procesos y usos del acero
primero ocurre la nucleación, seguida del crecimiento de
los cristales nucleados. Así siendo, el tamaño de los cristales dependerá fundamentalmente de la velocidad de
nucleación y de la crecida de los cristales.
La velocidad de nucleación es función directa del número
de sitios activos presentes en la superficie del substrato,
pues son en estos sitios que son formados los núcleos
de cristales de fosfato. A partir de estos núcleos emergen
los cristales.
Si el número de sitios fuera pequeño, se tendrá pocos nú-
cleos. Así, los cristales tienen que crecer a partir de pocos
núcleos y el crecimiento cesará cuando el substrato fuera
cubierto, hecho que ocurrirá cuando los cristales se toquen como consecuencia la masa de fosfato por unidad
de área será elevada conforme figura 3a. De lo contrario,
cuando en la superficie de un substrato existen muchos
sitios activos, habrá la formación de muchos núcleos, los
cuales se tocarán antes de que crecieran mucho y originará la formación de camadas delgadas y de cristales delgados conforme la figura 3b.
Figura 3: Representación esquemática de la formación de cristales debido a la presencia de sitios activos en la superficie de un substrato [5].
Queda claro de que existe una relación directa entre el
tamaño de cristales y la masa de fosfato por unidad de
área: cuanto menores los cristales, mas delgada la camada formada. Debemos citar, que el tiempo de formación
de cristales grandes es mayor porque es necesario más
tiempo para cubrir el substrato.
Muchos son los factores relacionados con el substrato
y con el proceso de fosfatización que influencian directamente en el tamaño de los cristales, pudiéndose citar
como principales: estado superficial del substrato, presencia de una delgada camada de óxidos en la superficie
del substrato, composición química del substrato, tratamiento mecánico, desengrase, condicionamiento, tipo
de acelerador y la presencia de refinadores en la solución
(los mas utilizados son soluciones conteniendo sales de
Titanio).
el espesor da camada. Son constituidas por fosfato tetrahidratado de zinc, a hopeita (Zn3 (PO4)2 4H2O) y fosfato doble de hierro y de zinc tetrahidratado, la fosfofilita
(Zn2Fe) (PO4)2 4H2O). La composición de la solución y
las condiciones de operación determinan la cantidad relativa de uno u otro compuesto[6]. La región de la camada mas próxima del substrato es abundante en hierro y
la mas externa es abundante en zinc. La microestructura
de la camada depende, además de la composición de la
solución y de las condiciones de la operación, del tipo de
desengrase alcalino utilizado en el tratamiento.
Ejemplo de una microestructura de camada de fosfato de
zinc en acero de bajo contenido de carbono puede ser
apreciada en la figura 4, abajo.
3.3 Fosfatización:
Es la etapa de formación de la camada fosfatada. Las camadas en la base de fosfato de zinc son las mas utilizadas
en la práctica, siendo el tipo exigido por la mayoría de las
aplicaciones de la industria automovilística, pues atienden
las especificaciones más rigurosas de este sector. Estas
camadas son obtenidas a partir de soluciones conteniendo ácido fosfórico y fosfato diácido de zinc, además de
aceleradores y otros constituyentes de las soluciones
eventualmente adicionados, por ejemplo, para controlar el crecimiento de los cristales, aumentar o disminuir
Figura 4: Camada de fosfato de zinc en flejes de acero de bajo carbono - MEV [7].
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