición oxídica, que puede contener, por ejemplo, óxido de hierro, óxido de magnesio, óxido de aluminio, dióxido de plomo, dióxido de carbono o monóxido de carbono. Estos conducen a cambios en las propiedades del componente, como conductividad y adherencia reducidas, e incluso promueven una mayor corrosión. Si estos no se eliminaran antes del procesamiento posterior del metal, esto conduciría a una acumulación de capa desigual, defectos de la superficie y una mala adherencia de, por ejemplo, los recubrimientos en los siguientes pasos del proceso. Lo complicado del procesamiento posterior sin un tratamiento previo de la superficie del metal es que esto no siempre se nota de inmediato en el proceso de producción. Si esto solo se hace evidente en las instalaciones del cliente, sin duda tendremos altos costos de reelaboración y molestias. Una superficie pre-tratada adecuadamente cumple con las demandas cada vez mayores en la calidad de la superficie de los metales.

Eliminar capas de óxido o capas pasivas

Según el tipo de metal y su composición química, puede producirse corrosión en la superficie del componente. Los metales preciosos se corroen muy lentamente. Los metales básicos como el hierro, el aluminio o el zinc, por otro lado, se corroen más rápidamente. Si se forma sobre el componente una llamada capa de pasivación, una capa protectora no metálica de solo unos pocos nanómetros de espesor, evita que el metal entre en contacto con la atmósfera. El metal está así protegido de la corrosión por oxígeno. Sin embargo, para el procesamiento posterior de estos metales, esta capa pasiva o capa de óxido debe romperse, lo que puede hacerse mediante soluciones de ácido débil o un proceso de soldadura. Este proceso también se denomina activación.

Para garantizar que la capa protectora pueda volver a formarse rápidamente después del procesamiento, en el decapado se utilizan ciertas composiciones de solución ácida o solución electrolítica, que activan una pasivación rápida con la aplicación del líquido. La solución electrolítica ABICLEAN de ABICOR BINZEL es una solución de este tipo. La capa protectora pasiva destruida por la soldadura se restaura rápidamente con ABICLEAN. En el mismo paso, el antiestético deslustre resultante del calor generado por el proceso se elimina del corddón de soldadura tratado, dándole una superficie limpia que brilla maravillosamente sobre el acero inoxidable.

¿Qué sucede durante el decapado?

En la industria metalúrgica, la atención se centra en el proceso de decapado, que generalmente se lleva a cabo con una solución de ácido clorhídrico-sulfúrico en concentraciones variables; explicaré sobre esto más adelante. El decapado se aplica siempre después de los siguientes pasos de trabajo:

• después de soldar
• después del tratamiento térmico
• después de un prolongado almacenamiento del metal

Si, por ejemplo, se utiliza hierro como metal base, los siguientes óxidos de hierro se depositan en capas:

Decapado de Hierro – Eliminación de la capa de cascarilla o incrustación

El decapado disuelve químicamente o "elimina" los contaminantes y, por lo tanto, las capas de óxido de una superficie metálica. En el proceso, diferentes reacciones químicas y físicas tienen lugar simultáneamente y una tras otra. Cuando el líquido decapante se aplica por inmersión, pulverización, aplicación con brocha, bombeo a través de tuberías o también con soporte electroquímico, la solución decapante reacciona con los óxidos depositados.

El proceso de decapado paso a paso

1. Una capa de cascarilla consiste en grietas y poros por medio de los cuales pasa el líquido decapante a través de las diferentes capas de óxido.
   → las capas fácilmente solubles se disuelven.
2. La capa de óxido difícilmente soluble también pierde su conexión con el metal debido a la disolución de las capas muy solubles debajo.
   → la capa de óxido difícilmente soluble pierde estabilidad.
3. Una vez que el ácido ha llegado al metal base, ambos reaccionan entre sí y liberan hidrógeno, lo que favorece aún más el desprendimiento de la capa de óxido.
   → la capa de óxido es literalmente despegada.

Composición de la solución de decapado 

Qué ácido mineral se utiliza y en qué concentración debe estar, depende de los requisitos de la superficie decapada, así como del espesor de la capa de óxido. Los siguientes valores se aplican como guía para la concentración de ácido:

Ácido clorhídrico        15–20 % predominantemente a temperatura ambiente alrededor de 20 °C

Ácido sulfúrico            10–30 % a temperaturas más altas de 50–100 °C

Ácido fosfórico            10–20 % a 40–60 °C

¿Qué ácido usar para el decapado de metales?

Ácido clorhídrico tiene una concentración de ácido del 37 % y puede disolver incrustaciones, mientras que el ácido sulfúrico no puede hacerlo. El ácido clorhídrico proporciona superficies de decapado brillantes, ya que es muy efectivo a temperatura ambiente y tiene una alta volatilidad. Por este motivo, el ácido clorhídrico se utiliza principalmente para el decapado a temperatura ambiente, ya que en sistemas cerrados pueden darse temperaturas de hasta 70 °C.

Ácido sulfúrico tiene una concentración de ácido del 96 % y, por lo tanto, puede almacenarse en cantidades más pequeñas que, por ejemplo, el ácido clorhídrico. El ácido sulfúrico se usa para el decapado de metales casi con la misma frecuencia que el ácido clorhídrico, pero no se evapora y, por lo tanto, se usa principalmente para el decapado a altas temperaturas. Cuando el ácido sulfúrico se mezcla con agua, genera un calor intenso. Diluido, este ácido puede atacar también al hierro.

Ácido fosfórico comparándolo, es un proceso más caro y es especialmente adecuado para eliminar capas finas de incrustaciones y óxido. Cuando el hierro se decapa con ácido fosfórico, se forma automáticamente una fina capa de fosfato de hierro, que pasiva inmediatamente el material. Se utiliza una concentración del 10 % hasta 40 °C y una concentración del 20 % hasta 60 °C.

Mezclas de diferentes ácidos se utilizan para el decapado de aceros de baja aleación y aceros sin alear, así como para los llamados aceros ferríticos -un tipo de acero al cromo altamente magnético que se usa especialmente en la industria alimentaria- y aceros austeníticos, en los que el cromo y níquel son los principales elementos de aleación. Estos últimos tienen una alta estabilidad a la corrosión y son fáciles de moldear, por lo que se utilizan en tecnología médica y dental, ingeniería industrial e ingeniería automotriz. Tanto los aceros ferríticos como los austeníticos pertenecen a los metales preciosos y son particularmente resistentes o inertes a la corrosión.

Las mezclas ácidas para el decapado de metales se ofrecen como pastas de decapado, mezclas de pulverización y decapado en baño.

Eliminación del agente decapante

No importa cuánto se diluya una solución de decapado, es tan dañina para el medio ambiente como para la salud y debe eliminarse como un desecho peligroso. Las instrucciones del envase de la solución decapante especifican exactamente cómo se debe desechar el contenido y este procedimiento debe seguirse. El ácido sulfúrico y el ácido fosfórico, por ejemplo, no deben eliminarse en los desechos residuales o en el sistema de alcantarillado. Aunque es ampliamente conocido que el ácido fosfórico también se usa en cantidades muy pequeñas como acidulante o conservante en los alimentos (uno muy conocido es la Coca-Cola), el revestimiento del estómago humano contrarresta la propiedad corrosiva. Sin embargo, es difícil estimar en qué punto una cantidad muy pequeña de ácido fosfórico se convierte en un ácido que es dañino para los humanos y el medio ambiente y definitivamente debe eliminarse como un desecho peligroso. Dado que la eliminación de desechos peligrosos puede diferir de un lugar a otro, es importante obtener información precisa de antemano para cumplir con las regulaciones regionales.

¿Por qué es necesario decapar el acero inoxidable?

Hay más de 250 tipos diferentes de acero inoxidable. Cada uno se define por su composición química individual. Estos tienen propiedades diferentes a las de los metales puros de los que están formados. Pronto analizaremos más de cerca el acero inoxidable como metal y el tema de la soldadura de acero inoxidable y crearemos un blog independiente para esto. Pero, ¿por qué es necesario decapar el acero inoxidable?

El acero inoxidable pertenece a los metales que forman una capa de óxido de cromo debido al contenido de cromo, que también evita la oxidación de la superficie. Por lo tanto, el acero inoxidable tiene una alta resistencia a la corrosión. Después del daño a esta capa de óxido, inmediata y automáticamente se forma de nuevo otra. El acero inoxidable se protege así del oxígeno ambiental. Sin embargo, la superficie del acero inoxidable puede dañarse o contaminarse severamente por diferentes procesos de fabricación:

• el deslustre se produce durante la soldadura, el esmerilado, etc.
• óxido extraño u óxidos metálicos se producen durante el almacenamiento
• el tratamiento térmico conduce a la formación de capas de escamas o cascarilla
• si se utilizan herramientas de acero, se deposita abrasión de hierro
• al perforar sin lubricantes, se forma carburo de cromo debido a la influencia del calor

Durante el decapado, el acero inoxidable recupera su estado superficial y, por lo tanto, su resistencia a la corrosión.

¡El decapado de metales es un tema apasionante!

Desde nuestro punto de vista, debe utilizar procesos de decapado cuidadosos y respetuosos con la superficie que, además, no contaminen el medio ambiente. Si no desea utilizar procesos de decapado agresivos o incluso peligrosos y agentes decapantes para el tratamiento de su superficie después de la soldadura, le recomendamos el equipo y la solución electrolítica de ABICOR BINZEL. La solución ácida o electrolítica ABICLEAN se puede utilizar para la limpieza de cordones de soldadura, la pasivación y el pulido de superficies metálicas, excepto aluminio. Los dispositivos ABICLEANER para la limpieza de cordones de soldadura son la alternativa ecológica a las pastas decapantes. Con su ayuda, se pueden eliminar las manchas antiestéticas e incluso las superficies sensibles, como los metales de acero inoxidable, se pueden pasivar en un solo paso. Esto también se conoce como decapado electroquímico, aunque el término decapado tiene una connotación bastante negativa.

¿Le resultó útil este blog? ¿Hay algún tema relacionado específicamente con los materiales y la soldadura que sea de especial interés para usted? No dude en ponerse en contacto con nosotros si tiene alguna pregunta o sugerencia. Esperamos sus comentarios.

Nos vemos pronto y…

¡Feliz soldadura!