Acabados de sujetadores: tipos de recubrimiento y usos

Uno de los desafíos que enfrentan sus clientes al construir con metal es el riesgo de corrosión futura, incluso si el material principal es madera y está fijado con metal. Sin fijaciones resistentes a las inclemencias del tiempo, la estructura podría colapsar, probablemente debido a la corrosión.

¿Qué es la corrosión?

Como sabe cualquiera que trabaje con metal, el metal expuesto a la intemperie es propenso a la corrosión. Los componentes metálicos pueden oxidarse o parecer dañados por una enfermedad. Esto se debe a su deterioro.

La corrosión ocurre a nivel atómico. La corrosión electroquímica ocurre cuando los átomos de un metal pierden electrones (un proceso llamado oxidación) al oxígeno, el agua u otros compuestos. Posteriormente, el metal reacciona con sustancias ambientales como el aire, el agua o los ácidos. Por ejemplo, en la formación de óxido de hierro, el agua, el oxígeno y los átomos de hierro interactúan, formando óxido u óxido de hierro.

Cuando se produce oxidación entre diferentes tipos de metales en contacto, la interacción provoca corrosión galvánica. La corrosión galvánica implica la transferencia de electrones entre metales, lo que significa que un metal gana electrones (el cátodo) mientras que el otro (el ánodo) los pierde. El cátodo obtiene cierta protección y se corroe más lentamente que si estuviera solo, pero el ánodo se corroe más rápidamente. Es necesaria la presencia de un electrolito para que se produzca la acción galvánica. Un ejemplo común es un marco de ventana de acero inoxidable fijado con tornillos de acero al carbono; es probable que los tornillos se corroan a un ritmo acelerado.

Si bien la corrosión suele ser perjudicial para las estructuras, a veces puede ser inocua o incluso protectora. Un ejemplo es la pátina verdosa que se forma en el cobre; esta corrosión, en realidad, protege el metal subyacente. Sin embargo, esta "película" protectora puede rayarse, provocando corrosión en las zonas desprotegidas.

Acabados protectores

Existen diversos acabados para preservar y proteger los sujetadores de la intemperie. Revisaremos algunos de los tipos más comunes para ayudarle a determinar qué recubrimiento reducirá mejor la corrosión.

Galvanoplastia de zinc blanco y amarillo

La galvanoplastia consiste en sumergir los sujetadores en una solución electrolítica y pasarles una corriente continua. La corriente ioniza la solución de zinc, depositando una capa de zinc puro sobre el metal. A diferencia del óxido de hierro, el óxido de zinc no degrada la superficie del metal; en cambio, la capa de zinc es protectora. Se sacrifica corroyéndose, impidiendo así que el metal subyacente lo haga.

Los valores promedio de las pruebas de niebla salina, según la norma ASTM B117, muestran un rendimiento sin corrosión de 125 a 225 horas, dependiendo del espesor del zinc. Esta protección puede ser eficaz en aplicaciones donde la exposición a la sal es mínima y puede ser más rentable que otras opciones. Sin embargo, la fragilización por hidrógeno (el movimiento de átomos de hidrógeno hacia el metal, que lo vuelve quebradizo y posiblemente provoque grietas) es un problema potencial con este recubrimiento.

La galvanoplastia de zinc no es adecuada para su uso con madera ACQ (debido al tratamiento de cobre) ni para sujetadores que estarán en contacto con cobre o aluminio.

Este acabado es más asequible que muchos otros y a veces se utiliza como base para otro recubrimiento. Por ejemplo, el DMG85 es un tratamiento superficial de tres capas con un recubrimiento cerámico que recubre las capas de zinc, evitando que pierdan electrones y se corroan. Direct Metals Inc. aplica este proceso a su acero al carbono y
Sujetadores de acero inoxidable 304. Las pruebas de niebla salina han otorgado a estos sujetadores una resistencia de 1,000 horas.

Zincado mecánico

(También conocido como galvanizado)

El galvanizado se logra limpiando los sujetadores, aplicando una capa base protectora y luego añadiendo múltiples capas de zinc, generalmente mediante un tambor de centrifugado con zinc y otros productos químicos. Los sujetadores se hornean para eliminar la humedad. Las capas de zinc resultan más gruesas que las de la galvanoplastia, aunque pueden no ser tan uniformes. Este proceso no emite hidrógeno; por lo tanto, no produce fragilización por hidrógeno. La prueba de corrosión por niebla salina dura entre 200 y 500 horas, dependiendo del espesor del recubrimiento. El metal galvanizado puede durar mucho tiempo en entornos sin niebla salina.

Galvanizado en caliente

El proceso de inmersión en caliente es sencillo. Primero, se limpian los sujetadores para eliminar contaminantes y cualquier ionización. Luego, se sumergen completamente en zinc fundido, dejando una fuerte capa interna de aleación de zinc y acero y una capa externa de zinc puro. La calidad de la unión se determina por la limpieza del metal al momento de la inmersión. Muchos profesionales de la industria consideran que la inmersión en caliente es la mejor manera de lograr una capa de zinc gruesa y uniforme.

Los sujetadores también pueden sumergirse dos veces para garantizar que se rellenen las pequeñas imperfecciones de la primera capa. Los clavos STORMGUARD® de Maze Nails son un ejemplo de este proceso y han demostrado su durabilidad durante más de 85 años en el campo.

Variaciones sobre la galvanización por inmersión en caliente

Una variante del método tradicional de inmersión en caliente es ET&F® (una marca de BECK) Aericote® 1000. Este recubrimiento patentado, rico en zinc, se crea por inmersión mediante el método de inmersión-centrifugado, similar a la pintura. No sufre fragilización por hidrógeno y, si se desgasta, una mezcla de óxido de zinc y carbonato lo protege, realizando una función de "reparación". Tiene una vida útil de 1,000 horas sin corrosión en niebla salina.

Copos de zinc

Al igual que las opciones anteriores, este recubrimiento crea una capa protectora de zinc. Se crea mediante la unión inorgánica de láminas de zinc y aluminio, generalmente mediante inmersión-centrifugación, inmersión-centrifugación en bastidor o pulverización. Si bien los recubrimientos de láminas de zinc son más delgados que algunas opciones, ofrecen una excelente resistencia a la corrosión, con una prueba de corrosión por niebla salina de 1,500 horas o más. 

Recubrimiento Dacro

Este recubrimiento inorgánico de zinc/aluminio proporciona una capa uniforme; un recubrimiento de doble inmersión tiene un espesor de tan solo 4-8 micras. No se adhiere a la superficie, lo que resulta en una menor resistencia a la corrosión en comparación con otras opciones. Generalmente es similar a la galvanización, pero previene la fragilización por hidrógeno. Tiene un buen rendimiento a altas temperaturas.

Recubrimientos de Fosfato

Los recubrimientos de fosfato no suelen utilizarse en artículos expuestos a la intemperie, pero constituyen una excelente capa base que ayuda a que una segunda capa se adhiera al sujetador. También contribuyen a la resistencia a la corrosión y la durabilidad.

Niquelado

El niquelado se considera atractivo y resistente a la corrosión. Puede resistir cientos de horas en la prueba de niebla salina, y un recubrimiento de zinc-níquel tiene una vida útil de hasta 720 horas.

Pintura a base de agua por inmersión centrífuga

Esta opción fue diseñada para brindar resistencia a la corrosión y, al mismo tiempo, permitir que el color coincida con el de los paneles metálicos que fija. Si bien es vulnerable a la exposición a los rayos UV con el tiempo, ofrece una sólida protección contra la decoloración de la pintura y un rendimiento sin corrosión en la prueba de niebla salina de más de 1,000 horas.

Recubrimientos de polímeros

Se aplica polvo a los sujetadores, generalmente mediante pulverización, y luego se aplica una corriente eléctrica. Se hornea para fusionar las partículas, creando una capa completa. Esto da como resultado un recubrimiento duro y resistente al astillado. Los recubrimientos de polvo polimérico tienden a ser más resistentes a la corrosión y duraderos que la galvanoplastia de zinc, pero menos resistentes a la corrosión que el galvanizado. Sin embargo, algunos recubrimientos de polímeros orgánicos, como Dyna-Coat de Dynamic Fastener, ofrecen más de 1,000 horas de protección contra la corrosión en la prueba de niebla salina.

Elegir el revestimiento adecuado

Si bien no hemos cubierto todas las opciones de recubrimiento posibles, hemos examinado muchas de las más comunes. Esperamos que ahora tenga una mejor idea de qué recubrimiento de fijación recomendar a sus clientes según los elementos y materiales con los que se enfrentarán. Al considerar las necesidades y el presupuesto de los clientes, se identificarán las opciones adecuadas. Como dijo un profesional del sector: «Se elige en función de la idoneidad y la disponibilidad».

Rollforming Magazine extiende su agradecimiento a los siguientes colaboradores:

 Beck América • www.beck-fastening.com 

 Metales directos, Inc. • www.directmetalsinc.com

 Fijación dinámica • www.dynamicfastener.com 

 Uñas de laberinto • www.mazenails.com

 Corporación de sujetadores triangulares • www.trianglefastener.com