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Si hablamos del simple acero inoxidable, que es inherentemente resistente a la corrosión debido a una capa pasiva de óxido de cromo, pero acero inoxidable de color es un poco diferente. La coloración consiste en aplicar una capa protectora muy fina de distintos colores. Los procesos habituales son Deposición física de vapor (PVD) y Coloración electroquímica. La coloración del acero inoxidable tiene varias finalidades: mejorar la resistencia a la corrosión y el aspecto estético. Estos aceros inoxidables coloreados se utilizan en muchas aplicaciones, como en fachadas arquitectónicas, decoraciones interiores e instalaciones públicas. Analicemos en este blog la resistencia a la corrosión y la longevidad del acero inoxidable coloreado.
Comprender la capa pasiva
Un acero inoxidable contiene al menos 10.5% Cromo (Cr) contenido. El papel de este elemento de aleación es muy crucial en el mundo del acero inoxidable porque este elemento lo hace resistente a la corrosión. Cuando 10,5% o más Cr al acero, reacciona espontáneamente con el oxígeno y forma una capa protectora de oxígeno. Óxido de cromo Cr2O3, llamada capa pasiva. Esta capa protectora cubre la superficie del metal y lo hace resistente a la humedad, por lo tanto, resistente a la corrosión.
Factores medioambientales
El entorno del acero inoxidable es muy importante, aunque está protegido con una capa pasiva de Cr2O3. Un acero inoxidable sencillo, sin recubrimiento, puede utilizarse durante décadas en un entorno sencillo, pero puede ser propenso a la corrosión en entornos duros, como en lluvia ácida, rica en cloruros etc. En entornos ricos en cloruros, el acero inoxidable sufre fácilmente corrosión por picaduras.
Daños mecánicos
La capa pasiva de Cr2O3 puede reformarse, pero una vez alterado, el acero inoxidable puede ser propenso a la corrosión. Los daños mecánicos, como arañazos, calor de soldadura, o contaminación, rompe la capa pasiva. Por ejemplo, durante el proceso de soldadura, debido al calor de la soldadura, el Cr reacciona con el C y forma carburo de cromo a lo largo de los límites de grano. Esta formación de compuestos provoca una falta de Cr dentro de los granos y unos límites de grano débiles. Debido a este fenómeno, componentes de acero inoxidable fallan debido a la corrosión intergranular. Es frecuente en acero inoxidable 316.
¿Cómo afecta la coloración a la resistencia a la corrosión?
En esta sección se analiza cómo la la coloración afecta a las propiedades del núcleo del acero inoxidable, es decir, la resistencia a la corrosión. ¿Cómo afectará la coloración, dependiendo de la tecnología utilizada para el proceso de coloración? A continuación se analizan dos procesos principales de coloración del acero inoxidable.
Capa de revestimiento PVD y su mecanismo de protección
En método de deposición física de vapor se lleva a cabo en una cámara de vacío. En este método, el acero inoxidable se recubre con el vapores de TiN4, ZrN, etc. Este revestimiento cerámico es muy denso y actúa como barrera, impedir que el oxígeno, la humedad y las sales de cloruro lleguen a la superficie. Aumenta enormemente la dureza de la superficie y la resistencia a la abrasión. Un acero inoxidable coloreado con PVD puede mantener su color y brillo durante décadas, incluso en condiciones difíciles.
Coloración electroquímica (capa de óxido)
La coloración electroquímica es un proceso de aplicación de una capa de óxido al acero inoxidable. Esta capa de óxido se aplica mediante un proceso eléctrico. Los diferentes colores pueden ir desde el bronce y el azul hasta el negro. Este cambio de color de la película de óxido procede de la interferencia de la luz dentro de la película de óxido. Suele ser más adecuado para aplicaciones decorativas de interior. En el caso de aplicaciones en exteriores, debido a su escaso espesor, el color o la integridad de la película pueden desvanecerse en condiciones duras antes que el revestimiento PVD, ya que éste es más grueso que una película de óxido.
Tabla comparativa: PVD vs Coloración Química vs Acabados Pintados
La siguiente tabla recoge los efectos de tres revestimientos diferentes sobre las propiedades del acero inoxidable.
Propiedad | Revestimiento PVD | Coloración electroquímica | Acabado pintado |
Formación del color | Capa de compuesto metálico (TiN, ZrN) | Interferencias ópticas en películas de óxido | A base de pigmentos |
Resistencia a la corrosión | Excelente | Moderado | Variable |
Resistencia UV | Destacado | Limitado | Depende de la calidad de la pintura |
Dureza y desgaste | Alta | Moderado | Bajo |
Aplicación típica | Fachadas, ascensores, arquitectura | Paneles interiores | Uso industrial o temporal |
Importancia de un buen acabado superficial
El nivel de acabado de la superficie tiene un gran impacto en la resistencia a la corrosión. Una regla general es que cuanto mayor sea el acabado superficial, mayor será la resistencia a la corrosión. Por ejemplo,
- Acabado de espejo: Superficie lisa y reflectante; máxima resistencia a la corrosión y fácil limpieza.
- Acabado cepillado: Textura lineal; resistencia moderada a la corrosión, necesita mantenimiento regular.
- Acabado granallado: Textura mate y rugosa; menor resistencia a la corrosión, atrapa los contaminantes.
Mantenimiento de la pasivación y la película protectora
Procesos de pasivación posteriores a la fabricación, como utilizando ácido cítrico o nítrico, eliminar los iones libres de Fe de la superficie, recuperando así el Cr2O3 capa protectora. Además, una limpieza suave y un control medioambiental pueden prolongar la vida útil de las películas pasivadas y protectoras.
Rendimiento en el mundo real y normas de ensayo
Se realizan diversos ensayos de envejecimiento acelerado y durabilidad para evaluar la resistencia a la corrosión de los aceros inoxidables coloreados.
Algunas pruebas estándar incluyen:
Prueba de niebla salina
Se realiza de acuerdo con la norma ASTM B117. En el proceso, el acero inoxidable se expone a sales marinas simuladas para evaluar su resistencia a la corrosión por picaduras y la degradación de la superficie.
Prueba de humedad
Esta prueba se realiza exponiendo el acero inoxidable coloreado a ciclos de alta humedad para comprobar su resistencia a la oxidación.
Prueba de exposición a los rayos UV
Se realiza bajo radiación UV para comprobar la estabilidad del color y el brillo del acero inoxidable coloreado.
Pruebas de abrasión y adherencia
Estas pruebas se realizan para determinar la resistencia del revestimiento al desgaste mecánico.
El estudio demuestra que las fachadas de acero inoxidable con revestimiento de PVD mantenidas correctamente conservaron 90% de su color y brillo originales incluso después de 10 años de uso al aire libre.
Consejos de mantenimiento para prolongar la vida útil
- Para prolongar la vida útil del acero inoxidable de color, es importante limpiarlo por completo con frecuencia, por ejemplo, cada 3-6 meses en interior y 6-12 meses al aire libre. Utilice el detergente con pH neutro, que elimina la suciedad, las sales y los depósitos orgánicos que pueden atrapar la humedad.
- No utilice limpiadores abrasivos o a base de ácido porque romperán el revestimiento, reduciendo así su vida útil.
- Procure inspeccionar regularmente los componentes de acero inoxidable para detectar a tiempo arañazos y daños en el revestimiento. Un inspección cada 6-12 meses de uso es esencial para utilizar paneles de acero inoxidable de color durante décadas.
Conclusión
En acero inoxidable de color se utiliza por dos razones principales: apariencia estética y mayor resistencia a la corrosión. Para colorear el acero inoxidable, las técnicas más comunes incluyen la deposición física de vapor (PVD) y la coloración electroquímica. Este acero inoxidable coloreado se utiliza en estructuras arquitectónicas, decoraciones interiores e instalaciones públicas.
El revestimiento aplicado mediante PVD es cerámico y denso, que se convierte en una barrera contra la humedad, la sal, el oxígeno, etc., protegiendo la superficie inferior. El acero inoxidable con revestimiento de PVD puede utilizarse en entornos agresivos, como los ricos en cloruros. Coloración electroquímica proporciona una capa muy fina y se utiliza con fines estéticos. La limpieza e inspección periódicas pueden llevar a utilizar los paneles de acero inoxidable coloreado durante décadas, como muestra el estudio de caso.
Por supuesto, un procesamiento y unas técnicas superiores alargarán la vida útil de forma significativa. Jianglin cuenta con un equipo profesional, así que contactarnos enseguida.
