CDU 621.793:669.58 Diciembre 1993

NORMA

ESPAOLA

Recubrimientos metlicos

DEPSITOS ELECTROL(TICOS DE CINC

SOBRE HIERRO 0 ACERO

UNE Il 2-036-93

0 INTRODUCCIN

Esta norma especifica una serie de depsitos electrolticos de cinc para proteger el hierro y el acero contra la corrosin en diversas condiciones de uso.

El estado superficial del metal base no est especificado en esta norma.

Las capas de conversin crmicas aseguran una proteccin adicional contra la corrosin y no pueden ser ignoradas salvo expresa peticin del cliente. Los tipos de capas de conversin cr- mica aplicables sobre los depsitos electrolticos de cinc son objeto de una descripcin ms detallada en la Norma UNE1 12-050. Las piezas recubiertas electrolticamente de cinc y poste- riormente pintadas pueden necesitar de otros tratamientos, tales como la fosfatacin con el fin de asegurar una buena adhesin de la pintura.

Las piezas cincadas pueden sufrir ataque por parte de ciertos productos orgnicos, por ejem- plo, cartn, madera o ciertos aislantes elctricos que desprenden vapores reactivos. Este fe- nmenodebe ser tenido en cuenta cuando se embala, almacena ose transportan las piezas.

Es necesario que el cliente especifique la nomenclatura del acabado deseado, no siendo sufi- ciente el referirse slo a esta norma sin adjuntar esta informacin.

1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIN

Esta norma especifica las exigencias de los depsitos electrolticos de cinc sobre hierro o ace- ro. No se aplica a los recubrimientos de:

a) chapas, laminados o hilos en estado bruto;

b) muelles o resortes;

c) los empleados para otros fines protectores o decorativos.

Esta norma recoge la informacin que debe ser suministrada al galvanoplasta, as como las especificaciones para el tratamiento trmico anterior y posterior al tratamiento electroltico.

Los espesores del recubrimiento aplicables a las piezas roscadas pueden estar limitados por estar sujetos a especificaciones dimensionales, en funcin del tipo de los ajustes. Vase a ste respecto la Norma ISO 4042 que especifica los espesores mximos que pueden ser aplicados a los roscados normalizados.

Contina en pginas 2 a 8

Secretara del

CTN

AIMME

Las observaciones relativas a la presente norma deben ser dirigidas a

AENOR - Fernndez de la Hoz, 52 - 28010 Madrid

Equivalente a:

ISO 2081:1986

UNE1 12-036-93

@ AENOR 1993

Metallic coatings. Electroplated coatings of zinc on iron or steel. Revtements mtaliiques. Oepts 6lectrolytiques de zinc sur fer ou acier.

Depsito legal: M 35 028-93 Grupo 4

UNE112-036-93 -2-

2 NORMAS PARA CONSULTA

UNE 37-50 1 - Galvanizacin en caliente. Caractersticas y mtodos de ensayo.

U NE 112-00 1 - Recubrimientos metlicos y otros recubrimientos no orgnicos. Definiciones y principios con- cernientes a la medida del espesor.

U NE ll 2-002 - Recubrimientosmetlicos. Medida del espesor. Mtodo culombimtrico por disolucin andica.

UNE 112-003 - Recubrimientos metlicos y capas de xido. Medida del espesor. Mtodo por corte microgr- fico.

UNE1 12-028 - Recubrimientos metS/icos no magnticos sobre metal base magntico. Medida de/ espesor. Mtodo magntico.

UNE ll 2-050 - Capas de conversin crmicas sobre recubrimientos electrolticos de cinc y cadmio.

ISO 2063 - Recubrimientos metlicos. Proteccin del hierro y del acero contra la corrosin. Metalizacin a pistola de cinc y aluminio.

ISO 4042 - Componentes roscados. Recubrimientos electrolticos.

ISO 45 18 - Recubrimientos metlicos. Medida del espesor. Mtodo perfilomtrico.

ISO 4519 - Recubrimientos electrolticos y acabados anlogos. Mtodos de muestreo para el control por atributos.

3 DEFINICIONES

3.1 superficie significativa: Parte de la muestra que est o debe estar cubierta por el recubrimiento y para la que el recubrimiento es fundamental en cuanto a la utilizacin y/o al aspecto del artculo.

(Definicin tomada de la Norma UNE1 12-001).

3.2 espesor local: Medida de las mediciones de espesor que corresponde al nmero especificado en el inte- rior del rea de referencia.

(Definicin tomada de la Norma UNE1 12-001).

3.3 espesor local mnimo: Es el valor ms bajo de entre los espesores locales hallados sobre la superficie sig- nificativa de una determinada muestra.

(Definicin tomada de la Norma UNE1 12-001).

4 METAL BASE

Esta norma no especifica el estado superficial del metal base antes de la deposicin electroltica de cinc; sin embargo, es preferible un acuerdo entre las partes interesadas, de modo que el acabado superficial del me- tal base no sea demasiado rugoso, a fin de no daar el aspecto y validez para el servicio del recubrimiento de ci nc.

5 INFORMACIN A FACILITAR AL GALVANOPLASTA

La informacin siguiente debe de ser facilitada al galvanoplasta:

a) el nmero de esta norma, es decir, UNE1 12-036;

b) el cdigo de clasificacin (vease capitulo 6);

-3- UNE112-036-93

c) la superficie significativa indicada, por ejemplo, con la ayuda de un esquema o dando varios testigos marcados convenientemente;

d) la naturaleza, estado superficial y de acabado del metal base (vase capitulo 4);

e) el estadosuperficial del recubrimiento, si se requiere;

f) las especificaciones para el tratamiento termico antes o despus del depsito electroltico (vase capitu- lo 7);

g) el tipo de capa de conversin crmica u otras (vase captulo 9); siendo conveniente sealar que las ca- pas de conversin crmicas no pueden ser omitidas, as como otras capas de conversin aplicadas, sin de- manda expresa del cliente;

h) las especificaciones relativas a la toma de muestras y al control;

i) toda especificacin especial o restriccin concerniente a la preparacin y al depsito electroltico (vase captulo 7).

6 CONDICIONES DE SERVICIO, VIDA EN SERVICIO Y CDIGO DE CLASIFICACIN

6.1 Efecto de las condiciones de servicio y vida en servicio

El espesor del recubrimiento de cinc necesario depende de la agresividad del medio donde se ha de hacer servir la pieza y de la vida en servicio requerida.La clase Fe/Zn 5 (vase apartado 6.2) est recomendada sola- mente para un empleo en interiores y un ambiente seco. A medida que la agresividad del medio crece y se precisa de una mayor vida en servicio, el espesor de los recubrimientos de cinc debe aumentar.

6.2 Cdigo de clasificacin

El cdigo de clasificacin comprende:

a) el smbolo qumico, Fe, para el metal base (hierro o acero), seguido de una barra oblicua;

b) el smbolo qumico del Cinc, Zn;

c) un nmero indicando el espesor local mnimo, en micrmetros, del recubrimiento de cinc;

e) si se requiere, los smbolos indicativos de la presencia, clase y designacin de la capa de conversin cr- mica (vase la Norma UNE1 12-050).

Un ejemplo tpico es Fe/Zn 25 c IA,

donde

C corresponde a la capa de conversin crmica;

1 es la clase de capa de conversih crmica;

A es la designacin correspondiente a la capa de conversin crmica.

6.3 Recubrimientos apropiados a las condiciones de servicio y vida en servicio

La tabla 1 indica el codigo de clasificacin del recubrimiento y el espesor local mnimo de cinc (vase 9.2) despus de un cromatado, as como su relacin con las condiciones de servicio y vida en servicio.

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Tabla 1

Recubrimiento de cinc sobre hierro o acero. Cdigo de clasificacin del recubrimiento, espesor local mnimo, condiciones de servicio y vida en servicio

Condiciones de servicio o vida en servicio

Cdigo de clasificacin

Espesor local mnimo

(Pm)

Agresividad del medio creciente o vida requerida

FelZn 51) 5 FelZn 8) 8 Fe/Zn 121)2) 12 Fe/Zn 25112) 25

1) Seguido del smbolo correspondiente de la Norma UNE1 12-050 para la capa de conversin crmica. Los detalles relativos a cualquier otra capa de conversin deben de darse por separado.

2) Se recomienda aplicar, sobre los recubrimientos con cdigos de clasificacin Fe/Zn 25 y Fe/i!n 12, una ca- pa de conversin crmica de la clase 2 (vase la Norma UNE1 12-050).

NOTAS

1 En todo ambiente, el valor de proteccin dado por el recubrimiento de cinc es directamente proporcional a su masa por unidad de superficie (densidad superficial). As, un recubrimiento de 40 pm de espesor puede ser aplicado en casos especiales.

2 Cuando se precisa de una larga vida en servicio, como es el caso de las construcciones en acero, los depsitos de cinc ms gruesos se obtienen por galvanizacin en caliente (vase la Norma UNE 37-501) o por metalizacin a pistola (vase la Norma ISO 2063).

7 TRATAMIENTO TRMICO

7.1 Generalidades

El tratamiento trmico especificado en los apartados 7.3 y 7.4 debe ser efectuado en ciertos metales base pa- ra reducir el riesgo de fragilizacin por hidrgeno. En todo caso, la duracin del tratamiento comienza des- de el momento en que la pieza en su totalidad alcanza la temperatura especificada segn el tratamiento.

Las piezas de acero con resistencia mxima a la traccin superior a 1 050 MPal) (que corresponde a durezas entorno a 34 HRC, 340 HV 325 HB), as como las piezas templadas superficialmente, deben sufrir un trata- miento trmico. Se evitar toda preparacin superficial que implique un tratamiento catdico tanto en so- lucin alcalina comocida.

NOTA- Para piezas de acero de resistencia a la traccin superiora 1 450 MPa (de durezas medias entorno a 45 HRC, 440 HV 6 415 HB), se recomienda la eleccin de electrlitos que posean un alto rendimiento catdico, por ejemplo, disoluciones de fluoboratos.

7.2 Clasificacin de los aceros

7.2.1 Con excepcin de las piezas templadas superficialmente (vanse apartados 7.3.2 y 7.4.2), las condicio- nes del tratamiento trmico sern elegidas en funcin de la obtencin de la mxima resistencia a la trac- cin. Los aceros deben ser clasificados en funcin de su resistencia mxima a la traccin especificada, como se indica en la tabla 2. Si el acero slo est especificado por su resistencia mnima a la traccin, se determina- ra la resistencia mxima correspondiente con ayuda de la tabla 2.

1) lMPa=lNlmm2.

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Tabla 2

Categoras de acero y resistencias mximas a la traccin correspondientes a las resistencias mnimas especificadas

Resistencias en megapascales

Resistencia mnima a la traccin Resistencia mxima especificada correspondiente

R mn. s rn, 1 000 R m Il mx. 050 1 000 < Rm,mn.S 1400 1 050 < R m % 1 mx. 450 1 400 < Rm,mn.S 1 750 1 450 < R,; I 1 mx. 800

1 750 < Rm, mn. 1800 < Rm, mx.

7.2.2 Si en la especificacin del acero no consta ni mnima ni mxima resistencia a la traccin, se considera- rn los valores de dureza en Vickers de 340 HV, 440 HV y 560 HV como los equivalentes a las resistencias m- ximas a la traccin de 1 050 MPa, 1 450 MPa y 1 800 MPa, respectivamente, que sern utilizados para la elec- cin de las condiciones del tratamiento trmico.

7.3 Relajacin de tensiones antes del depsito electroltico

7.3.1 Las condiciones indicadas en la tabla 3 son las recomendables, salvo para aquellas piezas templadas superficialmente. La combinacin de diferentes condiciones de tratamiento como pueden ser, tiempos ms cortos con temperaturas elevadas pueden ser adecuadas siempre que su eficacia pueda ser probada. El tra- tamiento trmico debe ser dado antes de toda preparacin o limpieza en solucin acuosa.

Tabla 3

Condiciones de tratamiento trmico para relajacin de tensiones antes del depsito electroltico (con excepcin de las piezas templadas superficialmente)

Resistencia mxima a la traccin especificada

Temperatura Duracin

r MPa I ~~ C l h R m, mx. 5 1 050 No se requiere

1050 C R m, mx. s 1450 190a220 1 1 450 < Rm, mx. I 1800 190a220 18 1 800 < Rm, mx. 190a 220 24

7.3.2 Las piezas templadas superficialmente deben ser sometidas a una temperatura comprendida entre 130 C y 150 C durante al menos 5 h, o periodos ms cortos a temperaturas superiores de dureza superficial del sustrato es aceptable.

7.3.3 Si la relajacin de tensiones tiene lugar despus de un granallado de pretensin, u otro proceso de trabajo en fro, la temperatura no deber sobrepasar los 220C.

7.4 Disminuci6n de la fragilizacin por hidrgeno tras el tratamiento electroltico

7.4.1 El tratamiento recogido en la tabla 4 debe ser aplicado, salvo en piezas templadas superficialmente, tan pronto como sea posible y, en todo caso, menos de 4 h despus de haber efectuado el depsito electrol- tico y siempre antes del cromatado.

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7.4.2 Las piezas templadas superficialmente deben someterse a una temperatura entre 190 C y 220 C du- rante al menos 2 h, las otras condiciones dadas en el apartado 7.4.1 son vlidas para este caso.

7.4.3 Otras temperaturas y tiempos son vlidos si su eficacia est probada en una pieza dada, y si el cliente est de acuerdo, pero en ningn caso deben de someterse a temperaturas superiores a la de revenido.

Tabla 4

Condiciones de tratamiento trmico para disminuir la fragilizacin por hidrgeno despus del depsito electroltico (a excepcin de

piezas templadas superficialmente)

Resistencia mxima a la traccin especificada

Temperatura Duracin

R m, mx. s l 050 No se requiere 1 050 < Rm, mx. I 1450 190a220 8 1 450 < Rm, mx. 5 1 800 190a220 18 1800 < Rm, mx. 190a 220 24

8 TOMA DE MUESTRAS

Se toma una muestra al azar del lote a inspeccionar de acuerdo con las medidas especificadas en la Norma ISO 4519. Un examen de las piezas de la muestra ha de estar de acuerdo con las exigencias de esta especifica- cin, y el lote ser clasificado como conforme o no, de comn acuerdo entre fabricante y cliente, siempre en funcin de los criterios marcados en la Norma ISO 4519 referentes a la toma de muestras.

9 EXIGENCIAS DEL RECUBRIMIENTO

9.1 Aspecto

Sobre la superficie significativa, la pieza que haya sido cincada electrolticamente debe de estar exenta de defectos visibles a simple vista tales como ampollas, picados, rugosidades, fisuras o partes no recubiertas no atribuibles al estado del metal base. En el caso de piezas en las cuales las marcas debidas a contacto, no pue- den ser evitadas, su ubicacin deber ser objeto de acuerdo entre las partes interesadas.

Las piezas deben estar limpias y exentas de todo defecto. Salvo expreso deseo del cliente, el recubrimiento de cinc debe ser brillante. Si fuera preciso, el fabricante, a peticin del cliente, debe hacer unas piezas de muestra con el acabado requerido para su aprobacin.

9.2 Espesor del recubrimiento de cinc

9.2.1 Espesor local mnimo. El espesor local mnimo del recubrimiento de cinc, el cual se indica por el cdi- go de clasificacin (vase tabla 1) o bien, designado de alguna otra manera, debe de ser aplicado en las par- tes de la superficie significativa que puedan entrar en contacto con una bola de 20 mm de dimetro.

La exigencia de un espesor local mnimo es aplicable tambin a otras zonas de la superficie significativa si el cliente lo pide.

9.2.2 Espesor del recubrimiento en piezas pequeas. En el caso de piezas que presenten una superficie significativa inferior a 100 mm2, el espesor local mnimo debe de estimarse como el valor mnimo del espe- sor medio determinado siguiendo el metodo indicado en el apartado 10.1.2.

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9.3 Adherencia

El recubrimiento debe permanecer unido al metal base tras ser sometido al ensayo indicado en el apartado 10.2.

9.4 Aplicacin de las capas de conversin

Las capas de conversin, en particular las crmicas, aumentan la resistencia a la corrosin de los depsitos electrolticos de cinc. Las capas de conversin crmicas no pueden ser eliminadas o reemplazadas por otras capas nada ms que por expreso deseo del cliente. Los tipos de capas de conversin crmicas que pueden efectuar sobre los depsitos de cinc electroltico estn adecuadamente descritos en la Norma UNE1 12-050 (vase tambin el apartado 6.3).

10 MTODOS DE ENSAYO

10.1 Espesor

10.1.1 Medida del espesor local. Los mtodos adecuados para la medida de la mayor parte de los recubri- mientosdecincsobreaceroestnrecogidosen las Normas UNE1 12-003, UNE1 12-002, UNE1 12-028e ISO 4518.

En caso de litigio, se seguir el mtodo especificado en la Norma UNE1 12-002, salvo para los artculos cuya superficie significativa es inferior a 100 mm*, para los cuales se seguir el mtodo indicado en el apartado

10.1.2.

En caso de que los recubrimientos sean rugosos o mates, los mtodos microgrficos (Norma UNE1 12-003) y perfilomtricos (Norma ISO 4518), pueden dar resultados no concordantes, mientras que los mtodos mag- nticos pueden dar valores mayoresque los obtenidossobre recubrimientos lisos de igual masa superficial.

NOTA- Antes de utilizar el mtodo indicado en la Norma UNE1 12-002, es preciso retirar la capa de conversin crmica o la que hubie- re con ayuda de un abrasivo de granulometra alta, por ejemplo, una pasta de almina en polvo.

En el caso de recubrimientos de conversin pesados, los resultados sern ligeramente ms bajos.

10.1.2 Medida del espesor en piezas pequeas

10.1.2.1 Procedimiento. En el caso de piezas que posean una superficie significativa inferior a 100 mm*, hay que tomar un nmero suficiente de piezas para tener una masa equivalente de revestimiento de al me- nos 100 mg. Si las piezas tienen formas complejas, la superficie que ha de ser sometida a estudio ha de acor- darse entre cliente y fabricante. Pesar las piezas, con una incertidumbre de 1 mg, y eliminar la capa de cinc por decapado a temperatura ambiente, empleando una de las soluciones citadas en el apartado 10.1.2.2. Si el ensayo se emplea con fines de arbitraje, emplear ya sea la solucin a) o la b).

PRECAUCIN - Las soluciones de decapado comportan riesgos en su uso; es conveniente, pues, observar escrupulosamente las normas de empleo indicadas en el apartado 10.1.2.2.

Lavar las piezas en agua corriente cepillando, si ello fuera preciso, para eliminar de la superficie los depsi- tos oscuros (de antimonio procedente de la solucin a) o b)), secar cuidadosamente y pesar de nuevo ano- tando la prdida de masa. Calcular el espesor d, en micrmetros, del recubrimiento de cinc a partir de la ecuacin:

donde

mxl03 d=

AXP

m es la prdida de masa, en miligramos;

A es el rea, en milmetros cuadrados, de la superficie examinada;

P es el peso especfico, en gramos por centmetro cbico, del recubrimiento de cinc, normalmente 7,l.

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10.1.2.2 Algunas disoluciones de decapado apropiadas

PRECAUCIN - El trixido de antimonio (Sb203) en solucin de cido clorhdrico y el cloruro de antimonio (SbC13) son venenosos. Evitar todo contacto con la piel.

La estibina (SbH3). gas muy txico, puede desprenderse durante el decapado en la solucin a) o b). Deben de tomarse las debidas precauciones para evitar su inhalacibn. El decapado debe de hacerse en campana de extraccin de humos.

La disolucin de formaldehdo es txica, irritante y puede producir quemaduras. Evitar respirar sus vapo- res. Evitar todo contacto con piel y ojos.

Disolucin a)

Trixido de antimonio (SbzOJ) 209

cido clorhdrico (pr 1,16 g/mI) 800 ml

Agua 200 ml

Disolucin b)

Tricloruro de antimonio (SbCI3) 32g

cido clorhdrico (pr 1.16 g/mI) 800 mi

Agua 200 ml

Disolver el trixido de antimonio o en su lugar, el tricloruro de antimonio en cido clorhdrico y diluir con agua.

Las disoluciones de decapado a) y b) son adecuadas siempre que las piezas sean retiradas de la disolucin en cuanto el recubrimiento de cinc se haya disuelto completamente, es decir, cuando la reaccin qumica ga- seosa haya cesado, sin embargo, si las piezas permanecen ms tiempo del necesario para el decapado, las di- soluciones pueden atacar al hierro o al acero de base.

Disolucin c)

Formaldehdo (solucin al 30% m/m)

cidoclorhdrico(p? 1,16g/ml)

Agua

Disolucin d)

Nitrato amnico (NHoN03)

Disolucin e)

Acido clorhdrico (p = l,19 g/mI)

Propino-2-01-l (C3H40)

Agua

10 ml

500 ml

500 ml

300 g/l

500 ml

lg

500 ml

10.2 Ensayos de adherencia por bruido

Frotar una porcin de la superficie recubierta de 6 cm2 como mximo, rpida y enrgicamente, con un ins- trumento de metal pulido, durante 15 s.

La presin debe ser suficiente para bruir el recubrimiento en cada pasada, pero sin llegar a quebrarlo. Una buena adherencia se manifiesta por la formacin de una ampulosidad, que aumenta con la friccin. Por otro lado, si la calidad de un recubrimiento es mala, la ampulosidad se fisurar, y el recubrimiento se descamar del metal base.

Si as se desea, el ensayo puede hacerse en ms de una parte de la superficie.

ll CORRESPONDENCIA CON OTRAS NORMAS

Esta norma es tcnicamente equivalente a la Norma 150 2081: 1986.

Normas