El proceso de pulido de metales es una técnica utilizada en la fabricación para mejorar el acabado superficial y el atractivo estético de las superficies metálicas. Si observa el brillo de una cuchara de acero inoxidable o un pasamanos, verá claramente el impacto y el resultado del pulido de metales. El pulido de metales puede hacer que el metal parezca más limpio y “premium”.”
Aunque el objetivo principal del pulido de metales es mejorar el aspecto de la superficie, también ofrece numerosas ventajas funcionales. En este artículo analizaremos el uso del pulido de metales, su proceso, aplicaciones, ventajas y comparación con otros métodos de acabado de superficies.
¿Qué es el pulido de metales?
El pulido de metales es un proceso controlado que mejora el acabado superficial de un metal eliminando sus pequeñas irregularidades. Por irregularidades entendemos arañazos, capas de óxido o la rugosidad natural que recibe el metal tras ser sometido a procesos de conformado.
Así pues, técnicamente, lo que hacemos con el pulido de metales es eliminar una fina capa de la superficie superior del metal para obtener una superficie más uniforme y lisa.
¿Por qué se pule el metal?
El pulido de metales se realiza principalmente para reducir rugosidad superficial y mejorar las propiedades superficiales y el aspecto del metal. A veces, hay situaciones en las que el objetivo principal de realizar el pulido de metales no es mejorar la calidad de la superficie. Se hace para mejorar una propiedad funcional importante. En la tabla siguiente puede hacerse una idea de las propiedades que podemos conseguir con el pulido de metales.
| Propiedad | Cómo mejora el pulido del metal |
|---|---|
| Suavidad de la superficie | Reduce las irregularidades y los defectos eliminando los picos afilados de micronivel |
| Reflectividad | Reduce la dispersión de la luz al crear una superficie más uniforme |
| Limpieza e higiene | Elimina capas de óxido, manchas y otros contaminantes Elimina los pequeños pozos y grietas donde puede quedar atrapada la suciedad |
| Resistencia a la corrosión | Reduce la corrosión por picaduras y grietas eliminando principalmente las zonas anódicas localizadas. Permite una formación más uniforme de la capa pasiva |
| Preparación para revestimientos | Elimina los óxidos y la suciedad de la superficie Permite que el revestimiento tenga un buen contacto con la superficie |
Sin embargo, el pulido de metales no siempre consigue únicamente las propiedades mencionadas. Otros factores como la selección del material, el procesado, las condiciones ambientales y de funcionamiento, etc., desempeñan un enorme papel a la hora de determinar el resultado final de una propiedad.
Tipos de procesos de pulido de metales
El pulido de metales se clasifica principalmente en tres categorías: mecánica, pulido químico y electroquímico. En la práctica, muchas industrias utilizan una combinación de estos métodos de pulido, y la elección también depende del tipo de metal, la forma y el nivel de acabado requerido.
Pulido mecánico
En el proceso de pulido mecánico de metales, eliminamos material gradualmente presionando material abrasivo contra la superficie metálica. Es el método de pulido más utilizado en la industria.
Existen diferentes tipos de materiales abrasivos que podemos utilizar para el pulido mecánico, como por ejemplo
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Lijas y hojas abrasivas
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Bandas y discos abrasivos
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Muelas de pulir (algodón, fieltro, sisal)
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Compuestos de pulido (corte, intermedio, acabado)
El pulido mecánico es un proceso de varios pasos que comienza con una abrasión gruesa y avanza gradualmente hacia un pulido más fino. Por tanto, aquí tenemos un alto control sobre el acabado final.
Pulido químico
El proceso de pulido químico utiliza reacciones químicas controladas para mejorar el acabado de la superficie. Para ello, sumergimos el metal en una solución química específica que reacciona con él. La técnica consiste en que la solución reacciona y disuelve las micropuntas del metal más rápidamente de lo que reacciona con las zonas más lisas.
Con el pulido químico, podemos pulir fácilmente metales con formas complejas. Y lo que es más importante, no deja marcas visibles como el pulido mecánico. Sin embargo, los productos químicos deben manipularse con mucho cuidado, y es de esperar que también se pierda algo de material en las zonas más lisas.
Pulido electroquímico (electropulido)
El electropulido utiliza una corriente eléctrica y una solución electrolítica para realizar el pulido. En este caso, la instalación funciona como una célula electroquímica, y el metal actúa como ánodo. Cuando se suministra corriente, el ánodo se oxida y pierde material de forma selectiva, especialmente en las micropuntas.
Se trata de un proceso muy eficaz, pero también es caro y requiere configuraciones específicas. Por ello, este método se utiliza principalmente para aplicaciones de alto rendimiento que requieren gran precisión y limpieza.
Otros métodos de pulido
El pulido mecánico, químico y electroquímico son los tres métodos de pulido más utilizados en la industria. Además, existen otras técnicas menos populares, como el pulido por vibración, el volteo, el pulido magnético y el pulido por láser. Estos métodos requieren herramientas especializadas y, en la mayoría de los casos, no son rentables para producciones generales a gran escala. Por lo tanto, sólo se utilizan en aplicaciones especializadas o de alto rendimiento.
Cómo pulir un metal: Proceso de pulido de metales paso a paso
Un proceso completo de pulido de metales no es sólo un frotamiento o abrasión agresivos. Es un método complejo que comienza con la selección del método de pulido y la preparación de la superficie, y se extiende hasta los retoques finales. A continuación se explican paso a paso los procedimientos de pulido de superficies, tomando como ejemplo el pulido mecánico en la fabricación.
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Inspección y elección del método de pulido adecuado: Durante este paso, observamos la superficie metálica bajo luz directa para identificar los tipos y la gravedad de los defectos presentes. A continuación, elegimos el método de pulido menos agresivo y más eficaz, teniendo en cuenta también los demás factores. Esto es importante porque aplicar métodos innecesariamente duros puede provocar más defectos.
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Limpieza de la superficie: Antes de pulir, debemos aclarar y secar correctamente la superficie con agua o un disolvente adecuado para eliminar la suciedad, el aceite y los contaminantes. Si ignoramos este paso, esta suciedad o aceite puede atrapar partículas abrasivas y provocar nuevos arañazos durante el pulido.
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Rectificado: En Rectificado CNC, eliminamos el material de forma agresiva utilizando abrasivos gruesos. Dado que se trata de la fase inicial, utilizamos principalmente el esmerilado para eliminar los defectos más grandes y la soldadura o fundición para reducir rugosidad.
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Lijado progresivo: Aquí utilizamos un conjunto de papeles o bandas abrasivas (clasificadas de gruesas a finas) para refinar aún más el resultado obtenido del esmerilado. Debemos asegurarnos de que cada paso elimine los arañazos de la etapa anterior.
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Pulido: Este es el paso en el que el metal recibe la transformación visible en una superficie lisa y brillante. Para el proceso utilizamos abrasivos y compuestos de pulido.
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Pulido y limpieza: El pulido se utiliza para dar brillo y mejorar el aspecto de la superficie. Para ello se utiliza un disco o paño suave. La limpieza también es muy importante para eliminar cualquier residuo del pulido que pueda causar nuevos arañazos. Esta es la etapa final de la mejora de la calidad.
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Protección de superficies: A veces, se aplica un revestimiento protector o una pasivación para proteger la superficie acabada. Este paso no es obligatorio y depende del material.
Tras este exhaustivo tratamiento, podemos fabricar productos metálicos de gran calidad y atractivo.
Abrasivos utilizados en el pulido de metales
Los abrasivos son los materiales que realizan el trabajo de pulido en el pulido de metales. Vienen en diferentes tamaños de grano, y no todos los abrasivos son adecuados para cada tipo de metal. Por tanto, es fundamental conocer bien las propiedades de los abrasivos.
Tipos de abrasivos
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Abrasivos de óxido de aluminio: Se utilizan mucho para pulir acero y acero inoxidable. Los abrasivos de óxido de aluminio son duraderos y su poder de corte es moderado.
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Abrasivos de carburo de silicio: Los abrasivos de carburo de silicio son más afilados y duros que los de óxido de aluminio. Se utilizan principalmente para metales no férreos, como aluminio, latón y cobre. Su poder de corte es mayor que el de los óxidos de aluminio, y el emborronamiento de la superficie también es muy bajo.
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Abrasivos de diamante: Los abrasivos de diamante se utilizan para metales y aleaciones muy duros. Los abrasivos convencionales suelen ser ineficaces para este tipo de metales. Los abrasivos de diamante son muy caros, por lo que solo los utilizamos para aplicaciones de pulido de precisión o especializadas.
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Abrasivos no tejidos: Se componen de fibras sintéticas impregnadas de finas partículas abrasivas. Se utilizan principalmente para matizar superficies, pulir ligeramente o para obtener acabados satinados o cepillados.
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Compuestos de pulido: Los compuestos de pulido tienen partículas muy finas dispersas en un aglutinante de cera o grasa. Se aplican con discos o almohadillas de pulido y se utilizan principalmente en las fases finales del pulido.
Selección del tamaño de las partículas y la granulometría
Otro parámetro importante que afecta directamente a la calidad del pulido es el tamaño de las partículas abrasivas. También se conoce como tamaño de grano. La velocidad de eliminación de material y la naturaleza del acabado superficial dependen estrictamente de este tamaño de grano.
| Escenario | Gama de granos (FEPA - “P”) | Tamaño de las partículas | Propósito |
|---|---|---|---|
| Abrasión gruesa | 40 - 120 | 400 - 150 µm | Elimina arañazos profundos, marcas de soldadura y grandes defectos |
| Abrasión media | 150 - 400 | 150 - 40 µm | Alisa la superficie y elimina los arañazos gruesos |
| Abrasión fina | 600 - 1200 | 40 - 15 µm | Afina la superficie y la prepara para el pulido |
| Abrasión muy fina | 1500 - 3000 | 15 - 5 µm | Elimina microarañazos y mejora la suavidad de la superficie |
| Compuesto pulidor | – | < 5 µm | Produce un acabado superficial brillante y final |
También puede verse que los números de grano más altos representan tamaños de partícula más finos. La conversión exacta difiere según la norma, pero el patrón de variación sigue siendo el mismo. Por tanto, durante el pulido, siempre pasamos gradualmente de tamaños de grano inferiores a superiores.
Materiales metálicos comunes para pulir
No podemos pulir todos los metales, ya que su respuesta al pulido puede variar debido a sus propiedades. Para realizar el pulido, los metales deben tener una superficie estable, un comportamiento predecible ante la abrasión y una resistencia aceptable a los daños superficiales.
Los metales industriales más comunes que suelen utilizarse para el pulido son:
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Cobre
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Latón
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Titanio
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Aleaciones de níquel
- Aceros al carbono
Estos metales se pulen por diversos motivos, como fines decorativos, mejoras funcionales o mayor resistencia a la corrosión. De todos ellos, el aluminio y el acero inoxidable son los metales más utilizados en la industria debido a su amplia gama de aplicaciones.
Pulido del aluminio
Aluminio es blando y puede conseguir un acabado brillante puliéndolo rápidamente. Sin embargo, también puede mancharse fácilmente u oxidarse con rapidez tras el pulido. Por lo tanto, es importante trabajar con cuidado y proteger adecuadamente la superficie.
Pulido de acero inoxidable
El acero inoxidable es muy conocido en la industria por su idoneidad para el pulido. Es resistente, duradero y puede conseguir acabados satinados/espejo de alta calidad. El pulido del acero inoxidable también contribuye a mejorar su resistencia a la corrosión.
Pulido de metales frente a otros métodos de acabado de superficies
En la fabricación, como el mecanizado CNC y fabricación de chapa metálica, El pulido de metales es sólo uno de los muchos métodos de acabado de superficies. Otros tratamientos superficiales habituales son el esmerilado, el cepillado, el anodizado y el pulido electrolítico. Cada método tiene usos específicos, y elegir el incorrecto puede acarrear costes adicionales, problemas de tamaño o que no funcione como debería.
La tabla siguiente compara el pulido de metales con otros métodos habituales de acabado de superficies utilizados en el mecanizado CNC y la fabricación de chapas metálicas.
| Aspecto | Pulido de metales | Rectificado | Cepillado | Anodizado | Electropulido |
|---|---|---|---|---|---|
| Objetivo principal | Mejorar la suavidad y el aspecto de la superficie | Eliminar material y defectos importantes | Crear una textura direccional uniforme | Mejora la resistencia a la corrosión y el color | Mejora la microlimpieza y la limpieza |
| Retirada de material | Muy bajo (micras) | Alto (puede ser en milímetros) | Bajo a moderado | Mínimo (formación de capa de óxido) | Bajo y uniforme |
| Efecto sobre las dimensiones | Mínimo si está controlado | Significativo | Bajo | Insignificante | Bajo |
| Acabado superficial típico (Ra) | Ra bajo, acabado liso a espejo | Ra alto, superficie rugosa | Ra medio, acabado satinado | Depende del pretratamiento | Ra muy bajo |
| Aspecto visual | Suave, brillante, reflectante | Deslucido con arañazos visibles | Mate o satinado con líneas finas | Mate o de color | Brillante, suave |
| Nitidez de los bordes | Puede redondear los bordes si se pule en exceso | Elimina los bordes de forma agresiva | Conserva mejor los bordes | Sin eliminación de bordes | Conserva bien la geometría |
| Complejidad del proceso | Moderado | Bajo | Bajo | Moderado | Alta |
| Nivel de costes | Medio | Bajo | Bajo a medio | Medio | Alta |
| Aplicaciones típicas | Piezas metálicas decorativas y funcionales | Eliminación de soldaduras, nivelación de superficies | Paneles, carcasas, aparatos | Piezas de aluminio resistentes a la corrosión | Piezas médicas, alimentarias y de alta pureza |
Cuándo elegir el pulido de metales
El pulido de metales se recomienda cuando se requiere una superficie lisa, brillante o de alta calidad. Suele utilizarse como paso posterior al proceso para eliminar marcas de mecanizado, cordones de soldadura y pequeñas imperfecciones superficiales, manteniendo al mismo tiempo la precisión dimensional.
Para aplicaciones que requieren un acabado mate o resistente a las huellas dactilares, el cepillado suele ser una mejor opción.
Cuando se requiere resistencia a la corrosión o coloración, el pulido de metales suele combinarse con el anodizado.
Para aplicaciones que exigen una rugosidad y limpieza superficiales extremadamente altas, el pulido electrolítico sigue siendo superior al pulido mecánico, a pesar de su mayor coste.
Defectos comunes del pulido de metales
Aunque el pulido en sí es un método para reducir los defectos superficiales, el pulido también puede crear defectos adicionales en el producto. Especialmente durante el pulido mecánico, existe una enorme probabilidad de que queden líneas y arañazos en la superficie si el proceso no se realiza correctamente.
Algunos de los defectos comunes del pulido son:
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Patrones en espiral: A veces, podemos ver patrones circulares en la superficie después del pulido. Se llaman remolinos y se forman debido a que las almohadillas están sucias, se aplica demasiada presión o se saltan tamaños de grano intermedios.
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Superficie nublada: Esto puede ocurrir debido a residuos de compuesto de pulido, al uso de un compuesto más fino demasiado pronto o a un lijado incompleto.
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Arañazos profundos aleatorios: La razón principal de este defecto es la contaminación de una sola partícula gruesa. A veces, la ropa sucia o el arrastre de partículas metálicas por la superficie también pueden provocar este defecto.
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Marcas de quemaduras (decoloración): Si utilizamos velocidades más altas o frotamos con fuerza rápidamente, la superficie puede quemarse por el calor generado. Esto también puede ocurrir por seguir puliendo en un mismo punto durante demasiado tiempo.
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“Aspecto ”piel de naranja: Este aspecto aparece cuando el metal no se aplana uniformemente antes del pulido.
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Redondeo de bordes (pérdida de rasgos afilados): El exceso de pulido es la principal causa de este defecto. Utilizar muelas blandas con demasiada agresividad o no enmascarar los bordes también puede provocar el redondeo de los bordes.
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Brillo desigual: Cuando el aspecto no es uniforme en todo el metal, daña el atractivo visual. Esto ocurre debido a un lijado inconsistente, una presión desigual o el uso de compuestos sin una limpieza adecuada.
La mayoría de los defectos mencionados se deben a problemas en el lijado. Dado que el lijado es un paso secuencial de varias etapas, la selección incorrecta de los tamaños de grano o la omisión de etapas son las principales causas de los defectos mencionados. Todos los defectos mencionados pueden evitarse, hasta cierto punto, si seguimos el proceso con cuidado.
Aplicaciones de las piezas metálicas pulidas
El pulido de metales se utiliza ampliamente en diversas industrias para lograr el atractivo visual de primera calidad de los metales y mejorar sus propiedades funcionales. Las principales aplicaciones del pulido de metales son:
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Componentes arquitectónicos
Las piezas metálicas brillantes y reflectantes que vemos en pasamanos, herrajes de puertas, paneles, elementos decorativos, etc., están creadas por metales pulidos. El pulido también mejora su resistencia a las manchas y reduce los impactos debidos a la exposición ambiental.
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Componentes de automoción
CNC automoción componentes como llantas, sistemas de escape y embellecedores se forman utilizando metal pulido. El pulido se realiza principalmente en esos componentes para mejorar el aspecto y reducir la fricción superficial en las piezas móviles.
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Equipos médicos y sanitarios
Muchas herramientas médicas, como instrumentos quirúrgicos, implantes y equipos hospitalarios, están hechas de metal pulido (principalmente acero inoxidable o titanio). La finalidad del pulido es conseguir superficies lisas y fáciles de limpiar. El pulido reduce las zonas donde pueden acumularse bacterias y también contribuye a cumplir normas de higiene estrictas.
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Herramientas y maquinaria utilizadas en la industria alimentaria y farmacéutica
En ambas industrias, las superficies de acero inoxidable pulido se utilizan principalmente para fabricar equipos para la industria alimentaria y farmacéutica (por ejemplo, recipientes, ejes, etc.). Evitar la contaminación y facilitar la limpieza son los dos objetivos principales de aplicar el pulido a estos materiales.
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Componentes aeroespaciales y de aviación
En estas industrias, el principal objetivo del pulido es la mejora funcional. Con el pulido, podemos mejorar la precisión de las dimensiones, reducir la rugosidad de la superficie, mejorar la resistencia a la fatiga y obtener un rendimiento fiable en condiciones de gran esfuerzo y altas temperaturas.
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Fabricación de herramientas, moldes y matrices
Cuando los moldes y matrices utilizados para la fabricación están bien pulidos, resulta mucho más fácil liberar los productos. También mejora el acabado superficial de las piezas moldeadas y aumenta la vida útil de las herramientas.
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Marina y En alta mar Aplicaciones
El pulido ayuda a reducir los puntos de inicio de la corrosión porque reduce las grietas y los defectos puntiagudos de la superficie metálica. Mejora la resistencia a la exposición al agua salada en herrajes, accesorios y componentes estructurales marinos.
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Joyería y productos de consumo
Las joyas, los relojes, los cubiertos y las carcasas de aparatos electrónicos de alto brillo siempre se fabrican con metales debidamente pulidos. De ahí su textura extra suave y su aspecto de primera calidad.
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Eléctrico y Componentes electrónicos
El pulido puede mejorar el contacto eléctrico y reducir la resistencia de los sistemas electrónicos. Además, mejora el aspecto de la superficie de los productos.
Conclusión
El pulido de metales es un proceso de acabado de superficies esencial en la fabricación moderna. Cuando se aplica correctamente, aporta ventajas estéticas y funcionales. Fabricantes puede conseguir la calidad superficial deseada manteniendo la precisión dimensional y la rentabilidad si conoce el proceso de pulido, los métodos aplicables, las propiedades de los materiales y sus limitaciones.
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PREGUNTAS FRECUENTES
¿Qué cantidad de metal se elimina durante el pulido?
Durante las etapas de pulido fino, sólo se pierden unos pocos micrómetros. Sin embargo, la mayor parte de la pérdida de material se produce durante las etapas de esmerilado y lijado. Esta eliminación puede ser de hasta unos pocos milímetros, y depende de la gravedad de los defectos que tenga inicialmente el metal.
¿Cambia el pulido las propiedades mecánicas?
No modifica significativamente las propiedades mecánicas de la masa. Pero cambia las propiedades mecánicas relacionadas con la superficie, como la concentración de tensiones, la fricción, la resistencia a la fatiga, etc.
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