Cómo encontrar los metales resistentes a la corrosión adecuados

Aunque gracias al oxígeno los seres humanos y prácticamente todas las demás formas de vida de la Tierra podemos existir, en realidad es un elemento tóxico y muy corrosivo más adecuado para enviar cohetes al espacio que para sustentar la vida. Solo gracias a que nuestros cuerpos han evolucionado para utilizar el oxígeno de formas espectaculares y a que la atmósfera contiene una cantidad tan pequeña de esta desagradable sustancia (aproximadamente un 21% en volumen, siendo la mayor parte del resto nitrógeno) podemos existir.

Muchos metales tienen superpoderes similares. Mientras que el hierro y su descendiente, el acero al carbono, se oxidan rápidamente si no se protegen con pintura, chapado y otros recubrimientos similares, otros, como el aluminio y el acero inoxidable, reaccionan con el oxígeno del aire para formar una fina capa protectora conocida como capa de pasivación. En breve daremos más información al respecto.

No vamos a profundizar en los mecanismos electroquímicos que provocan la aparición de óxido en todas sus formas, ya que es un tema complejo que interesa sobre todo a los metalúrgicos y a los científicos de materiales. Sin embargo, señalaremos que se produce más rápidamente en presencia de aire húmedo y agua, especialmente agua salada, y que incluso el edificio más alto y el puente más sólido acabarán sucumbiendo a la oxidación.

La buena noticia es que hay muchos metales resistentes a la corrosión, y nosotros empleamos los que más se utilizan para el mecanizado, la impresión 3D y la fabricación. A continuación mostramos una breve descripción de cada uno de ellos, junto con algunos ejemplos de aplicación:

Aluminio

Este elemento es una opción excelente para muchísimas aplicaciones. Sus numerosas aleaciones son resistentes, ligeras, no magnéticas y conductoras de la electricidad, lo que las hace adecuadas para todo tipo de aplicaciones, desde utensilios de cocina y muebles de jardín hasta hardware de maquinaria, carcasas electrónicas e instrumentos científicos.

Disponemos de cinco categorías CNC de aluminio y una categoría para la impresión 3D. El 6082-T651, muy similar al 6061, es una aleación de uso general que se puede fresar, tornear, cortar con láser, doblar, formar y soldar fácilmente. Los 7075-T651 y 7075-T7351 se utilizan en el sector aeroespacial y el último es más resistente y duradero. El 5083-H111 es más resistente a la corrosión, ya que contiene más magnesio. El 2024-T351 es otra categoría aeroespacial, específica para componentes en tensión y resistente a la fatiga. 

Y para las piezas impresas en 3D, está el AlSi10Mg, una categoría de aluminio resistente que se utiliza desde hace tiempo para las fundiciones. Ah, ¿y la fina capa protectora que mencionamos antes? En aluminio, se llama óxido de aluminio y se trata de un compuesto químico muy duro que se encuentra en muchas muelas de rectificado. Si necesitas un revestimiento más duro, también puedes recurrir al anodizado.

Titanio

Empecemos por decir que este metal ligero es caro. Si esto no te preocupa, sigue leyendo. Los metalúrgicos te dirán que es tan resistente como el acero, pero con la mitad de peso, y el doble de resistente que el aluminio con una vez y media su peso. Además, el titanio es uno de los metales más resistentes a la corrosión gracias a la formación de un revestimiento de óxido de titanio en presencia de oxígeno (casi siempre).

Etiquetamos el titanio Ti6Al4V (grado 5), y con razón, como una aleación muy popular debido a su uso generalizado en implantes médicos, motores de aviones, instalaciones de generación de energía, equipos deportivos y otras aplicaciones, y utilizamos mucho este metal en el mecanizado y la impresión 3D.

Cromo cobalto (Cr-Co)

Esta aleación presenta muchos de los atributos mecánicos del acero inoxidable, pero es algo más fuerte y resistente al desgaste. Gracias a su biocompatibilidad, puede que lleves una alianza de boda, una dentadura postiza o una prótesis de rodilla o cadera de cromo cobalto, aunque este material también es habitual en muchas aplicaciones industriales, como revestimientos de hornos y componentes de motores. Y mientras que los aceros inoxidables que acabamos de enumerar se suelen utilizar en las fresadoras CNC, los tornos y el sinterizado directo de metal por láser (DMLS) de Protolabs, la superaleación de cromo cobalto Co28Cr6Mo se limita actualmente a la impresión 3D DMLS.

Inconel

Esta es otra de las opciones exclusivas para el DMLS. Esto se debe a que esta superaleación es bastante difícil de mecanizar (como todas las superaleaciones), pero se imprime fácilmente en 3D en piezas de hasta 400 mm × 800 mm × 500 mm en algunas de nuestras impresoras. Al igual que el acero inoxidable 17-4, el Inconel 718 se puede endurecer por precipitación, pero contiene cantidades mucho mayores de níquel (unas diez veces más), además de un 5% aproximadamente de niobio, metal refractario, y casi la misma cantidad de molibdeno. Esto explica su gran resistencia y su gran capacidad térmica, que lo convierten en el material preferido para cualquier componente sometido a temperaturas de hasta 700 °C y a cargas mecánicas extremas. Y sí, es resistente a todo tipo de corrosión.

Latón

Esta aleación de cobre y zinc se encuentra en el extremo opuesto de la tabla de facilidad de mecanizado del Inconel, el titanio y el cromo cobalto. Sin embargo, no por ello es menos valioso, especialmente para quienes buscan un metal resistente a la corrosión y fácil de mecanizar, útil para fijaciones y adaptadores de fontanería, cojinetes, disipadores de calor, fijaciones roscadas y cualquier otra pieza que requiera una alta conductividad eléctrica y térmica. Protolabs dispone de dos tipos de latón. El llamado latón de corte libre C360 (Cz121 o CuZn36Pb3) recibe su nombre de una pequeña cantidad de plomo, que facilita el mecanizado y hace que este metal amarillo sea muy popular para trabajos de tiradas grandes con máquinas de roscar. Del mismo modo, la aleación C464 (Cz112 o CuZn36Sn1) se conoce como latón naval por su excelente resistencia a la corrosión y su posterior uso en componentes marinos. Para piezas torneadas y fresadas, el latón es una buena alternativa por sus interesantes cualidades, entre ellas el buen aspecto que presenta.

Cobre

Por último, en nuestra lista de productos resistentes a la corrosión no podía faltar el cobre de categoría C101. Es uno de los materiales con más conductividad eléctrica y térmica. El cobre coincide en cierta medida con el latón en cuanto a sus diversas aplicaciones, pero por lo general es más moldeable, menos mecanizable y un poco más caro. Es una gran elección para intercambiadores de calor de alto rendimiento y aplicaciones electrónicas o eléctricas (apantallamiento EMI, por ejemplo). Y gracias a sus propiedades antimicrobianas, el cobre se utiliza cada vez más en equipos hospitalarios.