Tratamiento

CROMO DURO

El cromado duro es un tratamiento electrolítico que recubre las piezas con una película de cromo de espesor variable. 

Este recubrimiento es altamente adherente, ofrece excelentes propiedades mecánicas y una gran resistencia a la corrosión. Además, las piezas tratadas pueden ser pulidas o rectificadas.

Las principales características del cromo duro son:
  • Su elevada dureza
  • Gran resistencia a la abrasión
  • Buen coeficiente de rozamiento
  • Resistencia a la corrosión

Pueden cromarse duro todos los aceros al carbono, templados o no; aceros corrientes al cromo, al níquel, y al cromo-níquel; funciones finas; cobre y sus aleaciones, aluminio...

  
A título informativo diremos que son difíciles de cromar todos los materiales que han sufrido tratamientos térmicos especiales, como nitrurados, cementados, aceros de alta aleación de tugsteno, carburo de silicio, fundiciones grafíticas (por falta de unión metálica).Las aplicaciones industriales del cromo duro son prácticamente ilimitadas, pudiéndose obtener mediante su empleo, un mayor rendimiento y una mejora de la calidad de las piezas tratadas.

EL CAMPO DE LA RECUPERACIÓN

• Restauración dimensional: Permite corregir piezas que, debido a defectos de fabricación, han quedado fuera de norma. 
• Recuperación de piezas desgastadas: Restaura las dimensiones originales de componentes con desgaste excesivo. 
• Eficiencia y ahorro: Las piezas cromadas vuelven a ser aptas para su uso a un costo mucho menor que una pieza nueva, manteniendo o incluso mejorando sus condiciones técnicas originales. 
• Aplicación localizada: El cromo puede depositarse únicamente en las zonas fuera de cota, lo que optimiza el proceso y reduce costos. 
• Reutilización a largo plazo: Las piezas recuperadas pueden someterse nuevamente a cromado duro si, tras un largo período de servicio, vuelven a quedar fuera de cota. 

COMO PROCESO DE FABRICACIÓN

Con el fin de mejorar la calidad de la producción, cada día se recurre más al cromado duro, para lograr desde un principio la excelentes propiedades de este recubrimiento.

APLICACIONES ESPECÍFICAS

Existen algunas aplicaciones que, debido a los inmejorables resultados que se obtienen con el cromado duro, se han hecho campo casi exclusivo de este tratamiento.

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS RECUBRIMIENTOS DE CROMO DURO

Propriedad Valor
Densidad 7,2 gr/cm3
Temperatura de fusión 1,800 ºC
Dureza 70 Rc = 1.100 Vickers
Conductividad eléctrica 20.000 Ohm-1/cm-1
Conductividad térmica 0,165 Cal/cm2 a 20 ºC
Coeficiente de dilatación 0,8 x 10-5 ºC-1
Módulos de elasticidad 15.000 kg/mm2
Capacidad de reflexión Hasta aprox. 90%

DUREZA DEL CROMO DURO

Un motivo importante para el uso de este revestimiento es su gran dureza (aprox. 70 Rc = 1.100 Vickers). Este tipo de tratamiento, a diferencia de los tratamientos térmicos habituales, no varía la estructura del material base, puesto que se trabaja a temperaturas entorno a los 60ºC.

ESCALA DE MOHS
Mineral patrón Dureza
Talco 1
Yeso 2
Calcita 3
Espato flúor 4
Apatita 5
Feldespato 6
Cuarzo 7
Topacio 8
Corindón 9
Diamante 10
ESCALA DE MOHS
Metales Dureza
Plomo 1,5
Estaño 1,8
Cadmio 2
Zinc 2,5
Oro 2,5
Plata 2,7
Aluminio 2,9
Cobre 3
Niquel 3,5
Platino 4,3
Hierro 4,5
Cobalto 5,5
Wolframio 7,5
Cromo 9

Según esta tabla, podemos afirmar que el cromo duro raya el vidrio.

DUREZA DE LOS DEPÓSITOS ELECTROLÍTICOS

(Correspondencia escala Brinell)
Las durezas Brinell están extrapoladas.

Para medir la dureza del CROMO DURO, (al igual que todos los recubrimientos metálicos) se utilizan durómetros especiales (MICRODURÓMETROS) con cargas débiles para no romper la capa de cromo.

BUEN COEFICIENTE DE ROZAMIENTO
El cromo duro tiene un coeficiente de rozamiento muy bajo, por lo que las piezas cromadas sometidas a tales esfuerzos reducen el coeficiente de fricción aumentando su vida útil, y de ésta manera el rendimiento de la maquinaria para la que fueron concebidas.Debe tenerse en cuenta que los depósitos de cromo duro tienen una resistencia muy baja y que por ello resisten mal la deformación por choque o percusión, no siendo utilizables, por tanto para piezas que tengan que sufrir golpes con cargas elevadas.Debido a que el cromo duro se emplea corrientemente para el recubrimiento de piezas deslizantes, es conveniente saber que este material da excelentes resultados cuando está en contacto con:
- Antifricción
- Bronces al plomo
- Fundición fina

Y que da buenos resultados cuando está en contacto con:
- Aceros dulces o semiduros, caucho, materias plásticas.Por otra parte, el cromo duro no se puede emplear en contacto con:
- Aceros duros
- Bronces fosforosos
- Aleaciones ligeras
- Cromo

TABLA DE COEFICIENTES DE ROZAMIENTO  DEL CROMO DURO
Pares de Metal.  Reposo Movimiento Observaciones
Cromo con cromo 0,14 0,12 Fuerte peligro de gripado
Cromo sobre antifricción 0,15
0,13
Cromo sobre acero 0,17 0,16
Acero sobre antifricción 0,25 0,2
Antifricción sobre antifr. 0,54 0,19
Acero sobre acero 0,30 0,2
TABLA DE ROZAMIENTO CON EL CROMO DURO
Material del cojinete/guía  Condiciones  de lubricación Condiciones de trabajo  Resultados
Antifricción Excelente
Fundición fina Excelente
Bronce de plomo Bueno
Caucho Acuosa Bueno
Plástico Acuosa Bueno
Acero duro Abundante Velocidad débil Bueno
Acero semiduro Abundante Velocidad débil Bueno
Acero duro Abundante Velocidad débil Bueno
Acero duro Abundante Velocidad elevada Delicado
Acero duro Abundante Presión elevada Delicado
Aleación ligera - - Delicado
Bronce Fosforoso - - Pésimo
Cromo - - Pésimo

Entre dureza y resistencia al desgaste, no existe en realidad un paralelismo patente, pero hay una cierta interdependencia que viene condicionada por la fuerza de adherencia característica del cromo duro, por la rugosidad del revestimiento y su tratamiento.

El conocimiento de los procedimientos de desgaste en general aún no son suficientemente amplios, por lo que no hay un método de control universal. Actualmente se utiliza el método TABER, aunque no puede aplicarse en la práctica por su complejidad. En base a nuestra experiencia podemos aconsejarle en cuestiones de desgaste, abrasión y humificación.

RESISTENCIA A LA CORROSIÓN

Por corrosión se entiende una destrucción paulatina de la superficie de materias metálicas o no metálicas. Esta tiene lugar mediante actuaciones químicas (gases o metales fundidos) o electroquímicas (sales, ácidos, alcalinos).

La capa de cromo duro en su formación provoca fuertes tensiones internas que conllevan a una estructura agrietada del revestimiento, sin que ello perjudique en absoluto su adherencia con el material base. Con un espesor elevado superamos esta estructura de tal forma que no existan grietas hasta el material base, sino que en el peor de los casos sólo algunos microporos, que llegan a desaparecer con espesores de capa elevados. Es posible realizar un recubrimiento de cromo duro sin grietas bajo unas condiciones de baño concretas, pero el cromo aportado pierde características importantes, como por ej.: Dureza.

Efectuamos el cromado de doble capa, es decir, un cromado sin grietas (blando, de diferente rugosidad), y seguidamente el clásico revestimiento de cromo duro, de esta manera la última capa agrietada no alcanza el metal base, retardando considerablemente la oxidación de las piezas tratadas.

Cuando el metal base tiene microporos o inclusiones metálicas, los defectos se propagan a la capa de cromo y es imposible obtener un depósito correcto. Generalmente, si no existen razones técnicas muy exigentes, se realiza el cromado simple o convencional que es suficiente y más económico.

RESISTENCIA A LA CORROSIÓN

RESISTENCIA DE LAS PELÍCULAS DE CROMO A LA CORROSIÓN

(National Research Council)

Materia Reacción
Atmósfera caliente y oxidable Resiste
Atmósfera caliente y reductora Resiste
Baquelita caliente durante el moldeado Resiste (no se matea)
Jugo de azúcar de remolacha Resiste
Cerveza y mosto Resiste
Latón en fusión Resiste
Agua salada neutra Resiste
Bronce de aluminio fundido Resiste
Gas de hulla Resiste
Cianuros fundidos Resiste
Ebonita durante la fusión Resiste
Ácidos de frutas Generalmente resiste 
Gasolina (con tetraetilo de plomo o sin él, en curso de combustión) Resiste
Productos calientes de la combustión de la gasolina y otros carburantes Resiste
Vidrio fundido Resiste
Aceites brutos Resiste
Pasta de papel Resiste
Resinas sintéticas Resiste
Resinas de tiourea (durante el moldeado) Resiste
Resinas vinílicas (durante el moldeado) Resiste
Caucho durante la vulcanización Resiste
Liquidos sulfurosos Resiste a la Tª de ebullición
Tanino 1-3 Resiste
Zinc fundido Atacado
Aceites esenciales Resiste
Aceites minerales calientes Resiste
Tintas de imprimir Resiste
APLICACIONES

HERRAMIENTAS 
- Control: calibres, cilíndros cónicos fileteados. 
- Corte: fresas, escariadores, machos, líneas. 
- Medida: micrómetros, nonios. 

TRABAJO DE METALES
 - Estirado: hileras, matrices, punzones. 
- Forzado: mandrines, matrices. 
- Embutido: matrices, punzones. 
- Laminado: cilindros. 
- Moldeado: moldes de colada, cajas de núcleos. 

MÁQUINAS ÚTILES 
Ejes de: torno, brocas, fresas, pulidoras, rectificadoras. 

MÁQUINAS TÉRMICAS 
Vástagos, manivelas, elementos de válvulas, aletas de turbina.

MÁQUINAS HIDRÁULICAS Y OLEO-NEUMÁTICAS 
Barras de pistones, camisas, válvulas, bombas. 

MÁQUINAS NEUMÁTICAS Y DE VACÍO 
Compresores, bombas de vacío, aspiradores. 

MATERIAL DE MINAS Y OBRAS PÚBLICAS 
Tubos de puntales, piezas de desgaste para compresores. 

AUTOMÓVILES Y MOTORES DE EXPLOSIÓN 
Cigüeñales, segmentos, cilindros, amortiguadores.

AVIACIÓN Y APARATOS ESPACIALES 
Frenos de aterrizaje, discos de freno, bielas de helicóptero. 

FERROCARRILES 
Motores Diesel, piezas de señalización.

INDUSTRIA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA 
Armaduras de parada, piezas de inductores.

INDUSTRIA QUÍMICA Y MATERIAS PLÁSTICAS
 
Mezcladores, calandras, máquinas de inyectar, compuertas. 

INDUSTRIA NUCLEAR 
Elementos de mando sumergidos en agua desmineralizada. 

INDUSTRIA TEXTIL
 Cilindros de estampar, guía hilos, anillas de continua. 

ALIMENTACIÓN 
Mezcladoras, moldes de biscuit, lechería, margarinas 

INDUSTRIAS DEL PAPEL 
Reguladores de tintas, cilindros, secadores y grabadores. 

IMPRENTA 
Cilindros de huecograbado. 

CUEROS Y CALZADO 
Fresas, placas y cilindros de engranaje. 

FOTO-ÓPTICA-CINE 
Placas y cilindros bruñidores, cilindros de máquinas de aumentos. 

ARMAMENTO 
Interiores de los cañones, frenos de retroceso. 

CERÁMICA, LADRILLERÍA,CRISTALERÍA 
Planchas de prensa, pistones, visinfines, hileras. 

Como hemos comentado anteriormente, una de las aplicaciones más difundidas del cromo duro se encuentra en el campo de la recuperación, ya sea en aquellas piezas que han quedado defectuosas por su uso continuado, o las "coladas" de medida en su proceso de fabricación.

ESPESOR RECOMENDABLE

El espesor de la capa de cromo está en relación directa con la función de la pieza tratada; según si ésta necesita:
- Soportar esfuerzos de fricción y deslizamiento.
- Protección contra la abrasión o corrosión.
- Recuperación de una pieza con deficiencia de cota.

Aplicación Espesor de la película de cromo(mm)
Protección contra la corrosión de piezas diversas
Protección fuerte contra a corrosión 0,07 a 0,08
Protección de moldes para inyección de plástico contra desgaste y corrosión 0,01
Protección de moldes para vidrio contra desgaste y corrosión 0,03
Protección de moldes para goma contra desgaste y corrosión  0,02 a 0,03
Cilindros de estampación 0,03
Cilindros para laminación de plásticos 0,05
Herramientas de corte 0,001 a 0,003
Útiles de estirado y embutido que se han de pulir pero no rectificar 0,04
Útiles de estirado y embutido en los que se ha de rectificar el depósito 0,1 a 0,2
Segmentos de motor de explosión que no han de ser rectificados 0,03
Segmentos de motor que tienen que ser rectificados 0,08 a 0,125
Camisas motor 0,08 a 0,03
Bulones de émbolo de motor 0,025
Ejes de levas que tienen que ser rectificados 0,075
Muñequillas de cigüeñal 0,04 a 0,07
Superficies de antifricción de las bielas 0,03
Piezas desgastadas que deben volver a ponerse a la cota debida  Hasta varias décimas (Si es necesario)

ACABADO MECÁNICO

Si se croman duro piezas con capas de gran espesor (desde 0,1 m/m a 1 m/m), necesitaremos un rectificado final para conseguir la tolerancia determinada. Siguiendo normas generales, para rectificar un material duro (cromo) son necesarias muelas blandas puesto que un exceso de dureza provocaría una falta de adherencia entre ésta y la pieza. 

Hay que tener en cuenta que los recalentamientos en determinadas zonas de una pieza cromada durante su rectificado, puede llevar a la formación de grietas rompiendo la homogeneidad del recubrimiento. Generalizando, podemos decir que para rectificar depósitos de cromo son adecuadas las muelas con durezas J.K.L. y M de blanda a semidura con granulaciones medias, entre 80-120, según medidas normalizadas. 

La velocidad de la muela también influye en la calidad posterior del cromo y depende en cada caso de la forma, dimensión y naturaleza el material base de la pieza a rectificar. 

El rectificado se hará siempre con abundante refrigeración y con pasadas de 0,01 m/m cómo máximo. A modo de ejemplo expondremos las normas para el rectificado de depósitos de cromo duro (Estarta y Ecenarro).

Rectificado cilíndrico exterior Tipo de muela
 Hasta ø 350 15A  120J 7V 19A 100HaJ 5V
De ø 350 a ø 450 15A  100J 7V 19A  80 Ha  5V
De ø 450 a ø 600 15A  80J 7V 19A 60HaJ

INFLUENCIA DE LA FORMA

Los revestimientos electrolíticos de cromo duro son irregulares debido a la inclusión de la corriente eléctrica en su formación. Podemos, a través de técnicas determinadas (ánodos auxiliares...), hacer más uniforme la capa depositada, pero encareciendo sensiblemente los costes del cromado. Estos pueden eliminarse, si ya durante el diseño o la realización de una pieza, se tienen en cuenta las peculiares características del cromo duro.

DEPÓSITOS DE CROMO OBTENIDOS A CONSECUENCIA DE UN INCORRECTO DISEÑO DE LA PIEZA

PUNTO 1 - DEFECTO DE LA ARISTA 
Sobreespesor y arborescencia del depósito de cromo. 
Solución: Preveer un redondeo de la arista o una arista no cromada.   

PUNTO 2 - ANGULOS 
Ausencia de cromo. Solución: Evitar ángulos vivos mediante radios mínimos o practicar un alojamiento al cromo para poder rectificar.   

PUNTO 3 - CUELLOS Y GARGANTAS 
Produce ausencia de cromo en el fondo de las gargantas, aproximándose las aristas exteriores, con falseo de medidas. 
Solución: Disminuir la profundidad de la garganta, redondeando sus ángulos interiores y abrir en forma trapezoidal en ancho de ésta.   

PUNTO 4 - RAYADOS Y FISURAS 
La capa de cromo copia los defectos del material base, aumentándolos. 
Solución: Atenuar la zona rayada mediante rectificación con muela y rectificar después del cromado.   

PUNTO 5 - DENTADOS Y FILETEADOS 
El perfil queda modificado. 
Solución: Desgastar por electroerosión o electrolíticamente el perfil de las zonas a cromar para, después del cromado, rectificar sus medidas.   

PUNTO 6 - ÁNGULOS INTERIORES DE MANDRINADO 
La aportación del cromo no es correcta en el ángulo interior formado, ni en la pared perpendicular al eje de mandrinado.
Solución: Preveer en su ángulo interior una garganta.

Para evitar malos entendidos detallamos a continuación algunas normas básicas que deben de seguirse para enviar las piezas a cromar duro:

1) Marcar la superficie a cromar en dibujos o croquis o en la pieza misma.
2) Indicar superficies no importantes que puedan cromarse en parte o por completo.
3) Indicar superficies que deban protegerseabsolutamente de la aportación de cromo.
4) Datos sobre la materia base de la pieza.
5) Datos que sean de relevancia para la calidad del revestimiento de cromo duro sobre peculiaridades en la realización de una pieza, si se ha realizado un tratamiento térmico indicar que tipo y cual es su dureza.
6) Para qué aplicaciones está prevista la pieza cromada duro.
7) Qué espesor de capa se desea; marcando la medida actual de la pieza y la posterior al cromado.

Aconsejamos mantener una conversación técnica cuando haya que atender a características especiales. Siempre estamos a su disposición para estas conversaciones y cualquier consulta que deseen realizar.

MICROFISURADO Y DOBLE RECUBRIMIENTO

La estructura de deposición del cromo duro convencional se forma en función del procedimiento, siendo su configuración más o menos exagonal.

En la red cristalina se forman hidruros de cromo debido a la deposición simultánea de hidrógeno. Estos compuestos inestables se descomponen y conducen a una deformación de la red cristalina original con la consiguiente aparición de tensiones internas, que dan lugar a las típicas estructuras de fisuración.

En el cromo duro convencional aparecen una media de 5 fisuras m/m. (foto A y A.1).

Tecnocrom Ind. S.A. ha tenido acceso a los nuevos avances en baños de cromo duro, con características similares al convencional, pero con una deposición diferente en su estructura. Entre estos baños se encuentra el "cromo duro microfisurado" que aumenta considerablemente el número de sus fisuras reduciendo la profundidad de la mismas, (el aumento del número de fisuras aprox. 10 veces superior al cromo convencional. foto B y B.1).

Con el cromo duro microfisurado se consiguen mejorar algunos aspectos. En primer lugar el aumento de la "resistencia a la corrosión" debido a que a mayor número de fisuras y menor profundidad de las mismas impedimos la penetración de los elementos corrosivos en el substracto y en segundo lugar la "humectabilidad" facilitando la aplicación de la película de aceite mejorando las propiedades de fricción deslizante.

Otro de los avances obtenidos por Tecnocrom Ind. S.A. en los recubrimientos metálicos duros es la combinación de una capa de "níquel químico" y otra de "cromo duro" con lo que conseguimos la unión de las mejores características de estos recubrimientos, "resistencia a la corrosión y dureza superficial". (foto C).