quimica del pavonado
Cuando admiramos un arma en los estantes de una armería, y la pedimos para tenerla en nuestras manos, quizás estemos sometidos a la llamada de atracción que emite el arma debido a su belleza. Y esta belleza de un arma debe su mayor parte al pavonado de la misma, que nos hace olvidarnos que no es otra cosa que un hierro, eso sí, cuidadosamente trabajado por expertas manos; pero esto solamente lo notamos cuando ya la tenemos en las nuestras y comprobamos el ajuste de sus mecanismos y la suavidad con que funcionan. Igualmente cuando recuperamos un arma mas o menos antigua, y cuyos cañones muestran el paso del tiempo y mientras la soltamos y arreglamos, lo que tenemos en la mano son hierros destinados a cumplir una función, pero su armonía como tal arma, solo la veremos cuando ya esté definitivamente vestida con el pavonado. Después pensaremos que ese tratamiento dado, hace que se conserve durante un mayor tiempo en perfectas condiciones sin demasiados problemas de mantenimiento, con solo prestarle una pequeña atención al finalizar su utilización.
Y cómo se llega a realizar este tratamiento y que productos y sistemas se utilizan para obtenerlo, no suele ser asunto que nos interese mucho en esos momentos, aunque sí nos interesa cuando estamos recuperando un arma antigua, y comenzamos a investigar. Fruto de estas pequeñas investigaciones hemos obtenido las notas que a continuación detallamos.
Lo que nosotros conocemos como Pavonado, no siempre los expertos lo denominan así, distinguiendo entre Fosfatados y Pavonados. Ambos persiguen la oxidación leve del metal, produciendo una fina capa de óxido uniformemente extendida y a la que por tratamiento posterior se consigue obtenga el color mate o brillante.
Por lo tanto, podríamos en principio hacer dos grupos
fosfatados
Consiste en la aplicación de sales de un ácido fosfórico, especialmente del ortofosfórico (PO4H3).
El ácido fosfórico es un compuesto oxigenado del fósforo. El más importante es el ácido ortofosfórico, que resulta de la acción del ácido nítrico sobre el fósforo rojo, o bien de la oxidación espontanea del fósforo delicuescente en el aire húmedo. En la industria se obtiene de los huesos, tratando cenizas de éstos pulverizados, con un peso igual de ácido sulfúrico disuelto en diez partes de agua, con ayuda del calor.
El procedimiento, debido a Liebig, requiere varios días y se funda en la descomposición de los fosfatos cálcico y magnésico por el ácido sulfúrico, con formación de ácido fosfórico y precipitado de los sulfatos correspondientes.
El ácido ortofosfórico es tribásico y sus fosfatos pueden ser mono, di y trimetálicos, según el número de átomos de hidrogeno que se encuentran substituidos.
Por otra parte, como veremos en las fórmulas que hemos obtenido, se mezcla en ellas, el bióxido de manganeso, (Mn2O), producto utilizado como oxidante en la industria y en los laboratorios. El manganeso es un metal muy refractario, de color y brillo acerado, poco menos duro que el cuarzo y tan oxidable que solo se conserva sumergido en nafta o petróleo. Es di, tri, tetra, hexa y heptavalente, y puede actuar como elemento metálico y como metaloide.
El Fosfatado se consigue por inmersión de las piezas a tratar en los líquidos preparados, "cociéndose" las piezas durante un tiempo que varía entre 45 minutos y 3 horas, dependiendo del tamaño de los objetos, para conseguir un perfecto acabado.
En primer lugar es necesario limpiar y desengrasar perfectamente los objetos a fosfatar o pavonar, ya que en caso contrario tendríamos problemas en aquellas partes sobre las que hubiera restos de grasa por minúsculos que estos fuesen. Generalmente a continuación se realiza el trabajo de pulir, aunque esto no siempre es necesario. Si se quiere un acabado rugoso, una vez desengrasado, se somete a chorro de arena con lo que sería suficiente.
En plan artesanal el desengrasado se realiza sumergiendo en una solución saturada de sosa cáustica, la pieza a desengrasar y llevando por calentamiento hasta la ebullición la solución. Una vez comenzada la ebullición se mantiene durante 1 hora, con lo que se conseguirá que quede totalmente limpio de grasa. A continuación se sumerge la pieza en un recipiente con cal viva para garantizar la eliminación de la grasa.
Se enjuaga con abundante agua para retirar el resto de cal, y se seca la pieza, teniendo cuidado de no tocarla con las manos ni que pueda tener contacto con cualquier cosa que tenga grasa o aceite.
FORMULAS PARA FOSFATAR
Indicamos las proporciones para tres formulas en base del ácido fosfórico.
Nº 1 - 25 gramos de ácido fosfórico, 10 gramos de limaduras de hierro y 1 litro de agua destilada.
Estos ingredientes los llevamos a ebullición e introducimos las piezas (sin tocar con los dedos; utilicese guantes de cirujano). Esperamos que por evaporación se reduzca el volumen hasta 1/5 parte del volumen inicial.
Se podrá observar el acabado deseado ya que se va produciendo una capa gris-negro-verdosa, que oscurecerá cuando aceitemos las piezas.
Nº 2 - 8 gramos de ácido fosfórico, 4 gramos de dióxido de manganeso y 1 litro de agua destilada.
Los llevamos a ebullición como en la fórmula anterior y esperamos a la reducción del volumen hasta 2/3 del volumen inicial.
Esta formula es más rápida que la anterior, ahora bien si dejamos que se evapore por más tiempo, la capa obtenida será mas gruesa y resistente.
Nº 3 - 30 gramos de ácido fosfórico, 3 gramos de dióxido de manganeso y 1 litro de agua destilada.
Se lleva a ebullición y se trata durante un tiempo de 1 a 4 horas, según el tamaño de la pieza.
Una vez pasado el tiempo de inmersión, se retiran las piezas, se dejan enfriar y se enjuagan o mejor todavía, se vuelven a cocer en otro recipiente con agua solamente, con lo que se hace desaparecer los restos del fosfatado.
Se secan a ser posible con aire caliente, y sin dejar enfriar se bañan con aceite de linaza durante 24 horas, procediéndose entonces a limpiarlas con un paño de lana.
PAVONADOS
Entendemos por pavón el producto de color azul, negro o café, con que a modo de barniz se cubre la superficie de los objetos de hierro y acero para preservarlos de la oxidación
Uno de los procedimientos industriales utilizados consiste en el oxidado electrolitico, que da un tono pardo oscuro y se ejecuta descomponiendo el agua en el voltámetro cuyo ánodo es el objeto metálico.
También se oxida por medio de baños o pinturas de sales metálicas oxidantes, en general venenosas tanto ellas como sus vapores, por lo que deben ser manejadas por especialistas en estos procedimientos.
Después de la acción química es necesario un enérgico pulimento.
El ácido ferrosoferrico que se forma protege el hierro subyacente de su ulterior alteración.
Los tonos negros y azules se dan con pinturas de sales de diversos metales y el colorante correspondiente.
Existen diversos procedimientos de pavonar
1-Por medio de la acción del calor
1. mediante calentamiento de la pieza inmersa en un liquido, mezcla de diversos productos químicos
2. cubrición o enterramiento en elementos simples o compuestos de graduación fina
3. por la acción directa o indirecta del calor sobre la pieza a pavonar.
* 2-Pavonado por oxidación lenta
Se obtiene una pasta y se aplica "a muñequilla" en sucesivas etapas.
* 3-Pavonado al ácido negro
Las formulas de oxidación por este procedimiento contienen compuestos muy peligros y venenosos.
Se aplican en general mediante brochas y en varias veces.
* 4-Pavonado directo o indirecto por calor
Usado generalmente para pequeñas piezas. El color que se obtiene en general suele ser azulado brillante.
* 5-Pavonado por cubrimiento
Se basa en enterrar la pieza a pavonar y calentar.
FORMULAS PARA PAVONAR
Para el pavonado de cañones se ha venido utilizando el procedimiento detallado como " pavonado por acción del calor,mediante el calentamiento de la pieza inmersa en un liquido mezcla de diversos productos químicos, y que indicamos con el nº 1, a)".
Para utilizar estas formulas, solían tener recipientes realizados en chapa de 3 milímetros con unas dimensiones de 90 cm. de largo por 20 cm de ancho y 30 cm .de alto dotadas con una fuente de calor, que modernamente era mediante resistencias eléctricas o varios difusores de gas, que dan mejores resultados cuando el recipiente sea grande y se vaya a introducir piezas grandes. Antiguamente la fuente de calor solía ser la fragua de herrero.
Veamos algunas de las formulas de finales del siglo XIX, basadas en mezcla de sales.
1ª - Ocho partes de sosa cáustica, dos partes de nitrato sódico o potásico y agua destilada.
2ª - Seis partes de nitrato potásico, cuatro partes de nitrato sódico y agua destilada.
3ª - Ocho partes de peróxido de manganeso, dos partes de nitrato potásico y agua destilada
4ª - Un kilogramo de nitrato sódico, un kilogramo de nitrato potásico, dos kilogramos de sosa cáustica, 100 gramos de dióxido de manganeso, cinco litros de agua destilada.
Las piezas a pavonar deben quedar cubiertas de agua destilada.
5ª - Tres kilogramos de sosa cáustica, 500 gramos de nitrato sódico y tres litros de agua de grifo.
6ª - Un kilogramo de sosa cáustica, 300 gramos de nitrato sódico, 100 gramos de limaduras de hierro y un litro de agua de grifo.
La utilización de estas formulas han dado muy buenos resultados.
Los acabados son diferentes según la formula utilizada.
Los gases que emanan pueden ser tóxicos, por lo que no se hacían en lugares cerrados sino en lugares bien ventilados.
El proceso se terminaba mediante el aceitado y posterior pulido a mano.
Para el Pavonado por oxidación lenta, se hace una mezcla a partes iguales de Tricloruro de antimonio y mantequilla vegetal, la que puede sustituirse por aceite de colza.
Por calentamiento y removiendo suavemente, se obtiene una pasta que se aplica a muñequilla con un paño de lana, dejando secar durante 24 horas.
Transcurrido este tiempo se frotan las piezas para retirar el oxido no fijado.
Se vuelve a aplicar la pasta y repetir estos pasos durante 10 a 15 días.
Para finalizar se pule, se aceita con aceite de semilla de lino o se encera con cera cerote.
En el Pavonado al ácido negro, debe utilizarse recipientes de porcelana o de loza, en los que se pone a hervir el agua hasta la ebullición. Entonces se añaden los productos hasta que se disuelvan. Se retiran del fuego y se deja enfriar.
Las formulas de oxidación lenta contienen compuestos muy peligrosos y venenosos, solamente aptos para ser manipulados por verdaderos profesionales especialistas en estos productos.
a) - 10 gramos de cloruro de antimonio, 100 gramos de bicloruro de mercurio y 1 litro de agua destilada.
La solución obtenida se aplica con brocha. Se deja actuar durante 8 horas para que se produzca la oxidación y a continuación se introducen las piezas en agua hirviendo durante 15 minutos. Después se cepillan las piezas, se enjuagan y se secan.
Este proceso se repite durante 3 o 4 días, antes de darlo por finalizado.
Para obtener el pavón azul, en un recipiente de vidrio se hace una mezcla, utilizando una varilla de vidrio, de una parte de nitrato sódico con dos partes de sosa cáustica y dos partes de agua en volumen.
Se calienta la mezcla hasta la ebullición y se introduce la pieza en la mezcla, manteniendo la ebullición hasta que adquiera el color deseado. A continuación se enjuaga la pieza con agua muy caliente y se deja secar.
Igualmente si en un recipiente de vidrio y mediante la varilla de vidrio para realizar la mezcla, se introducen 100 gramos de agua destilada, 20 gramos de sulfato de hierro sólido, 6 gramos de Percloruro de hierro, 20 gramos de sulfato de cobre, 30 gramos de ácido nítrico y 30 gramos de alcohol de 90º, se obtiene pavón negro.
Esta mezcla se conserva tapada con una tapa de vidrio en recipiente de vidrio.
Se aplica con una muñequilla (bola de trapo con algodón) impregnada con la mezcla anterior dejándola actuar durante 24 horas.
Sin tocar la pieza con las manos se sumerge en agua a punto de ebullición fuerte durante 30 minutos, sacándose la pieza y dejando que se evapore el agua por sí sola.
Una vez seca, se cepilla y pule con lana de acero.
La operación de untado y hervido se repiten hasta tres veces.
Cuanto mejor se cepille y pula entre operaciones de mayor calidad será el pavonado resultante.
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