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Recubrimientos lamelares de zinc-aluminio sin cromo: protección premium para tornillería de alto par

En la tornillería automotriz de clase 12.9, en los pernos de anclaje de aerogeneradores offshore o en los bulones que sostienen barandillas portuarias, la exigencia es idéntica: superar 1 000 horas de niebla salina, mantener un coeficiente de fricción estable y evitar la fragilización por hidrógeno… todo ello sin cromo hexavalente. El recubrimiento lamelar de zinc-aluminio —conocido como zinc flake— responde a ese tríptico de requisitos. Autocromes lo aplica mediante inmersión-centrifugado (dip-spin) y curado controlado, certificando ISO 10683 para tornillería e ISO 12944 para piezas estructurales, con una trazabilidad que comienza en el desengrase y termina en el informe digital que acompaña cada lote.

Cómo funciona el recubrimiento lamelar zinc-aluminio

La formulación base contiene micro-láminas de zinc y aluminio, de apenas 0,5 a 2 µm de grosor, dispersas en una matriz inorgánico-orgánica exenta de Cr VI. Durante el curado (200–240 °C) las láminas se alinean y se superponen como tejas, creando una barrera densa que refleja oxígeno y cloruros. A diferencia de un galvanizado convencional, la protección catódica existe pero la velocidad de consumo metálico es muy lenta; con tan solo 8–12 µm de base y 3–5 µm de top-coat se obtienen hasta 1 440 h de resistencia a niebla salina neutra sin formación de óxido rojo. El espesor ultrafino preserva tolerancias roscadas y elimina la necesidad de repasado posterior, algo crítico en tornillos de paso fino o en ensamblajes de precisión.

Ventajas frente a galvanizado y zinc-níquel descritas sin tablas

Comparado con el galvanizado en caliente, el zinc-flake aporta la misma protección anticorrosiva con un espesor cinco veces menor, lo que evita el riesgo de atascos en roscas internas o interferencia en casquillos calibrados. Frente al zinc-níquel, su principal ventaja es la inmunidad a la fragilización por hidrógeno: el proceso dip-spin no utiliza corriente eléctrica y, por tanto, no genera átomos de hidrógeno que puedan infiltrarse en aceros de alta resistencia. Además, el recubrimiento lamelar ofrece un coeficiente de fricción más estable —μ ≈ 0,12 con tolerancia ± 0,02— gracias a lubricantes sólidos añadidos al top-coat. En los bancos torque-tensión de Autocromes, la dispersión entre tornillos de un mismo lote raras veces supera el dos por ciento, de modo que la línea de montaje puede prescindir del engrasado manual y ahorrar varios segundos por unión.

Proceso de aplicación paso a paso en Autocromes

La ruta empieza con un desengrase alcalino multietapa que elimina aceites de temple y restos de estampación. A continuación, un micro-granallado suave crea una rugosidad controlada (Sa 2½) que mejora el anclaje sin dañar las roscas. La pieza se sumerge entonces en la suspensión zinc-flake; agitadores magnéticos mantienen la mezcla homogénea mientras cestas perforadas giran a 400 rpm para escurrir el exceso y lograr un espesor uniforme.

El curado se realiza en un horno túnel a 220 °C; quemadores modulados en cascada evitan gradientes térmicos que provocarían ampollas. Cuando el base-coat ha reaccionado se aplica un segundo baño dip-spin con el top-coat. Existen dos versiones: una lubricada, pensada para tornillería, y otra sellante, orientada a piezas estructurales que necesitan barrera frente a UV y humedad. Esta segunda capa se cura a 180 °C durante quince minutos adicionales.

Cada variable —velocidad de cesta, temperatura, tiempo, viscosidad— se registra en un sistema MES vinculado con el laboratorio. El informe final incluye espesor medido por XRF, curva de curado, resultado de niebla salina y coeficiente de fricción, todo ello firmado digitalmente según FDA 21 CFR Part 11.

Respuesta a los grandes problemas de la fijación moderna

La fragilización por hidrógeno es el enemigo silencioso de la tornillería de alto par: un átomo invisible que, atrapado en la red cristalina, puede provocar fallos catastróficos a los pocos días de servicio. Al eliminar la electrólisis, el zinc-flake descarta el problema de raíz. Además, la delgada barrera metálica no introduce tensiones térmicas significativas, de modo que la dureza de un tornillo 12.9 permanece intacta.

En cuanto a corrosión, las 1 440 h de niebla salina sin óxido rojo equivalen —dependiendo de la agresividad del ambiente— a 15 años de servicio continuo en zona costera C5-M antes de que aparezcan los primeros puntos de corrosión; el galvanizado de igual espesor apenas duraría cinco. Esa longevidad se traduce en menos paradas de mantenimiento y menor coste total de propiedad, especialmente en infraestructuras donde desmontar un perno implica izar grúas o detener turbinas.

Control de fricción: el ingrediente secreto del montaje rápido

Uno de los grandes méritos del zinc-flake es que combina su capacidad barrera con aditivos lubricantes integrados. Mientras que un galvanizado exige engrasar la rosca o aplicar una arandela lubricada—con el consiguiente riesgo de salpicar piezas vecinas—el top-coat de Autocromes ya fija el coeficiente de fricción. Durante la validación de cada lote se toman diez muestras, se aprietan a un 75 % de carga de prueba y se evalúa la tensión residual: la desviación típica no suele superar los 500 N en tornillos M12, lo que da confianza al cliente para montar sin controles adicionales.

Casos de uso con resultados medibles

Un fabricante de pinzas de freno para vehículos utilitarios sufría corrosión roja a los nueve meses de exposición en flotas de ensayos de invierno. Después de migrar al sistema zinc-flake de Autocromes —11 µm de capa base y un top-coat lubricante negro— los test alcanzaron 1 500 h ASTM B117 y treinta ciclos Kesternich sin oxidación. Además, la obra dejó de aplicar grasa por brida, ahorrando dos minutos por pinza y eliminando una fuente de suciedad en la línea.

En el sector eólico, los pernos de anclaje M36 de un parque marino pasaban de grado de corrosión C5-M a CX. Tras el tratamiento lamelar, la inspección anual mostró brillo intacto y par de reapriete dentro de tolerancia, prolongando la frecuencia de revisión de cinco a quince años.

Preguntas técnicas frecuentes respondidas de forma directa

¿Se puede sobrepintar la superficie?
Sí. Para adherencia óptima conviene aplicar una imprimación epoxi-zinc fosfato después de un ligero barrido de chorro o un tratamiento químico de adherencia.

¿Cuál es la temperatura límite en servicio continuo?
El sistema aguanta 180 °C de forma permanente y picos de 200 °C sin decoloración significativa; más arriba el top-coat puede amarillear, aunque la protección catódica se mantiene.

¿Las piezas pequeñas se apelmazan durante el dip-spin?
Autocromes utiliza cestas de volumen reducido, barrido de aire comprimido y vibro-separación tras el curado; este combo evita que tornillos cortos se “sueldan” entre sí.

Perspectiva de futuro: zinc-flake 2.0 con nanopartículas de cerio

Autocromes colabora con laboratorios de química para introducir nanopartículas activas de cerio en la formulación base. Los ensayos preliminares muestran 1 600 h de niebla salina con solo 10 µm totales y una pasividad más rápida después de rayados mecánicos. La línea piloto se instalará en 2026 y contará con hornos de gas regenerativo y recirculación de solventes, recortando emisiones de CO₂ un 25 %.

Conclusión

El recubrimiento lamelar de zinc-aluminio sin cromo que aplica Autocromes aúna anticorrosión prolongada, coeficiente de fricción estable y seguridad metalúrgica frente al hidrógeno, todo ello en un espesor mínimo que respeta tolerancias críticas. Para fabricantes de automoción, constructores de aerogeneradores o ingenierías que operan en climas extremos, esta solución ofrece mayor vida útil y montaje más limpio que el galvanizado o el zinc-níquel tradicionales.

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