Calidad 4

Materiales Materiales metálicosl

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1.

ÍNDICE 1.1 GENERALIDADES

pg. 3

1.2 MÉTODOS DE OBTENCIÓN

pgs. 4-5

1.3 MATERIALES AERONÁUTICOS

pgs. 6-11

1.4 ESTADOS ESTRUCTURALES

pgs. 12-17

1.5 MEDIDA DE ESPESORES

pgs. 18-19

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1.1. Generalidades Los materiales metálicos en la industria aerospacial constituyen aproximadamente el 80% en peso de los materiales utilizados en fabricación de estructuras, componentes, mecanismos etc. de las construcciones aeroespaciales. aeroespaciales. 

Las CUALIDADES FUNDAMENTALES que deben tener los materiales metálicos para poder ser utilizados en la fabricación de componentes son las siguientes:     



Baja densidad Altas características metálicas Buen comportamiento a corrosión Alta calidad estructural Coste razonable

Los materiales metálicos se clasifican en función de la naturaleza del elemento químico base que compone el material. La CLASIFICACIÓN más generalizada es la siguiente: CLASIFICACION DE LOS MATERIALES METALICOS

DENSIDAD (g/cm3)

Aceros de baja aleación

7,8 – 8,0

Aceros inoxidables

7,8 – 8,0

Aleaciones de Aluminio

2,6 – 2,8

Aleaciones de Magnesio

1,8 – 2,1

Aleaciones de Titanio

4,4 – 4,7

Aleaciones resistentes al calor (Aleaciones de Níquel o de Cobalto)

7,8 – 8,0

Aleaciones de Cobre

7,8 – 8,0

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Materiales metálicosl

1.2. Métodos de obtención Los métodos de obtención de los materiales metálicos desde los tiempos de la prehistoria han ido evolucionando desde la fundición del mineral de hierro hasta la electrolisis a elevada temperatura del mineral de obtención del aluminio o el titanio. 

El PROCESO DE OBTENCIÓN de la mayor parte de los materiales metálicos hasta llegar al semiproducto final tiene dos partes:

Específica: desde el mineral base hasta la obtención del lingote fundido



PROCESO DE OBTENCIÓN

Común: desde el lingote hasta la obtención del semiproducto final con sus peculiaridades en función del material

Los MÉTODOS DE OBTENCIÓN constan de dos partes: 1.

Obtención del lingot e por fundi ción .

2.

Proceso de transfor mación para obtener el product o final : A- Fundición. B- Laminación: chapa, placas y perfiles. C- Forja. D- Extrusión: perfiles y tubos.



Ejemplos de piezas aeronáuticas en extrusión de Aluminio :

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Materiales metálicosl 

Los componentes metálicos mas utilizados en las UNIONES DE PIEZAS DE M ATERIALES COMPUESTOS DE FIBRA DE C ARBONO están fabricados fundamentalmente de los siguientes materiales y formas: 

Materiales: Aleaciones de aluminio Aleaciones de titanio

 Formas:

-

Piezas forjadas Piezas mecanizadas de placa Extruidos

HTP CENTER J OINT TITANIUM ALLOY FORGINGS

ALUMINIUM ALLOY FORGING

REAR SUPPORT FITTING

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1.3. Materiales aeronáuticos Los materiales metálicos más comunes en la industria aeronáutica con designación americana, alemana y francesa son los siguientes:  A CEROS

 A CEROS



DE B AJA A LEACIÓN: U.S.A.

Alemania

Francia

4130 4140 4340 300M

1.7734 1.6604

15CDV6 35NCD16

INOXIDABLES: U.S.A.

Alemania

Francia

301 302 321 347

1.4304 1.4324 1.4544 1.4546

Z10CN18-8 Z10CN18-9 Z10CNT18-11 Z10CNNb18-11

ACEROS PH - Precipitation Hardeneable -

(aceros inoxidables endurecibles por

precipitación) U.S.A.

Alemania

Francia

17-4PH 15-5PH 17-7PH PH13-8Mo A-286

1.4548 1.4545 1.4564 1.4534 1.4944

Z6CNU17-4 Z6CNUD15-4 Z8CNA17-07 Z6NCT25

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A LEACIONES DE A LUMINIO Las aleaciones de aluminio siguen la designación de fabricantes de aluminio (AA) y se dividen en las siguientes series: 1XXX 2XXX 3XXX 5XXX 6XXX 7XXX 8XXX GLARE

Aluminio puro Aleaciones de Al-Cu Aleaciones de Al-Mn Aleaciones de Al-Mg Aleaciones de Al-Si-Mg Aleaciones de Al-Zn-Mg Aleaciones de otros elementos (Al-Li-Mg)

9

8

7

6 2024 / 2524 6013

5

Al-M g-Sc

4

7475 Al-L i (C47A)

3 Ti-6Al-4V

2

Glare 15-5PH

1 CFRP

0 Den si ty B as e: 2024

Ten si le St ren gt h B as e: 2024

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Sp ec if ic St ren gt h B as e: 2024


2) Cross - beams y beams longitudinal de la estructura del suelo de la cabina de piloto





GLARE®: miembro de la familia de Fibre Metal Laminates (FML) Es un material hibrido construido por laminas alternativas de Aluminio y preimpregndos de Fibra de Vidrio. A380 Aplicaciones de GLARE



27 paneles de revestimiento del fuselaje (22 PAP, 5 NOR) Área total: 480m2 Peso total: 500kg Hay 2524 paneles de Aluminio. Lámina de chapa de Aluminio : -

material: 2024 T espesor: 0.3 – 0.4 mm

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Materiales metálicosl 

Prepreg (con fi bras unidir eccionales): -

material: S2-fibra de vidrio, FM94 epoxy espesor: 0.125mm Lámina de Aluminio Lámina de Fibra de Vidrio/Adhesivo Lámina de Aluminio Lámina de Fibra de Vidrio/Adhesivo Lámina de Aluminio



FIBRA DE C ARBONO

Los materiales más representativos para la fabricación de componentes de unión de estructuras de fibra de carbono son los siguientes: 

Aleaciones de Aluminio: - 7050T7451 PLACA - 7050T7452 FORJADO



Aleaciones de Titanio: - Ti-6Al-4V-ANNEALED PLACA - Ti-6Al-4V FORJADO - Ti-6Al-4V EXTRUIDO



Aceros i noxidables: - PH13-8MO - 17-4PH O A286



A LEACIONES DE TITANIO

Las aleaciones de titanio se dividen en función de las fases metalográficas que coexisten a temperatura ambiente siendo las más representativas las siguientes:  Titanio puro  Aleación en fase α  Aleación en fase α + β  Aleaciones en fase β

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1.4. Estados estructurales Estructura Materia cristalizada con sus átomos perfectamente ordenados y dispuestos en redes Redes - Cúbica Centrada (CC) - Cúbica Centrada en las Caras (CCC) Estados alotrópicos Distintas formas de cristalización de un material - Fe γ  (CCC) - Fe α  (CC) Solución sólida Los átomos de los aleantes se sitúan en la red cristalina del metal base (cristalizan en el mismo sistema) Puntos críticos Temperaturas a las que tienen lugar las transformaciones alotrópicas

A. C ONSTITUYENTES ESTRUCTURALES DE EQUILIBRIO DE LOS ACEROS Austenita Solución sólida intersticial de carbono Feγ (C.C.C.)

B.

Ferrita Solución sólida intersticial de carbono Feα (muy pequeña proporción, muy blando) (C.C.)

Mart ensit a Solución sólida intersticial sobresaturada Feα

Cementita Perlita Compuesto Mezcla químico eutectoide intermetálico de Ferrita y Fe 3 C Cementita

ESTADOS ESTRUCTURALES Página 10 de 103

Bainita Mezcla difusa de Ferrita y Cementita




OBJETIVO: Unificar el sistema de designación de los estados estructurales de los materiales metálicos  M ATERIAL ES EMPLEADOS - Aceros: S/INTA-11.0102 - Aleaciones Aleaciones de aluminio: S/UNE-38002; S/ANSI-H-35.1 - Aleaciones Aleaciones de magnesio: S/ANSI; S/ASTM-B-296. - Tratamientos de cobre y sus aleaciones: S/UNE-37136 S/UNE-37136 

NORMATIVA APLICABLE

Definición y designación de los estados estructurales de los materiales metálicos. LETRAS MAYÚSCULAS

GUI N N MEROS

Estados básicos :

Distinguen las subdivisiones subdivisiones necesarias

B ruto de fabricación • F: Bruto • O: Recocido total. • H: Acritud.

Estados específico específico s (no aplicables a todos los metálicos): • N: Normalizado. Normalizado. • T: Temple y revenido o tratamiento de solubilización y maduración. • W: Tratamiento de solubilización. solubilización. • S: Tratamiento especial.

C.

ESTADOS B ÁSICOS 

F: B RUTO DE FABRICACIÓN Sin ningún tratamiento térmico ni mecánico.



O: RECOCIDO TOTAL - Objetivo: eliminar Objetivo: eliminar tensiones, uniformizar la estructura, destruir TT previos o mejorar la maquinabilidad - Descripción del proceso Calentamiento superior superior a la T crit (recristalización total). Enfriamiento lento

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Materiales Materiales metálicosl 

H: A H: ACRITUD - Objetivo: Objetivo: Aumentar la rigidez. - Descripción del proceso: Deformación plástica con T
x

y Dureza posible: 1-9 (9=máxima dureza)

•1: Sólo deformación en frío. •2: Def. en frío+recocido parcial (restauración). •3: Def. en frío+eliminación de tensiones (estabilización). - Ejemplos H24  Estado de acritud, obtenido por deformación en frío + recocido parcial, semiduro

D.

ESTADOS ESPECÍFICOS



CLASE

MATERIAL

F L C V

Aceros Aleaciones ligeras Aleaciones Aleaciones de cobre Metales y aleaciones varias

DESIGNACIÓN DESIGNACIÓN F-XXXX L-XXXX C-XXXX V-0XXX

ACEROS (CLASE-F) 

N: Normalizado Objetivo: eliminar tensiones, homogeneizar la estructura Proceso: 1. ↑T(ºC) hasta que T (ºC) >T crit. (ºC) 2. Dejar enfriar al aire



T: Temple y revenido Objetivo: 1. Temple: aumentar rigidez. 2. Revenido: reducir tensiones y aumentar la tenacidad Proceso: 1. Temple: ↑T (ºC) hasta que T (ºC) =T austenización (ºC) > T crítica (ºC) (durante cierto tiempo); enfriamiento a velocidad adecuada. Se consigue la aparición de fase martensítica. 2. Revenido: calentamiento a T (ºC)
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Materiales Materiales metálicosl 

Designación A)

F-xxxx F-xx xx-Tyy -Tyyyy

1. F-xxxx: acero F-xxxx: acero al que hace referencia. 2. Tyyy: Tratamiento Tyyy: Tratamiento térmico de temple t emple y revenido. El número “yyy” es la resistencia mecánica nominal mínima en unidades [kgf/mm2] ; el valor máximo será “yyy+10”. El intervalo nominal: [yyy,yyy+10], admite una desviación de ±2kgf/mm2. Esto significa que admitiremos valores de resistencia mecánica comprendidos entre: [yyy-2,yyy+12] [yyy-2,yyy+12] NOTA: El NOTA: El último dígito de “yyy” sólo puede ser “0” o “5” Ejemplos: F1260-T120, Ejemplos: F1260-T120, T125, T130, T135, etc B)

F-xxxx-Tyyy/zzz

1. F-xxxx: acero F-xxxx: acero al que hace referencia. 2. Tyyy/zzz: Tratamiento Tyyy/zzz: Tratamiento térmico de temple y revenido. Significa que admitimos un valor de resistencia mecánica comprendido en el intervalo: [yyy,zzz], siendo las unidades [kgf/mm 2] Ejemplos: F1260-T125/140 F1260-T125/140 C)

F-xxxx-TCyy

1. F-xxxx: F-xxxx: acero al que q ue hace referencia. 2. TCyy: Tratamiento TCyy: Tratamiento térmico de temple y revenido. Significa que la dureza Rockwell C mínima es “yy” (la máxima será 5 unidades mayor. Es decir, la dureza Rockwell C se encuentra en el intervalo [yy,yy+5] Ejemplos: F1260-TC60/TC65 D)

F-xxxx-TCyy/zz

1. F-xxxx: acero F-xxxx: acero al que hace referencia. 2. TCyy/zz: Tratamiento TCyy/zz: Tratamiento térmico de temple y revenido. La dureza Rockwell C se encuentra en el intervalo [yy,zz] Ejemplos: F1260-TC60/TC65 Particularidades: TI TN TS

Temple isotérmico (austenización + enfriamiento brusco)  T1XXX Temple y nitruración (post difusión de N en la estruc)  TNXXX Temple y sulfocianurado (posterior difusión de azufre S)  TSXXX

TZ

Cementación y temple ( ↑ contenido de C en la superficie del acero antes de proceder al temple)  TZXXX



Tratamientos especiales (S):

Hay muchos, pero son poco usados. Su designación será por medio de letras o cifras. Estos son algunos de los que podemos encontrar: SP, SO, SA, SR, SSC, SM, SC, ST, SR, SL, SCH, SH, SRh, STH, SSCT, SM - XXX Ejemplos: SH-900, Ejemplos: SH-900, STH-1050 Página 13 de 103


ALEACIONES LIGERAS (CLASE-L)

En ellas se incluyen las aleaciones de aluminio y titanio. 

W: Tratamientos de solu bilización

-

Objetivo: Conseguir que los aleantes se disuelvan en la matriz de aluminio.

-

Proceso: Se eleva la temperatura hasta que T(ºC) = T solubilización se deja un tiempo y después se enfría a la velocidad adecuada (generalmente bruscamente).

-

Características:

 Es un estado inestable: si se deja a temperatura ambiente se produce la maduración natural (precipitación de los aleantes). Este fenómeno produce un aumento considerable de la rigidez.

 Lo que se hace es meter el material en estado “W” en neveras, para mecanizar las piezas antes de que adquieran rigidez.

-

Designación: solamente se empleará la “W” cuando el período de maduración natural sea definido. Ej.: L-3140W6d (significa que la aleación de aluminio L-3140 tiene un tratamiento de solubilización y que tardaría en madurar naturalmente 6 días). 

-

T: Tratamientos m etalúrgicos estables

Descripción:  Damos tramientos térmicos (con o sin deformación en frío).

 Son estados estables de la aleación.  Pueden consistir en un tratamiento de: solubilización, maduración artificial y acritud.

-

Designación:

 T-xx: La “T” significa que tiene un tratamiento térmico estable. Los números hacen referencia a una descripción del tratamiento t´érmico aplicado de acuerdo a una tabla.

 Ej.: L-3140-T4 (sería la aleación vista anteriormente a la que se le ha dejado madurar de forma natural).



S: Tratamientos especiales.

Son muy numerosos en el caso del titanio, en función de las fases que se producen durante su obtención (sobretodo en las transformaciones β).

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ESTADOS ESPECÍFICOS: METALES Y ALEACIONES VARIAS (CLASE-V)

No tienen estados específicos de tratamiento (salvo las aleaciones de Ni y Co). 

W: Tratamiento d e solubil ización.

Análogo a lo visto en las aleaciones ligeras y de cobre.

E.

DESIGNACIÓN

Los materiales metálicos se designan en los planos y en documentación siguiendo unas reglas que suelen ser comunes en los distintos sistemas de normalización. El sistema tiene como base la designación que figura en las especificaciones de semiproducto “ABS”. Por ejemplo la designación de una placa y un perfil: ABS5064A050 - 5064 = número de norma, en este caso aplicables a placas de aleación de aluminio 7175T7351. - A = código de material (7175) y tratamiento térmico (T7351) que se indica en la ABS5064. - 050 = código de espesor que corresponde a 50 mm. ABS5431A636LE - 5431 = especificación aplicable a perfiles en aleación de aluminio 7349 ó 7055. - A = material 7349 o 7055 en estado T76511. - 636 = código de la sección del perfil en mm 2. - L = perfil en I según ABS5431. - E = tolerancias según EN2066. En otros sistemas la designación esta constituida por los siguientes campos: 1º.- Material: número que identifica la composición química del mismo.  2º.- Estado de tratamiento térmico: serie de letras y números que definen el nivel de resistencia mínima que debe cumplir o el nivel de resistencia relativo o alguna característica específica 3º.- Tipo de semiproducto: en unos casos está representado por una norma  de semiproducto y en otros casos por siglas abreviadas o códigos. Ejemplos: 2024T351 PLA8 4340HT180ROD25 EN3982U30-25 17-4-PH-H900 ROD30 3.4144T7451LN9073-25 Ti-6Al-4V-ANLD-SHT3 

En sistema de codificación sprint se utiliza el sistema de designación cuya esquematización es la siguiente: DM + FO + DC 2024 T3 / SHT / 3 2024 T3 / LN9497 / -060 DM= Designación de material y tratamiento térmico. FO= Forma de semiproducto codificada o especificación. DC= Dimensión característica o código del perfil.

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1.5. Medida de espesores La medida de espesores busca establecer los requisitos necesarios y procedimientos para la medición del espesor de películas no magnéticas y no conductoras, sobre bases metálicas mediante: equipos magnéticos y de corrientes inducidas . Su aplicabilidad la encontramos en la medición de espesores de: recubrimientos o acabados orgánicos (wash primer, imprimaciones, pinturas) sobre base metálica y medición de espesores de anodizados y capas de cadmio, cinc, cromo sobre materiales de base metálica. En todos los casos se trata de un ensayo no destructivo, pero este método no es válido cuando disponemos de un material base que no es conductor de la electricidad (ej. materiales compuestos).

PROCEDIMIENTO



La “ puesta a punto” y la “medición de espesores ” se harán de forma continua por el mismo operador certificado y en el mismo recinto de trabajo. 

Puesta a punt o

Se deben limpiar piezas, patrones y palpador. CALIBRACIÓN: Hay que comprobar que tanto el equipo como los patrones están calibrados. Verificando la calibración a intervalos no mayores a 15min, de inspección continuada: si difiere en más de un 5% ó 2’5 µm, se reinspeccionarán todos los elementos inspeccionados desde la última comprobación. Hay que poner especial atención en la puesta en marcha del aparato, ajuste del cero y empleo de patrones adecuados, según sean de base ferromagnética o no. PATRONES: Estarán formados por una base metálica con las mismas propiedades eléctricas y magnéticas y el mismo espesor que el espécimen a inspeccionar, con recubrimientos (permanentes o móviles) de espesores conocidos y cercanos a los que van a ser medidos. Han de estar: - Libres de arañazos, indentaciones… - Buen contacto con la base - No apilar patrones INSPECCIÓN VISUAL DE LA PIEZA: será previa al ensayo, para detectar anomalías que afecten a los valores de medida. Debemos desmagnetizar los elementos a inspeccionar, eliminando el magnetismo residual. 

Medición de espesores

Debemos observar que en los alrededores no haya aparatos o maquinaria, que produzcan vibraciones o sacudidas, estando las piezas y patrones lejos de fuertes campos magnéticos, tales como generadores o imanes.

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Materiales metálicosl Para mediciones sobre materiales muy delgados: es recomendable suplementar la pieza con material idéntico y en contacto muy íntimo, o bien disponer de una base patrón tan delgada como la pieza. Habrá que registrar la medida en 3 puntos de la pieza, realizando la media aritmética. Con cuidado de medir lejos de: bordes de piezas, aristas, taladros,… Si no, se requieren patrones que reproduzcan EXACTAMENTE la configuración. Se posicionará el palpador con una ligera presión perpendicular a la pieza, midiendo punto a punto, nunca desplazando el palpador. Asegurando precisiones de: ±2’5µm ó ±5% de su valor real.

EQUIPOS, INSTALACIONES Y M ATERIALES



Existen varios métodos para la comprobación de espesores: 

Equipos d e Corrientes Inducid as

Es el equipo más utilizado, sirviendo para la medición de espesores de imprimaciones, pinturas, anodizados y en general de recubrimientos que no sean conductores de la electricidad, aplicados sobre materiales metálicos. Es un método sencillo, rápido y fiable para la medida de espesores de pinturas. Son instrumentos electromagnéticos que son capaces de medir la variación de la impedancia entre una bobina inductora de corriente eléctrica y el metal base al atravesar la película depositada. Servirá cualquier equipo que cumpla con los requisitos de precisión: ISOMETER S 2320, ISOSCOPE, MITUTOYO 179,... 

Equipos magnéticos

Se usan básicamente en la medición de capas de cromo, cadmio, cinc o cualquier otro recubrimiento no férreo sobre base de acero. Miden la atracción magnética entre un imán y un recubrimiento o su base metálica o la reluctancia del flujo magnético pasando a través del recubrimiento y la base. Equipo recomendado: PERMASCOPE ES. Otros equipos a utilizar: MONIMETER S 2310, MITUTOYO 179,… 

Patrones

Básicamente son de dos tipos: -

Los de tipo galga individual: que serán láminas de material plástico, con espesores conocidos y bien identificados y con espesor similar al recubrimiento que vamos a medir. Los de tipo fijo a un sustrato o permanente: que son recubrimientos ya aplicados y con espesor conocido.

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2.

CORROSIÓN 2.1. INTRODUCCIÓN

pgs. 21-22

2.2. OXIDACIÓN DIRECTA

pg. 23

2.3. CÉLULAS ELECTROQUÍMICAS

pgs. 23-24

2.4. SERIE ELECTROQUÍMICA DE TENSIONES

pg. 24

2.5. HETEROGENEIDADES

pg. 25

2.6. TIPOS Y GRADOS DE CORROSIÓN

pgs. 25-26

2.7. PREVENCIÓN Y TRATAMIENTO

pgs. 27-28

2.8. ENSAYO DE CORROSIÓN EN CÁMARA DE NIEBLA SALINA

pgs. 29-30

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2.1. Introducción Materiales utilizados por el hombre: -



Su propia fuerza (manos) Ramas de árboles (mazas) Huesos de animales (puntas de flecha) Pedernal (Edad de Piedra) Hierro (Edad del Hierro) Bronce (Edad del Bronce) EDAD DE LOS METALES L OS METALES 

Propiedades CALOR



Estado sólido

Estado líquido FRÍO

Duros Alta resistencia Tenacidad Forjables y deformables Mecanizables Soldables Conductores del calor y la electricidad Historia de los metales: su estado en la naturaleza - En estado metálico Oro Plata Platino - En estado combinado (minerales) Metales industriales

LOS MINERALES CARECEN DE LAS PROPIEDADES DEL ESTADO METÁLICO PRINCIPIO ACCIÓN - REACCIÓN NATURALEZA (Armonía, Estabilidad, Equlibrio)

Dirección humana (ACCIÓN)

OBRA HUMANA (Inestabilidad)

(REACCIÓN) Dirección Naturaleza



Obtención de los metales: Procesos metalúrgicos

METALES (Metales combinados) ESTABILIDAD

Proceso Metalúrgico (ENERG A)

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METALES INDUSTRIALES INESTABILIDAD


La corrosi ón como pr oceso natural de inestabilidad de los metales

Fenómeno natural regido por las leyes de la Naturaleza, no siendo posible su eliminación por medios humanos CORROSIÓN: Proceso de degradación que sufren los materiales por el cual, estos tienden a volver a su estado original estables (minerales) perdiendo las características y propiedades del estado metálico. Proceso Metalúrgico MINERALES (Estabilidad)

METALES INDUSTRIALES (Inestabilidad)

(gran cantidad de energía) Corrosión (pequeña cantidad de energía)

SOLUCIÓN: - Conocer su mecanismo y forma de desarrollarse - Aplicar métodos que impidan su iniciación o que su desarrollo sea lo más lento posible. 

Constit ución de los metales

METALES

Formados por

CRISTALES

ÁTOMOS Núcleo positivo (protones) + Partículas negativas (electrones)

ÁTOMOS



CRISTALES (granos cristalinos)

CORROSIÓN La corrosión es una reacción química o electroquímica entre un metal y su ambiente, que produce un deterioro del mismo y sus propiedades. Encontramos dos tipos: - Oxidación directa - Pilas electroquímicas 

Características

¿Cómo se manifiesta? ¿Por qué se produce? ¿Cómo se combate?

progresiva pérdida de material por oxidación o por la formación de “células electroquímicas” evitando la oxidación y la formación de esas “células electroquímicas”

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2.2. Oxidación directa OXIDACIÓN: cuando el metal reacciona con el ambiente (oxígeno). Afecta a toda la superficie de manera similar. La capa superficial de óxido puede ser: Discontinua: cuando la capa de óxido tiene menos volumen que el metal de  partida o crece tanto que se agrieta (caso del acero). Continua (y adherida): pasivación. La capa de óxido protege del ambiente (caso  de los aluminios). En consecuencia, el aluminio no es que no se oxide, sino que ya está oxidado y esa capa de óxido (alúmina) evita que continúe oxidándose. En los aceros el proceso de oxidación no se frena y la pieza continúa perdiendo material.

2.3. Células electroquímicas ESTRUCTURA DEL Á TOMO



El átomo podemos imaginarlo como una bola que concentra toda su masa rodeado por una nube de electrones, concentrando el núcleo toda la masa. La carga eléctrica es la misma en el núcleo y en la nube de electrones. La carga eléctrica del núcleo es positiva y la de los electrones negativa. IÓN: si el átomo pierde un electrón (carga negativa) queda cargado positivamente y lo llamaremos “ión positivo” y concentrará toda la masa del átomo.  ELECTRONEGATIVAD: un material es más electronegativo cuanto mayor sea su tendencia a coger electrones. 



FUNCIONAMIENTO DE UNA PILA

electrones

1. Metemos dos metales de distinta Ánodo (poco electronegativo) electronegatividad en un líquido Cátodo (muy electronegativo) (electrolito). El metal más iones + electronegativo es el de la derecha. 2. Los unimos con un cable: como el Electrolito electronegativo tiene tendencia a ganar electrones pasará corriente eléctrica por el cable. 3. Para que el conjunto quede “neutro”, pasarán “iones positivos” del menos electronegativo al otro PERDIENDO MASA 

CÉLULA ELECTROQUÍMICA Electrolito (agua)

Iones + ÁNODO

electrones

CÁTODO

Los propios metales, por ser conductores hacen el papel del “cable” en la “pila”.

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Materiales metálicosl De la figura anterior vemos que se requieren 3 condiciones para que se produzca la célula electroquímica: - presencia de electrolito, - diferencia de electronegatividad entre los metales, y - conductividad eléctrica entre ellos.

2.4. Serie electroquímica de tensiones Materiales ordenados según electronegatividad: Oro Grafito MAYOR Plata ELECTRONEGATIVIDAD Acero inoxidable 18/8 CORROEN Titanio Niquel (estado pasivo) Bronce Un material de esta lista será Cobre corroído por cualquier material Latones que esté por encima de él en Niquel (estado activo) esta lista. Estaño Plomo Ej: el titanio siempre corroe al Hierro aluminio. Cadmio CORROIDOS Aluminio MENOR Cinc ELECTRONEGATIVIDAD Magnesio 

EJEMPLO: HERRAJE DE MG ELECTROLITO

CORROSIÓN

Se corroerá el magnesio. Se producirá en las zonas en contacto con el electrolito.

TITANIO MAGNESIO

MAGNESIO

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2.5. Heterogeneidades Las heterogeneidades forman “pilas de corrosión”. Encontramos distintas heterogeneidades: 

En la fase metálica: - Fases con diferente potencial. - Segregaciones, contaminantes. - Bordes de grano y dislocaciones. - Zonas locales deformadas en frío (las tensiones modifican la electronegatividad). - Uniones bimetálicas.



En el medio: - Diferencias locales de concentración de oxígeno. - Diferencias de pH.



En condiciones físicas: - De presión y temperatura - Por el paso de corriente

2.6. Tipos y grados de corrosión 

TIPOS DE CORROSIÓN 





Electroquímica pura - Uniforme - Galvánica - Por picaduras - Intergranular - Exfoliación - Microorganismos - Filiforme - Por células de concentración (ej. barro sobre acero). Asociada a esf uerzos mecánicos - Por fatiga - Corrosión bajo tensiones (stress-corrosion) - Por fricción (fretting –corrosion) Ejemplo de corrosión por fatiga

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



Ejemplo de exfoliación

GRADOS DE CORROSIÓN

En función del daño causado en el metal por la corrosión: - Incipiente - Débil - Medio - Fuerte - Muy fuerte

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2.7. Prevención y tratamiento de la corrosión PREVENCIÓN DE LA CORROSIÓN



Para prevenir la corrosión, se debe evitar la formación de la “pila electroquímica”. 1. Evitar que el electrolito entre en contacto co n los metales: - Uso de sellantes. - Pintura 2. Evitar que haya conduc tividad eléctrica entre los metales: - Interponiendo aislantes entre los metales. 3. Evitar el uso de metales de electronegatividades dist intas: - Difícil. Normalmente los metales vienen dados. 

Métodos de prevención de la corrosión PROCESOS QUÍMICOS -

-

Transformación de superficies: Cromatado del aluminio (Alodine). Mordentado del magnesio (Down). Fosfatado de aceros. Cromatado del cadmio (Iridatado). Película protectora: Pasivado de aceros inoxidables. Pavonado de aceros. Niquelado sin corriente (Catalítico).

PROCESOS ELECTROQUÍMICOS Transforman las superficies en “no-metálicas” o las recubren de un metal más próximo en la serie electroquímica. -

-

Transformación de superficies: Anodizado del aluminio. Anodizado del magnesio. Anodizado del titanio. Recubrimiento de película metálica. Cadmiado de aceros y aleaciones de cobre Cromado duro de aceros. Niquelado de aceros y aleaciones de cobre. Plateado de aceros y aleaciones de cobre.

PROCESOS ORGÁNICOS Evitan que el electrolito se encuentre en contacto directo con las superficies metálicas, formando una película aislante sobre las superficies de los metales en contacto, evitando el paso de la corriente eléctrica. -

Imprimaciones anticorrosivas. Esmaltes y lacas. Barnices

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Materiales metálicosl -

Pinturas especiales. Sellantes. Aceites y grasas. Repelentes del agua y humedad (hidrofugantes).

PROCESOS MECÁNICOS Recubren las superficies metálicas con otros metales de naturaleza distinta al protegido, aplicándolos por procedimientos mecánicos: -



Plaqueado (Clad de aleaciones de aluminio). Metalizado (al vacío – IVD y por proyección). Perdigoneado (shot-peening): disminución de las tensiones superficiales de tracción.

Puntos cl ave de la protecci ón de la corrosión -

Adecuado diseño del montaje, unión, ... Aplicación correcta de los procesos de protección previstos en los planos. Manejo cuidadoso de las piezas terminadas. Montajes adecuados, evitando deterioros locales de las protecciones.

En caso de eliminación parcial de la protección durante el montaje, se debe aplicar INMEDIATAMENTE método correctivo en la zona afectada. 

TRATAMIENTO DE LA CORROSIÓN

Se emplearán MÉTODOS CORRECTIVOS, aplicables únicamente a piezas en servicio afectadas por corrosión. Habrá de seguir un plan de control de la corrosión. PLAN DE CONTROL DE CORROSIÓN: 

Inspección - Examen - Diagnóstico



Clasificación - Tipo - Grado



Tratamiento Se elimina la corrosión existente, se sanea la zona afectada y se protege para evitar el que se repita el fenómeno. Se emplearán: - Métodos químicos. - Métodos mecánicos

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2.8. Ensayo de corrosión en cámara de niebla salina Este ensayo nos sirve para determinar la resistencia a la corrosión de materiales que han sufrido un tratamiento de recubrimiento superficial (anodizado, cadmiado, cromado, cromatizado, pintado etc) Tendremos como base la ASTM-B-117, pero en cualquier momento el cliente puede tener otras exigencias. 

PROCESO 

Características y parámetros de la cámara

Se utilizará una cámara de niebla salina, que dispondrá de: - Depósito para solución salina. - Dispositivo de aire comprimido (torre de saturación) - Tobera de pulverización - Soportes para probetas de PVC y giratorios - Resistencia para calendar - Controladores de presión y temperatura - Solución salina al 5% ± 1 de sal pura y 95% de agua tipo IV según ASTM-D1193. - Dos colectores de recogida de líquidos, con una superficie de 80 cm2 La Temperatura de la cámara estará entre 35º C + 1,1 /-1,7º C. La Temperatura de la torre de saturación estará entre 46 – 49 º C (según tabla) Se usará aire comprimido limpio de aceites, grasas, agua, partículas, etc. a una presión entre 83 – 124 KPa (según tabla). PRESIÓN / TEMPERATURA



PRESIÓN (KPa)

TEMPERATURA (º C)

83 96 110 124

46 47 48 49

Probetas

Están fabricadas según requerimientos de norma y limpias, por ello se han de manipular con guantes blancos de algodón. Durante el ensayo no se tocarán entre ellas, permitiendo que la niebla llegue a todas por igual. No gotearán unas sobre otras, ni en el depósito de solución ni en los colectores. Tendrán la inclinación requerida (6º,15º,30º…) El tiempo de ensayo será según norma del cliente Después del ensayo hay que limpiar con agua limpia <38º C y secar.

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Controles

Tendremos que tener en cuenta, que durante el ensayo no se puede parar la cámara, tomaremos dos lecturas de Presión /Temperatura al día. El resto de las mediciones consistirán en: - Una medición al día de líquido en los colectores (1-2 ml/h) - Una medición al día del pH del líquido recogido (6,5 -7,2) - Una medición al día de la densidad del líquido recogido (1,02551,0400 g/ml a 25º C) 

Rechazos

Las probetas no tendrán más de 15 manchas aisladas o picaduras, no superiores a 0,8mm de Ø en una superficie total de de 10 dm2 y no más de 5 picaduras en una superficie de 2 dm2. No se debe tener en cuenta el área comprendida hasta 6mm del borde. Si se requiere, el examen de áreas sospechosas se realizará con lupa de x10. 

C ÁMARA S ALINA



Inclinación del soport e



Depósito

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3.

TRATAMIENTOS SUPERFICIALES:

A.

CADMIADO ELECTROLÍTICO 1.

INTRODUCCIÓN

pg. 33

2.

FLUJOGRAMA

pg. 33

3.

PROCESO

pgs. 34-36

4.

MATERIALES, INSTALACIONES Y EQUIPOS

pg. 37

5.

CONTROL DE CALIDAD

pgs. 38-39

B.

CROMADO DURO 1.

INTRODUCCIÓN

pg. 40

2.

PROCESO

pg. 40

3.

RECTIFICADO

pg. 40

4.

REQUERIMIENTOS DE LAS PELÍCULAS DE CROMO

pg. 40

C.

PELÍCULAS DE CONVERSIÓN QUÍMICA 1.

INTRODUCCIÓN

pg. 41

2.

MATERIALES Y EQUIPOS

pg. 41

3.

PROCESOS DE APLICACIÓN

pgs. 42-43

4.

INSTRUCCIONES DE APLICACIÓN

pg. 43

5.

DEFECTOS Y CAUSAS

pg. 44

6.

REQUISITOS DE CALIDAD

pg. 45

Página 29 de 103


D.

E.

F.

PASIVADO DE ACEROS INOXIDABLES 1. INTRODUCCIÓN

pg. 46

2 PREPARACIÓN SUPERFICIAL

pgs. 46-47

3. CONTROL DE PIEZAS

pg. 47

ANODIZADO DEL ALUMINIO 1. INTRODUCCIÓN

pg. 48

2. TIPOLOGÍA Y PROPIEDADES

pg. 49

3. MATERIALES Y EQUIPOS

pgs. 49-51

4. PREPARATIVOS Y PROCESOS

pgs. 51-55

5. REQUERIMIENTOS DE LAS PELÍCULAS

pg. 56

6. REQUISITOS DE CALIDAD

pgs. 57-59

7. CASO ESPECIAL: ANODIZADO DEL TITANIO Y SUS ALEACIONES

pg. 59

PERDIGONEADO 1. INTRODUCCIÓN

pg. 60

2. PROCESO

pg. 60

3. GARANTÍA DE CALIDAD

pg. 60

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A. CADMIADO ELECTROLÍTICO 1.

Introducción

OBJETIVO: Proteger el material base frente a corrosión (ambiental, galvánica). MEDIO: Depositar una fina capa de cadmio sobre piezas de: acero, aleaciones de níquel, cobalto, cobre, aluminio y magnesio. PROBLEMA DE LA FRAGILIDAD:   

2.

Con el cadmiado electrolítico el metal absorbe hidrógeno. La absorción de hidrógeno provoca fragilidad. Se verán tratamientos térmicos (T.T.) para asegurar la mínima fragilidad.

Flujograma REPARACIONES

CADMIADO ELECTROLÍTICO

OPERACIONES PREVIAS

-

Desengrase Alivio de tensiones Tratamiento contra fatiga Limpieza abrasive Montaje en soportes Desengrase anódico Activado de las superficies Enjuague antes del cadmiado Baño de espera

-

Preparación de baños Condiciones para la correcta ejecución del cadmiado Mantenimiento de los electrolitos de cadmiado

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OPERACIONES POSTERIORES

-

Enjuague Secado Desfragilización Tratamientos suplementarios Preparaciones


3.

Proceso



OPERACIONES PREVIAS

Éstos son algunos de los requisitos que deben cumplir las piezas antes del cadmiado: 2. Piezas sin tensiones previas: - Aliviar tensiones en aceros con R>100kgf/mm 2. - Piezas no sometidas a carga. 3. Piezas sin grietas (Inspección de grietas). 4. Perdigoneado si se requiere. 5. Mecanizados, soldaduras, T.T.,… son previos al cadmiado. 6. Las piezas no estarán sometidas a cargas durante el cadmiado (excepto los muelles). 

PREPARACIÓN DE LAS PIEZAS de la superficie: sólo aceros con R<126kgf/mm 2 e inoxidables para aumentar la adherencia del recubrimiento. Según el material se emplean distintas disoluciones.

 Acti vado



Enjuague: después del activado con abundante agua clase B.



Baño de espera: se usa cuando el baño del cadmiado está completo (sólo válido en aceros al carbono de baja aleación). Las piezas pasarán directamente al cadmiado sin enjuague previo y sin permitir que se sequen.



Preparación d e las piezas, sól o para el caso de Aceros -



Desengrase: utilización de disolventes estabilizados en fase vapor. Limpieza abrasiva mediante el chorreado en seco. Montaje en soportes: hay que tener en cuenta la sección de los soportes, los cuales sólo podrán pasar 2A/mm 2 y 4A/mm2 en la parte sumergida. Enmascarado mediante cintas de PVC u otros medios, como tapones,… Desengrase anódico, solo empleado para aceros con R<126kgf/mm2. Enjuague insistente y prueba de rotura de película de agua.

C ADMIADO ELECTROLÍTICO 

Preparación de lo s baños - Llenar medio tanque con agua (Clase A S). - Disolver el cianuro sódico. - Añadir el óxido de cadmio. - Disolver el resto de los producos. - Enrasar el tanque y agitar vigorosamente.

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



Condicion es para la correcta ejecucción d el cadmiado: - Se introducen las piezas al baño, asegurando que los soportes de las piezas hacen buen contacto - Usar ánodos auxiliares para huecos y taladros. - Controlar las condiciones de los electrolitos: concentraciones, densidad de corriente (A/dm 2), temperatura, pH.



Mantenimiento de los electroli tos de cadmiado: - Eliminar el exceso de carbonatos: enfriando el electrolito precipitan (después se quitan por decantación). - Controlar la concentración de los productos.

OPERACIONES POSTERIORES 



Enjuague: con agua (clase B S) a temperatura ambiente y/o temperatura de 80-85ºC (según el caso).



Secado: chorro de aire (limpio y filtrado) a presión.



Eliminar enmascaramientos y qui tar soport es.



Desfragilización: para eliminar la fragilidad por absorción de hidrógeno. - En estufas de aire forzado. - Se especifican temperatura y tiempo necesarios. - Utilizar tinta indicadora.



Tratamientos s uplementarios: (cromatos, fosfatos) 1. Activado para piezas que se han desfragilizado. 2. Inmersión en disoluciones tipo I,II,III. 3. Enjuague 4. Acabado orgánico (según el caso)

REPARACIONES

MOTIVO DEL RECHAZO

REPARACIÓN

Espesor insuficiente: - Antes de otro tratamiento

Continuar cadmiando

- Después de hornear Cadmiado defectuoso

Descadmiado

Activar antes de continuar cadmiando Decapar (tras el horneo) –si ha recibido un trat. Suplementario, primero eliminarlo-. Después enjuagar insistentemente. Desfragilizar antes del recadmiado. Examinar visualmente posibles defectos. Inspección

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Desfragili zación


REQUERIMIENTOS DE LAS PELÍCULAS DE C ADMIO 





Aspecto: lisas, adherentes, grano fino, apariencia uniforme y libre de arañazos, picaduras, ampollas, nódulos, quemaduras,… Coloración: según el tratamiento sea: - Tipo I (tratamiento no suplementario): entre gris apagado y blanco metálico deslustrado. - Tipo II (tratamiento suplementario): color iridiscente, desde el bronceado al marrón, incluyendo el verde oliva y el amarillo. - Tipo III (tratamiento suplementario de fosfatos): mismas propiedades que las tipo II, pero no coloreadas. Espesor: según la tabla de la norma que distingue tres clases.

 Adherencia: que

no aparezcan ampollas o separación de la película. También tenemos la adherencia de pintura, según el ensayo de adherencia de pintura, pero sólo para el tipo III. 

Resistencia a la corrosi ón: según ensayo de corrosión acelerada.



Fragilidad por hidrógeno: según los ensayos correspondientes.

 Ausencia

de mercurio (Hg) en el recubrimi ento: ausencia en la deposición de cadmio.





Inspección por partícula magnética: no deben detectarse grietas superficiales. Tras la inspección, desengrasar las piezas. Para aceros de R>126kgf/mm2 en los que sea requerido por el plano.



Desengrasar posteriorm ente.

CLASIFICACIÓN DE LAS PELÍCULAS DE C ADMIO 



CLASES: según el espesor de las películas de cadmio. - Clase 1: espesor 13 ÷ 20 µm - Clase 2: espesor 8 ÷ 13 µm - Clase 3: espesor 5 ÷ 8 µm TIPOS: según el tratamiento que se aplique a la película de cadmio. - Tipo I: sin tratamiento suplementario. - Tipo II: con tratamiento suplementario de cromatos. - Tipo III: Con tratamiento suplementario de sulfatos.

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4.

Materiales, Instalaciones y Equipos



M ATERIALES - Sólo productos químicos de pureza correspondiente a “calidad técnica”. - Óxido de cadmio. - Ánodos cadmio QQ-A-671.



INSTALACIONES

Sin requerimientos especiales. 

EQUIPOS - Generador de corriente continua o rectificadora. a) Amperímetro y voltímetro de precisión ±5%. b) Componente alterna ≤10%. - Tanques adecuados para los distintos baños forrados de P.V.C. a) Controladores temperatura (precisión ±2ºC). b) Calentamiento adecuado. c) Filtro del electrolito. d) Agitación mecánica. e) Aspiración en tanques cianurados. - Desengrase. - Chorreado. - Estufas de deshidrogenación (clase III tipo D). - Medir espesores.

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5.

Control de Calidad

En el esquema inferior se pueden observar los puntos a tener en cuenta por Calidad para este proceso, junto con su posterior desarrollo. INSTALACIONES Y EQUIPOS - Equipo eléctrico - Estufas - Medidores de temperatura y termostatos. - Equipo de chorreado. - Aire a presión.



-

PIEZAS Muestreo y criterios de aceptación Tiempo entre operaciones. Examen visual. Espesor del depósito. Adherencia del depósito Capacidad de fragilización del baño. Inspección por partícula magnética.

INSTALACIONES Y EQUIPOS     



-

EFICACIA DEL PROCESO Tiempo entre operaciones. Análisis de los baños. Control de la deposición de cadmio: Espesor Adherencia Resistencia a la corrosión. Adherencia de pintura. Ausencia de mercurio. Fragilización por absorción de hidrógeno.

Equipo eléctrico: comprobar calificación de generadores de c.c. o de los rectificadores. Precisión de amperímetros y voltímetros. Estufas: comprobar su calificación Medidores de temperatura y termostatos: comprobar sellos de metrología y período de validez. Equipo de chorreado: comprobar periódicamente la granulometría y ausencia de contaminantes. Aire a p resión: verificar su limpieza.

EFICACIA DEL PROCESO

Esta eficacia del proceso, será medida sobre probetas con la cadencia establecida por Gª Calidad y al menos una vez al mes, exceptuando para el caso que se prepare un baño nuevo que se tendrá que volver a calibrar. Se emplearán PROBETAS DE ENSAYO, midiendo los siguientes parámetros:    





Tiempo entre operaciones: respetarlos donde sea requerido. El proceso de cadmiado se hace todo seguido. Análisis de baños: limpieza, concentraciones, pH, temperatura, resistividad de agua. Espesor del recubrimiento: se mide en distintas zonas de probetas representativas. Adherencia del depósito: con ensayos de bruñido, plegado, ..., en las probetas anteriores. Se observará la adherencia de la película y que no somos capaces de desprenderla. Resistencia a la corrosión: ensayos de corrosión acelerada (S/ASTMB-117). (tras el ensayo, no será motivo de rechazo la presencia de corrosión en las aristas). Fragilidad por absorción de hidrógeno: ensayo en probetas. LA ROTURA O APARICIÓN DE GRIETAS EN CUALQUIERA DE LAS PROBETAS ENTALLADAS O VALORES DE Vd<96 EN LAS

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





RECTANGULARES ES MOTIVO SUFICIENTE PARA LA INTERRUPCIÓN DEL TRABAJO EN LA INSTALACIÓN. Adherencia de pintura (cadmiado tipo III): tras el ensayo no mostrarán evidencia de ampollas ni fallos en la imprimación cuando se sometan al ensayo al agua. Ausencia de mercurio: ensayo que verifique un contenido inferior a cierta cantidad en la probeta.

PIEZAS F ABRICADAS 

Muestreo: según la prueba a realizar se analizan distintas cantidades por lote (piezas de la misma clase, mismo tipo de cadmiado y forma y tamaño parecidas).



Comprobar: tiempo entre operaciones, examen visual (antes y después del cadmiado), espesor, adherencia del recubrimiento, control del poder fragilizador de los baños, inspección por partículas magnéticas.

CADMIADO

CONTROL DE CALIDAD

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REGISTROS


B. CROMADO DURO 1.

Introducción

OBJETIVOS - Proporcionar superficies de gran resistencia al desgaste, a la abrasión y al calor, de bajo coeficiente de rozamiento y antigripante. - Proteger al material base frente a la corrosión - Recrecer piezas para recuperación. MEDIOS: Depositar una capa de cromo de gran espesor y elevada dureza sobre piezas de acero, aleaciones de níquel, cobalto, cobre, aluminio y magnesio.

2.

Proceso

En términos generales el proceso es igual al del cadmiado electrolítico, si exceptuamos que: - Los baños son de distinta composición - Los tiempos de cromado son mayores (mayor espesor) - Si se quiere aumentar la resistencia a la corrosión del metal base, hay que depositar antes del cromo una película de níquel. - No se croman aristas vivas - El resto de parámetros, como densidad de corriente, temperaturas etc, son distintas.

3.

Rectificado

El cromo duro que sale del baño es rugoso, por lo que para trabajar por fricción hay que realizar unas actividades previas: -

4.

Rectificar a la medida de diseño Aliviar tensiones de rectificado

Requerimientos de las películas de Cromo

 A NTES

DEL RECTIFICADO:  Aspecto ⇒ uniforme  Coloración ⇒ Típica del cromado  Espesor ⇒ 50 ÷ 200 µm  Adherencia ⇒ Que no haya separación al ensayar  Microdureza ⇒ 800 ÷ 1000 V.H.N.  Porosidad ⇒ Libre de poros  Agrietamiento superficial ⇒ S/ Clase  Fragilidad por Hidrógeno ⇒ S/ Norma

   

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DESPUÉS DEL RECTIFICADO: Espesor ⇒ Requerido en plano (pero homogéneo) Continuidad de película ⇒ En toda la superficie Daños del rectificado ⇒ Sin grietas, quemaduras etc.


C. PELÍCULAS DE CONVERSIÓN QUÍMICA 1.

Introducción



OBJETIVO - Proporcionar superficies resistentes a corrosión y buena base para acabados orgánicos en las piezas de Aluminio y sus aleaciones. - El proceso estará certificado.

CLASIFICACIÓN



TIPO I - Alta resistencia eléctrica (aislantes) - Mayor resistencia a la corrosión - Coloreadas

TIPO II - Baja resistencia eléctrica (conductoras) - Menor resistencia a la corrosión - Incolora

L IMITACIONES





Temperatura maxima de servici o: - 120ºC si no llevan pintura - 170º si van pintadas



Superficies exteriores sin pintar - No aplicar Tipo I - Si el aspecto exterior fuese crítico, se podrá aplicar Tipo II



No se puede aplicar en superficies a encolar

NOTA: para los retoques en películas anódicas dañadas, se debe usar Tipo I. Para conjuntos con varios tipos de metales, se debe enmascarar todo aquello que no sea Aluminio.

2.

Materiales y equipos



M ATERIALES     





Desengrasantes Desoxidante MEK IPA Ácido nítrico Otros

EQUIPOS   

Tanques Controladores de Temperatura, con precisión de ± 2ºC Chorreado, si se requiere

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3.

Procesos de aplicación PROCESO INMERSION (RECOMENDABLE) PROCESO MANUAL (A BROCHA) - sobre avión - sobre grandes estructuras - para retoques - para reparaciones

PROCESO DE INMERSIÓN



1. Preparación de los baños - llenar el tanque a la mitad con agua de clase A - añadir el producto al tanque y agitar - dejar reposar la mezcla durante 24 horas - analizar su composición y el pH - llevar a cabo las correcciones pertinentes

-

2. Condiciones de aplicación según el produ cto TIPO 1 ALOCROM / ALODINE 1200 TIPO 2 ALOCROM / ALODINE 1200-S - ALOCROM / ALODINE 1000 IRIDITE 14-2 - TURCOAT 4354 TURCOAT ALUMIDOL D 3. Enjuague final El enjuague final se realiza mediante la inmersión de la pieza en agua corriente durante 1-2’, o bien, mediante una ducha con agua desmineralizada. 4. Secado Hay dos formas de realizarlo: - Con aire a baja presión - Con una estufa a una temperatura menor a 60º C 

PROCESO M ANUAL -

A BROCHA CON ROTULADOR

Sus diferencias y similitudes son las siguientes: A brocha 1. Limpieza manual o mecánica 1. 2. Enmascarado 2. 3. Desengrase alcalino 3. 4. Prueba película de agua 4. 5. Desoxidado manual 5. 6. Enjuague 6. 7. Aplicar película 7. 8. Enjuague 8. 9. Secado 9.

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Con rotulador Limpieza manual o mecánica Enmascarado Desengrase alcalino Prueba película de agua Desoxidado manual Enjuague Aplicar película No aplicable Secado


PREPARACIÓN DEL L ÍQUIDO REACTIVO



Para la preparación del líquido reactivo, se deben seguir esta serie de pasos: 1. Preparar la disolución siguiendo las indicaciones de la norma, siempre usando agua desmineralizada 2. El tiempo y temperatura de aplicación lo encontraremos en las tablas 3. Dejar una hora en reposo 4. Conservar en envases de acero inoxidable o de plástico 5. Poner una etiqueta con la fecha de preparación 6. Comparar el pH obtenido con las tablas, y si no fuese correcto ajustar mediante ácido nítrico o con bicarbonato sódico 7. Desechar la solución en el caso que se contamine o que haya sobrado

REQUERIMIENTOS DE LAS PELÍCULAS





4.

Aspecto - Tipo I: color amarillo-verdoso iridiscente no uniforme - Tipo II: no cogen color



Resistencia a la corrosión: se realizará un ensayo de 168 hora en cámara de niebla salina, siguiendo la especificación ASTM B-117



Adherencia: han de tener un buen anclaje para las protecciones orgánicas



Resistividad (sólo para películas de Tipo II): después del ensayo de corrosión, deberán tener una resistividad < 1550 µ Ω/cm2

Instrucciones de aplicación 1. 2. 3. 4.

Aplicar con brocha sintética o con una esponja de celulosa Empapar la superficie uniformemente Mantener el tiempo y la temperatura indicado en las tablas para la pieza Colorantes a emplear: - Tipo I: amarillo-verdoso iridiscente - Tipo II: sin coloración 5. Enjuagar con abundante agua desmineralizada 6. Hay 3 formas de realizar el secado: - al aire - con aire a presión - con aire caliente a menos de 60º C 

M ANEJO Y PROTECCIÓN -

Las piezas se deben manejar con guantes de algodón limpios La humedad relativa debe ser baja, pero HR>20% Las piezas se deben proteger de roces, polvo, … La pintura se aplicará entre 1-16 horas, después de que la película esté seca, ya que si se deja que transcurran más de 16 horas habría que repetir el tratamiento de nuevo.

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5. Defectos y causas DEFECTO PELÍCULA PULVERULENTA

-

PELÍCULAS TIPO I DEMASIADO CLARA O MUY IRIDISADA

-

NO SE PRODUCE PELÍCULA

-

CAUSAS pH demasiado bajo desengrase y enjuagues mal realizados baño contaminado con fosfatos, sulfatos o cloruros excesiva temperatura en el baño excesivo tiempo de inmersión temperatura de secado > 60º C Temperatura de baño muy baja Poco tiempo de aplicación Baja concentración pH fuera del límite limpieza o desoxidado deficientes por la propia composición de la aleación exceso de impurezas o fosfatos superficie de la pieza muy oxidada preparación superficial no adecuada

ELIMINACIÓN DE LA PELÍCULA



Encontramos varias formas de eliminar la película, teniendo que elegir entre: 

Inmersión en solución de ácido nítrico a 40-42º BE al 50%. Se debe calentar la pieza a una temperatura < 80º C antes de sumergirla en este baño.



Inmersión en sulfocrómico teniendo: - ácido sulfúrico: 120 ml - ácido crómico: 50 g - agua: 1 l



Métodos físicos como Scoth-Brite, lijas, …

NOTA: para eliminar la película en zonas de masa, se deberá: - enmascarar la zona previamente - eliminar por métodos físicos, teniendo cuidado de eliminar lo mínimo posible del material base. - Si el material está plaqueado, habrá de tener un espesor del 25% máximo del plaqueado.

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6.

Requisitos de Calidad

Todos los requisitos de la normativa de Calidad serán aplicados a: 

Instalaciones y equipos - Calificación de las estufas - Calibraciones de los medidores de temperatura y de los termostatos - Calibración de los equipos de chorreado: termostatos, materiales, aire,…



Proceso - Control del tiempo entre las diversas operaciones - Control químico de los baños

Película - Su aspecto - La resistencia a la corrosión - Adherencia - Resistividad (películas Tipo II) 



Registro de resultados

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D. PASIVADO DE ACEROS

INOXIDABLES 1.

Introducción



OBJETIVOS Proporcionar mayor resistencia a corrosión mediante la pasivación de la superficie de piezas de aceros inoxidables y aleaciones refractarias férreas de Níquel y Cobalto.

 C ARACTERÍSTICAS PRINCIPALES - Aumenta la resistencia a la corrosión - No altera las dimensiones de las piezas - No se pasivarán piezas con soldaduras de Plata - No se pasivarán conjuntos donde puedan quedar retenidos los reactivos.

 CLASIFICACIÓN Tipo 1 Pasivado en ácido nítr ico Aceros austeníticos Aleaciones refractarias férreas de Níquel Aleaciones refractarias férreas de Cobalto

2.

Tipo 2 Pasivado en nítrico dicr omato Aceros pH Aceros maragin Aceros martensíticos

Preparación superficial

 L IMPIEZA Para realizar la preparación superficial se debe proceder a su limpieza, teniendo varios métodos para efectuarla: TIPOS DE LIMPIEZA Disolventes Alcalina Mecánica Para eliminar Para eliminar otras Para eliminar la grasas suciedades cascarilla (salvo en el caso de piezas de poco espesor)

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Química Para acondicionar la cascarilla Hay 3 baños: - baño alcalino - decapado nítrico - decapado fluorítrico

Materiales metálicosl Hay que destacar en la LIMPIEZA QUÍMICA la diferencia entre los baños y sus posibles usos, teniendo: -

DECAPADO NÍTRICO Se usa para eliminar posibles contaminaciones de hierro, plomo o de cinc. El baño utilizado es igual al del pasivazo de tipo 1, pero a menor temperatura.

-

DECAPADO FLUORÍTRICO Se usa para eliminar contaminantes que sean resistentes al decapado nítrico. El problema que tiene es que ataca de una forma muy agresiva al acero.

 P ASIVADO Los pasos para realizar el pasivado son los siguientes: PASIVADO Pasivación Tipo 1: ácido nítrico Tipo 2: ácido nítrico+dicromato sódico Enjuague Secado

 DESHIDROGENIZACIÓN Esta actividad será realizada para piezas que tengan una resistencia como mínimo de 1240 MPa. La deshidrogenización llevará un tiempo mínimo de 3 horas, manteniendo una temperatura de 190º C. NOTA: Para los ACEROS pH no es necesaria la deshidrogenización.

3.

Control de piezas

El control de piezas procesadas por pasivado será por medio de inspección visual. Para el control del hierro existente en el proceso, se realiza con: 

CLORURO DE PALADIO



ENSAYO DE CORROSIÓN EN CÁMARA DE NIEBLA SALINA



ENSAYO DE INMERSIÓN EN AGUA

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E. ANODIZADO DEL ALUMINIO 1.

Introducción

El anodizado es un proceso electrolítico mediante el cual el aluminio se recubre de una película de alúmina (óxido de aluminio). Es una técnica utilizada para modificar la superficie de un material. Esta capa se consigue por medio de procedimientos electroquímicos, de manera que se consigue una mayor resistencia y durabilidad del aluminio. Con estos procedimientos se consigue la oxidación de la superficie del aluminio, creando una capa de alúmina protectora para el resto de la pieza. La protección del aluminio dependerá en gran medida del espesor de esta capa (en micras).

 GENERALIDADES      

Proceso eletrolítico mediante el cual el aluminio se recubre de una película de alúmina. El espesor y propiedades de la película dependen fundamentalmente del proceso. La película de alúmina es anhidra y porosa, posibilitando teñido. En el sellado se procede a una hidratación que cierra los poros. Se produce un aumento dimensional de las piezas y disminución del espesor del metal base. No se deben anodizar a la vez aleaciones dispares, ni piezas que sufrirán operaciones de deformación.

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2.

Tipología y propiedades

 TIPOLOGÍA Según el electrolito y la tensión utilizada, las películas pueden ser: PELÍCULAS Tipo I Ácido crómico 40 V Tipo IB Ácido crómico 20 V Tipo II Ácido sulfúrico --Tipo BE Ácido crómico de doble escalón 40-50 V TSA Ácido tartárico-sulfúrico 14 V Clase 1 Películas selladas --Subclases: A, B, C, D

 PROPIEDADES   



3.

Las películas sin sellar son duras, adherentes y resistentes al desgaste, pero no protegen contra la corrosión. Las películas selladas son más densas, dan protección anticorrosiva, y estética si se tiñen. Las películas a partir de: - ácido crómico son más opacas, blandas y de mayor ductilidad y resistencia a corrosión. - ácido sulfúrico son de mayor espesor, porosidad (peor tintura) y resistencia al desgaste. El anodizado no protege de la corrosión bajo tensiones y reduce el límite de fatiga del material base.

Materiales y equipos

 M ATERIALES 

Metal base: aluminio y aleaciones de aluminio (para más de 7,5 % aleantes no se permite anodizado crómico)



Productos químicos, los cuales correspondiente a calidad técnica



serán

de

Ácido elegido



Productos auxiliaries



Agua para baños y enjuagues (calidad según norma)

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la

pureza


 EQUIPOS 



Generador de c.c. o rectificador: con corriente regulable para poder mantener el valor de tensión, dentro de las tolerancias Tanques: dimensiones y materiales según norma



Equipos calentamiento temperatura de los baños



Control de temperatura con precisión determinada



Instrumentación precisa: Amperímetros y voltímetros



Agitación por aire filtrado a presión



Aspiración de gases desprendidos



Equipos de chor reado con abrasivos



Equipos de desengrase



Medición de espesores



Línea de baños: está dotada de las cubas, la estructura y el puente grúa que porta las piezas.

-

y

refrigeración para

mantener

Cubas de los baños: cada cuba de la línea de baños, en la instalación que sirve de ejemplo (la de la figura superior), tiene: 2’5 m de profundidad, 2’5 m de longitud, y 80 cm de anchura.

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-

4.

Controles térmicos y de posición de grúa: a la izquierda se observa el panel de control térmico y a la derecha el control de posición del puente grúa.

Preparativos y procesos

 ESQUEMA GENERAL DEL PROCESO DESENGRASE si/a LIMPIEZA MECÁNICA si/a

PULIDO si/a

PREVENCIÓN DE LA FATIGA si/a ENMASCARADO MONTAJE EN SOPORTES PREPARACIÓN DE SUPERFICIES DECAPADO ---> ENJUAGUE ANODIZADO CRÓMICO Tipo I, IB y BE

ANODIZADO SULFÚRICO Tipo II

ENJUAGUE

ENJUAGUE

SECADO

SELLADO

NEUTRALIZADO

INSPECCIÓN

ENJUAGUE

ENJUAGUE

SECADO

SELLADO

INSPECCIÓN

ENJUAGUE

RECHAZO <--Ir a Decapado

ENCOLADO, PINTURA, CERAS, LUBRICANTES, etc

RECHAZO <--Ir a Decapado MONTAJE

SECADO

INSPECCIÓN RECHAZO <--Ir a Decapado

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MONTAJE


 PREPARATIVOS   

  

El anodizado se efectuará después de finalizar todas las operaciones que puedan dañar o deteriorar la película. Las zonas a anodizar han de estar limpias, sin contaminantes; lisas y sin defectos. Aquellos conjuntos con materiales disímiles, habrá que desmontarlos o enmascararlos y aislarlos. Las zonas que no se anodizen deberán enmascararse Las piezas deben estar libres de esfuerzos. Los materiales plaqueados se verificarán tras el mecanizado. Uso de guantes blancos durante el proceso y el almacenaje.

 OPERACIONES PREVIAS AL A NODIZADO        

Desengrase: mediante disolventes orgánicos o con limpiadores de emulsión, siempre es preferible el manual. Limpi eza mecánica: sólo se hará si hay contaminación superficial. Pulido: para el caso de que se requieran superficies muy reflectantes. Tratamientos para la prevención de la fatiga: si es requerido por el contratista, contando con límite de 4 horas para anodizar. Montaje en soportes: se han de preparar los contactos, asegurando buen contacto con el menor área y cuidando la intensidad límite Enmascarado de las zonas que no se anodizarán. Preparación d e superficies: limpiar, desoxidar y activar. Enjuagues: siempre antes del baño, de una forma insistente.

 PROCESO DE A NODIZADO  Ánodo En la imagen se observan los útiles donde irán montadas las piezas y que hacen las funciones de ánodo.

Colocación en los útil es Las piezas a anodizar se colocarán en los útiles que transportará un puente grúa. 



Contacto electrolítico Las piezas irán sujetas por una pequeña superficie para conseguir así que casi toda la pieza quede adecuadamente recubierta de película anódica.

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Desplazamiento c on puente grúa A lo largo de los sucesivos baños, se manejan los útiles con ayuda de un puente grúa. 

Introducción en los baños Los útiles cargados de piezas se introducirán sucesivamente en cada uno de los baños en el orden indicado. 

Cuba de desengrase alcalino Desengrasante TURCO 4215.NCLT. 

Enjuague y desoxidado ácido Enjuague con agua a la izquierda y desoxidado ácido con Desoxibices 616 a derecha. 

la

Enjuague Primero se realizará un enjuague previo con agua clase B, tomada de la red. Para a continuación realizar una ducha desionizada con agua de clase A 

Primer paso Segundo paso Enjuague previo con agua clase B Ducha desionizada con agua clase A

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 TIPOS DE ANODIZADO 

Anodizado crómico

CARACTERÍSTICAS DEL ANODIZADO CRÓMICO: - Introducción en el baño, estando la corriente ya conectada, o bien, tras pasados 15s. - Para el anodizado de interiores se emplean cátodos auxiliares de plomo. - Composición del electrolito, sigue los límites indicados en norma. - Condiciones y parámetros del anodizado: seguir los tablas para cada tipo indicadas en la norma de Tensión frente a Tiempo. - Extracción: habrá que esperarse dos minutos tras cortar la corriente. - Enjuague: ha de ser intenso y repetitivo, hasta ver la rotura de la película de agua. - Secado: se realiza en las piezas que no se sellarán, siempre en estufa, según norma. - Imprimación: tras un margen de 16 h tras secado, 8 h si se debe encolar. BAÑO DE ANODIZADO CRÓMICO: Es un baño electrolítico, que toma como ánodo las piezas a anodizar y el cátodo consiste en tiras de Plomo que cuelgan de la barra visible en el lado izquierdo de la cuba. El baño de Ácido Crómico será del orden de 50 gr/l de concentración.



Anodizado sulfúrico

CARACTERÍSTICAS DEL ANODIZADO SULFÚRICO: - Introducción en el baño, estando la corriente ya conectada o tras 15s. - Para el anodizado de interiores se emplean cátodos auxiliares de plomo. - Composición del electrolito, sigue los límites indicados en norma. - Las condiciones y parámetros del anodizado vendrán establecidos en la norma con las curvas de Tensión frente a Tiempo. Debe de probarse un aumento continuo de la tensión en t< 60s, este tiempo variará según la aleación y el espesor pedido. - Extracción, tras un tope de 2 minutos después de cortar la corriente. - Enjuague: ha de ser intenso y repetitivo, hasta llegar a ver la rotura de la película de agua.

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Materiales metálicosl - Para neutralizar los restos de ácido, se empleará una disolución de bicarbonato sódico. - El enjuague de piezas que se vayan a sellar o teñir, llevará de 3 a 15 minutos.

 OPERACIONES POSTERIORES AL ANODIZADO Sellado o f ijado: Se realizará con dicromato sódico a 98 ºC. Las bolas que aparecen en la figura, son utilizadas para reducir la evaporación. 

Siempre que se utilice, debe cumplir: - Indicado en planos u órdenes. Nunca en piezas a encolar. - Indicarán solución de sellado o dicromato sódico s/ norma. - Baños de sellado con agua clase A. Enjuague: Con agua clase B salvo las selladas. Tras el enjuague, se procede a una nueva ducha de agua de clase A. 



Secado: Con aire caliente a Temp < 60º C.

 REPARACIONES 

Pérdida de la película: se podrá reparar con película de conversión química a brocha si el daño es < 5 % de la superficie anodizada. Al igual que se pueden retocar contactos que tengan soportes mayores de 2’5 mm.



Eliminación de la película: se llevará a cabo para volver a anodizar si es defectuoso o tiene poco espesor, siempre y cuando las tolerancias lo permitan. Hay dos métodos de eliminarla: - Químicamente: Baño con ácidos especificados en norma. - Mecánicamente: Abrasión con alumina.



Enjuague: con agua clase B de forma insistente.



Examen: No deben mostrar ni picaduras ni ataque preferencial, con un tamaño de 5 aumentos.



Decapado: es un proceso de eliminación de películas anódicas, mediante una disolución formada por la mezcla de ácido crómico y fosfórico. Tras el decapado se debe realizar un nuevo enjuague con agua desionizada de clase A. En la figura se puede observar la cuba donde se realiza el enjuague.

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5.

Requerimientos de las películas 

Aspecto: las películas selladas deben ser lisas, adherentes y uniformes. Las marcas de contacto han de ser en zonas con mayor tolerancia.



Peso: cumplirán unos mínimos de ~20 mg/dm² en norma según tipo.



Espesor: habrá unos máximos y mínimos establecidos, según el tipo de película empleada: 2 a 25 μm.



Resistencia a corrosión: las películas se deben sellar para proteger el metal. El ensayo llevará un tiempo aproximado de 500 h a corrosión acelerada, destacando que tiene límite de picaduras. Se realizará el ensayo de resistencia a corrosión en Cámara de niebla salina según ASTM-B-117.



Saturación de sellado: hay un límite de absorción colorante y pérdida de peso al ensayar.



Adherencia de pintura: debe resistir la humedad y el rayado.



Morfología de la capa anódica: se habrá de comparar el examen microscopio electrónico de barrido con fotos de referencia. Se hará una COMPROBACIÓN METALOGRÁFICA, para la validación de la aceptabilidad de la película conseguida, esto se hará con la observación por medio de un microscopio metalográfico.



Resist encia a fatiga: este ensayo se realizará para el caso de cumplir calificación. Las curvas dadas por las probetas deben estar sobre las Curvas de Wöhler

. 

Tintes no aeronáuticos: estos tintes orgánicos, no están calificados en normativa aeronáutica. En la figura se pueden ver piezas no aeronáuticas procedentes de anodizado sulfúrico, que han sido teñidas y selladas. Página 54 de 103


6.


 ESQUEMA DE CONTROL DE INSTALACIONES, EQUIPOS Y PIEZAS REQUISITOS DE CALIDAD Y EXTENSI N DE CONTROL DE INSTALACIONES Y EQUIPOS

CONTROL DE PROCESO

CONTROL PIEZAS FABRICADAS

CONTROL DE INSTALACIONES Y EQUIPOS

EQUIPO ELÉCTRICO

TERMÓMETROS Y TERMOSTATOS

EQUIPO DE CHORREADO

AIRE A PRESIÓN

Garantía de Calidad se encargará de verificar el cumplimiento según normativa u otro escrito previamente aprobado. Las áreas que abarcará serán: - Control de instalaciones y equipos. - Control del proceso. - Control de piezas fabricadas. - Registro de los resultados.

 CONTROL DE INSTALACIONES Y EQUIPOS 

Equipo eléctrico: la calificación seguirá normativa de generadores, transformadores, amperímetros y voltímetros. Deberá cumplir una calibración mínima anual.



Termómetros y termostatos de los baños: se han de controlar los sellos de Metrología, junto con su período de validez.



Equipo de chorreado: se ha de comprobar la granulometría y ausencia de contaminación semanalmente.



Aire a presión: debe haber ausencia de contaminación durante el ensayo diario siguiendo la normativa, siempre con filtro de papel.

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 CONTROL DEL PROCESO Encontramos dos tipos de procesos, según su dependencia con el tiempo:  

Procesos ininterrumpidos: mensualmente se hará el ensayo de un lote de probetas siguiendo las indicaciones de la norma. Procesos no continuos: habrá controles según cómo sea la duración de la interrupción, siguiendo las indicaciones de la norma. Este proceso llevará una serie de controles ya pre-establecidos: - Tiempo entre operaciones - Control químico de baños de la limpieza y composición del agua. - Peso de la película: se han de comprobar los mínimos con probetas. - Espesor: en total tendremos una media de ocho zonas ensayadas en probetas. - Resistencia a corrosión: para aquellas películas selladas, mediante un ensayo en cámara de niebla salina. - Saturación de sellado: comprobando las soluciones de ácidos y sales. - Adherencia de pintura: con ensayos de humedad y rayado.

 CONTROL DE PIEZAS F ABRICADAS El control de las piezas ya fabricadas podrá realizarse en forma de tres caminos distintos: 

 

Muestreo y c riterios de aceptación mediante: - Piezas sacadas al azar, la cantidad la suministrará la norma. - Probetas que han sido procesadas junto a las piezas, si es que no fuese posible realizarlo con las piezas. Lote que estará compuesto por piezas y películas análogas que se han procesado juntas. Ensayos: se harán por lote, siguiendo criterios de muestreo y aceptación. Éstos consistirán en: - Examen visual: se examinan todas antes y después del anodizado. - Espesor: con una media de ocho zonas para cada pieza. - Saturación de sellado: así conseguimos comprobar su calidad.

 REGISTRO DE LOS RESULTADOS Se deberá llevar un registro de los resultados de las actividades realizadas, asegurando de esta forma su trazabilidad para futuras acciones.  Baños: Fechas, análisis y regeneraciones de todos.  Ensayos: Registro completo.  Control de proc eso.  Control de piezas fabricadas.  Controles sobre los equipos: Tarjetas de inspección periódica de equipos y aparatos de control disponibles.  Identificación: Partidas procesadas y condiciones que existen en la instalación y resultados de los ensayos. Página 56 de 103


 C ALIFICACIÓN DEL PROCESO Para conseguir la calificación del proceso, se deben cumplir una serie de requisitos respecto a las Instalaciones, equipos y materiales. Según los puntos seguidos, se comprueba que: - Las instalaciones y equipos cumplan exigencias de norma. - Los materiales utilizados sean los contemplados en norma. Las operaciones del proceso deben seguir la secuencia correcta, marcada por norma. Estando los medios de control acordes a los ensayos y comprobaciones realizados. Ensayos y criterios de aceptación: se tomarán dos lotes fabricados en dos días, a los cuales se les pasará por ensayos para la certificación (por medio de probetas). Se han de cumplir los criterios de aceptación, pudiéndose llegar a pedir una serie de ensayos complementarios establecidos por el calificador. Registros: han de figurar en el informe de calificación, junto con la evaluación de las posibles discrepancias encontradas en el informe. Validez: será válido mientras lo establezca el control periódico, siempre y cuando no se produzcan cambios. Serán realizadas auditorías con carácter periódico.

7.

Caso especial: Anodizado del Titanio y sus aleaciones

Es un proceso electrolítico mediante el cual el titanio se recubre de una película de Óxido de Titanio. Tiene como objeto la protección contra la corrosión y el desgaste Su espesor es despreciable ~ 1 µm, consiguiendo por medio del sellado hidratación. Los materiales y equipos empleados serán los mismos que para el anodizado de aluminio, al igual que los preparativos y el seguimiento del proceso, salvo que ahora el titanio lleva un decapado fluonítrico y que el baño es de ácido sulfúrico.

 TIPOLOGÍA Y POPIEDADES

Según la función que deben desempeñar las piezas, encontramos dos clases:  A: Para piezas sometidas a rozamiento ⇒ Acabado con lubricante seco. B: Para piezas no sometidas a rozamiento ⇒ Acabado con sellado en  agua hirviendo.

 REQUERIMIENTOS DE LAS PELÍCULAS

- Aspecto continuo, lisa, adherente y libre de quemaduras u otros daños - Color azul violeta - Espesor ~ 1 µm - Adherencia tal que al frotar con trapo seco no se aprecie desprendimiento.

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F. PERDIGONEADO 1.

Introducción

El procedimiento consiste en bombardear las piezas metálicas con perdigones, de forma que la energía cinética de los mismos produzca una deformación plástica en las superficies tratadas. La energía comunicada produce alto grado de de compresión superficial y cuya profundidad depende de varios factores controlables. El propósito es conseguir mayor resistencia a fatiga y disminuir la susceptibilidad a la corrosión bajo tensiones.

2.

Proceso 

Limpieza previa:

Se llevará a cabo mediante grasas, aceites, ceras con disolventes. Las pinturas se eliminarán mediante decapantes o por el método abrasivo, mientras que las películas químicas según los procesos especificados. 

Enmascarado:

Se realiza sobre zonas que no llevan perdigoneado, mediante dispositivos elásticos, se dejarán creces para eliminar posteriormente. 

-

Tamaño del perdigón: para conseguir la intensidad requerida según tablas. Distancia de la boquilla a la pieza: de forma general entre 100 y 200 mm. Ángulo de perdigoneado: será del 90%, nunca menor del 45%. Intensidad de la flecha sobre probeta almez: especificada en tablas. Tiempo exposición = tiempo de saturación. Limpieza de perdigones incrustados u ocluidos con aire. Protección superficial: mediante aceites de preservación, en menos de 4 horas. Las piezas de acero inoxidable se pasivarán Tratamientos posteriores: suavizar las marcas de los perdigones (pulir, capear) sin eliminar la evidencia del tratamiento. En las operaciones de rectificado, tratamientos térmicos etc. no se podrán sobrepasar las temperaturas tabuladas.

-

3. -

Parámetros del perdigon eado:

Garantía de Calidad

Probetas de ensayo Material Superficie Planitud Almen: A, N, C Dimensiones según la tabla

Perdi gones - Calidad, tamaño y geometría según norma - Limpios de contaminantes - Comprobación de la curva de saturación con tres probetas - Medir la flecha con el comparador centesimal

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4.

RECUBRIMIENTOS ORGÁNICOS:

A.

PINTURAS 1.

INTRODUCCIÓN

pgs. 62-65

2.

PROCESO

pgs. 66-67

3.

MATERIALES, INSTALACIONES Y EQUIPOS

pg. 68

4.

CONTROL DE CALIDAD

pgs. 68-69

5.

FICHA DE REGISTRO FR’s

pg. 70

B.

SELLANTES 1.

INTRODUCCIÓN

pgs. 71-72

2.

PROCESO

pgs. 73-77

3.

APLICACIÓN

pgs. 78-82

4.

CONTROL DE CALIDAD

pgs. 82-83

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A. PINTURAS 1.

Introducción

Objetivo: Preservar de la corrosión y mantener un buen acabado superficial. Se empleará el siguiente símbolo, ◙,cuando se haga referencia a algún aspecto específico de: “pintura de piezas elementales fabricadas con materiales compuestos”. Unas ideas que hay que tener claras son: 

Revestimientos orgánicos: son superficies fluidas que aplicadas en capas delgadas solidifican, ocultando la superficie tratada.



Pinturas: vehículo+pigmento. Se trata de suspensiones de sustancias sólidas (pigmentos) diluidas en líquidos (aceites, secantes, resinas y disolventes), que llamaremos vehículos que al secar forman revestimientos frecuentemente decorativos. TIPOS DE VEHÍCULOS: - Fijo o ligante: compuesto por aceites, resinas o alquitranes. - Volátil o disolvente. PIGMENTOS: son las materias primas que permiten a las pinturas dar color, opacidad, resistencia a la corrosión y capacidad de relleno. - Se les exige, según donde se usen: Buena resistencia a la corrosión. Capacidad de relleno (imprimaciones). Resistencia a la luz ultravioleta (acabados). Naturaleza cohesiva Resistencia química, etc - Se pueden agrupar por su naturaleza química en: Pigmentos inorgánicos sintéticos: Bióxido de Titanio, Oxido de hierro rojo o amarillo, Cromato de estroncio, plomo, zinc, etc. Pigmentos orgánicos sintéticos: azul o verde de ftalocianina, rojo de toluidina, azul de indantreno. Varios: Metálicos (aluminio, mica), Cargas (silicatos, talcos, carbonatos de calcio, etc.)

 REQUISITOS EXIGIBLES Aspecto Brillo Color Amarillamiento Opacidad (poder cubriente) Espesor Dureza

Adherencia Resistencia a la abrasión Impacto Descolgamiento Secado Rayado Flexibilidad

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Embutición Inmersión Intemperie Corriente gases Inflamabilidad Niebla salina Resistencia a mohos


 TIPOS DE PINTURAS Las pinturas se pueden clasificar según una serie de peculiaridades. Según su funci ón - Imprimaciones - Acabados: esmaltes, lacas, barnices - Masilla y aparejos: tapa poros, emplastes

Según polimerización - Secado por evaporación - Secado por reacción con el oxígeno del aire - Secado por la temperatura - Secado por reacción química

Según su uso - Alta temperatura - Antiestáticas - Antideslizantes - Antirrozamiento - Fosforescentes - Fluorescentes - Ignífugos - Antierosión - Antibacterianas

Según los constituyentes - Resinas alquídicas - Resinas fenólicas - Resinas epoxies - Resinas amínicas - Resinas poliéster - Resinas poliuretano - Resinas silicona - Resinas polietileno - Resinas vinílicas - Resinas acrílicas - Resinas celulósicas

 ALMACENAMIENTO DE LAS PINTURAS      

Recepción: se recibe lo que venga indicado los albaranes, los cuales han de venir perfectamente identificados por lotes. Colocación: colocar por lotes. Control: siempre deberemos tener los kit’s completos. Despacho: no se pueden despachar componentes sueltos, y siempre se deben tener en cuenta los tiempos de vida de cada pieza o material. Conservación: segregar las pinturas pasadas de fecha para recalificar, las cuales deberán marcarse como inutilizables. Inutilidades: las piezas, materiales y demás componentes se clasifican según su grado de inutilidad, teniendo: - Totalmente inútiles - Inútiles para uso aeronáutico, pero útiles para uso no aeronáutico - Inútiles para contratos específicos.

 APLICACIÓN DE LAS PINTURAS En el proceso de pintura, el lote son todas las piezas con una misma mezcla de pintura, por un mismo operario y en condiciones ambientales semejantes. 

Cumplimentación de fichas: se deben llevar una serie de controles para garantizar la calidad del proceso. Estos controles son:

Medio Humedad relativa Temperatura

CONTROLES Proceso Mezcla Ensayos Proporción Medidas Tiempo de Aspecto reacción Tiempo de vida Viscosidad

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Otros Número de ITP Número de lote del recipiente Número del lote pintado


Defectología:

DEFECTO Cráter u ojo d e pez Falta de cubrició n Pulverizado

Descuelgues

CAUSAS • • • • • • • • • • • • • •

•

Hervidos

• • • • • •

Ráfagas

•

Piel naranja

•

Velados

• • • •

Calvas

•

Rehido

• • •

Radial o arañazos

Contaminación superficial. Mal desengrasado Exceso de disolvente Mezcla no homogénea Poco espesor Aplicar lejos de la superficie. Alta presión. Movimientos inadecuados. No soltar gatillo en los cambios de sentido. Mal enmascaramiento Exceso disolvente (baja viscosidad). Doble solape Aplicar cerca Mucha pintura en una sola mano. Baja temperatura, alta H.R. (a veces) Aplicación segunda mano muy seguida de la primera Excesivo espesor H.R. alta. Temperatura de secado excesiva Flujo aire alto que provoca un curado rápido >0.5m/s Escaso disolvente, aplicando una capa de mucho espesor No se respeta tiempo de curado entre capas Movimiento incorrecto de pistola (solapado ráfagas insuficientes). Escaso disolvente, aplicando una capa de mucho espesor. Pintar lejos Exceso presión Tiempo vida mezcla avanzado. Condiciones ambientales incorrectas (bajas temperatura, alta H.R.). Defecto de la pistola (poca limpieza, desgaste, rotura, aguja u otros elementos) Incompatibilidad de materiales Mala limpieza (grasas, huellas) Mecanizado incorrecto.

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FORMAS Agujeros ≥ 2mm∅ sin pintar. • No cubre la base. •

•

Polvo pintura en la superficie pintada (moteo pequeño).

•

Movimiento traslación de gotas o chorros de pintura.

•

Pequeños orificios que dejan al descubierto la superficie (cráteres o ampollas).

Capas desiguales en sentido longitudinal. • Aspecto rugoso. •

•

Pérdida de brillo.

Parecido a las ráfagas, pero no se forma longitudinal (manchas; camuflaje). • Formación anillos con mayor carga de pintura. • Marcas mecánicas debajo de la pintura. •

Materiales metálicosl Pelado Desconchado Agrietamiento Contaminación

Mal desengrasado Aplicación de capa sin matizar la anterior • Mala preparación superficial • Incorrecto manejo • •

• • • • • •

•

Desprendimiento de capas.

Imprimación saltada por golpe. • Capa imprimación frágil. • Cuarteos. •

Aplicación excesivo tapaporos Incompatibilidades Condiciones ambientales malas. • Partículas pegadas. Escasa estanqueidad Filtros inadecuados Incorrecta manipulación

 FLUJOGRAMA PREPARACIÓN

APLICACIÓN

CONTROLES ENSAYOS

REGISTROS

- Pieza - Instalaciones y equipos - Pintura

- Capas/manos - Tiempo entre operaciones - Caducidad mezcla -

Curado Espesor Adherencia Retículas Otros

-

Resultados de control y ensayos. I.T.P.’s Nº lote o ficha Parámetros del proceso Sello

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2.

Proceso 

Aspectos a c umplir durante el proceso de pintura: - Limpieza de instalaciones, equipos y superficies a pintar. - Ordenación programada de las operaciones. - Sesión continuada. - Inaceptables otros trabajos simultáneos. - Sólo podrán tener acceso a las naves de pintura los pintores y personas autorizadas para estas operaciones.



Tiempo de vida de la mezcla y espesor de la película seca: vienen definidos en el ITP correspondiente. - El tiempo de vida está muy limitado cuando tenemos varios componentes distintos. - El espesor estará entre 5-60 µm.



Condiciones ambientales: temperatura y humedad adecuadas para la aplicación de los distintos materiales.

 ACONDICIONAMIENTO DE SUPERFICIES 

Limpi eza previa: según el tipo de material del que esté compuesta la pieza, la limpieza para proceder al pintado variará, estando obligados a cumplir la normativa pertinente. Los materiales de las piezas serán: - Aluminio - Titanio - Aceros inoxidables - Aceros al carbono



Tratamientos superficiales: antes de la pintura se pueden realizar una serie de tratamientos a las piezas con el objeto de mejorarlas. Pueden ser: - Anodizado de aluminio - Películas de conversión química sobre Al - Eliminar restos de desmoldeantes y matizado de la superficie para conseguir buena adherencia.

NOTA: debe existir una demora limitada entre el acondicionamiento de superficies y la aplicación de acabados orgánicos. 

Caso de materiales compuestos ( ◙): este caso de aplicación de pinturas es especial, teniéndose que seguir una serie de consideraciones: - Se han de reparar los daños que sean distintos a los poros antes de aplicar la pintura. - Si las piezas tienen en la superficie a pintar: Capa de adhesivo o malla metálica: se ha de matizar la superficie con un lijado suave y limpiar la superficie con trapos blancos impregnados en IPA (alcohol isopropílico). Sin capa de adhesivo en la superficie: se debe desengrasar, matizar y limpiar. Tedlar: no suele ser necesario pintarlas, pero si lo es, primero hay que desengrasar. Página 64 de 103

Materiales metálicosl - Se diferencia entre superficies interiores y exteriores, teniendo en cuenta que en las superficies interiores puede darse el caso en el que hay un recubrimiento de Tedlar. - Se diferencia entre: fibra de carbono, de vidrio y de aramida. - El esquema de pintura deberá pertenecer al mismo fabricante. - Una vez pintado es aconsejable no realizar operaciones posteriores de montaje con anterioridad al tiempo de curado total indicado en el correspondiente ITP. - El curado podrá acelerarse con estufas, pero si se emplean estufas habrá que dejar atemperar posteriormente aprox. 1hora.

 ACABADOS ORGÁNICOS

WASH PRIMER

Para conseguir los acabados orgánicos, los pasos estipulados son: IMPRIMACIONES 1. Aplicación del “Wash Primer”: es una base adherente adecuada para la posterior imprimación. 2. Aplicación de la imprimación: se trata de una capa ACABADOS anticorrosiva. Después de la imprimación, puede aplicarse ORGÁNICOS tapaporos, pero no como capa continua. 3. Aplicación de los acabados orgánicos: aplicados mediante pulverización. 

Preparación de los acabados or gánicos Dejar que alcance la T amb.

ATEMPERAR

AGITAR

AGITAR SEPARADAMENTE

IMPORTANTE: El acabado final depende mucho de que la mezcla sea homogénea. Se agitará repetidas veces durante el “tiempo de reacción previa”.

REACCIÓN DE POLIMERIZACIÓN MEZCLAR

MEDIR VISCOSIDAD

Mediante copas Ford, ISO o Zahn

Para ajustar el valor de viscosidad de la mezcla

DILUIR

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3.

Materiales, equipos e instalaciones

Materiales: Sólo se utilizarán los incluidos en la normativa, siempre dentro de su plazo de vida. Para el caso de materiales compuestos ( ◙), tomamos materiales auxiliares: - Alcohol isopropílico (IPA) - Tricloroetileno - Scotch-brite fino y muy fino. Instalaciones: - NAVES: tendrán tomas de tierra controladas, seguridad, antiincendios (pantallas antideflagrantes), climatización (calefacción, humidificación, presurización). - TERMOHIDRÓMETROS: control de temperatura y humedad, tendremos que tener uno con registro continuo. - EXTRACTORES: deben renovar el aire 10 veces/hora Puertas y ventanas cerradas. Aire de renovación: sin turbulencias ni corrientes, ha de ir filtrado. - SUMINISTRO DE AIRE FILTRADO: a las superficies pintadas. - ILUMINACIÓN: adecuada para llevar a cabo el proceso de pintura. - ZONA ANEXA: para la preparación y mezcla de la pintura. Equipos: Estarán recogidos en el ITP: Instr uccion es Técnicas de Pintura. - CRONÓMETROS - RECIPIENTES GRADUADOS - COPAS VISCOMÉTRICAS: ISO Nº 3 Y4; FORD Nº 4; ZAHN Nº2. - BALANZA - AGITADORES MECÁNICOS. - EQUIPOS AUXILIARES: compresores, conducciones, filtros. - ESTUFAS: secado y curado. NOTA: tanto los equipos como las instalaciones precisan de un mantenimiento consistente en ensayos y calibraciones con la periodicidad requerida, tal y como viene establecido en el Plan de Mantenimiento generado.

4.

Control de Calidad

 M ATERIALES, INSTALACIONES Y EQUIPOS Los materiales deben estar contenidos en Norma y dentro de su período de vida. Las instalaciones y equipos cumplirán los requisitos vistos, por medio de revisiones periódicas.

 PROCESO El control de Calidad del proceso en sí, se realizará con la cadencia establecida, ensayándose probetas como mínimo 1vez/mes; mientras que en el caso de materiales compuestos 1vez/trimestre se ensayarán 3 probetas. Página 66 de 103

Materiales metálicosl Se especificará el tamaño, material, número de probetas y ensayos a realizar. Ensayos en probetas se buscarán las siguientes características: - Buen aspecto superficial: han de tener aspecto continuo y uniforme (sin granulaciones, piel de naranja,…). - Suavidad de las probetas pintadas. - Adherencia con cinta adhesiva, según nos marca la norma. - Ensayo de rayado S/ISO-2409. - Espesor cada capa habrá de cumplir lo requerido en ITP’s correspondiente. Se secciona la probeta y se miden espesores por microscopía S/ISO-2808 (método 5A). - Reticulación: según nos marca la norma

 PIEZAS, CONJUNTOS O A VIONES Se ensayarán con la frecuencia determinada en cada caso. Pero estos son algunos de los ensayos básicos a realizar:    



 

Estado de superficies a pintar: prueba de cortina de agua, con agua destilada, no quedando gotas ni dejando que se extienda rápidamente. Inspección visual: no se deben observar ampollas, desprendimientos, cráteres u otros defectos superficiales. Suavidad: aspecto continuo y suave al tacto. Se realizará sobre la totalidad de la pieza, de los conjuntos o de los aviones. Adherencia: se ensayará con cinta, sobre elementales, conjuntos representativos y partes críticas del avión. Por lote será 1inspección/10piezas. Espesor: en probetas procesadas conjuntamente, sobre una pieza o sobre un conjunto representativo. Para el caso del panel de aluminio 2024T plaqueado habrá que medir el espesor según norma. Reticulacion: S/ Norma. Por lote será 1inspección/10piezas Control de color: 1 probeta por lote S/AITM-2-0027.

Habrá que llevar un registro de los resultados de los ensayos, de los controles establecidos en el control de calidad y de los parámetros del proceso. De esta forma aseguramos la trazabilidad del producto.

 ENSAYOS 

  

Adherencia Seco: con rallado / sin rallado Húmedo: con rallado / sin rallado Espesor Reticulación Otros Plegado Embutición Impacto Dureza pearsoz.

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5.

Ficha de registro FRs

La ficha de registro refleja todas las características de la pintura que deben tenerse presentes en la aplicación de la misma y que hay que registrar. Presenta siempre trazabilidad desde la orden de producción, no al contrario. A continuación la FR-20.

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B. SELLANTES 1.

Introducción

Un sellante aeronáutico es una mezcla de varios componentes químicos (normalmente uno o dos) que se utiliza para llevar a cabo varias funciones técnicas:  Suavidad aerodinámica, ya que sirven para rellenar huecos y holguras, evitando de esta forma los ruidos.  Protección contra corrosión.  Estanqueidad de agua/combustible/aire.  Antifricción para prevenir el roce entre superficies, debido al movimiento que se produce en la estructura del avión durante el vuelo.  Baja adhesión para aquellas partes desmontables, como p.e. paneles de acceso. Todo el personal que mezcla o aplica sellantes deberá estar certificado según la normativa correspondiente.

 DEFINICIONES 

Tiempo de aplicación: es el tiempo transcurrido desde que se prepara la mezcla hasta que el sellante deja de ser adherente al tacto. Durante este período de tiempo se deben realizar los montajes previos; están calculados a una temperatura de 23º C Una vez transcurrido ese tiempo se desechará el sellante. NOTA: Con 5ºC por encima, el tiempo disminuye a la mitad, 5ºC por debajo aumenta el doble.



Vida de aplicación: la mezcla sellante mantiene consistencia adecuada para su aplicación.



Vida de trabajo: período de tiempo dentro del cual la unión debería ser segura. Después de este período no está permitido volver a trabajar sobre la unión.



Tack Free Time: tiempo en el que el sellante pierde la suficiente viscosidad, dejando de ser adherente al tacto para poder ser tocado. Este tiempo depende de la temperatura y la humedad. Si la temperatura aumenta la vida de aplicación también.



Tiempo de ensamblaje: es el tiempo transcurrido desde que el sellante deja de ser adherente al tacto. En este tiempo deben realizarse los pares de apriete o remachado.



Tiempo d e curado: es el tiempo en el cual el sellante realiza la función de polimerización completa alcanzando las características exigidas. Se realiza a lo largo de la cadena de montaje.

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 CONCEPTOS B ÁSICOS - No aplicar sellantes a temperaturas ambientes inferiores a 15º C y 30% de humedad relativa. - Ni a más de 35º C y 75% de humedad relativa. - Ni cuando la temperatura de la estructura sea inferior a 10º C. ni superior a 50º C. - No se podrá mover ninguna estructura que haya sido sellada hasta que el sellante esté seco al tacto. - Se puede acelerar el curado sometiendo a estufa o aire, que no exceda de los 50º C de temperatura. - Se puede aplicar sellante sobre superficies pintadas, siempre que estén limpias y secas y que hayan transcurrido 3 días como mínimo o el tiempo que establece la ITP correspondiente. 

Condiciones de almacenaje: - Los sellantes a aplicar deben haber sido correctamente recepcionados, estando dentro de tiempo de vida y bien almacenados a una temperatura no superior a 28º C. - Cuando los componentes de un sellante hayan estado almacenados bajo refrigeración, deberán atemperarse a 25±5º C antes de mezclarlos.



Influencia de la Temperatura en el Tiempo d e aplicación:

30

28

26 C º a r 24 u t a r e p 22 m e T

20

18

16 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

42

44

46

Horas

Tiempo de Aplicación

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Tiempo de Ensamblaje

48

50

52

54

56

58

60


2.

Proceso

 PREPARACIÓN DE SUPERFICIES 

Limpieza de la superfici e

Para comenzar a preparar las superficies, uno de los principales requisitos es su limpieza. Resulta esencial tener un alto nivel de limpieza en la superficie, ya que: - Asegura la adhesión del sellante aplicado. - Asegura la adhesión del sellante a lo largo de la vida del avión. Antes de la limpieza de la superficie a sellar deberán estar terminadas todas las operaciones de taladrado, rebabado, recanteado etc., así como eliminada la existencia de defectos que obliguen a volver a trabajar en las zonas selladas. La limpieza se lleva a cabo en dos etapas: LIMPIEZA INICIAL LIMPIEZA FINAL LIMPIEZA INICIAL: La limpieza inicial de las superficies se realizará mediante disolventes desengrasantes (disolvente + paño) para quitar contaminantes (grasa, taladrina) y deshacerse de los restos de material. Nos hemos de asegurar de usar el disolvente apropiado en función de la naturaleza de la superficie a limpiar, ya que la elección incorrecta del disolvente puede producir daños en la superficie, especialmente en las no metálicas. Las superficies imprimadas requieren ser reactivadas después de pasadas 72 horas, mediante: Papel de carburo de silicio 320 Scotchbrite Luego debemos matizar ligeramente para conseguir una superficie aún más lisa. Este matizado es muy importante ya que aporta a la superficie una de las cualidades esenciales para la correcta adhesión del sellante, sólo se pueden usar paños y disolventes autorizados. LIMPIEZA FINAL: La limpieza final se realizará: 1. Aplicando el disolvente sobre el paño. 2. Limpiando progresivamente y cubriendo pequeñas áreas cada vez. 3. Se debe girar el paño con frecuencia y cambiarlo a menudo. 4. Secar con un paño limpio antes de que el disolvente se evapore, cuidando que los contaminantes no se vuelvan a posar en la superficie.

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

5. Usar poco disolvente en aquellas áreas cercanas a otras que ya estén selladas, comprobando la correcta limpieza mediante un paño limpio, que nos asegura la sequedad de la superficie: p.e. Masking tape test Requisitos específicos de limpi eza

REBOSES DE SELLANTE DE INTERPOSICIÓN, que se sitúan antes del cordón de sellado/recubrimiento, siempre y cuando esté visiblemente contaminado: - Limpiar usando disolventes y paños autorizados. - Pulir ligeramente para asegurar la adhesión del sellante. - Secar los excesos con un paño limpio. - Dejar secar por lo menos 15 minutos y no más de 1 hora antes de aplicar el sellante. BULONES o elementos de unión, se diferencian entre aquellos que: - requieren lubricación para su correcta inserción, se ha de secar el lubricante después de la instalación, y recubrir la superficie con el sellante apropiado. - no requieren lubricación para su correcta inserción, se debe comprobar la limpieza y secado antes de la instalación, si lo vemos necesario 

Uso de promot ores de adhesión

Este uso vendrá en función de los objetivos que busquemos, ya que para lo que se usan es antes de la aplicación del cordón de sellado o del recubrimiento. Para su aplicación, se debe: - Realizar la limpieza inicial y limpieza final de las superficies. - Aplicar el promotor de adhesión con un cepillo o un paño. - Secar el exceso con un paño limpio. - Dejar secar al menos durante 30 minutos y no más de 4 horas antes de aplicar el sellante. Si pasan 4 horas entonces quitar con un disolvente autorizado y volver a aplicar.

 PREPARACIÓN DE SELLANTES Serán usados cuando se especifique en la documentación suministrada por el contratista. 

Su designación es la sigui ente: XX - X XXXX - X X X X

Fab r i c an t e PS: Pro Seal PR: LJF Le Joint Francaise

Ti em p o d de Ap l i c ac i ó n

Gr u p o o o Fam i l i a 1422 - Polisulfuro resistente a Combustibles 1431 - Polisulfuro resistente a la Corrosión 1221 - Polisulfuro presurización de cabinas 1428 - Polisulfuro de baja Adherencia 870 - Polisulfuro largo tiempo Aplicación. Elección del sellante: 

Si s t em a d de Ap l i c ac i ó n o C Cl as e

A, B y C: siempre en horas G: indica el Tipo (I, II, III, IV)

A, C, G: Brocha o Espátula B: Pistola de Extrusión

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Materiales metálicosl DESIGNACIÓN APLICACIÓN Fabricante PR-1431 G1 PS-870 C12 PS-870 C24 PS-870 C48 Sellante de PR-1422 A½ interposición PR-1422 A2 PR-11750 A½ PR-11750 A2 PR-1750 A4 PR-1422 B½ PR-1422 B2 Sellante PR-1422 B4 depósitos de combustible PR-1776 B2 Sellante de baja PR-1428 B2 adherencia Sellante PR-1436 G-B2 inhibidor de PS-870 B2 corrosión



CARACTERÍSTICAS Resistentes a la corrosión. Sellado en zonas que requieran mucho tiempo de aplicación. Resistencia a los combustibles de aviación y aceites, pero no al Skydrol. Utilizado principalmente para el sellado a brocha. Resistencia a los combustibles de aviación y aceites, pero no al Skydrol. Utilizado principalmente para el sellado a cordón. Gran resistencia a los combustibles de aviación y aceites. Utilizado principalmente para el sellado a cordón. Sellado de puertas de acceso a depósitos de combustible y elementos desmontables en general. Resistente a la corrosión. Se utiliza para el alisado aerodinámico de superficies exteriores.

Mezcla:

La operación de mezclado es la más importante de las que componen el proceso de sellado, ya que de ella depende: - El curado - La adherencia - La dureza El mezclado de los sellantes deberá realizarse en instalaciones específicas, dotadas de equipos de regulación de humedad y temperatura, máquinas mezcladoras y equipo auxiliar necesario para efectuar las mezclas de forma adecuada y controlada. CONDICIONES A CUMPLIR: Las condiciones más adecuadas para la realización de las mezclas son: - 25 ± 5ºC - 50 ± 5% H.R. Tenemos que: - Obtener el sellante correcto (según especificación de trabajo) - Asegurarnos que la base y el catalizador pertenecen al mismo lote. - No preparar mayor cantidad de la que pueda ser utilizada durante su tiempo de vida. - Inspeccionar visualmente el aspecto general del estado de los componentes (grumos, separación etc.) - Homogeneizar y agitar cada componente por separado, utilizando distintas espátulas para evitar la

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Materiales metálicosl contaminación. Se han de pesar los componentes con una precisión del ± 2%. - Identificar el producto correctamente indicando: Fabricante Lote de fabricante Fecha Nº de mezclas o embolada de cartuchos - Agregar el endurecedor sobre el producto base homogeneizando cuidadosamente los componentes y comprobando visualmente el aspecto en cuanto a: Uniformidad de color Textura Vetas Porosidad REQUISITOS DE LA MEZCLA: - UNIFORMIDAD DE COLOR Deberá ser uniforme en toda su superficie, ya que una falta de uniformidad implicaría una mezcla deficiente. - TEXTURA Estará ausente de grumos o gránulos, ya que si los tuviera implicaría probablemente un sellante en malas condiciones. - VETAS La presencia de vetas va asociada a una distribución deficiente del catalizador o endurecedor sobre la base. MEZCLADO A MÁQUINA: Los equipos deberán ser del tipo rotatorio y dotado de sistema de refrigeración. Durante el mezclado a máquina se han de tomar las siguientes precauciones: - Homogeneizar cuidadosamente el componente base. - Añadir la cantidad requerida de endurecedor. - Mezclar ambos componentes el tiempo necesario hasta que se obtenga un color homogéneo y ausencia de vetas. - Envasar al vacío - Identificar adecuadamente los cartuchos. Para el control de la mezcla se realizará al menos un corte perpendicular al eje de la probeta y sobre la sección resultante se inspeccionará la: - Ausencia de vetas - Uniformidad de color - Textura - Porosidad Respecto al tema de la POROSIDAD, los poros no superarán la cantidad máxima permitida de acuerdo con las siguientes características: - No se admitirá ningún poro cuyo diámetro sea superior a 0,8mm. - Los poros de inferior diámetro serán aceptables siempre que la superficie de los mismos NO sea superior al 1% del área observada.

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Almacenaje:

El almacenaje se realizará por CONGELACIÓN, una vez envasados y etiquetados los sellantes, dependiendo de su tipo y clase, podrán ser almacenados bajo refrigeración o bajo congelación. NOTA: No pueden almacenarse bajo refrigeración ni congelación sellantes cuyo tiempo de aplicación sea inferior a una hora. APLICABILIDAD Se pueden congelar todos los sellantes de polisulfuros de clase A y B, cuyo tiempo de aplicación no sea < a 1 hora, o bien iguales o superiores a 12 horas. - (PR-1422- A) - (PR-1422- B) - (PR-1750- A) - (PR-1750- B) - (PR-1776- B) - (PRO-SEAL 870 B2) - (PRO-SEAL 870 A2) En cambio para los sellantes de interposición, su aplicabilidad está limitada a la familia de sellantes 1431G. CONTROLES - La temperatura del medio para congelar ha de ser la especificada. - El tiempo máximo de la elaboración de la mezcla y la introducción en el medio de congelación ha de ser la adecuada. - La permanencia de los cartuchos en el medio de congelación ha de ser la especificada dependiendo de la carga. - Del tiempo de paso del medio de congelación al congelador. - Del tiempo de permanencia en el congelador dependiendo de la temperatura del mismo. - Sólo se podrá despachar el sellante congelado después de recibir la conformidad de los ensayos del laboratorio.

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3.

Aplicación

Se ha de usar el sellante especificado, ver documentación. Teniendo en cuenta que antes de proceder a la aplicación de los sellantes, deben estar terminadas las operaciones de mecanizado. El sellante se aplicará antes de que se expire su vida de aplicación; mediante espátula (no metálica), cepillo, pistola, rodillo… dependiendo de los requisitos de la aplicación. Todos los sellantes deberán aplicarse tan pronto como sea posible, sabiendo que la superficie será preparada y limpiada nuevamente si ha pasado más de ½ hora desde la primera limpieza, asegurando que el sellante es aplicado dentro del rango de temperatura y humedad especificado.

 HERRAMIENTAS DE APLICACIÓN Forma de Aplicación Rodillo

Interpos.

Cordón

Overcoat

Aerod.

Baja Adhesión

Inyección

Promotor de Adhesión

•

Jeringa

•

Pistola

•

Pincel

• •

Espátula no metálica

Remaches y Tornillos

•

•

• •

•

•

•

• •

 SELLADO DE INTERPOSICIÓN Se usa para lograr una estanqueidad perfecta, protegiendo los conjuntos de la introducción de fluidos corrosivos. Se aplica a la superficie de contacto de dos piezas antes de remacharlas Una de sus principales ventajas es que evita la corrosión galvánica en materiales disimilares, teniendo que destacar también su capacidad de aumentar la vida en fatiga de los conjuntos sometidos a vibraciones y microdesplazamientos. 

Forma de aplicación:

El sellante se aplicará de forma uniforme a brocha, espátula o pistola de extrusión, con el fin de obtener una película de sellante de 0,2 mm.

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El sellante aplicado a cordón deberá tener un espesor de 2 a 3 mm, aplicándose paralelamente a la línea de taladro, extendiéndose posteriormente a espátula para obtener un espesor de sellante de 0,2 mm. Una vez aplicado el sellante y durante su tiempo t iempo de secado los conjuntos deberán pinzarse o remacharse respetando la distancia máxima. Esta distancia la obtendremos del siguiente cuadro: Espesor del Distancia material (mm) máxima (mm) 1.30 – 1.75 75 1.80 – 2.25 100 > 2.30 125 Se ha de comprobar que rebosa el sellante al menos 1,5 mm, por todo el contorno de la pieza sellada. Todas las superficies que lleven este sellado quedarán terminadas (remachadas o atornilladas) dentro del tiempo de vida del secado al tacto del sellante.

 CORDONES DE UNIÓN El sellado a cordón es el que se aplica al borde de unión de dos piezas, con la finalidad de: - Proteger dichos bordes - Relleno de ranuras, taladros y holguras - Conseguir estanqueidad estanqueidad de la la estructura Las operaciones de limpieza de la superficie son cruciales para garantizar el éxito del sellado mediante cordón Encontramos dos tipos de cordones de unión: 

Cordones interiores: rebosados o extruidos

CORDÓN DE INTERPOSICIÓN REBOSADO: para dar forma al cordón de interposición rebosado, se usará una espátula de plástico. Se podrán aplicar cordones sobre los reboses si no quedaron huecos o burbujas, en caso contrario deberán eliminarse. Sellante Sellante interposici ón Sellante Sellante interposici ón Sellado Sellado d e cordon Sellado de borde

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CORDÓN DE INTERPOSICIÓN EXTRUIDO: se empleará una pistola de presión de sellante, por medio de la cual se retirará el rebose de sellante de interposición, asegurándonos de que el diámetro de la boquilla es el adecuado. Debemos usar una espátula no metálica para perfilado. La aplicación deberá ser continua y uniforme, dirigiendo la boquilla en la dirección del movimiento de la pistola mientras que ésta expulsa el aire y empuja el sellante dentro del angular de la junta. DIRECCION DEL MOVIMIENTO

Bien

Mal

Aspectos a cumplir: - Alisar posteriormente el cordón mediante espátula, para mejorar su contacto sobre la superficie. - Para evitar que el sellante se pegue a la espátula, ésta se puede mojar en una solución de alcohol isopropílico al 15 ó 20% en agua destilada - Está expresamente prohibido utilizar soluciones jabonosas u otros lubricantes. - El diámetro de los cordones nunca será inferior a 3 mm.

Mediante inspección visual se comprobará la homogeneidad y ausencia de hueco, poros, grietas, vetas, decoloraciones, ampollas y partículas extrañas adheridas al sellante, comprobándose la adherencia del cordón presionando ligeramente el borde del mismo para ver si se desprende. 

Cordones exteriores: aerodin aerodin ámicos

Las holguras rellenas estarán libres de cualquier defecto tales como burbujas, porosidad, grietas o contaminación (p.e. virutas).

Condiciones de rellenado aceptables

Condiciones de rellenado inaceptables

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 PROTECCIÓN DE LAS ZONAS SELLADAS Los sellantes deben protegerse contra cualquier posible contaminante como grasa, aceite, polvo, viruta. Cuando así lo exija el ritmo de fabricación, se podrán proteger con una capa de imprimación del mismo tipo la utilizada en el resto de la pieza. El secado antes de la aplicación de la imprimación dependerá del tipo de sellante, debiendo sobresalir la imprimación 5 mm mínimo sobre el sellante a cubrir. Hay que tener en cuenta, que los sellantes de polisulfuro que puedan estar en contacto con Skydrol o cualquier fluido hidráulico, serán protegidos con pintura de poliuretano.

 INSTALACIÓN EN HÚMEDO DE ELEMENTOS DE UNIÓN Se busca conseguir estanqueidad en zonas de tanque de combustible y presurización, y evitar el contacto eléctrico y la introducción de agua en montajes de materiales disimilares. Formas de aplicación: aplicación: - Sellado “total” del remache para montajes de precisión o con holgura. - Sellado “parcial” “parcial” del remache para montajes montajes con interferencia. interferencia. Montaje con Montaje con interferencia holgura SEAL ANT SEAL ANT



Sellado Sellado de uniones d esmontables

Aplicables Aplicables en uniones que q ue tienen que ser desmontad desmontadas as con ffrecuencia recuencia (p.e. tapas de registro) para garantizar su fácil desmontaje. Pasos a seguir: - Limpiar escrupulosamente escrupulosamente todas las zonas de contacto: tapa, bordes de tapa, marco y revestimiento. - Se utilizará sellante de baja adherencia siempre que lo pida el plano de ingeniería. - El contorno exterior deberá protegerse con cinta de enmascarar - Se aplicarán dos capas de desmoldeante a los bordes y a la superficie interior de las tapas, dejando secar al menos 15 minutos entre capas y 1 hora antes de comenzar a sellar. - El sellante se aplicará sobre el marco y el borde del revestimiento en cantidad suficiente para que el exceso de sellante rellene la holgura entre la tapa y el revestimiento.

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

Sellado a brocha

Se usa para aplicar sellante de baja viscosidad sobre: - Cabezas de tornillos, tuercas, prisioneros, cabezas de remaches, collarines etc. Siempre que sea necesario hay que evitar la introducción de fluido, que favorezca la corrosión. - Zonas con requerimiento de estanqueidad. - Aumentar la adherencia de los cordones de sellante. - Cualquier superficie metálica que necesite una protección contra la corrosión. El sellante deberá cumplir estos requisitos: - Cubrir todas las zonas a proteger y al menos 2,5 mm de las zonas adyacentes. - La capa aplicada deberá ser uniforme y no inferior a 0,1 mm. - Si se realiza sobre cordones de sellante, la aplicación deberá realizarse una vez seco el cordón. - Los sellantes utilizados en el cordón y en las sucesivas capas deben corresponder al mismo tipo y fabricante. 

Sellado d e tanques de com busti ble

El método óptimo de sellado de tanques de combustible, implica la limpieza como de vital importancia. Todas las superficies que vayan a ser selladas deben estar desengrasadas como máximo 2 horas antes de recibir el sellante. Las zonas que estén en contacto con el combustible, deben estar protegidas con la imprimación antimicrobiana. Debemos estar seguros de que se obtiene el correcto sellante para el trabajo, conociéndose su tiempo de aplicación y vida para ser usados y su adherencia. Se ha de comprobar que no haya discontinuidades con los cordones de sellante y las capas de recubrimiento.

4.

Control de Calidad

Los requisitos de Calidad nos exponen unos aspectos a cumplir: 1. Asegurar que los sellantes a aplicar serán los que figuran en los planos. Que hayan sido mantenidos en sus envases originales a una temperatura no superior a 28º C y estén dentro del tiempo de vida. 2. Que la mezcla se haya realizado correctamente vigilándose la dureza, color, homogeneidad, textura, porosidad etc 3. Que en la zona donde se vaya a aplicar el sellante la temperatura esté entre 15 y 35º C y la superficie del elemento a sellar esté comprendida entre 10 y 50º C. 4. Que las superficies se hayan acondicionado de acuerdo con las instrucciones de limpieza con inspección visual de las superficies limpiadas (p.e. sin polvo, grasas, virutas etc.)

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Materiales metálicosl 5. El sellado debe ser realizado solamente por operarios CERTIFICADOS (si están en formación tiene que haber supervisión de un mando) 6. Comprobar que se usan las herramientas adecuadas y en buenas condiciones 7. Inspección visual del sellante aplicado, p.e. contaminación, burbujas etc, asegurando que se han cumplido los requerimientos técnicos. 8. Nivel estético a gusto del cliente. 9. Los retrabajos deben tener el mismo aspecto que el original.

 DEFECTOS POR B AJA C ALIDAD

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5.

TRATAMIENTOS TÉRMICOS:

A.

TRATAMIENTOS TÉRMICOS EN ALEACIONES DE ALUMINIO 1.

INTRODUCCIÓN

pg. 85

2.

PROCESO

pgs. 86-88

3.

EQUIPOS Y PERSONAL

pgs. 89-90

4.

REQUISITOS DE CALIDAD

pg. 90

B.

TRATAMIENTOS TÉRMICOS EN ACERO 1.

INTRODUCCIÓN

pgs. 91-92

2.

PROCESO

pgs. 92-96

3.

INSTALACIONES Y EQUIPOS

pgs. 97-98

4.

CONTROL DE CALIDAD

pgs. 99-101

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A. TRATAMIENTOS TÉRMICOS EN

ALEACIONES DE ALUMINIO 1.

Introducción

La solubilización consiste en una disolución sólida, de los constituyentes de la aleación (aleantes) en la matriz de Aluminio. El principal objetivo que se busca es: mejorar el comportamiento mecánico de las aleaciones de Aluminio. Esto lo conseguiremos mediante un TRATAMIENTO TÉRMICO.

 FLUJOGRAMA LIMPIEZA PREPARACIÓN DE LA CARGA SOLUBILIZACIÓN TEMPLE APAGADO FRIGORÍFICO BONIFICADO

CONFORMADO LIMPIEZA MADURACIÓN COMPROBACIÓN T.T.

NATURAL ARTIFICIAL SIMPLE ARTIFICIAL DOBLE

CONTINÚA EL PROCESO

 L IMITACIONES A LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS   

EL T.T. NUNCA SE APLICARÁ PARCIALMENTE. LOS CONJUNTOS REMACHADOS O SOLDADOS REQUIEREN AUTORIZACIÓN ESPECIAL. LOS ESTADOS QUE PUEDAN OBTENERSE POR MADURACIÓN DIRECTA DEL ESTADO INICIAL, NO RECIBIRÁN NUEVO TEMPLE

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2.

Proceso

 L IMPIEZA Las piezas han de estar libres de: grasa, suciedad, óxido, manchas de fabricación,… Se deben limpiar a mano con disolventes o cuando están en la fase de vapor. En caso excepcional, tras la limpieza se procederá a: a) DESENGRASE ALCALINO + ENJUAGUE CON AGUA + SECADO: para piezas exteriores que se hayan quedado sin pintar, las que vayan a ser encoladas, o bien, las destinadas a fresado químico. b) DESENGRASE ALCALINO + ATAQUE ÁCIDO + ENJUAGUE EN AGUA + SECADO: para piezas conformadas con matrices de plomo o kirksite.

 PREPARACIÓN DE LA C ARGA Hay que asegurar la libre circulación de los medios de calentamiento y apagado, a) SOPORTES Y ÚTILES. b) SEPARACIÓN ENTRE PIEZAS: no se debe solapar, en caso que sea necesario se solapará hasta el 20% de la superficie con chapas de espesor>1.5 mm. Debemos asegurar de igual forma la no deformación : a) NO AMONTONAR b) COLOCAR las piezas teniendo en cuenta la facilidad de deformación del aluminio durante el temple. Para el caso de las aleaciones plaqueadas, debemos: a) EVITAR DIFERENTES ESPESORES. b) TOMAR UNA DISPOSICIÓN QUE PERMITA ALCANZAR RÁPIDAMENTE LA TEMPERATURA DE TRATAMIENTO.

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 TEMPLE TEMPLE = SOLUBILIZACION + APAGADO 

Solubilización:

Se ha de calentar a la temperatura y el tiempo especificados, consiguiendo así la disolución sólida de los constituyentes aleantes en la matriz del Aluminio. 

Apagado:

Se realizará un enfriamiento brusco (100ºC/sg), a la velocidad adecuada de las aleaciones en estado de solubilización. Este enfriamiento se podrá realizar por: a) CON AGUA, AGUA+GLICOL, AIRE, ACEITE. b) CHORROS DE ALTA VELOCIDAD Y ALTO VOLUMEN O EN CÁMARAS.

 REFRIGERACIÓN El principal objetivo de la refrigeración es detener o retardar el proceso de maduración natural, una vez realizado el temple. Las piezas se deben introducir en frigoríficos en los 5 min. siguientes al apagado, debiendo ser almacenadas en los 10 min. posteriores. Se aplicará a piezas que deban conservar la ductibilidad inicial W para el enderezado o conformado.

 M ADURACIÓN Consiste en la reprecipitación de los constituyentes endurecedores, retenidos por el temple. Encontramos dos tipos: a) Maduración natural: será espontánea a temperatura ambiente. b) Maduración artificial: a temperaturas altas, en el tiempo especificado. BONIFICADO = TEMPLE + MADURACION = solubilización + apagado + maduración Página 85 de 103


 RECOCIDO Consiste en un calentamiento a alta temperatura, pero inferior a la de solubilización, durante un tiempo marcado, seguido de un lento enfriamiento. Su objetivo es eliminar total o parcialmente las tensiones residuales, fruto de la deformación en frío y/o por tratamiento térmico. Tenemos dos tipos: a) RECOCIDO TOTAL (RECRISTALIZACIÓN COMPLETA). b) RECOCIDO PARCIAL.

 TRATAMIENTOS ESPECIALES 

Temple suave -01:

Consiste en una solubilización + apagado en aire a la Tamb. Busca mejorar la maquinabilidad, para facilitar la inspección ultrasónica, siempre y cuando como un tratamiento provisional. Se aplica a: Al - Cu, Al – Zn - Mg 

Alivio de tensiones:

Se realizará por medio del recocido (sin recristalizar), o bien, mediante una combinación de tratamientos térmicos y mecánicos que contrarresten las tensiones internas. 

Sobremaduración:

Se realiza a temperatura algo más elevada que la de maduración artificial, pero con una duración menor. Sirve para disminuir las tensiones del temple, atenuando o suprimiendo la deformación producida durante la maduración.

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3.

Equipos y Personal

 HORNOS Encontramos varios tipos: atmósfera controlada, por aire, con sales,… Deben estar correctamente calificados, para obtener la certificación. Han de ser Clase II Tipo B , excepto para la maduración del L-3132 y L-3751 que serán de Clase I Tipo B/A. Los elementos calefactores deben estar aislados de la zona de trabajo. Siendo el tiempo de recuperación de: - 30 min. como máximo, para el caso del temple de materiales plaqueados (Alclad, de espesor ≤2.6mm) - 60 min. como máximo para el resto.

 EQUIPO PIROMÉTRICO Necesitamos una gran precisión en la instrumentación, tomando en consideración que los instrumentos de medida y registradores deberán situarse en zona libre de polvo y vibraciones, operando en un intervalo de temperatura de 0-60º C. Este equipo pirométrico será contrastado mediante: Termopares: situados lo más cerca posible de la zona de  trabajo. Equipos pirométricos reguladores: garantizan que la  temperatura del medio de calentamiento y la de carga se mantienen dentro del intervalo de trabajo, con una variación máxima de +/-5º C respecto a la del instrumento de control.

 EQUIPOS DE APAGADO Los medios más empleados para apagar son:

AGUA,

AGUA+GLICOL, ACEITE, AIRE (FORZADO, EN CALMA).

También se cuentan con los tanques de apagado, provistos de refrigeración+calefacción+renovación del medio de enfriamiento. Han de disponer de termómetro con una precisión de +/-1.5º C, situados de tal forma que permitan una rápida transferencia. Página 87 de 103


 FRIGORÍFICO Su función principal será la de retardar y/o detener el proceso de maduración natural, siendo como mínimo de Tipo E.

 PERSONAL El personal deberá estar convenientemente certificado, mediante la superación del examen teórico-práctico. Constando de una validez de 5 años.

4.


La Calidad se debe exigir a una serie de puntos, Instalaciones y Equipos: Deberán pasar una serie de controles periódicos, que serán: 

Uniformidad de temperatura Mensual Precisión del sist. pirométrico Semanal Comprobación de instrumentos Mensual Proceso: Para cada hornada, se requieren unos controles de: - Parámetros del Tratamiento Térmico: temperatura, tiempo, medio de apagado,… - Tiempo de transferencia: mensual - Tiempos entre el temple y la maduración artificial - Blister (ampollas): se trata de abultamientos limitados en las extrusiones templadas - Indicadores de temperatura en los frigoríficos - Examen de la documentación, junto con un aporte de probetas de un mínimo de 2 con cada hornada, de la serie 7XXX - Trazabilidad de los informes - Sellos de todos los registros 

Materiales tratados: Las probetas usadas en los ensayos provienen de piezas que ya han sido tratadas y empleadas. La frecuencia de los ensayos será: - Tracción: S/ASTM-B-557 M, para cada partida de piezas - Resto de ensayos, una vez al mes 

Hornos de combust ión de gas

Oxidación a alta temperatura Fusión eutéctico Al-Cu / Al-Zn-Mg Corrosión intergranular Aluminio plaqueado Difusión del plaqueado Extrusiones de Al-Cu / Al-Zn-Mg Exfoliación Piezas de la serie 7XXX Ensayos mecánicos Para todas las piezas tratadas Conductividad eléctrica Dureza: ASTM-E-10/18/110 Página 88 de 103

Mensual Mensual Mensual Mensual Mensual ---


B. TRATAMIENTOS TÉRMICOS

EN ACERO 1.

Introducción

Estos Tratamientos Térmicos se podrán aplicar a: - aceros al carbono y aceros aleados - aceros inoxidables y refractarios NOTAS: - Cuando algo sea aplicable también a aceros inoxidables, se escribirá al final de la frase (I.). - Cuando algo sea aplicable SÓLO a aceros inoxidables, se escribirá al final de la frase (S.I.).

 NORMALIZACIÓN 1. Calentamiento: a temperatura > Tª crítica y tiempo según tabla. 2. Enfriamiento: en aire o atmósfera controlada; en reposo o circulantes a velocidad moderada. 3. Materiales que deben estar normalizados antes del templ e: - Aceros con más de 1370MPa (140kgf/mm 2). - Aceros forjados. - Conjuntos soldados con más de 0.35% de carbono. - Además, los aceros de alta templabilidad serán además revenidos a aprox. 650ºC inmediatamente después del normalizado.

 ANTES DE LOS TRATAMIENTOS Antes de aplicar los T.T. se deben cumplir estos requisitos en los materiales y semiproductos a tratar: - Superficie de los aceros libre de materias extrañas antes de meterlos en los hornos. (I.). - Piezas exentas de plaqueados (salvo en tratamientos de deshidrogenación). - Exentos de líquidos (los que se templan en baños de sales) ⇒ secar a fondo. (I.). - Estado de “normalizado” y “revenido” previo a los tratamientos térmicos si el objetivo es una resistencia >1370MPa. Si es menor, también podrá estar en: recocido, normalizado o normalizado+revenido. - Si hay que volver a templar, bastará con un recocido subcrítico o un precalentamiento. - Desbastar antes la capa descarburada para aceros >168kgf/mm 2. (I.) - Las piezas con superficies acabadas de mecanizado que deban ser normalizadas o templadas se protegerán con una capa de electrolítica de cobre. (I.). - Los aceros PH y maraging antes de ser endurecidos por precipitación estarán en un estado previo de solubilización (es decir, acondicionar la austenita) (S.I.). Página 89 de 103

Materiales metálicosl - Los aceros martensíticos están en estado de recocido antes de proceder al temple (S.I.). - Antes de re-templar, se ha de recocer o precalentar. (S.I.). - Superficies acabadas de mecanizado que deban ser austenizadas o tratadas a T>535ºC, pueden ser protegidas con película (S.I.). 

Limpieza:

Todos los materiales se deben someter a un tratamiento de desengrase en fase de vapor, excepto para aquellos semiproductos que hayan de ser mecanizados en toda su superficie después del TT. (I.). Se pueden proteger las piezas con aceite polialquid-glicol, como paso posterior a la limpieza y desoxidación. (I.). Todos los útiles de sujección, soportes y cestas deberán estar desengrasados con disolventes en fase de vapor, o mediante desengrase alcalino (S.I.). 

Preparación de las piezas:

Se debe tener la superficie limpia. (I.) Para la colocación de las piezas en el horno, debemos observar que el calor sea uniforme, las dilataciones, el peso de las piezas vecinas y una fácil extracción. Para un mejor apagado, se podrán tapar las oquedades. 

Preparación de los hornos :

Si NO hay peligro de grietas o excesiva deformación, los hornos podrán cargarse a cualquier temperatura. (I.) Pero si hay peligro de grietas o excesiva deformación: - habrá que reducir la temperatura del horno varios cientos de grados en el momento de la carga. - realizar el recocido subcrítico previo o precalentamiento de las piezas. REGLA GENERAL: (I.) - Calentamiento lento: no siempre es posible por ejemplo en los hornos de sales, por lo que se recurre al precalentamiento de piezas. - Enfriamiento homogéneo en el apagado. - El estado inicial preferido es el recocido. - No se introducirán piezas de diámetro o espesor superior a 100cm cuando el horno esté a más de 350ºC.

2.

Proceso

 DURANTE LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS 

Precalentamiento (I.):

Consiste en un calentamiento previo entre 50-300º C por debajo de la temperatura de tratamiento. No se trata de una operación crítica (temperatura y tiempo según experiencia): aprox. 1h por cada 2.5cm de espesor o diámetro.. Esta práctica es obligatoria en: - Piezas de forma compleja. Página 90 de 103

Materiales metálicosl -

Piezas de acero con más del 0.4% de carbono (nominal). Piezas templadas a niveles de resistencia mayores de 1100MPa (112kgf/mm2) o dureza 34 (rockwell C). En todos estos casos se precalienta a 630 ±40º C durante 1h por cada 25 mm de espesor o diámetro, antes de introducirlas en el horno de austenizar a más de 750º C.



Recocido (I.):

RECOCIDO TOTAL: Los parámetros de T.T. (T, t, método de enfriamiento) dependerán de la clase de acero. Los aceros que sufren transformación por debajo de la temperatura de apagado (por ejemplo Inoxidables martensíticos), que pueden ser completamente recocidos por calentamiento a las temperaturas de la tabla de “Recocido total” y enfriamiento lento 20-30º C por hora hasta aprox. 500º C, y después al aire. RECOCIDO SUBCRÍTICO: El enfriamiento se realiza al aire del ambiente, para el recocido realizado en aire, el óxido se elimina por decapado o limpieza mecánica. Si el óxido no es tolerable, se usará atmósfera inerte o plaqueado de cobre. Aplicaciones: - Recocido entre operaciones de conformado. - Antes del temple: alivio de tensiones tras el mecanizado. - Ablandamiento de tratamientos previos y acritud (por ejemplo Reparación de piezas muy deformadas ). - Tratamiento previo en cualquier proceso térmico de aceros de alta templabilidad. Si antes del recocido subcrítico, es necesario que se realice el tratamiento de normalizado de aceros de alta templabilidad, se habrá de efectuar dentro de 1h después del recocido subcrítico. RECOCIDO DE ACEROS pH: Es usado para mejorar su formabilidad, siguiendo estos pasos: - Calentar entre 950-1065º C, según el tipo de acero. - Enfriar al aire. Una vez hechos estos pasos, se alcanza la conformación deseada, debiendo: - Aplicar tratamiento de “acondicionamiento” de la austenita (sólo en los aceros semiausteníticos). - Aplicar el tratamiento de “precipitación” (en todos). 

Descarburación c ontrol ada:

Requiere un desbaste mínimo de 2.5 mm por cara o radio. Para la prevención de la descarburación: - Ajuste del control de las atmósferas. - Adición de agentes rectificadores o cloruro de metilo a los baños de sales. - Uso de capas protectoras de cobre electrodepositado. - Tratamiento en instalaciones de vacío Encontramos dos grados

 D1

= 0,000 D2 = 0,075 Tipo “decarb free”: no requiere desbaste

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Materiales metálicosl Debemos usar atmósferas controladas o baños neutros de sales en la normalización y temple, siempre por encima de 760º C. El control de las atmósferas endotérmicas, se realizará en cada hornada, mediante la determinación del punto de rocío como mínimo. Se deben destacar las capas pr otectoras, consistentes en una película de cobre electrodepositado, la cual no requiere probetas de ensayo y será eliminada después de algún revenido. Si se emplean hornos de vacío, la película de cobre no será necesaria. 

Temple (I.):

Comprende dos pasos: austenización y apagado. AUSTENIZACIÓN: Se consigue una estructura austenítica lo más uniforme posible, con temperaturas> Tª crítica y tiempos según tablas. El tamaño máximo “templable” dependerá del material, en función de la templabilidad del acero, y del concepto de redondo equivalente. APAGADO: Se controla la velocidad de enfriamiento CUIDADOSAMENTE para conseguir la microestructura y propiedades deseadas. Teniendo en cuenta que los aceros inoxidables martensíticos se apagarán a velocidades más altas que la velocidad crítica de los respectivos aceros. Los medios de apagado serán: 1. Aire o atmósfera controlada (en calma o en corriente) 2. Sales fundidas 3. Aceite 4. Emulsiones de agua y aceite 5. Soluciones de poliglicoles 6. Agua 7. Agua salada Debe existir un contacto permanente entre el medio de apagado y la pieza. Tras enfriar con el baño, debe enfriarse a Tamb antes del revenido. Entre el fin del apagado y el revenido no deben pasar más de 2h (1h en el caso de algunos aceros de alta templabilidad). El revenido será inmediato al apagado en piezas grandes. NOTA: La demora entre el apagado y la precipitación o madurado no tiene limitaciones en el caso de aceros PH y maraging (S.I.). 

Revenido (I.):

Consiste en un calentamiento subcrítico de aceros templados, debiéndose medir el Ciclo de temperatura-tiempo. Conviene aplicarlo inmediatamente después del apagado para reducir el peligro de grietas. Para conseguir el alivio de tensiones, debemos aplicar el revenido en plazo (a más de 260º C), reduciendo así el riesgo de grietas. Las piezas deben estar a 70º C máx. antes de iniciar el revenido. Un problema que tiene el revenido es su “fragilidad”: por lo que normalmento se enfriará al aire, pero algún acero puede requerir enfriamiento en aceite o agua.

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Materiales metálicosl El revenido es uno de los pasos previos antes de eliminar la capa de cobre de protección. NOTA: En aceros inoxidables martensíticos ↓dureza, ↑ductilidad (S.I.). En aceros PH y maraging: ↑dureza, ↑resistencia. Se debe a que precipitan compuestos endurecedores: revenido=“tratamiento de precipitación” en estos casos. (S.I.). ACEROS DE ALTA RESISTENCIA: Precisa de un doble revenido, siempre que R>1375MPa (140kgf/mm 2), serán usadas probetas para concretar el intervalo entre las temperaturas máxima y mínima. El orden de aplicación será: - el primero inmediatamente después del apagado y a la temperatura mínima recomendada. - el segundo con la corrección de temperatura que aconseje el valor obtenido. 

Tratamientos especiales:

TRATAMIENTO DE PRECIPITACIÓN (S.I.). Los aceros inoxidables pH y maraging se endurecen sometiéndolos a los ciclos de tiempo-temperatura indicados en la norma. TRATAMIENTOS POSTERIORES: Algunos tratamientos posteriores que podremos realizar - Tratamiento conformado-enderezado. - Alivio de tensiones. Según la dureza del material tendremos otra nueva clasificación: Dureza superior Dureza inferior - Revenir o madurar a temperatura más alta - Revenir a temperatura más baja - Salvo el F-0383, que debe recocerse que la prevista en el proceso normal TRATAMIENTOS REPETIDOS: Según su dureza: - Dureza más alta de la requerida, pueden volverse a revenir a temperatura más alta, tomando las precauciones necesarias de protección de la superficie contra la carburación y descarburación. - Dureza inferior a la requerida: precalentamos y retemplamos, reviniendo a temperatura más baja que la prevista en el proceso normal, siempre que no sea inferior a 370º C. Si tras un tratamiento subcero, resulta que la dureza<50RC, volver a templar. ALIVIO DE TENSIONES (I.): Consistirá en un calentamiento entre 150-675º C, seguido de enfriamiento al aire. Busca mejorar la maquinabilidad antes del temple para reducir tensiones resultantes del mecanizado, rectificado, conformado, enderezado y soldadura; también para minimizar las grietas y la distorsión durante el temple. Se empleará posteriormente al temple, para prevenir grietas en operaciones mecánicas subsiguientes o durante el plaqueado electrolítico o químico. Unos aspectos a tener en cuenta son: - en aceros templados y revenidos será 30º C por debajo del último revenido. - no debe aplicarse en piezas perdigoneadas.

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Materiales metálicosl DESHIDROGENACIÓN (I.): Consiste en un recocido contra fragilidad por hidrógeno. Los aceros absorben hidrógeno, que tiene un efecto fragilizador, teniendo en cuenta que las piezas susceptibles de haber absorbido hidrógeno, serán tratadas térmicamente para eliminar esa fragilidad. Las operaciones que pueden causar fragilidad son: - Limpieza - Decapado - Procesos de protección superficial por vía química o electroquímica.

 DESPUÉS DE LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS (I.) Después de los T.T. debemos realizar una limpieza final y proteger las piezas en su futuro almacenaje. Los aceros tratados en baños de sales serán lavados a fondo, hasta que no quede el menor vestigio salino, a fin de prevenir la corrosión. Para las piezas con R>1250MPa (125kgf/mm 2), tendremos que: - no se admiten decapados ácidos ni limpieza catódica. - es preferible el empleo de chorro seco de alúmina. - se puede limpiar en medios fuertemente alcalinos y por vía anódica. Las piezas para su almacenaje y posterior uso, deben ser cubiertas con un aceite de preservación. NOTA (S.I.): Para eliminar las películas de protección en este caso empleamos un chorro seco de alúmina.

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3.

Instalaciones y Equipos

 HORNOS Tipos de hornos

1. de atmósfera controlada (I.) 2. de sales fundidas (I.): usan productos estables que no reaccionen con el acero. 3. de vacío: disponen del equipo necesario para crear el vacío (sensores de presión y registro de temperaturas de trabajo). Pueden incorporar el baño de apagado. 4. de mufla 5. de baños de aceite (S.I.)

 EQUIPO PIROMÉTRICO Los hornos han de disponer del número de pirómetros automáticos necesarios, debiendo llevar los instrumentos de control térmico, un sistema potenciométrico e ir provistos de registro. Sus termopares deben tener protecciones, que no produzcan inercia térmica. Estos instrumentos de medida han de estar protegidos de vibraciones, polvo y temperaturas fuera del rango de 0-60º C. Cambio periódi co de termopares 6 meses T > 650º C 12 meses T < 650º C

 GENERADORES DE A TMÓSFERA CONTROLADA Generan gas de la composición y calidad necesarias para cada trabajo, disponiendo de dispositivos de medida que midan el potencial de carbono de los gases y otros que permitan determinar el punto de rocío. Las conducciones de los gases irán selladas para evitar contaminación y explosiones. Las atmósferas típicas son: Atmósf era Punto de rocío (ºC)

Aire Argón H2 -34

-60

Exotérmica

-40 Variable según trabajo

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Endotérmica

Vacío

[-5,+25]

<20µmHg


 T ANQUES DE A PAGADO Han de ser de las dimensiones adecuadas, permitiendo se esta forma: - el enfriamiento con carga máxima - el libre movimiento de piezas Consisten en unos dispositivos para que el medio de apagado circule y se refrigere, disponiendo de indicadores de temperatura (±2.5º C). El utillaje del que disponen está capacitado para limitar la deformación, situados de forma que permitan la rápida transferencia de las piezas al baño. Procuran mantener el aceite de temple con T<60º C, 90º C si el acero tiene templabilidad adecuada, y en un intervalo de 150-200º C para martempering. Los baños se clasifican en: Baños de sal Baños con s ales Baños de agua Baños de agua-glicol

175-200º C 175-560º C para austempering Hay que prever tanques de enjuague con duchas Se deben mantener limpios, con entrada de agua Mantener la T entre los 38-60º C

 EQUIPOS DE TRATAMIENTO SUBCERO Precisan de útiles para manipulación de piezas. En los tratamientos que incluyen la austenización, el uso de utillaje robusto es una práctica inútil que produce efectos contrarios a los deseados, en cambio, para el revenido y recocido subcrítico es recomendable el uso de utillaje robusto. Necesitaremos ventiladores portátiles, junto con un equipo de desengrase y limpieza.

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4.

Control de Calidad

Los procedimientos principales de los que consta son: identificación de materiales, preparación previa al T.T., intervalos de tiempo y temperatura respetados según corresponda, documentación de cada carga en regla. La Calidad de ejecución determina la aceptación o no de piezas y materiales. Será fruto de comprobar la concordancia entre lo que se busca y los resultados de los ensayos.

 HORNOS DE MUFLA Debemos conseguir uniformidad de temperatura en cada horno. Se inspeccionará siempre que haya una reparación o un cambio. La inspección se realiza a la máxima y mínima temperatura de los intervalos con el horno cerrado y tras un periodo de estabilización, teniendo una lectura frecuente de pirómetros. Las pruebas serán con horno vacío y con carga representativa real o simulada. Tras la estabilización las lecturas de los termopares no deben divergir más de 25ºC para los hornos de austenizar y 10º C en los de precipitación y revenido en el caso de aceros inoxidables.

 HORNOS DE S ALES Constan de 3 termopares para capacidades de 1m 3. Se debe añadir un termopar con cada m 3 de más. Una vez estabilizado se debe cumplir, que ninguna de las lecturas quede fuera del intervalo marcado, sabiendo que la máxima diferencia entre lecturas no excederá de 10º C.

 SISTEMA PIROMÉTRICO La inspección del sistema pirométrico se llevará a cabo en una revisión mensual. Si está equipado con sistema doble potenciométrico de lectura, se ha de comprobar diariamente el uno con el otro, pero su revisión será semestral.

 PROCEDIMIENTOS DE C ALIDAD La Calidad se determina mediante ensayos en los materiales tratados o en probetas. Los puntos de control sobre los procesos serán:  Material recibido acorde a la documentación.  Comprobar que las dimensiones no exceden las máximas templables.  Verificar los tiempos de transferencia.

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Materiales metálicosl Punto de rocío de las atmósferas endotérmicas: registrado en cada hornada en la documentación de trabajo  Verificar informes: contienen los resultados de los ensayos, registros de temperatura y tiempo, junto con el sello de cada hornada. Eficacia de los tratamientos: 



En cada horno se tratarán muestras representativas de la sección máxima de cada clase de material a tratar, observando: contaminación superficial, propiedades mecánicas, examen metalúrgico. Cuando no se tienen datos sobre la eficacia del proceso con un nuevo material, se realizarán probetas con las piezas. 

Control de la velocidad de apagado:

Se comprueba la dureza de probetas en paralelo con el lote, teniendo las probetas y carga de templabilidad comparable. Se realizará un corte transversal en las probetas, midiendo la dureza en el punto medio. Tomando la Curva de templabilidad de la especificación S/ASTM-A255. Hay que asegurar que no existe efecto de revenido en la operación de corte transversal de la probeta. 

Descarburación y carburación:

Se determinará la descarburación o carburación producida por cada horno y baño de sales usados en el tratamiento térmico de producción a más de 760º C, como mínimo 1vez/mes. Para valorar las probetas no debemos cobrear ni proteger por otros procedimientos, han de ser templadas pero no revenidas. El ensayo a realizar consistirá en: 1. Limpiar las dos caras de la probeta. 2. Parte para ensayo metalográfico. 3. Medir microdurezas. 4. Pintar gráfica 5. El espesor de la descarburización se considera que se inica cuando tenemos –20HK (unidades de dureza knoop).

 ACEPTACIÓN DE PIEZAS Y M ATERIALES TRATADOS 

Ensayos de dureza:

Se medirá la Dureza Rockwell después del temple y antes del revenido, inspeccionando tres piezas por lote. La dureza no es criterio suficiente para considerar satisfactorio el T.T. Para piezas estructurales templadas y revenidas, deberemos ensayarlas por dureza al 100%, salvo en aceros endurecibles por precipitación que deben ser convertidos a valores de dureza equivalente.

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Materiales metálicosl Se puede aceptar un lote, aún con la dureza fuera de intervalo, si las probetas están conformes por tracción, límite elástico y alargamiento. Debemos llevar un registro de resultados. 

Ensayos de tracción :

En cada hornada de piezas críticas para temple y revenido, en el intervalo comprendido entre R= 1325-2070 MPa, se incluirán 2 probetas mínimo. En el caso de R<1325 MPa, se ensayarán dos probetas por semana y horno. Si los resultados de las probetas no son buenos se procede a mecanizar un mínimo de 2 piezas del lote, repitiéndose el ensayo de tracción sobre las probetas obtenidas de las piezas. 

Descarburación:

El espesor de la descarburación será menor que: - 75µm, en piezas con resistencia>1370 MPa(140kgf/mm 2) y dureza mayor que 43RC. - 125µm, para piezas de niveles de resistencia inferiores. - 75µm, en piezas con superficies mecanizadas, templadas y revenidas. Este espesor no se controla en piezas en las que luego se eliminará la descarburación por mecanizado. 

Carburación:

Un elemento se considera carburado, cuando aumenta 10KN respecto al valor base. No es aceptable el ↑ de C o N debido a la atmósfera protectora o a los baños de sales, no importa si luego se va eliminar por mecanizado.

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6.

FRAGILIDAD POR HIDRÓGENO 6.1 INTRODUCCIÓN

pg. 103

6.2 PROBETAS

pgs. 103-105

6.3 MÉTODOS DE ENSAYO

pg. 105

6.4 EVALUACIÓN DE RESULTADOS

pg. 105

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6.1. Introducción Se trata de la fragilidad producida en ciertos materiales debido a la absorción de Hidrógeno durante ciertos procesos químicos o electroquímicos. La fragilidad por Hidrógeno puede definirse como el efecto producido por el Hidrógeno inducido en la estructura de los materiales.

 APLICABILIDAD Los ensayos de fragilidad por Hidrógeno son aplicables a: - Aceros de alto contenido en Carbono - Aceros de alta aleación - Aceros inoxidables, tratados a resistencia ≥ 980 MPa (100 Kg f / mm2) Todos ellos se realizarán, siempre que hayan sufrido procesos como: - Baño ácido - Limpieza electroquímica - Cadmiado, cromado, niquelado, fosfatado, pasivazo - En general todos los procesos de recubrimientos metálicos químicos y electrolíticos.

6.2. Probetas Cuando sea aplicable según el proceso, se prepararán probetas tanto para la certificación como para el control periódico de las piezas:  

Probetas cilíndricas entalladas , S/ en 2832 TIPO 2 de material y dimensiones en la figura. Como alternativa también se admiten las probetas cilíndricas S/ASTM-FS19 TIPO 1A.

La cantidad de probetas se definen en la especificación aplicable y en caso de no ser así, se procesarán 4 probetas.

 SECUENCIA DE F ABRICACIÓN DE LAS PROBETAS La secuencia de fabricación será la siguiente: 1. Barra de acero laminado en frío AISI4340 S/ASTM-S-5000 Ø12÷25 mm. 2. Dirección longitudinal 3. Normalizar 898º C durante 30÷45’, enfriar al aire para dureza máxima de 33 H.R.C. 4. Mecanizar según las dimensiones de las figuras inferiores. 5. Tratamiento térmico de Temple y doble revenido para obtener y controlar descarburación: Dureza 51÷53 H.R.C. Carga de rotura 1793-1931 MPa Límite elástico del 80% de la carga de rotura 6. Rectificar entalladura a las nuevas dimensiones, consiguiendo un alivio de tensiones, a 190º C durante 4 horas. 7. Almacenar protegidas contra corrosión

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 PROBETAS ENTALLADAS

FIGURA-1: Mecanizado previo de la probeta

1) Diámetro de las cabezas roscadas (F): Aunque el valor no esta especificado, el diámetro de la raíz de la rosca deberá ser mayor que E. 2) Se podrán utilizar otras cabezas que sean compatibles con el ensayo de la resistencia a tracción. E

L

R1

Nominal

Tolerancia

Nominal

Tolerancia

Min.

Máx.

6,35

±0,08

36,05

+1 0

3,18

6,36

 MÉTODO DE ENSAYO Las probetas en el número que determine la especificación de proceso aplicable, se someterán simultáneamente a las mismas operaciones que las piezas a las que representan . Una vez procesadas y antes de 1 hora, las probetas serán sometidas a estufado de 23 horas a 190± 10º C.

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Calidad 4

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