Métodos de Tratamiento de Superficie y Planes de Prueba para Piezas Metálicas Automotrices

Gracias por leer el blog de Shaoyi. Nos especializamos en proporcionar análisis del sector y las últimas tendencias en fabricación de piezas metálicas. Shaoyi se enfoca en producir componentes metálicos para automóviles mediante diversos procesos de fabricación. Hoy, exploraremos una práctica común en la industria automotriz: el tratamiento de superficies.

Resumen del Artículo

La tecnología de tratamiento de superficies conserva las propiedades originales del material base mientras mejora el rendimiento superficial, mejorando las características físicas y mecánicas. Este artículo describe tratamientos de superficie adecuados para piezas metálicas producidas mediante mecanizado, estampado, fundición, forja, etc. Analiza planes de prueba de tratamiento (por ejemplo, electroplacado, chorreado con bolas, arenado, martillado con proyectiles, pulverización), ofreciendo referencias para desarrollar y verificar piezas metálicas automotrices tratadas en superficie, asegurando calidad y efectividad.

Tratamiento de Superficie de Piezas de metal automotrices

En la fabricación automotriz, las piezas metálicas constituyen entre el 60% y el 70% de los componentes totales, mientras la mayoría de ellos que requieren tratamiento de superficie.  fabricantes de piezas automotrices a través de su proceso mantiene la integridad del material base mientras agrega nuevas propiedades de superficie, alterando las condiciones de la superficie para mejorar el rendimiento. Los tratamientos de superficie ampliamente utilizados se dividen en dos categorías:

• Tratamientos químicos (electroplating, electroforesis, pasivación).
• Tratamientos mecánicos (chorreo de bolas, chorreado de arena, proyección) [1].

Las diferentes técnicas tienen propósitos y procesos distintos, lo que requiere planes de prueba variados en la verificación de partes. Los planes insuficientes impactan directamente la calidad y los plazos del desarrollo de nuevas piezas.

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1.  Funciones del Tratamiento Superficial

El tratamiento superficial crea una capa superficial con propiedades distintas al material base mediante métodos físicos/químicos. Los objetivos principales incluyen:

• Mejora Decorativa
  Pulimenta superficies para un atractivo estético (p. ej., logotipos de autos, parachoques, rines). El cromado/zincado mejora el atractivo visual, aumentando la preferencia del consumidor.

• Mejoras de Rendimiento

• Resistencia a la corrosión/desgaste : El carburo/nitrurado endurece las superficies de piezas del motor de alta carga (pistones, bielas) mientras mantiene la ductilidad del núcleo.
• El material de acero : Recubrimientos de zinc/níquel o tratamientos de oxidación protegen los elementos de unión (tuercas, pernos).

• Refinamiento de Superficie
  El chorro de abrasivo/pulido elimina rebabas y escamas de piezas brutas fundidas/forjadas, mejorando la planitud.

• Modificación de la Propiedad Térmica
  Recubrimientos de alta conductividad para piezas de transferencia de calor; materiales aislantes para aislamiento térmico.

• Ajuste de la Propiedad Eléctrica
  Electrochapado con cobre/plata para conductividad; pinturas/películas aislantes para superficies no conductoras.

• Mejora de la Adhesión
  El esmerilado/fosfatado prepara superficies para pintar, mejorando la resistencia del enlace del recubrimiento.

Piezas electroplacadas

2.  Métodos de Tratamiento Superficial y Planes de Prueba

Fabricación de metales para la industria automotriz abarca principalmente mecanizado, estampación, fundición por inyección, forja y metalurgia del polvo. Los componentes metálicos producidos por diferentes procesos presentan propiedades físicas y mecánicas distintas, lo que lleva a objetivos variados para el tratamiento superficial. En consecuencia, los métodos de tratamiento superficial aplicables y los planes de prueba de verificación de componentes correspondientes difieren en consecuencia. Los métodos de tratamiento superficial más comúnmente utilizados para metal auto  regiones incluyen electroplacado, chorreado con proyectiles, arenado, martillado con proyectiles y recubrimiento por pulverización, como se analiza en detalle a continuación.

2.1 Electroplacado

El electroplacado deposita iones metálicos sobre sustratos conductores desde una solución electrolítica [3], ampliamente utilizado para paneles del cuerpo y elementos de unión para mejorar la resistencia a la corrosión y la estética. Los recubrimientos (zinc, cromo, cobre, etc.) varían según el propósito (Tabla 1).

2. el trabajo. 2. Las demás (40-50% de las aplicaciones): La resistencia a la corrosión está correlacionada con el grosor (Tabla 2). Los riesgos de fragilización por hidrógeno en los elementos de unión de alta resistencia (>grado 10.9) requieren deshidrogenación posterior al placado y cumplimiento con GB/T 3098.17.

Tabla 1 Comparaciones de Recubrimientos de Electroplacado

Normas de prueba de niebla salina de sujetadores galvanizados con zinc

2.3Disparar con disparos

Utilizando la fuerza centrífuga, pelletes de 0.2-3.0 mm (acero inoxidable/acero fundido) eliminan contaminantes, rebabas y estrés mientras roughen las superficies para una mejor adherencia de recubrimiento [5]. Las pruebas post-tratamiento incluyen:

 Inspección de apariencia : Sin óxido/escamas.

 Nivel de limpieza : Clasificado por el área de diferencia de sombra/color.

 Rugosidad de la superficie/cobertura : Medido según normas especificadas (Tabla 3).

Tabla3  Prueba de Chorro de Áridos  Criterios

2. 3 Arenado

El aire comprimido impulsa abrasivo (arena de hierro/emery) para limpiar superficies, mejorar la limpieza y ajustar la rugosidad. Ideal para aplicaciones de alta demanda. Las pruebas incluyen:

l Inspección visual : Asegúrese de no dejar esquinas sin cubrir.

l Limpieza/rugosidad : Medido bajo iluminación adecuada.

2. 4 Shot Peening

Simil al chorro de abrasivos, pero utilizando pellets metálicos de 0.2-2.5 mm, principalmente para piezas fundidas o forjadas complejas para eliminar escamas/óxido. Las pruebas son similares al chorro de abrasivos debido a efectos superficiales comparables.

2.5 Pulverización

La pulverización por aire/estática aplica recubrimientos atomizados. La pulverización electrostática ofrece mayor eficiencia pero requiere sustratos conductores [6].

Para piezas con recubrimiento pulverizado, las inspecciones generalmente incluyen verificaciones visuales, mediciones del grosor del recubrimiento/dureza superficial y pruebas de adherencia, resistencia a la corrosión y durabilidad ambiental. Los defectos superficiales comunes, como formación de partículas, goteo, efecto naranja, blanqueamiento y arrugas, se detectan mediante inspección visual o comparación con muestras estándar.

La prueba de dureza superficial utiliza el método del lápiz HB: un lápiz HB no afilado se desliza a 45° sobre la superficie con presión normal de escritura. Después de limpiar con un paño libre de polvo húmedo, solo son aceptables pequeños arañazos (sin exposición del sustrato).

La prueba de adherencia sigue los estándares ISO 2409 de corte cruzado: se realiza una cuadrícula de 10×10 (con espaciado de 1 mm) a través del recubrimiento utilizando una hoja. Se aplica cinta adhesiva 3M, se deja durante 1 minuto y luego se despega rápidamente a 45°. Las calificaciones de adherencia se determinan por el área de desprendimiento del recubrimiento (ver Tabla 4). Se realizan pruebas adicionales, incluidas ciclado térmico, resistencia a disolventes y resistencia al desgaste, según los requisitos de la aplicación para validar la resistencia a condiciones climáticas, disolventes y fricción.

Diferente procesos de componentes metálicos automotrices y las especificaciones dictaminan las opciones de tratamiento de superficie, requiriendo protocolos de verificación personalizados para cada método. Una prueba rigurosa asegura que la calidad del tratamiento de superficie cumpla con las necesidades del cliente. Como los componentes representan entre el 60% y el 70% del costo total del vehículo, los fabricantes desarrollan continuamente tratamientos de superficie eficientes en energía, amigables con el medio ambiente y de alto rendimiento para reducir costos e mejorar la tecnología.

Referencias
[1] Normas industriales para la clasificación del tratamiento de superficies.
[3] Fundamentos del proceso de electrochapado.
[4] Correlación entre el espesor del recubrimiento de zinc y la resistencia a la corrosión.
[5] Mecanismo y aplicaciones del chorreado con abrasivo.
[6] Directrices de tecnología de pulverización para componentes automotrices.