¿Cómo Elegir el Tratamiento Superficial de los Pernos? Galvanizado, Dacromet, Cinc-Níquel y Fosfatado Comparados
Resumen Ejecutivo
El tratamiento superficial decide la vida anticorrosiva, el coeficiente de fricción, el comportamiento en montaje y el aspecto. Este artículo, basado en GB/T 10125-2012, compara los principales procesos (galvanizado, cinc-níquel, Dacromet, HDG, fosfatado, PTFE) en horas de niebla salina, riesgo de hidrógeno y escenarios, y traza la regla de selección.
Tabla de Contenidos
Panorámica y Niveles de Corrosión
El tratamiento superficial decide la vida anticorrosiva, el coeficiente de fricción, el montaje y el aspecto de la sujeción. Según el método de niebla salina neutra (NSS) de GB/T 10125-2012 «Ensayos de corrosión en atmósferas artificiales — Ensayo de niebla salina», la comparación típica es la siguiente:
| Tratamiento | Espesor | NSS (hasta óxido rojo) | Riesgo H | Uso típico |
|---|---|---|---|---|
| Galvanizado (pasivado azul/blanco o color) | 5~12 µm | 24~120 h | Medio-alto (deshidrógeno en alta resistencia) | Interior, industria general |
| Galvanizado + sellado Cr(III) | 5~12 µm | 96~200 h | Medio-alto | Interior + húmedo |
| Cinc-Níquel electrolítico | 8~15 µm | 500~720 h | Controlado (deshidrógeno) | Automóvil eléctrico, alta gama |
| Dacromet / cinc-aluminio | 8~12 µm | 600~1500 h | Nulo | 10.9/12.9, éolica, fotovoltaica |
| HDG galvanizado en caliente | 45~85 µm | 1000 h+ | Bajo | Exterior estructuras, torres (≥M8) |
| Fosfatado + aceite | <2 µm | ~24 h (con aceite) | Nulo | Aspecto, útiles, interior seco |
| PTFE / Teflón | 10~25 µm | 300~500 h | Nulo | Antigripante, montajes repetidos |
Las horas de niebla salina son valores de referencia (hasta aparición de óxido rojo); la vida real depende de la calidad del pasivado, del sellador y del ambiente.
Galvanizado: lo Más Básico y con Más Escollos
El galvanizado electrolítico es el tratamiento anticorrosivo más habitual: bajo coste, buen aspecto, poco efecto en la precisión de rosca. Pero tiene tres escollos:
- Protección limitada: el galvanizado azul/blanco normal solo da 24~48 h de NSS; el color (Cr(VI)) llega a ~96 h; el sellado Cr(III) alcanza 120~200 h. En exterior oxida rápido.
- Riesgo de fragilización por hidrógeno: durante el baño se desprende hidrógeno; los pernos ≥10.9 pueden romper en diferido. Según GB/T 3098.17, los ≥10.9 galvanizados deben hornearse para deshidrógeno dentro de las 4 h tras el baño (190~220 °C, 4~8 h).
- Cr(VI) y medio ambiente: el galvanizado color tradicional contiene Cr(VI), restringido por RoHS. En diseño nuevo elija pasivado Cr(III).
Aplicaciones: equipos interiores, maquinaria general, pernos 4.8~8.8, montajes sin fuerte corrosión.
Dacromet / Recubrimiento Cinc-Aluminio: Sin Hidrógeno para Alta Resistencia
El Dacromet y los recubrimientos cinc-aluminio sin cromo (Geomet, Delta-Protekt, etc.) son procesos de depositado + sinterizado, sin electrólisis, por lo que no hay fragilización por hidrógeno. El recubrimiento se compone de láminas de cinc, aluminio y cromato (o silano en la versión sin cromo), superpuestas como escamas que aíslan el medio corrosivo.
- Niebla salina: 500~1500 h, más de 10 veces el galvanizado normal.
- Sin hidrógeno: tratamiento preferente para pernos 10.9 y 12.9; no exige deshidrógeno post-baño.
- Temperatura: soporta ~300 °C continuos.
- Limitaciones: recubrimiento blando (poco resistente al desgaste), conductividad media; 8~12 µm afecta al ajuste (usar 6g/6e).
Pernos de éolica, soportes fotovoltaicos, piezas vistas del chasis del automóvil, pernos de alta resistencia para exterior: prácticamente por defecto Dacromet o cinc-aluminio.
Cinc-Níquel: Estándar del Automóvil Eléctrico
El cincado de aleación cinc-níquel (12%~15% de Ni) + pasivado y sellado Cr(III) es hoy la solución anticorrosiva dominante en el automóvil eléctrico y en sujeciones de alta gama. Combina la precisión de rosca del electrolítico con una protección cercana al Dacromet:
- 500~720 h de NSS, 4 a 8 veces el galvanizado normal.
- Buena precisión de rosca: recubrimiento fino (8~15 µm), no afecta al ajuste 6g.
- Aspecto uniforme: gris plateado, adecuado para piezas vistas.
- Hidrógeno controlado: en ≥10.9 sigue exigiendo deshidrógeno, pero el proceso es más controlable que el galvanizado.
- Limitaciones: no soporta alta temperatura (>200 °C decolora), coste superior al galvanizado normal.
Baterías de automóvil eléctrico, tornillería vista de carrocería, componentes electrónicos de a bordo: el cinc-níquel es hoy la opción por defecto.
Fosfatado y Pasivación del Inoxidable
Fosfatado (negro superficial): el acero genera en solución alcalina una película negra de Fe3O4 de menos de 2 µm. Casi no protege por sí solo; depende del aceite o cera para una protección temporal. Ventajas: diminsiónes casi inalteradas, aspecto negro brillante, bajo coste. Útils, calibradores, piezas internas, piezas de aspecto.
Pasivación del inoxidable: el inoxidable se protege por la película de óxido de cromo superficial, pero tras el mecanizado el hierro libre genera puntos de óxido. La pasivación (con ácido nítrico o cítrico) disuelve el hierro libre y favorece la reconstrucción de la película. Según GB/T 3098.6, los elementos de unión inoxidables deben pasivarse antes del suministro: no es opcional, es requisito de norma.
Riesgo de Hidrógeno y Recomendaciones
La fragilización por hidrógeno es el modo de fallo más peligroso en sujeciones de alta resistencia: los átomos de hidrógeno introducidos en el baño o decapado provocan rotura tardía (de horas a días) bajo tracción. Puntos de protección:
| Clase del perno | Tratamiento recomendado | Requisito de hidrógeno |
|---|---|---|
| 4.8~8.8 | Galvanizado o fosfatado | Generalmente sin deshidrógeno |
| 10.9 | Preferente Dacromet / cinc-aluminio; galvanizar exige deshidrógeno | Horneado 190~220 °C, 4~8 h, en 4 h post-baño |
| 12.9 | Dacromet / cinc-aluminio / cinc-níquel (deshidrógeno) | Deshidrógeno estricto; prohibido HDG |
Decisión:
- Interior seco, sensible al coste: fosfatado + aceite o galvanizado normal.
- Interior húmedo, exterior medio: galvanizado + sellado Cr(III).
- Pernos 10.9/12.9 y exterior: Dacromet / cinc-aluminio (sin hidrógeno).
- Automóvil eléctrico, piezas vistas de alta gama: cinc-níquel.
- Gran estructura exterior (≥M8): HDG (rosca exterior 6g/6e con tuerca sobredimensionada).
- Costa / químico: directamente A4-70 inoxidable; no aguante con recubrimiento de acero al carbono.
El tratamiento superficial no es un adorno, sino parte del sistema de la sujeción. Elegir mal o óxida en medio año o rompe por hidrógeno. Recuerde: piezas de alta resistencia, primero Dacromet (sin hidrógeno); automóvil eléctrico, cinc-níquel; exterior de gran diámetro, HDG; costa, directamente inoxidable.
Conclusión
Ordenados por capacidad anticorrosiva: fosfatado (~24 h) < galvanizado (24~120 h) < cinc-níquel (500~720 h) ≈ Dacromet (600~1500 h) < HDG (1000 h+). Lógica de selección: ≤8.8 puede galvanizarse (ojo con el deshidrógeno); 10.9/12.9 prefiere Dacromet / cinc-aluminio (sin hidrógeno); piezas vistas de automóvil eléctrico, cinc-níquel; gran estructura exterior, HDG; costa/químico, directamente inoxidable A4. La niebla salina se evalúa por el ensayo NSS de GB/T 10125; en el suministro exija el informe de niebla salina.
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