La aplicación de recubrimiento de calidad con una máquina de pintura en polvo es crucial para que los metales pintados duren. El proceso implica la previa eliminación de los contaminantes en la superficie y posteriormente convertirla químicamente con un recubrimiento de conversión inorgánico y no conductor, que promueve la adhesión de la pintura electrostática en la fase de aplicación. Permite modificar la naturaleza química de las piezas e incrementar su resistencia a la corrosión, lo que es crucial para preparar el material. Actualmente se utilizan dos químicos de pretratamiento en las industrias: fosfato de zinc y fosfato de hierro. Conocerlas es crucial si piensan implementarlo en sus procesos de pintado.
Aspectos relevantes sobre el pretratamiento del metal
Para que el acabado sea altamente efectivo, es importante que los metales estén limpios antes de pasarlos a las cabinas de pintura, que ofrecen excelentes resultado. Algunos procesos típicos y útiles son la limpieza ultrasónica, acuosa y el desengrase con vapor, aunque el segundo es el más utilizado. Los residuos pueden ser orgánicos e inorgánicos. Algunos ejemplos de residuo orgánicos son los aceites para laminación, lubricantes anti-oxidación y mezclas de formación de metales. Ejemplos de residuos inorgánicos son metales finos, escamas de láser y cascarilla de laminación.
Son tres los limpiadores que se usan para el acabado de las piezas: ácidos, alcalinos y solvente. Usar el adecuado para cada aplicación es crucial, debido a que cualquier error afecta características del recubrimiento como desempeño, peso y estructura cristalina. Los solventes se usan comúnmente en zonas pequeñas y su capacidad para eliminar lubricantes difíciles es limitada, además, su uso reduce por opciones más sustentables. Los ácidos permiten eliminar residuos orgánicos como los óxidos superficiales. Los alcalinos proporcionan excelentes resultados en residuos orgánicos, además, son muy versátiles.
Un paso crítico en el pretratamiento y que muchos pasan por alto es el enjuague. La aplicación de agua evita posibles reacciones químicas, elimina los químicos que no reaccionan, disminuye considerablemente la migración de químicos de una etapa a otra.
Pretratamiento de fosfato de hierro
Si bien se han realizado tecnologías para desplazar las dos opciones de pretratamiento, su uso en conjunto con los sistemas de pintura es actualmente bastante común. Una de esas opciones son los sistemas de fosfato de hierro, conocidos también como fosfatos de metales alcalinos. Son utilizados para piezas que necesitan acabados duraderos y no son expuestas en entornos altamente corrosivos. Comprenden de dos a seis etapas, en la que la secuencia más breve es una fase de limpiador y otra de enjuague con agua. Para menores requisitos se utilizan los sistemas de secuencia breve.
Para las piezas que presentan altos requerimientos de calidad o su limpieza es difícil, se necesita una fase de limpieza separada, depósitos de enjuague adecuados, fosfato de hierro, enjuague después del tratamiento y enjuague DI. Si se aplica un enjuague tras el tratamiento (de cromo o no) mejora la propiedad anticorrosión en comparación con el fosfato solo.
Los fosfatos de hierro que se aplican con equipos para pintura electrostática conocidos como sistemas de lavado, generan un recubrimiento amorfo sobre el acero cuyo color oscila entre gris y azul iridiscente según su formulación y las condiciones operativas. Sus procesos son más sencillos de operar, además, necesitan menos etapas de proceso en comparación con el fosfato de zinc, sin embargo, no ofrecen el alto grado de protección que proporcionan los últimos.
Pretratamiento de fosfato de zinc
Si bien tienen el mismo fin, tiene dos notables diferencias en comparación con el pretratamiento de fosfato de hierro: necesita de una fase de acondicionamiento de la superficie y los baños en la solución de fosfato de zinc contienen iones de metal adicionales que se añaden al recubrimiento junto con los iones de metal de la pieza procesada.
Estos enjuagues se usan para controlar el peso del recubrimiento y refinar la morfología de los cristales. Los productos más modernos son líquidos y pueden aplicarse de forma consistente con bombas dosificadoras.
El acondicionamiento debe realizarse justo antes del baño de fosfato de zinc y es la única fase en el proceso de pintado que se sigue de una fase química, además, mejora el proceso de aplicación de pintura en polvo de forma considerable. Convencionalmente la química de acondicionamiento consiste en una suspensión coloidal de una sal de titanio.
Con el uso continuo esta química de acondicionamiento deteriora y su efectividad se reduce, por lo que debe eliminarse con frecuencia y según las normativas vigente o rebosarse para disminuir su deterioro. Hasta hace poco el fosfato de zinc se ha usado para sustituir ese químico convencional, lo que ha mejorado el refinamiento del recubrimiento y no resulta afectado por el tiempo de uso del baño o la química del agua.
El baño de fosfato de zinc proporciona gran durabilidad a los metales pintados y bajo entornos corrosivos, además, puede usarse en metales mixtos como aluminio, acero, acero con recubrimiento de zinc, entre otros. Recientemente se han realizado algunos desarrollos como la optimización del desempeño, reducción del impacto ambiental y facilidad de operaciones. Los sistemas de lavado de fosfato de zinc más novedosos funcionan a temperaturas bajas, y en algunos casos disminuyen los lodos, no poseen níquel ni nitrilo y ciertos productos están acelerados internamente. La finalidad de los productos es facilitar las operaciones, incrementar la calidad y en los sistemas acelerados, eliminar la necesidad de aceleradores adicionales.
Pueden utilizarse aditivos para mejorar la formación del químico de conversión sobre el sustrato, sin embargo, depende de la mezcla de metal en el sistema. Un ejemplo es el flúor libre, que añadido al baño mejora el recubrimiento en zinc y aluminio. Otro ejemplo son los iones de calcio, que al añadirse al baño generan un recubrimiento monocristalino, que es indispensable para la unión del caucho. Según los requisitos de rendimiento y la aplicaciones final, otros ácidos orgánicos, iones metálicos, agentes quelantes, entre otros químicos pueden cambiar las características del recubrimiento y mejorar las características de las piezas antes de pasar a la máquina de pintura en polvo.
Los sistemas de fosfato de zinc han evolucionado con el pasar de los años y a partir de sistemas que poseen altos niveles de zinc y níquel acelerados por nitrito de sodio. Para producir sistemas policristalinos, que son usados hoy en día, se añadió un ion metálico a la química base: el manganeso.
Es importante la adquisición de sistemas de lavado de calidad, para cualquiera de las opciones mencionadas. En Powdertronic contamos con equipos de lavado usados en sistemas de pintura continuos para altas producciones. Tenemos sistemas de una etapa base solvente, tres etapas para fosfato desengrasante y múltiples etapas para fosfato de hierro y fosfato de zinc. Si desean más información sobre las lavadoras u otra máquina de pintura en polvo, marquen al (55) 5239 4775 o llenen el formulario que encontrarán en nuestro sitio web.