¿Nitrurado o galvanizado?
El número de soluciones de cojinetes es virtualmente infinito, y no hay menos diseños de materiales de eje adecuados – e inadecuados. De hecho, los diferentes materiales del eje y sus recubrimientos pueden crear patrones de desgaste completamente diferentes para el mismo cojinete liso. Esta entrada del blog se ocupará de dos revestimientos de ejes de uso frecuente y considerará la cuestión de qué revestimiento de eje es más adecuado para los cojinetes de polímero: el nitrurado o el galvanizado.
Galvanización de ejes
En la galvanización, las piezas de trabajo se sumergen no en un fundido de zinc, sino en un electrolito de zinc. La pieza para galvanizar se suspende en la solución a modo de cátodo1 y un electrodo de zinc (lo más puro posible) hace la función de ánodo. En el galvanizado, el revestimiento de zinc es proporcional a la fuerza y duración del flujo de corriente, y dependiendo de la geometría de la pieza, el revestimiento se distribuye sobre toda la pieza. Este proceso de galvanización tiene una serie de ventajas.
1 En una reacción eléctrica, es el electrodo que se sufre una reducción al recibir electrones. Suele ser el polo negativo, excepto en las células electrólitos, que hace de polo positivo.
Crea revestimientos puros, uniformes y, por lo tanto, resistentes a la corrosión y fácilmente cromables. Los espesores de las capas pueden ser calibrados con precisión, ahorrando metal. No hay necesidad de repasar las roscas, los puntos de ajuste, etc. El material base no está expuesto al calor, por lo que no hay deformación. La protección real contra la corrosión se desarrolla durante el galvanizado a través de la pasivación de la capa de zinc. En cuanto a los efectos del galvanizado sobre los requisitos especiales de la conexión entre eje y buje y el desgaste del eje, predominan los negativos.
El revestimiento del eje galvanizado es relativamente blando. La pasivación del revestimiento (“óxido blanco”) también crea una superficie comparativamente rugosa. La capa protectora se desgasta relativamente rápido, eliminando la protección contra la corrosión en el área de contacto del rodamiento. Al mismo tiempo, el coeficiente de fricción aumenta. Esto ocurre tanto con los cojinetes metálicos como con los de polímero. En la mayoría de los casos, la protección contra la corrosión sólo se puede mantener si el punto de apoyo se suministra con grasa.
Nitruración de ejes
La nitruración se divide en dos métodos:
La nitruración de gas
Durante la nitruración de gas, el nitrógeno se difunde entre los componentes de una atmósfera de gas amoniaco dividida, normalmente a 500-530°C. Los largos períodos de tratamiento (10 a 160 horas) dan como resultado profundidades de dureza de nitruración (Nht) de 0,1-0,9 mm, dependiendo del material utilizado.
Con este método se mejora:
- la resistencia de los componentes
- la resistencia al desgaste
- las propiedades de deslizamiento
- la resistencia a la temperatura
- la resistencia a la fatiga por flexión
La nitruración con gas permite también un tratamiento parcial del material.
La nitrocarburación
Es un tratamiento que se realiza 560-580°C, donde, además del nitrógeno, el carbono se difunde en el material. El tiempo de tratamiento suele ser de 1 a 5 horas, y el enfriamiento se realiza, según el material, en un baño de agua o de sales fundidas. La profundidad de la dureza de la nitruración es de aproximadamente 0,25 mm (dependiendo del material). El tratamiento es principalmente para la protección contra el desgaste y la corrosión. El proceso puede tener lugar en un baño de sal (nitrocarburación en baño de sal) o en gas amoníaco (nitrocarburación en gas). La tendencia actual es hacia la nitrocarburación de gas.
Los beneficios de la nitruración son:
- Tiene una gran resistencia al desgaste por fricción
- Mejora la resistencia a la corrosión
- Mejora la resistencia a la fatiga
- Se puede utilizar en casi todos los aceros
- Resulta en una superficie dura con un núcleo blando
- Hay poca deformación en el material ya que no se produce ningún cambio estructural
El material a granel puede ser tratado, y es posible la nitruración parcial. La post-oxidación después de la nitrocarburación puede mejorar aún más la resistencia a la corrosión.
Ambos métodos de nitruración son adecuados para la protección contra la corrosión y la reducción del desgaste junto a los cojinetes de iglidur, cuyas propiedades autolubricantes permiten el funcionamiento en seco (sin lubricación externa con grasas o aceites).
Comparativa del recubrimiento del eje:
¿Galvanizado o nitrurado?
En general, los ejes tratados con nitrito son significativamente mejores contrapartes para los materiales de iglidur que los de las materias primas no tratadas. Una gran ventaja sobre los acabados galvanizados es que no se aplica ningún tipo de recubrimiento. En su lugar, el material del eje se modifica por difusión de nitrógeno y carbono. Esto significa que, dependiendo de la profundidad de la difusión, los daños en la superficie no pueden reducir el nivel de protección contra la corrosión. Las diferencias se han demostrado en una prueba comparativa.
Resultados: eje nitrificado con gas (arriba), eje galvanizado (abajo)
Ambos cojinetes se utilizaron en la misma máquina en condiciones idénticas (movimiento pivotante, altas fuerzas, cargas en los bordes, suciedad). Utilizamos el material del cojinete de deslizamiento de iglidur G en ambos casos. Se utilizó un diseño idéntico del eje ST52 con galvanizado y nitrurado de gas. La versión galvanizada muestra claramente que la capa protectora de zinc está completamente desgastada en la zona de contacto del cojinete. La protección contra la corrosión se pierde. Hay una enorme corrosión del eje. Se produce un dramático aumento del coeficiente de fricción. La destrucción del cojinete no se debe al desgaste en el sentido tribológico. En su lugar, el material se desgarra literalmente por el esfuerzo de cizallamiento. Este efecto no se observó en la versión de eje nitrocarburizado.
Conclusión
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