UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Industrial y de SistemasEXPOSITORES: - CAPISO TINEO, William - CONTRERAS MARTINEZ, Gonzalo - LEÓN MENDOZA, Luís Alfredo. 1 TRATAMIENTOS SUPEFICIALES Propiedades superficiales Fricción, desgaste, resistencia a la corrosión. Tratamientos superficiales Alteración de la superficie de los productos con el fin de mejorar estas propiedades 3 TRATAMIENTOS SUPERFICIALES MODIFICACION SUPERFICIAL RECUBRIMIENTOS SUPERFICIALES 0 1 Sin cambio de composición 2 Con cambio de composición Por electrodeposición 1 Por anodizado 2 Endurecimiento por transformación Procesos Termoquímicos 3 Por Inmersión 4 Por esmaltados 5 Fusión superficial Implantación iónica Por deposición en fase vapor 6 Por proyección térmica 4 Modificación superficial sin cambio de composición Temple superficial Por inducción Por bombardeo Por láser Fusión y resolidificación: Microestructuras muy finas Mayor dureza Formación de fases de no equilibrio e incluso fases vítreas. 5 Modificación superficial con cambio de composición Modificación de propiedades y microestructuras Aplicación en estado sólido IMPLANTACION IONICA Bombardeo en frío con iones acelerados mediante diferencia de potencial Principales: Carburación Nitruración Carbonitruración Cianuración Profundidades ≤ 1μm Proceso muy versátil, aplicable sobre cualquier material 6 RECUBRIMIENTO SUPERFICIAL Tratamiento para la mejora de las propiedades superficiales del sustrato sin realizar modificación superficial alguna Funciones principales 1. Protección corrosión 2. Mejorar el aspecto o textura superficial 3. 4. Mayor resistencia Reconstruir superficies gastadas 7 POR ELECTRODEPOSICIÓN El volumen de metal depositado es directamente proporcional a la intensidad de corriente circulante y al tiempo. Metales más comunes: Zn (sobre acero: galvanizado), Ni, Cr, Cu, Sn (sobre acero: hojalata) Au, Ag y Pt. Me Me+ + eMe+ + e- Me 8 ANODIZADO Protección ambiental de las aleaciones de Al y Mg Formación de un óxido protector, que aísla al producto del medio ambiente y de este modo dificulta la corrosión posterior del mismo En este caso la pieza a recubrir constituye el ánodo de la celda (Me Me+ + e-) Los cationes metálicos forman el correspondiente óxido en presencia de un medio oxidante 9 INMERSIÓN EN CALIENTE Sumergir la pieza en un baño fundido de un segundo metal. Al extraer la pieza, el segundo metal solidifica sobre la superficie del primero. El tiempo de inmersión controla el espesor de la capa (40μm<e<100μm) Metales más comunes: Zn, Al, Sn y Pb Logro: excelente adherencia (difusión en formación de compuestos intermetálicos de transición). 10 ESMALTADOS Recubrimientos cerámicos vítreos (porcelanas) que se aplican sobre productos metálicos y cerámicos (sanitarios) Propósito: mejorar su apariencia y durabilidad. Las piezas, una vez recubiertas deben ser secadas y sinterizadas 11 DEPOSICIÓN FÍSICA DE VAPOR (PVD) Generación de vapor Transporte del hasta el sustrato vapor Condensación del vapor sobre la superficie del sustrato (cámara de vacío) Efecto Joule variedad de recubrimientos y sustratos (metales, vidrio, plásticos, cerámicas) Velocidades de deposición pocas μm por minuto 12 DEPOSICIÓN QUÍMICA DE VAPOR (CVD) Recubrimientos de compuestos (Al2O3, TiC, Si3N4) Reacción química entre dos gases a alta temperatura. Velocidades de deposición del orden de entre 0,1 y 1 μm por minuto Altas temperaturas Fuertes adherencias Fabricación de nanotubos por deposición química de vapor. El brillo rojo es el sistema calefactor, el violeta es el plasma. 13 PROYECCIÓN TÉRMICA Material fundido del revestimiento aportado en forma de alambre o de polvo muy fino . Gotas fundidas proyectadas a gran velocidad contra el sustrato y con gas inerte que evite la corrosión (aire) Las gotas chocan violentamente contra la superficie fría, solidifican rapidísimamente en contacto con ella, consiguiendo una buena adherencia Posible proyectar cualquier material incluidos refractarios. El inevitable atrape de aire se incorpora al recubrimiento porosidad. 14 RECUBRIMIENTOS SUPERFICIALES DE PINTURAS Doble propósito: Proteger todo tipo de Materias primas: Pigmentos Aglutinantes Solventes Aditivos menores estructuras arquitectónicas. Mayor estética a los productos y estructuras recubiertas. Recubrimiento del tipo arquitectónico Comprende: pinturas, lacas y barnices 15 PINTURAS Relativamente sólidos y opacos Aplicación de capas delgadas. Pigmento adecuadamente disperso en un líquido compuesto por una resina y un solvente volátil. 16 PINTURAS El compuesto líquido: vehículo (aceites, secantes y aditivos). Función de aceites Ayuda a formar una Clasificación: Pinturas en base agua Pinturas en base solvente película protectora y plastificada Fijación de pigmentos en la superficie donde se aplicaron. 17 LACAS Composición: material sintético, termoplástico y formador de película disuelto en un solvente orgánico. Con la adición de colorantes: lacas pigmentadas o colorantes. Principal característica: brindar una textura lisa y suave. Mayor uso: recubrimiento de muebles y automóviles. 18 BARNICES Dispersiones coloidales incoloras. Protección y estética Incoloros, menor resistencia a la luz que las pinturas, pero permite acentuar la textura de la superficie recubierta. Las resinas de origen natural: de pinos y de fósiles. Resinas sintéticas: acrílicas, epóxicas, nitrocelulósicas y fenólicas). 19 20 MEZCLADORAS Mezcladores de alta velocidad Mezcladores de velocidad variable 21 MOLINOS Laminadores Pulidores 22 23 PROCESO DE PRODUCCIONDE PINTURAS Pinturas en base agua: - Se inicia con la adición de agua, amoniaco y agentes dispersantes a un estanque de premezcla . -El material pasa a través de equipo especial de molienda. -Se transfiere a un estanque de mezclamiento con agitación -Se agrega el agua. - Luego se filtra para remover pigmentos no dispersos (mayores a 10 μm), siendo posteriormente envasado en tarros y embalado. 25 Pinturas en base a solventes -Inicialmente, se mezclan los pigmentos, resinas y agentes secantes en un mezclador de alta velocidad, seguidos de los solventes y agentes plastificantes. -Se transfiere a un segundo estanque de mezclamiento, en donde se adicionan tintes y solventes. -Se filtra, envasa y almacena. -En este proceso también es posible usar un estanque de premezcla y un molino en lugar del mezclador de alta velocidad. 27 a) Sub-Proceso A: Producción de base incolora (pintura blanca) -Dispersión de la base concentrada incolora (30% concentración de sólidos). -Mezclado de terminación de base incolora. -Luego de estas etapas, se obtiene la base incolora, la cual puede continuar a envasado o a completar el proceso de fabricación de pintura color. b) Sub-Proceso B: Producción de pintura color -Dispersión del pigmento para formar una pasta coloreada (45% concentración de sólidos). -Molienda de la pasta coloreada para formar empaste. -Mezclado del empaste con resinas y solventes formando un concentrado coloreado. -Una vez que se obtiene el concentrado coloreado terminado, la base incolora se mezcla con éste, obteniéndose pintura color. Por último, se envía a envasado, pasando previamente por control de calidad. 30 PROCESO DE GALVANIZADO Recubrimientos con Zinc Galvanización en Caliente La galvanización en caliente consiste en esencia en sumergir las piezas o elementos de hierro o acero a proteger en un baño de zinc fundido, mantenido a una temperatura de 450ºC, aproximadamente. A esta temperatura tiene lugar un proceso de difusión del zinc en el acero que da lugar a la formación de aleaciones de zinchierro sobre la superficie de las piezas. • Galvanización en caliente por procedimiento discontinuo • Galvanización en caliente por procedimiento continuo. a) Galvanización en caliente por procedimiento discontinuo -En este procedimiento las piezas a proteger se someten, previamente a la inmersión en el baño de zinc fundido. -Incluye las fases de desengrase (normalmente alcalino),decapado (en ácido clorhídrico), fluxado en baño de sales (cloruro de zinc y cloruro amónico) y secado. b) Galvanización en caliente por procedimiento continuo -Los materiales se someten de manera continua a una fase previa de limpieza superficial (que puede ser química o de oxidación-reducción carbotérmica, según los procesos), antes de hacerles pasar a una velocidad bastante elevada (hasta 200 m/min) por el baño de zinc. -El espesor del recubrimiento se controla con precisión mediante cuchillas escurridoras de aire/vapor a presión en el caso de la chapa, o matrices mecánicas para el alambre. DIFERENCIAS 38 APLICACIONES DE GALVANIZADO GALVANIZADO PARA EDIFICACIÓN Estructuras, Carpintería, Escaleras, Barandillas, Vallados, Conducciones, Andamios. GALVANIZADO PARA ELECTRICIDAD Y TELECOMUNICACIONES Torres y Subestaciones Eléctricas, Antenas de Telefonía, Repetidores de Televisión. GALVANIZADO PARA MOBILIARIO URBANO Farolas, Semáforos, Contenedores, Marquesinas, Bancos, Instalaciones para Parques y Jardines. GALVANIZADO PARA INSTALACIONES INDUSTRIALES Estructuras, Depósitos y Tuberías. APLICACIONES DE PINTURAS Industria de construcciónedificaciones Residencial Comercial Institucional Laboratorios Automotriz 43 44 SITUACION ACTUAL DEL SECTOR El PBI creció 8,3% en julio, acumulando con este resultado un crecimiento de 10,1% en los primeros 7 meses del año. Las actividades no primarias continuaron liderando el crecimiento del producto con una expansión de 9,0% en julio, mayor actividad de la construcción (18,1%) y de la manufactura no primaria (8,0%). Al interior de las actividades primarias, destacó la agropecuaria con un crecimiento de 6,2%. 45 Manufactura no primaria y el Sector Pintura En julio, la manufactura no primaria aumentó 8,0% acumulando un crecimiento de 10,1% en el período enero - julio. Este crecimiento está vinculado principalmente a la mayor demanda de bienes de consumo masivo y la proveniente de los sectores construcción, minería y agroexportación 47 En el período enero - julio, 86% de este crecimiento corresponde al impulso de la demanda interna y el 14% restante a la mayor demanda por exportaciones. En julio las ramas productoras de bienes de consumo masivo crecieron 5,1%, las de diversos insumos químicos, plásticos y de papel aumentaron 19,9%, las de materiales y acabados de construcción, 13,7% y las de bienes de capital, 26,1%, continuando con el crecimiento observado en meses anteriores. El rubro productos químicos, caucho y plásticos aumentó 9,7% y aportó 1,2 puntos porcentuales al crecimiento de la manufactura no primaria. En el período enero-julio aumentó 9,6 por ciento. La producción de pinturas, barnices y lacas se incrementó 18,3% y sumó 0,2 puntos porcentuales al crecimiento de la manufactura no primaria. Este resultado es explicado por la mayor producción las firmas representativas del rubro, que debido a la implementación de promociones y descuentos registran mayores pedidos de pinturas. CONCLUSIONES El tratamiento de superficie constituye uno de los procesos más importantes de la fabricación de una pieza. Un correcto acabado de las piezas garantiza una alta protección, gran durabilidad y resistencia y, por supuesto, una excelente imagen de producto. Existen muchos métodos de recubrimientos de superficies, sin embargo cada uno presenta una dificultad particular. 52 CONCLUSIONES El proceso productivo de las pinturas no presenta una gran complejidad por lo que por el aspecto productivo/ tecnológico una empresa no tendría demasiada dificultad en la producción. La industria de las pinturas se encuentra en un continuo crecimiento asociado al incremento del sector construcción y manufacturero. 53