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Aluminizado-por-inmersion-en-caliente-de-cobre-y-aleaciones

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
FACULTAD DE QUÍMICA 
 
 
“ALUMINIZADO POR INMERSIÓN EN CALIENTE DE COBRE Y ALEACIONES” 
 
TESIS 
 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
 
INGENIERO(A) QUÍMICO(A) METALÚRGICO(A) 
 
 
 
PRESENTA (N) 
ALAN HERRERA RENTERÍA 
ERIKA ANDREA VALENZUELA CORREA 
México, D.F.                                     2011. 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, 
reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el 
respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
2 
 
 
JURADO ASIGNADO: 
 
PRESIDENTE: Profesor: Eusebio Cándido Atlatenco Tlapanco 
VOCAL: Profesor: José Alejandro García Hinojosa 
SECRETARIO: Profesor: Arturo Barba Pingarrón 
1er. SUPLENTE: Profesor: José Guadalupe Ramírez Vieyra 
2° SUPLENTE: Profesor: Atahualpa Oscar García Delgado 
 
 
SITIO DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA: 
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA METALÚRGICA, EDIFICIO D, FACULTAD DE QUÍMICA, 
UNAM 
CENTRO DE INGENIERÍA DE SUPERFICIES Y ACABADOS (CENISA), DEPARTAMENTO 
DE MATERIALES Y MANUFACTURA DE LA DIVISIÓN DE INGENIERÍA MECÁNICA E 
INDUSTRIAL, FACULTAD DE INGENIERÍA, UNAM 
 
ASESOR DEL TEMA: 
Arturo Barba Pingarrón 
 
 
SUSTENTANTE (S): 
 Erika Andrea Valenzuela Correa Alan Herrera Rentería 
 
 
3 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
Dr. Arturo Barba Pingarrón: 
Tiene todo nuestro agradecimiento por aceptar realizar esta tesis con nosotros 
bajo su invaluable dirección. Agradezco su interés y atención facilitándonos los 
medios suficientes para llevar a cabo todas las actividades propuestas durante el 
desarrollo de esta tesis. Su apoyo, confianza y su capacidad para guiar nuestras 
ideas en el proceso de elaboración de este trabajo, ha sido un aporte sumamente 
enriquecedor. 
 
Extendemos un sincero agradecimiento a la Dra. Guillermina González Mancera 
por su apoyo al permitirnos el uso del Microscopio Electrónico de Barrido y 
microanálisis químico por EDS de rayos “x”, así mismo reconocemos que su 
paciencia, disponibilidad y generosidad al compartir su vasto conocimiento sobre 
las técnicas de microscopía, fueron factores clave para dar término a este 
proyecto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
AGRADECIMIENTOS DE: ERIKA ANDREA VALENZUELA CORREA 
 
Agradezco al Programa de Apoyo a Proyectos de Investigación e Innovación 
Tecnológica, PAPIIT, de la Dirección General de Asuntos del Personal Académico, 
DGAPA, por el apoyo económico que recibí durante 5 meses, con el Proyecto 
titulado “Desarrollo de tratamientos superficiales térmicos y químicos para la 
optimización de materiales” y con la clave de Proyecto IN107608 con lo cual logré 
llevar a buen fin la conclusión de mis estudios profesionales de licenciatura. 
 
De manera especial quiero agradecer a Hybrid Petroleum Institute, empresa que 
me abrió las puertas para iniciar mi experiencia profesional, el haberme facilitado 
los medios suficientes para llevar a cabo todas las actividades y trámites 
correspondientes al proceso de la titulación. 
 
A Alan por haberme acompañado en este proceso, por haber estado conmigo en 
momentos de desvelo, presión, ansiedad tanto para fines del proyecto de tesis 
como de manera personal y por supuesto por los momentos agradables, que a fin 
de cuentas lo puedo resumir en un crecimiento personal invaluable. 
 
Finalmente ofrezco el agradecimiento más profundo y sentido para mi familia, sin 
su apoyo, colaboración e inspiración habría sido imposible finalizar este ciclo en mi 
vida. 
A mi mamá por su ejemplo de lucha y valentía, y a mi hermano Iván por su 
tenacidad, generosidad y disposición incondicional. Gracias a ustedes hoy por hoy 
soy una persona con valores firmes y fuerte, capaz y dispuesta a seguir 
cosechando éxito. 
 
 
 
 
 
5 
 
AGRADECIMIENTOS DE: ALAN HERRERA RENTERÍA 
 
Agradezco a mis padres, Javier Herrera e Isabel Rentería, cuyo esfuerzo, 
paciencia, confianza, trabajo y sus casi inagotables fuerzas permitieron que 
alcanzara esta meta; ustedes merecen el completo reconocimiento del éxito que 
significa la culminación de mis estudios. 
 
Andrea, te adeudo la paciencia de tolerarme, las espinas más agudas, los 
arrebatos del humor, la negligencia, las vanidades, los temores y las dudas; 
gracias por la confianza que me diste para aventurarte conmigo en el desarrollo de 
este trabajo. 
 
Gracias a la Licenciada Cristina Chávez por su amistad e interés genuino en estos 
últimos diez años. 
 
Muchas gracias a los Ingenieros Luis Jaramillo, Marcos Colín, Alicia Borrego, Itzel 
Castillo, Abraham Jaimes, Fernando Torres, Alejandro Cárdenas, Hiram Gómez y 
Laura Flores por su amistad dentro y fuera de las aulas de clases, por sus 
preciados consejos y gratos momentos. Por vuestro generoso apoyo. 
 
Siempre estaré en deuda permanente 
 
 
 
 
 
 
6 
 
Contenido 
1.  Introducción ................................................................................................................. 8 
2.  Objetivos ....................................................................................................................... 9 
3.  Hipótesis ....................................................................................................................... 9 
4.  Fundamentos ............................................................................................................... 9 
4.1.  Generalidades sobre el cobre, aluminio y sus aleaciones ...................... 9 
4.2.  Métodos de recubrimiento de componentes metálicos ......................... 15 
4.2.1.  Galvanizado .................................................................................................... 18 
4.2.2.  Inmersión en caliente y aluminizado ....................................................... 20 
4.2.2.1.  Variables del proceso. .............................................................................. 24 
5.  Procedimiento experimental ................................................................................. 26 
5.1.  Preparación de piezas antes del aluminizado ........................................... 26 
5.2.  Inmersión en caliente ....................................................................................... 27 
5.3.  Medición del espesor del recubrimiento y observación metalográfica 
con microscopio óptico. ............................................................................................ 28 
5.4.  Medición de microdurezas ............................................................................. 29 
5.5.  Apariencia de recubrimientos ....................................................................... 30 
5.6.  Pruebas de corrosión por pendientes de Tafel ........................................ 30 
5.7.  Microscopio Electrónico de Barrido ............................................................ 31 
5.8.  Análisis Químicos de los materiales empleados como sustratos. ..... 31 
5.9.  Fases obtenidas en función de la composición química en barras de 
cobre y latón aluminizadas. ...................................................................................... 31 
6.  Resultados ................................................................................................................. 32 
6.1.Análisis químico por absorción atómica .................................................... 32 
6.2.  Análisis químico por espectrometría de emisión atómica (EEA) ........ 32 
6.3.  Espesores del recubrimiento ......................................................................... 33 
6.4.  Cambio en dimensiones de las piezas ........................................................ 34 
6.5.  Microdurezas ...................................................................................................... 35 
6.6.  Velocidades de corrosión ............................................................................... 36 
6.7.  Gráficos de Corrosión ..................................................................................... 41 
7 
 
6.8.  Metalografía ........................................................................................................ 57 
6.9.  Fotos MEB ........................................................................................................... 68 
7.  Análisis de resultados ............................................................................................ 90 
7.1.  Análisis químico por absorción atómica .................................................... 90 
7.2.  Análisis químico por espectrometría de emisión atómica .................... 90 
7.3.  Metalografías ...................................................................................................... 90 
7.4.  Espesores del recubrimiento ......................................................................... 91 
7.5.  Cambio en dimensiones de las piezas ........................................................ 93 
7.6.  Microdurezas ...................................................................................................... 97 
7.7.  Apariencia de Recubrimientos ...................................................................... 99 
7.8.  Velocidades de corrosión ............................................................................. 106 
7.9.  Curvas de Polarización ................................................................................. 107 
7.10.  Tendencias en velocidades de corrosión ............................................. 111 
7.11.  Fotos MEB ..................................................................................................... 117 
7.11.1.  Fases obtenidas en función de la composición química en 
barras de cobre y latón aluminizadas. ............................................................. 119 
8.  Conclusiones ........................................................................................................... 137 
9.  Bibliografía ............................................................................................................... 138 
10.  Anexos ................................................................................................................... 143 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
1. Introducción 
El objetivo de este trabajo consiste en realizar un estudio de la técnica de 
aluminizado por inmersión de caliente de barras de cobre y latón; las pruebas se 
realizaron tras la fusión de aluminio comercialmente puro en un horno de 
inducción controlando la temperatura, adquirida dicha temperatura las barras de 
cobre y latón fueron sumergidas en el baño metálico variando el tiempo de 
inmersión, las variables seleccionadas determinaron las características de los 
recubrimientos obtenidos así como la calidad de los mismos; cada inmersión se 
realiza por triplicado tanto para latón como para cobre. 
El valor de este trabajo radica en la información recopilada de una técnica 
relativamente sencilla y económica mediante el estudio del comportamiento 
mecánico y electroquímico del sustrato de cobre y latón protegido con un metal 
cuyas propiedades anti corrosivas son superiores, y así lograr aprovechar las 
propiedades de mejor desempeño de cada uno de los metales para aumentar 
tanto la dureza como la resistencia a la corrosión del cobre o latón. 
Inicialmente se plantean los objetivos y las hipótesis basadas en el conocimiento 
teórico que se tienen en el tema de Ingeniería de superficies, las técnicas de 
protección para la corrosión, los recubrimientos metálicos y los métodos para 
obtenerlos. 
Después se realizó una caracterización en la interfase entre el metal base y el 
recubrimiento de aluminio de cada una de las barras las técnicas y pruebas a usar 
en esta etapa son: microdureza, metalografía, corrosión, análisis químico EDS, 
fotografías tomadas con MEB, cambio de espesores; se desprende una exposición 
comparativa de los resultados obtenidos, análisis que permite determinar el efecto 
de las variables establecidas para obtener conclusiones puntuales sobre los 
parámetros mejor posicionados que permitan obtener un recubrimiento metálico 
óptimo. De este análisis de resultados se concluye que las barras de latón 
recubiertas de aluminio alcanzaron mayor resistencia a la corrosión que las barras 
de cobre aluminizadas y se encontró una fase en común en todas las barras 
9 
 
analizadas que presentaron un incremento en la resistencia a la corrosión, 
además que el aluminio aumentó considerablemente la dureza del metal base. 
2. Objetivos 
a) Obtener un revestimiento de aluminio por inmersión en caliente sobre piezas 
de cobre y latón y realizar una caracterización de dichos recubrimientos a fin de 
valorar sus posibilidades de aplicación industrial. 
b) Evaluar las características de calidad del recubrimiento que se ha obtenido 
mediante una caracterización metalográfica: 
 Aplicar técnicas de microscopía electrónica de barrido y microscopía óptica 
para la medición de espesores del recubrimiento. 
 Determinar la resistencia a la corrosión de las aleaciones de cobre con y sin 
revestimiento mediante ensayos electroquímicos de Rp y Tafel. 
 Evaluar propiedades mecánicas del recubrimiento obtenido mediante 
ensayos de microdureza. 
 Establecer parámetros microestructurales básicos que muestren la relación 
y el comportamiento del cobre y latón después del proceso de aluminizado. 
3. Hipótesis 
 Las barras metálicas al someterse a un aluminizado a diferentes 
temperaturas y diferentes tiempos de inmersión formarán un recubrimiento 
de aluminio efectivo que potencializará y mejorará la microdureza de la 
superficie y la resistencia a la corrosión de dichas piezas. 
4. Fundamentos 
4.1. Generalidades sobre el cobre, aluminio y sus aleaciones 
 “El cobre nativo suele acompañar a sus minerales en bolsas que afloran a la 
superficie explotándose en minas a cielo abierto. El cobre se obtiene a partir de 
minerales sulfurados (80%) y de minerales oxidados (20%), los primeros se tratan 
10 
 
por un proceso denominado pirometalurgia y los segundos por otro proceso 
denominado hidrometalurgia. 
Los análisis históricos, a partir de la segunda mitad del siglo XX, muestran que los 
países han demandado cobre en función de su dinamismo industrial y de la 
innovación tecnológica que determina la intensidad de su uso. 
 
En la actualidad, en tanto, se está presenciando una progresiva reconcentración 
de la producción. Hoy en día el cobre, además de ser demandado como un 
insumo productivo, también se negocia con fines especulativos en las principales 
bolsas de metales del mundo, y se le considera un resguardo financiero en 
períodos de crisis, constituyéndose así en una materia prima determinante para 
acompañar la rapidez de los cambios que caracterizan la globalización económica 
contemporánea.” 1 
“Así, el cobre es, hoy por hoy, materia prima estratégica, tanto geopolítica como 
geo-económicamente hablando, para las distintas economías latinoamericanas, 
grandes productoras de este metal”2. Hay que tomar en cuenta que el cobre es 
fundamental para el abastecimiento mundial de energía. 
Los recursos mundiales de cobre se estima que ascienden a 1.600 millones de 
toneladasen la corteza terrestre y a 700 millones en el lecho marino. Las reservas 
demostradas de cobre son de 940 millones de toneladas, estando casi el 40% de 
ellas en Chile, el principal productor con más de 5 millones de toneladas anuales 
(aproximadamente, entre el 34% y el 36% de la producción mundial).3 
                                                            
1  “Obtención  del  cobre”.    Cursos  de  metalurgia  Chile,  consultada  en  2010. 
http://www2.ing.puc.cl/icmcursos/metalurgia/apuntes/cap7/71.  
2   Daniel  Correa  Sabat,  “La  Globalización  del  Cobre:  Patrones  Geopolíticos  y  Geoeconómicos  de  su 
Producción y Comercio en Latinoamérica y el Mundo”. Gcg Georgetown University  ‐ Universia 2008 Vol. 2 
Num. 1. Pag. 89. 
3 Daniel  Correa  Sabat,  “La  Globalización  del  Cobre:  Patrones  Geopolíticos  y  Geoeconómicos  de  su 
Producción y Comercio en Latinoamérica y el Mundo”. Gcg Georgetown University  ‐ Universia 2008 Vol. 2 
Num. 1. Pag. 90. 
 
11 
 
Con esto no se hace más que enfatizar que el cobre es un elemento productivo 
que, de acuerdo a las tendencias, se está concentrando cada vez con mayor 
intensidad en países latinoamericanos como México, Chile y Perú, generando una 
brecha competitiva única en relación a los demás países del orbe que no puede 
ser desaprovechada, dada la importancia singular de este recurso. 
La tendencia, para los próximos años, es hacia una mayor concentración de la 
producción y comercio de cobre en los países en vías de desarrollo, y alcanzar, 
así, el máximo provecho de la globalización del cobre y de la globalización en 
general, como proceso amplio, dinámico y repleto de oportunidades. 
El cobre se utiliza tanto con un gran nivel de pureza, cercano al 100%, como 
aleado con otros elementos. 
 
Electricidad y telecomunicaciones: El cobre es el metal no precioso con mejor 
conductividad eléctrica. Esto, unido a su ductilidad y resistencia mecánica, lo han 
convertido en el material más empleado para fabricar cables eléctricos, tanto de 
uso industrial como residencial. Asimismo, se emplean conductores de cobre en 
numerosos equipos eléctricos como generadores, motores y transformadores. La 
principal alternativa al cobre en estas aplicaciones es el aluminio.4 
También son de cobre la mayoría de los cables telefónicos, los cuales además 
posibilitan el acceso a Internet. Las principales alternativas al cobre para 
telecomunicaciones son la fibra óptica y los sistemas inalámbricos. Por otro lado, 
todos los equipos informáticos y de telecomunicaciones contienen cobre en mayor 
o menor medida, por ejemplo, en sus circuitos integrados, transformadores y 
cableado interno. 
Medios de transporte: El cobre se emplea en varios componentes de coches y 
camiones, principalmente los radiadores (gracias a su alta conductividad térmica y 
                                                            
4  “Electrolytic  copper  cathodes”,  Inter  Group  Balear.  Consultado  en  2010. 
http://intergroupbalear.com/Servicios/?id=productos&sec=cobre 
 
12 
 
resistencia a la corrosión), frenos y cojinetes, además, naturalmente, de los cables 
y motores eléctricos. 
Por último, los cascos de los barcos incluyen a menudo aleaciones de cobre y 
níquel para reducir el deterioro producido por los seres marinos. 
 
Construcción y ornamentación: Una gran parte de las redes de transporte de 
agua están hechas de cobre o latón, debido a su resistencia a la corrosión y sus 
propiedades anti-bacterianas, habiendo quedado las tuberías de plomo en desuso 
por sus efectos nocivos para la salud humana. Frente a las tuberías de plástico, 
las de cobre tienen la ventaja de que no arden en caso de incendio y por tanto no 
liberan humos y gases potencialmente tóxicos. 
El sector de la construcción consume actualmente (2008) el 26% de la producción 
mundial de cobre. 
 
Monedas: Desde el inicio de la acuñación de monedas en la Edad Antigua el 
cobre se emplea como materia prima de las mismas, a veces puro y, más a 
menudo, en aleaciones como el bronce y el cuproníquel.*5 
 
Otras aplicaciones: El cobre participa en la materia prima de una gran cantidad 
de diferentes y variados componentes de todo tipo de maquinaria, tales como 
casquillos, cojinetes, embellecedores, etc. Forma parte de los elementos de 
bisutería, bombillas y tubos fluorescentes, calderería, electroimanes, instrumentos 
musicales de viento, microondas, sistemas de calefacción y aire acondicionado. El 
cobre, el bronce y el latón son aptos para tratamientos de recubrimiento para 
cubrir otros metales. 
 
 
 
                                                            
5  “Coin  Specifications”,  The  United  States  Mint.  Consultado  el  20  de  abril  de  2010. 
http://www.usmint.gov/about_the_mint/index.cfm?flash=yes&action=coin_specifications. 
*El Níquel‐Latón es una aleación que se logra mezclando níquel y latón (75% cobre 25% zinc). El resultado de 
esta mezcla es un metal duro e inoxidable, el color de este metal es similar al del latón ya que es de un color 
dorado un poco más claro que el del metal anteriormente mencionado. 
13 
 
El aluminio tiene las siguientes características: 
 Ligero, resistente: El aluminio es un metal muy ligero con un peso 
específico de 2.7 g/cm3 un tercio de la densidad del acero. Su resistencia 
puede adaptarse a la aplicación que se desee modificando la composición 
de sus aleaciones y con un adecuado procesamiento. 
 Resistente a la corrosión: El aluminio genera de forma natural una capa de 
óxido que lo hace muy resistente a la corrosión. Los diferentes tipos de 
tratamiento de revestimiento, tales como el anodizado, pueden mejorar aún 
más esta propiedad. Resulta especialmente útil para aquellos productos 
que requieren de protección y conservación. 
 Excelente conductor de la electricidad: El aluminio es un excelente 
conductor del calor y la electricidad y, en relación con su peso, es casi dos 
veces mejor que el cobre. 
 Buenas propiedades de reflexión: El aluminio es un buen reflector tanto de 
la luz como del calor. Esta característica, junto con su bajo peso, hacen de 
él el material ideal para reflectores, por ejemplo, de la instalación de tubos 
fluorescente, bombillas o mantas de rescate. 
 Dúctil: El aluminio es dúctil y tiene una densidad y un punto de fusión bajos. 
Esta situación de fundido, puede procesarse de diferentes maneras. Su 
ductilidad permite que los productos de aluminio se fabriquen en una fase 
muy próxima al diseño final del producto. 
 Impermeable e inocuo: La lámina de aluminio, incluso cuando se lamina a 
un grosor de 0.007 mm. sigue siendo completamente impermeable y no 
permite que las sustancias pierdan ni el más mínimo aroma o sabor. 
Además, el metal no es tóxico, ni desprende olor o sabor. 
 Reciclable: El aluminio es cien por cien reciclable sin merma de sus 
cualidades. El refundido del aluminio necesita poca energía. El proceso de 
reciclado requiere sólo un 5% de la energía necesaria para producir el 
metal primario inicial.6 
 
                                                            
6 “El Aluminio: un metal con aplicaciones singulares”. QuimiNet. 2006. 
14 
 
La combinación de la ligereza con resistencia y alta conductibilidad eléctrica y 
térmica es la combinación de propiedades que hacen del aluminio y sus 
aleaciones materiales de construcción muy importantes para la construcción de 
aviones, de automóviles, de máquinas de transporte, para la electrotecnia, la 
fabricación de motores de combustión interna, etc. 
En la industria química, el aluminio y sus aleaciones se utilizan para fabricar tubos, 
recipientes y aparatos. Un volumen dado de aluminio pesa menos que 1/3 del 
mismo volumen de acero. 
Los únicos metales más ligeros son el litio, el berilio y el magnesio. 
 Debido a su elevada proporción resistencia-peso es muy útil para construir 
aviones, vagones ferroviarios y automóviles, y paraotras aplicaciones en las que 
es importante la movilidad y la conservación de energía. 
 Por su elevada conductividad térmica, el aluminio se emplea en utensilios 
de cocina y en pistones de motores de combustión interna. Presenta un 63% de la 
conductividad eléctrica del cobre para alambres de un tamaño dado, pero pesa 
menos de la mitad. Un alambre de aluminio de conductividad comparable a un 
alambre de cobre es más grueso, pero sigue siendo más ligero que el de cobre. 
El peso tiene mucha importancia en la transmisión de electricidad de alto voltaje a 
larga distancia, y actualmente se usan conductores de aluminio para transmitir 
electricidad a muy altos voltajes. 
El aluminio es muy utilizado en la arquitectura, tanto con propósitos estructurales 
como ornamentales. Las ventanas, las contraventanas y las láminas de aluminio 
constituyen excelentes aislantes. 
La resistencia a la corrosión al agua del mar del aluminio también lo hace útil para 
fabricar cascos de barco y otros mecanismos acuáticos. Se puede preparar una 
amplia gama de aleaciones forjadas que proporcionen al metal más resistencia 
mecánica y resistencia a la corrosión o a las temperaturas elevadas. Como se 
puede apreciar, el aluminio es un material muy importante y con múltiples usos 
cotidianos. 
 
 
15 
 
4.2. Métodos de recubrimiento de componentes metálicos 
El uso de los recubrimientos metálicos (r.m.) es una práctica extendida desde la 
antigüedad ya que constituye, en general, una solución económica que nos 
permite disfrutar de las propiedades de un metal, muchas veces caro, utilizando 
como sustrato masivo un material más económico. 
El fin más frecuente e importante de los r. m. es el de proteger a otros metales de 
la corrosión. Otros usos son: economizar metales caros, lograr un conjunto de 
propiedades diferentes que no están reunidas en un metal solo, o fines 
decorativos. 
La mayoría de los metales, expuestos a la acción de los elementos ambientes, 
sufren transformaciones físicoquímicas que los degradan, reducen su utilidad y 
llegan a destruirlos. Los fenómenos que originan estos cambios se agrupan en el 
concepto de corrosión, o, con mayor amplitud, en el de deterioro de materiales. La 
importancia económica de la corrosión es muy grande. 
En la mayor parte de los casos, la aplicación de un recubrimiento metálico tiene 
por finalidad proteger de la corrosión a otro metal más barato. Para ello, lo más 
eficaz es elegir como protector a otro situado, en la serie de fuerzas 
electromotrices, por encima del que se va a proteger. 
Se puede establecer que cualquier forma de barrera continua que se interponga 
entre la superficie del metal y el ambiente corrosivo en el que se halle expuesto 
mantendrá propiedades anticorrosivas constantes.7 
Sin embargo, en la práctica esto no es posible, debido a que los recubrimientos 
presentan grandes discontinuidades ya sea por una mala aplicación del 
recubrimiento, a una deficiente protección corrosiva o por daños mecánicos 
subsecuentes. 
                                                            
7  Velasco Corral. C. “Recubrimientos Metálicos”. Ediciones Rialp S.A. Consultado en 2010. 
16 
 
Estas discontinuidades constituyen una característica inherente en los 
recubrimientos metálicos, lo que permite que el metal de interés quede expuesto al 
medio corrosivo en zonas localizadas. 
Puede ocurrir, sin embargo, que por exigencias de dureza, de resistencia al 
desgaste mecánico, de aspecto decorativo o de conductividad eléctrica, se 
prefiera un metal (níquel, estaño, cobre, plata, oro) o aleación (acero inoxidable, 
metal monel, etc.), que aun estando por debajo del hierro en la serie de fuerzas 
electromotrices presente, por su tendencia a la pasivación, mayor resistencia a la 
corrosión. 
Entonces es importante que el recubrimiento no presente poros ni otros defectos 
que dejen el acero al descubierto, pues, al comportarse éste anódicamente con 
respecto al que forma el recubrimiento, la corrosión en dichas zonas sería más 
intensa que si no estuviera recubierto. 
En el valor protector influyen, por consiguiente, el método de aplicación y el 
espesor de la película protectora. 
Los recubrimientos metálicos son aplicados en un amplio rango de métodos. Los 
métodos de aplicación más comunes son: electrodeposición (galvanizado), 
inmersión en caliente, proyección térmica, difusión y colaminación. En la Tabla 1.1 
se presenta una comparación de las características técnicas de diferentes 
métodos de aplicación de recubrimientos. 
 
 
 
 
17 
 
Tabla 1.1. Comparación de las características técnicas de diferentes métodos de 
aplicación de recubrimientos8 
 
 
 
 
 
                                                            
8 Tesis de Grado “Aluminizado por inmersión en caliente sobre metales de grado”, Facultad de Ingeniería 
Mecánica, Escuela Superior Politécnica del Litoral. 
Procedimientos 
Temperatura 
aproximada 
del 
tratamiento 
°C 
Espesor 
normal del 
recubrimiento 
(mm) 
Aplicaciones 
usuales 
A
d
h
er
en
ci
a 
U
n
if
o
rm
id
ad
 
C
o
n
ti
n
u
id
ad
 
o
 P
o
ro
si
d
ad
 
Inmersión en caliente Láminas, flejes, 
perfiles, barras, 
alambres, tubos, 
planchas, piezas 
fundidas. 
2 3 3 
Zinc. 420 0.04 
Estaño. 320 0.0015 
Plomo. 370 0.005-0.020 
Aluminio 700-1000 0.025 
Difusión: 
Pequeñas piezas 
fundidas y 
accesorios. 
1 2 1 
Zinc 360 0.06 
Cromo 1350 0.15 
Aluminio 900 0.8 
Chapeado: 
Láminas, 
alambres, 
planchas, flejes 
3 1 2 
Níquel 1240 
10-20 % de 
espesor 
compuesto 
Acero Inoxidable 1200 
Cobre 1000 
Aluminio 480 
Deposito de Vapor 
Aplicaciones 
especiales 
4 b 4 
Algo mayor 
que la 
temperatura 
ambiente 
Menos de 
0.0010 
Casi todos los 
metales. 
a: Los números se refieren al orden de preferencia 
b: La uniformidad depende de la habilidad del operador 
18 
 
4.2.1. Galvanizado 
El galvanizado es un procedimiento de aplicación de un recubrimiento de zinc 
sobre las piezas de acero, mediante inmersión de las mismas en un baño de zinc 
fundido. 
Para obtener buenos resultados es necesario que se verifiquen ciertas 
condiciones, como son: 
1. El diseño de las piezas debe ser adecuado para la galvanización 
2. Las inmersiones de las piezas deben acomodarse al tamaño del crisol de 
galvanización 
3. El peso de las piezas está condicionado por los dispositivos de elevación y 
transporte existentes en el taller de galvanización 
4. Utilización de aceros adecuados para galvanización 
5. Control del estado superficial de las piezas a galvanizar9 
Etapas del proceso 
En la Figura 1.1 se muestran las etapas de una instalación de galvanización en 
régimen discontinuo y se describen cada una a continuación. 
Desengrasado: Las piezas se someten a un proceso de desengrase para eliminar 
posibles restos de grasa o aceites sumergiéndolas en un desengrasante ácido a 
35 ºC. 
Decapado: El proceso de decapado se utiliza para eliminar el óxido y la calamina, 
que son los contaminantes superficiales más corrientes de los productos férreos, 
obteniendo así una superficie del material químicamente pura. Se realiza con 
ácido clorhídrico diluido y a temperatura ambiente. El tiempo de decapado 
depende del Grado de Oxidación superficial de las piezas y de la concentración de 
la solución de ácido. 
Baño de sales: El tratamiento con sales (mezclas de cloruro de zinc y cloruro 
amónico), tiene por objeto eliminar cualquier traza restante de impurezas y 
                                                            
9 Semblante Vélez L.,“Diseño de una Torre  de Transmisión Eléctrica Autosoportada para una Línea de 69 
kV”, Escuela Politécnica Nacional, Facultad de Ingeniería Mecánica. Quito 2010. Pág. 49  
19 
 
producir una limpieza intensa de la superficie metálica. Estas sales actúan como 
los fundentes en soldadura, favorecen la mojabilidad de la superficie del acero por 
el zinc fundido.Estas sales se aplican normalmente por inmersión de las piezas en 
una solución acuosa de las mismas. Otra forma es hacer pasar las piezas a través 
de una capa de sales fundidas que flotan sobre la superficie del zinc. También 
pueden espolvorearse las sales sobre la superficie de las piezas (o rociarlas en 
forma de solución) antes de la inmersión de las piezas en el baño de zinc. 
Baño de zinc: La operación de galvanización propiamente dicha se realiza 
sumergiendo las piezas en un baño de zinc fundido, a temperatura comprendida 
entre 440 ºC y 460 ºC. En algunos procedimientos especiales la temperatura 
puede alcanzar los 560 ºC . La calidad mínima del zinc a utilizar está especificada 
por la mayoría de las normas europeas e internacionales en zinc del 98,5 %. 
Durante la inmersión de las piezas en el zinc fundido se produce la difusión del 
zinc en la superficie del acero, lo que da lugar a la formación de diferentes capas 
de aleaciones zinc-hierro de distinta composición. Cuando las piezas se extraen 
del baño de galvanización, estás quedan recubiertas de una capa externa de zinc 
composición similar a la del zinc del baño. El tiempo durante el que las piezas 
deben estar sumergidas en el baño de zinc, para obtener un recubrimiento 
galvanizado correcto, depende, entre otros factores, de la composición del acero, 
de la temperatura del baño de zinc y del espesor del acero de las piezas. En 
cualquier caso, las piezas deben estar sumergidas en el zinc hasta que alcance la 
temperatura del baño. Antes de extraer las piezas del baño de galvanización es 
necesario retirar de la superficie del mismo la fina capa de óxidos de zinc que se 
forma y que también contiene restos de sales, con objeto de que no se adhieran a 
la superficie de las piezas y produzcan imperfecciones superficiales en el 
recubrimiento. 
Enfriamiento: Una vez fuera del baño de galvanización las piezas pueden 
enfriarse en agua o dejarse enfriar a temperatura ambiente. A continuación se 
repasan para eliminar rebabas, gotas punzantes y adherencias superficiales de 
cenizas o restos de sales y, finalmente, se someten a inspección. Los 
20 
 
recubrimientos galvanizados sobre artículos diversos deben cumplir una serie de 
requerimientos sobre aspecto superficial, adherencia y espesor que vienen 
especificados en las normas nacionales e internacionales. Por último las piezas se 
pesan, ya que el peso de las mismas, una vez galvanizadas, es el criterio utilizado 
normalmente para la facturación.10 
 
Figura 1.1. Etapas de una instalación de galvanización en régimen discontinuo11 
4.2.2. Inmersión en caliente y aluminizado 
Consiste en sumergir el metal que se va a recubrir en otro metal de menor punto 
de fusión, en estado fundido. La aplicación más importante la constituye el 
recubrimiento de objetos, chapas, barras y alambres de acero con cinc, y el 
recubrimiento de acero, cobre y latón con estaño. 
En menor extensión se aplica también por este procedimiento el aluminio, para el 
que resulta necesario efectuar el recubrimiento en atmósfera de hidrógeno. En 
este proceso hay que regular la temperatura y el tiempo para lograr cierta 
disolución del metal que se va a recubrir, en el metal fundido, con objeto de que se 
forme una capa intermedia de aleación de ambos metales que dé lugar a una 
buena adherencia del recubrimiento, pero el espesor de la capa de aleación no 
debe ser tan grande que origine una película frágil. 
                                                            
10 “¿Qué es la Galvanización?”, Ingalsa, 2009.  http://www.ingalsa.net/pdfs/galvanizacion_quees.pdf. 
11 Vicente Amigó Borrás,”Tecnología de Materiales”, Ed. Univ. Politécnica de Valencia, 2003 ‐ 560 páginas. 
21 
 
 Los espesores que se obtienen por este procedimiento son relativamente gruesos 
comparados con los que se obtienen por otros métodos, y presentan menos poros. 
Sin embargo, tanto el espesor como la uniformidad del recubrimiento son difíciles 
de regular.12 
La inmersión en caliente es un proceso en el cual un sustrato metálico se sumerge 
en un baño fundido de un segundo metal; tras la remoción, el segundo metal 
recubre el primero. El primer metal debe poseer una temperatura de fusión más 
alta que el segundo. 
Los metales que se emplean para este proceso son aquellos que presentan bajos 
puntos de fusión con el objetivo de no ocasionar transformaciones de fase en el 
metal base debido a las altas temperaturas, las cuales pueden modificar de 
manera dramática las propiedades mecánicas de interés.13 
Un recubrimiento normal por inmersión en caliente consta de una capa de aleación 
interna formada por difusión del metal fundido en el metal base y de una capa 
externa formada por el metal fundido que actuará como protector. 
Las principales características del recubrimiento como la adherencia, el espesor, 
la uniformidad y continuidad del mismo son gobernadas por la temperatura, 
composición química del baño fundido, tiempo de inmersión y la velocidad de 
extracción de las piezas a proteger. 
La aplicación de cualquier recubrimiento metálico sobre un metal puede afectar de 
manera sustancial las propiedades físico-químicas y mecánicas del material base 
y cualquiera de estos efectos tiene que ser considerado para establecer el tipo de 
recubrimiento que se aplicará así como el método seleccionado para la aplicación 
de dicho recubrimiento. 
En los procesos de inmersión por caliente se corre el riesgo que la pieza a 
proteger sufra distorsión, por otro lado, se corre el riesgo de propiciar un 
tratamiento térmico no deseado, por ejemplo, en cobre y sus aleaciones se 
propiciaría el suavizamiento de la superficie. 
                                                            
12 P. Orlowski y J. Cauchetier, “Recubrimientos protectores de los metales”, 2ª ed. Madrid 1963. 
13 “Principios de corrosión”,  Universidad Tecnológica de Pereira, 2010 
http://blog.utp.edu.co/metalografia/2011/05/07/9‐principios‐de‐corrosion 
22 
 
Además, zonas aleadas de dureza y brillo intermetálico son producidos durante el 
proceso de aplicación debido a la difusión del metal protector en el metal base de 
interés. 
Al estudiar procesos que tiene un impacto directo sobre la industria es importante 
considerar como un factor indispensable el costo que tendría el método de 
aplicación del recubrimiento sobre las piezas de interés, así como un análisis 
detallado sobre los costos-beneficios que tendría el proceso de aplicación. 
Realizar un análisis de las propiedades físico-químicas y mecánicas que 
presentaría dicho recubrimiento es primordial: el color del recubrimiento, el brillo, y 
en general la apariencia que este muestra también presenta gran importancia.14 
El aluminizado por inmersión en caliente es el resultado de un proceso físico-
químico que consigue una verdadera unión entre el metal base y el aluminio. 
El éxito de este tipo de operaciones solo es posible lograrlo después de efectuar 
una óptima preparación superficial del metal base. 
Otro factor que casi no se toma en cuenta y que resulta crítico, es la forma de la 
pieza que se desea proteger, también se deben tomar en cuenta las dimensiones. 
Es importante tener conocimiento real de la naturaleza de los contaminantes 
presentes en la superficie del metal base así como en el baño de metal fundido y 
los métodos y procesos de limpieza a fin de obtener resultados efectivos en la 
preparación superficial de la pieza. En la Tabla 2.1 se presentan las impurezas 
comúnmente encontradas en las piezas que son propicias a recubrir en función del 
proceso por el que fueron fabricadas. 
En general el proceso de limpieza y preparación superficial consta de 3 pasos 
fundamentales: desengrasado, decapado y fluxado. 
 
                                                            
14 Mikell P. Groover, “Fundamentos de manufactura moderna: materiales, procesos y sistemas”, Pearson 
Educación. Pág.186.23 
 
Desengrasado: Limpieza que generalmente se realiza con solventes, es un 
procedimiento para eliminar materiales extraños perjudiciales tales como aceites, 
grasa, manchas y otras contaminaciones de las superficies del metal base 
mediante el uso de solventes, emulsiones, compuestos limpiadores, limpieza con 
vapor o solventes clorados y métodos similares los cuales involucran una acción 
solvente o limpiadora. 
Decapado: La limpieza química o decapado es un método para preparar 
superficies metálicas para recubrirlas, eliminando completamente el óxido de 
laminación y la herrumbre mediante reacción química con un ácido a un álcali. 
Fluxado: El fluxado, tiene por objeto, el activar la superficie del metal base y 
facilitar así su reacción con recubrimiento durante su inmersión. 
El fluxado usualmente es una disolución de cloruro de amonio y cloruro de zinc en 
una relación óptima de una molécula de cloruro de zinc por cada dos de cloruro de 
amonio (llamada sal doble), en una concentración aproximada de 500 gramos/litro 
de dicha sal doble, y a una temperatura en el entorno de los 60 grados 
centígrados. 
Esta solución, se mantiene en una cuba metálica, y en ella, se sumergen las 
piezas, una vez decapadas, manteniéndolas el tiempo suficiente para que la sal 
quede depositada en todas las superficies, tanto interiores como exteriores.15 
 
Las principales funciones del fluxado son las siguientes: 
 
1.- Limpiar la superficie de las piezas activándolas para que el metal base 
reaccione mejor con el metal protector fundido. 
2.- Disminuir el riesgo de salpicaduras cuando se sumergen en el baño piezas 
húmedas, ya que se calientan al pasar por la disolución de flux. 
                                                            
15 Loaiza M.  Rubén D. “Aluminizado por inmersión en caliente sobre metales ferrosos”, Escuela Superior 
Politécnica del Litoral, Facultad de Ingeniería Mecánica, Pág. 29.  
24 
 
3.- Este precalentamiento ayuda a evitar su deformación, particularmente en los 
materiales de chapa. 
 
Tabla 2.1.- Impurezas encontradas en las piezas que son propicias a recubrir en 
función del proceso por el que fueron fabricadas16 
Resumen sobre el origen de las impurezas 
Origen Suciedades eventuales 
Fundición Arenas y Escorias 
Laminado, Forja Calaminas diversas 
Trefilado Aceites, grasas, Metales diversos 
Embutido, Corte Aceites, grasas 
Taladrado y Torneado 
Aceites, grasas, polvo metálico, grasas 
pirogénicas 
Fresado Borax, Fundentes 
Moldeado Polvos abrasivos 
Tratamiento en caliente, Estampado, 
Matrizado 
Óxidos, Grasas quemadas 
Manipulación Manchas diversas 
Almacenamiento Grasas, aceites, óxidos metálicos 
Debido a la poca información disponible sobre estudios esenciales acerca de la 
descripción del proceso recubrimientos de aluminio en piezas de cobre y 
aleaciones resulta complicado establecer qué factores y parámetros de operación 
son críticos durante el proceso de aluminizado. El objetivo de este proyecto es 
establecer de manera general un análisis sobre las variables que determinan el 
comportamiento del aluminio y el cobre durante el proceso. 
4.2.2.1. Variables del proceso. 
Composición Química del baño: Se recomienda por lo menos realizar las 
pruebas en dos baños de aluminio fundido de composición diferente. 
El primer baño se realizará con aluminio comercialmente puro, mientras que se 
preparará un segundo baño con aluminio y un 4% en peso de magnesio. 
                                                            
16 Tesis de Grado “Aluminizado por inmersión en caliente sobre metales de grado”, Facultad de Ingeniería 
Mecánica, Escuela Superior Politécnica del Litoral. 
 
25 
 
 
Temperatura del Baño: La ausencia de información sobre proyectos y artículos 
que hablen de la obtención de recubrimientos de aluminio por inmersión en 
caliente sobre piezas de cobre provoca la falta de un panorama general sobre la 
Temperatura óptima de trabajo. 
 
En bibliografía consultada para procesos de inmersión en caliente de aceros en 
aluminio se ha establecido que el rango de temperatura ideal de trabajo oscila 
entre los 700 a los 850 °C. 
 
Para lograr establecer y cerrar el cerco de temperatura ideal del proceso se 
realizarán 3 corridas de inmersión en 3 temperaturas distintas dentro del rango 
mencionado. 
 
Tiempo de Inmersión: Cada una de las corridas realizadas dentro del rango de 
Temperaturas mencionadas se llevará a cabo durante lapsos de 20 a 90 
segundos. 
Velocidad de extracción: Una velocidad de extracción alta de las piezas que han 
sido sumergidas en el baño de aluminio líquido provocará una velocidad de 
enfriamiento alta lo que ocasionaría una disminución en la velocidad de drenaje 
del aluminio sobre la superficie de cobre causando un elevado consumo de 
aluminio en cada inmersión y una capa de recubrimiento gruesa. 
Teóricamente, el espesor de la capa protectora de interés no debe ser gruesa 
pues entre mayor espesor se correría el riesgo de obtener una adherencia pobre y 
la formación de defectos superficiales, traduciéndolo en una mala calidad de 
recubrimiento. 
 
 
 
 
26 
 
5. Procedimiento experimental 
5.1. Preparación de piezas antes del aluminizado 
a) Las barras de cobre y latón de 6.4 mm x 50.8 mm y 60 cm de largo, fueron 
segmentadas a lo largo cada 2 cm para obtener 30 barras de cobre y 30 
barras de latón de 6.4 mm x 50.8 mm x 20 mm. 
b) A cada una de las barras se les hizo un barreno en la parte superior central 
para poder sostenerlas con alambre de acero durante la inmersión en 
aluminio. 
c) Se cortaron segmentos de alambre de acero y se utilizaron para sostener 
las piezas en el momento de la inmersión. Al alambre se le sometió a la 
misma limpieza física y química que a las barras de cobre y latón que a 
continuación se describen: 
d) Para activar la superficie de las barras y facilitar que el aluminio fundido se 
adhiriera a ellas, se desbastaron con lija número 80. 
e) Cada esquina de cada una de las barras se redondearon con lija 80 con un 
ángulo de aproximadamente 30° 
f) Antes de realizar la inmersión en el aluminio, las barras fueron sometidas a 
una limpieza química: 
1- Desengrasado: las barras se sumergieron en una solución de 
hidróxido de sodio para eliminar aceites o grasas adheridas en las 
piezas. 
2- Enjuague: se sumergieron las piezas en agua para evitar que arrastre 
partículas del desengrasante a las siguientes etapas. 
3- Decapado: en este punto las piezas se sometieron a un baño de una 
solución de ácido clorhídrico 1M para eliminar el óxido de la superficie 
y dejarlas libre de impurezas. 
4- Enjuague: se sumergen nuevamente las piezas en agua para evitar 
que arrastre componentes de ácido a las siguientes etapas. 
g) Se preparó una solución, llamada flux (activadora), con las siguientes 
concentraciones en relación masa/masa: cloruro de amonio (50%), cloruro 
27 
 
de sodio (25%) y cloruro de potasio (25%). La solución se calentó hasta 
60°C. 
h) Después del enjuague posterior al ácido, las piezas se sometieron al 
fluxado para activar la superficie del metal y lograr la adherencia 
metalúrgica del recubrimiento de aluminio. Se mantuvieron el tiempo 
suficiente para que la sal se depositara en la superficie. 
i) Las piezas se sometieron a un proceso de secado con aire forzado para 
eliminar agua que pudiera producir salpicaduras durante el proceso de 
inmersión 
 
5.2. Inmersión en caliente 
a) El aluminio se precalentó en una mufla hasta 300°C antes de ponerlo en el 
crisol para su fusión en un horno de resistencias. 
b) Cuando el aluminio se fundió a los 660°C, se realizaron las inmersiones 
con las siguientes variables de tiempo y temperatura (las inmersiones se 
realizaron por triplicado). 
 
Tabla 2.1. Variables durante la inmersión en caliente 
*Primero se realizaron las inmersiones a 750°C, e inicialmente se tenían 
establecidos tiempos de inmersiónde 30, 60 y 90 segundos, experimentalmente 
nos dimos cuenta que los tiempo eran muy largos ya que una de las barras de 
Material Temperatura (°C) Tiempo (s) Material Temperatura (°C) Tiempo (s)
Latón 
700 
15 
Cobre 
 
700 
15 
30 30 
45 45 
720 
15 
720 
15 
30 30 
45 45 
750* 
30 
750* 
30 
60 60 
28 
 
latón con un tiempo de inmersión de 60 s se disolvió en el aluminio, por lo cual, se 
decidió re-establecer los tiempo como se indica en la Tabla 2.1. 
c) Las piezas se sumergieron con un ángulo de entrada para evitar lo más 
posible la formación de plastas de aluminio. 
d) Las barras se sumergieron despacio en el baño. La velocidad de inmersión 
no se controló por limitaciones en el equipo y material disponibles. 
e) Al salir las barras del baño de aluminio, se secaron con aire forzado. 
f) Cuando cada una de las barras se enfriaron, se identificaron las piezas, 
indicando la temperatura, el tiempo y se le asignó un número del 1 al 3 cuando se 
utilizaron las mismas variables de inmersión. 
 
5.3. Medición del espesor del recubrimiento y observación metalográfica 
con microscopio óptico. 
a) Las 48 barras (24 de cobre y 24 de latón) con recubrimiento de aluminio se 
cortaron por la mitad con disco o con segueta, por la sección transversal, teniendo 
cuidado de no levantar el recubrimiento de aluminio del cobre o el latón, esto para 
hacer la preparación metalográfica de cada una de las barras. 
b) Se identificaron cuidadosamente las dos partes de cada barra para usarlas 
posteriormente en la medición de microdureza y evaluación del recubrimiento. 
c) Las piezas que se consideraron difíciles de manejar en el proceso de lijado 
y pulido, se montaron en baquelita. 
d) Cada barra pasó por un proceso de desbaste, con lijas de 240, 320, 400 y 
600. 
e) Se realizó un pulido fino utilizando alúmina con tamaño de partícula de 0.1 
hasta que cada una de las barras quedaron a espejo y sin rayas observadas en el 
microscopio. 
f) Con ayuda del microscopio óptico se tomaron imágenes del recubrimiento a 
100x ó 200x, también se asignó la escala correspondiente a cada foto. 
g) Al término de tomar la imagen del espesor de cada barra, se prosiguió a 
atacar cada una de ellas para revelar la microestructura tanto del metal base como 
en la interfase entre el aluminio y el cobre o latón. 
29 
 
Para revelar la microestructura de las barras se prepararon los siguientes 
reactivos: 
Material Reactivo 
Cobre Cloruro férrico alcohólico: 5 g FeCl3, 2ml HCl cc, 95 ml etanol)
Latón Cloruro férrico acuoso: 10 g FeCl3, 20 ml HCl cc, 80 ml agua) 
 
h) Se realizó el ataque por inmersión durante 10 segundos a las barras de 
cobre y 20 segundos para las barras de latón. 
i) Después del ataque, se prosiguió a enjuagar y secar las piezas para 
observarlas en el microscopio. 
j) Se tomaron 3 imágenes de cada barra microatacadas a 100x ó 200x según 
conviniera para la evaluación de la microestructura y se les asignó una escala. 
 
5.4. Medición de microdurezas 
a) Para medir las microdurezas se necesita una preparación especial de las 
piezas, deben estar a espejo y la superficie debe ser paralela a la platina del 
equipo. 
b) Se utilizó el equipo: Micro Hardness tester HMV-2 ASSY de Shimadzu 
Corporation 
c) El equipo mide la dureza en escala Vickers, por lo cual se utilizaron las 
siguientes variables determinadas experimentalmente según el tamaño de la 
huella. 
 Carga: 245.2 mN (HV0.025) 
 Número de pruebas: 3 
 Aumento: 400x 
 Tiempo de aplicación de la carga: 10 segundos 
 
d) Las microdurezas fueron medidas en la interfase entre el metal base y el 
aluminio para determinar qué tanto varia esta propiedad mecánica y si el 
recubrimiento beneficia las propiedades del metal base. También se midieron para 
poder determinar en este punto cómo es que cambia esta propiedad del metal 
30 
 
base adhiriendo a él un recubrimiento y el efecto que tiene la temperatura y el 
tiempo de inmersión en el baño de aluminio. Se realizaron tres mediciones de 
dureza HV en diferentes zonas de la interfase matriz-recubrimiento. 
e) Las mediciones obtenidas se mostrarán en escalas rockwell B y rockwell C, 
mediante la conversión correspondiente. 
 
5.5. Apariencia de recubrimientos 
a) Se tomaron fotografías digitales del recubrimiento después de hacer la 
inmersión, con las cuales se intenta hacer una comparación de la calidad del 
recubrimiento a simple vista a las 3 temperaturas y tiempos tanto para cobre como 
para latón 
b) Se tomaron las mismas fotografías pero después de haber expuesto las 
barras al medio corrosivo para observar el daño que causó este en el 
recubrimiento. 
 
5.6. Pruebas de corrosión por pendientes de Tafel 
a) La otra mitad de las barras, se utilizó para la evaluación del recubrimiento 
por ensayos de corrosión. 
b) Se seleccionó una de las tres piezas con las mismas variables de 
temperatura y tiempo para montar sobre ella una estructura en forma de embudo, 
la cual se pegó sobre la pieza con silicón y se le agregó una solución 0.1 M de 
cloruro de sodio. 
1.1 cm2 fue el área que estuvo expuesta por 12 días al NaCl. 
c) Se utilizaron las técnicas de Rp y Tafel para determinar la velocidad de 
corrosión de las barras. 
 El equipo utilizado: 
Potenciostato/Galvanostato PGP201 Voltalab, Radiometer, Copenhagen 
 El software: Voltamaster 4 
 Se utilizó un electrodo de referencia de calomel 
 El electrodo auxiliar utilizado fue una lámina de grafito 
 
31 
 
d) La exposición del metal con recubrimiento al medio corrosivo fue de 12 
días, cada día se realizaba tanto la prueba de Rp como Tafel. 
e) Se guardaron los datos en una carpeta de la computadora para después 
hacer el análisis de los datos obtenidos. 
 
5.7. Microscopio Electrónico de Barrido 
a) Para poder observar imágenes en el MEB de piezas metálicas como las 
obtenidas, es necesaria la preparación hasta espejo de la superficie. Las barras ya 
venían de un proceso de pulido, por lo cual no fue necesario hacer ninguna 
preparación de la superficie. 
b) Se realizó un análisis químico puntual EDS en las diferentes franjas que se 
observaron, tanto del recubrimiento de aluminio y la interfase como del metal 
base (cobre o latón) con electrones secundarios (SE) y retrodispersados (BSE), 
con un voltaje de 15 KV. 
El equipo que se utilizó para tomar las fotos y hacer el análisis químico EDS fue: 
JEOL JSM-5900LV Scanning Electron Microscope 
 
5.8. Análisis Químicos de los materiales empleados como sustratos. 
a) Con las rebabas obtenidas al hacer los barrenos de las barras de cobre y 
latón, se hicieron análisis químicos con absorción atómica para conocer la 
composición. 
b) Se realizaron análisis químicos con el espectrometro de emisión atómica o 
de Chispa (EEA) para conocer la composición química del aluminio antes y 
después de la inmersión a cada temperatura, para saber cuánto se contaminó el 
aluminio puro. 
 
5.9. Fases obtenidas en función de la composición química en barras de 
cobre y latón aluminizadas. 
Las fases que se presentan en las figuras 6.38 a 6.51 y figuras 7.28 a 7.36, 
correspondientes a barras de cobre aluminizadas, se obtuvieron por medio del 
software Thermocalc 2.0 
32 
 
Las fases que se presentan en las figuras 6.52 a 6.63 y figuras 7.37 a 7.44, 
correspondientes a barras de latón aluminizadas, se obtuvieron con ayuda del 
diagrama ternario Al-Cu-Zn, que se encuentra en el “Anexo B” de este documento. 
6. Resultados 
6.1. Análisis químico por absorción atómica 
La composición química del latón y el cobre utilizados en este trabajo y obtenida 
por Espectrometría de absorción atómica se presentan en la tabla 6.1 
Tabla 6.1. Composición química de las barras de latón y cobre que se utilizaron 
para recubrir de aluminio puro. 
Rebaba cobre Rebaba latón 
Elemento % w Elemento % w 
K 0,00119 Fe 0,1147
Mg 0,00153 Mg 0,0151
Pb 0,00737 Mn 0,0107
Si 0,00102 Ni0,1935
Cu 99,98575 Pb 3,397 
Si 0,306 
Zn 27,49 
Cu 68,72 
 
6.2. Análisis químico por espectrometría de emisión atómica (EEA) 
La composición química del aluminio puro usado para obtener el recubrimiento en 
fase líquida, así como la del aluminio que quedó sobre las piezas experimentales 
después del tratamiento y obtenidas por espectrometría de emisión atómica se 
muestran en la tabla 6.2 
 
 
33 
 
Tabla 6.2 Composición química del aluminio, obtenida por espectrometría de 
emisión atómica, tanto del aluminio puro como después de realizar cada 
inmersión. 
% 
Si Fe Cu Mn Mg Zn Ni Cr Pb Ti V Co Sr Al 
Aluminio puro 
0.0825 0.3188 0.0024 0.0196 0.0441 0.0119 0.0042 <0.0010 <0.0020 0.0093 0.0114 <0.0020 0.0002 99.5 
Capa de Aluminio después de la inmersión en caliente a 700°C 
0.0638 0.2778 12.91 0.0176 0.0282 3.871 0.0275 0.0011 0.2408 0.0057 0.0079 <0.0020 0.0001 82.5 
Capa de Aluminio después de la inmersión en caliente a 720 °C 
0.0663 0.2794 >13.92 0.0170 <0.0050 4.545 0.0333 0.0034 0.2654 0.0057 0.0079 <0.0020 0.0001 77.8 
Capa de Aluminio después de la inmersión en caliente a 750°C 
0.0531 0.2301 >13.92 0.0147 <0.0050 7.56 0.0477 0.0013 0.2878 0.0043 0.0062 <0.0020 0.0001 66.3 
*Los análisis de laboratorio se encuentran en el ANEXO “A” 
6.3. Espesores del recubrimiento 
Los espesores de los recubrimientos obtenidos en barras de cobre y latón 
después de la inmersión en caliente en aluminio a diferentes temperaturas y 
tiempos se muestran en las tablas 6.3 y 6.4. 
Tabla 6.3. Espesores de recubrimientos obtenidos en las piezas de latón a 
diferentes temperaturas del baño de aluminio y diferentes tiempos. 
 
 
 
MUESTRAS DE LATÓN 
700°C 720°C 750°C 
Tempo de 
 inmersión 
Barra 1 
 (µm) 
Barra 2 
 (µm) 
Barra 3 
(µm) 
Promedio
Barra 1
 (µm) 
Barra 2
 (µm) 
Barra 3
 (µm) 
Promedio
Barra1 
 (µm) 
Barra 2 
(µm) 
Barra 3 
(µm) 
Promedio
15 s 76.2 104.76 95.23 92.1 79.6 47 47 58 
30 s 57.1 52.4 47.6 52.4 73 59.8 59.2 64 12 27.3 59 29.4 
45 s 85.71 76.19 61.9 74.6 21.2 57.9 41.3 34 
60 s 77.2 46.9 * 62 
34 
 
Tabla 6.4. Espesores de recubrimientos obtenidos en las piezas de cobre a 
diferentes temperaturas del baño de aluminio y diferentes tiempos. 
 
6.4. Cambio en dimensiones de las piezas 
En las tablas 6.5 y 6.6 se muestra el cambio de espesor de las barras de cobre y 
latón después del proceso de inmersión en caliente a diferentes temperaturas y 
tiempos. 
Tabla 6.5 Disminución del espesor de las barras de latón después del proceso de 
inmersión en caliente en un baño de aluminio. 
BARRA ORIGINAL = 0.635 mm 
 
 
 
 
 
 
MUESTRAS DE COBRE 
700°C 720°C 750°C 
Tempo de 
 inmersión 
Barra 1 
 (µm) 
Barra 2 
 (µm) 
Barra 3 
(µm) 
Promedio
Barra 1
 (µm) 
Barra 2
 (µm) 
Barra 3
 (µm) 
Promedio
Barra1 
 (µm) 
Barra 2 
(µm) 
Barra 3 
(µm) 
Promedio
15 s 38.09 42.85 21.42 34.1 100 130 66 99 
30 s 23.9 38.1 23.9 28.6 50 25 86 47 42.4 69.6 74.7 63 
45 s 33.3 28.6 50 37.3 41 62 * 51.5 
60 s 52.4 50 52.1 51.5 
MUESTRAS DE COBRE 
700°C 720°C 750°C 
Tempo de 
 inmersión 
Barra 1 
 (µm) 
Barra 2 
 (µm) 
Barra 3 
(µm) 
Promedio
Barra 1
 (µm) 
Barra 2
 (µm) 
Barra 3
 (µm) 
Promedio
Barra1 
 (µm) 
Barra 2 
(µm) 
Barra 3 
(µm) 
Promedio
15 s 0.58 0.58 0.59 0.583 0.61 0.6 0.61 0.607 
30 s 0.515 0.51 0.52 0.515 0.525 0.55 0.54 0.538 0.485 0.465 0.465 0.472 
45 s 0.495 0.455 0.495 0.482 0.46 0.49 0.49 0.480 
60 s 0.32 0.315 * 0.318 
35 
 
Tabla 6.6. Disminución del espesor de las barras de cobre después del proceso 
de inmersión en caliente en un baño de aluminio. 
BARRA ORIGINAL = 0.635 mm 
 
 
6.5. Microdurezas 
Las condiciones aplicadas durante los ensayos de microdureza se muestran a 
continuación: 
Identador vickers 
carga 
245.2 mN (HV 
0.025) 
tiempo 10 segundos 
 
Los valores de microdureza para las diferentes condiciones de barras de cobre y 
latón sometidas a un proceso de inmersión en caliente para recubrirlas con 
aluminio se muestran en las tablas 6.7 y 6.8 en escala Vickers y convirtiendo este 
valor a escala Rockwell B o rockwell C. 
 
 
 
 
MUESTRAS DE COBRE 
700°C 720°C 750°C 
Tempo de 
 inmersión 
Barra 1 
 (µm) 
Barra 2 
 (µm) 
Barra 3 
(µm) 
Promedio
Barra 1
 (µm) 
Barra 2
 (µm) 
Barra 3
 (µm) 
Promedio
Barra1 
 (µm) 
Barra 2 
(µm) 
Barra 3 
(µm) 
Promedio
15 s 0.625 0.64 0.635 0.633 0.635 0.63 0.62 0.628 
30 s 0.6 0.6 0.61 0.603 0.585 0.605 0.605 0.598 0.55 0.58 0.55 0.560 
45 s 0.5 0.54 0.55 0.530 0.55 0.57 0.545 0.555 
60 s 0.47 0.46 0.46 0.463 
36 
 
Tabla 6.7. Valores de microdureza obtenidos en la interfase entre el 
recubrimientos de aluminio y las barras de latón. 
LATÓN 
700°C 720°C 750°C 
Tiempo de 
 inmersión 
Escala 
B
ar
ra
 1
 
B
ar
ra
 2
 
B
ar
ra
 3
 
P
ro
m
ed
io
 
B
ar
ra
 1
 
B
ar
ra
 2
 
B
ar
ra
 3
 
P
ro
m
ed
io
 
B
ar
ra
 1
 
B
ar
ra
 2
 
B
ar
ra
 3
 
P
ro
m
ed
io
 
15 s 
HV 212 252 219 227.7 167 165 160 164 
HRC 13.7 22.6 15.3 17.2 2.2 ** ** 2.2 
30 s 
HV 246 210 262 239.3 220 207 226 217.7 216 228 216 220 
HRC 21.6 13.3 24.3 19.7 15.5 12.6 17 15.0 14.6 17.5 14.6 15.6 
45 s 
HV 214 219 226 219.7 269 275 233 259 
HRC 14.2 15.3 17 15.5 25.5 26.4 18.7 23.5 
60 s 
HV 218 199 227 214.7
HRC 15.1 10.7 17.2 14.3 
 
Tabla 6.8. Valores de microdureza obtenidos en los recubrimientos de aluminio y 
las barras de cobre.17 
 
 
                                                            
17 ** Para la tablas 6.7 y 6.8: no existe conversión a escala rockwell C de los valores de vickers reportados. 
COBRE 
700°C 720°C 750°C 
Tiempo de 
 inmersión 
Escala 
B
ar
ra
 1
 
B
ar
ra
 2
 
B
ar
ra
 3
 
P
ro
m
ed
io
 
B
ar
ra
 1
 
B
ar
ra
 2
 
B
ar
ra
 3
 
P
ro
m
ed
io
 
B
ar
ra
 1
 
B
ar
ra
 2
 
B
ar
ra
 3
 
P
ro
m
ed
io
 
15 s 
HV 95 94.8 93.9 94.6 91.2 103 95.6 96.6
HRC ** ** ** ** ** ** ** ** 
30 s 
HV 163 182 177 174.0 104 93.4 94.5 97.3 111 117 112 113.3
HRC ** 6.5 5.1 5.8 ** ** ** ** ** ** ** ** 
45 s 
HV 171 167 171 169.7 115 123 125 121
HRC 3.4 2.2 3.4 3.0 ** ** ** ** 
60 s 
HV 203 194 208 201.7
HRC 11.7 9.5 12.8 11.3 
37 
 
6.6. Velocidades de corrosión 
En las tablas 6.9 y 6.10 se muestran las velocidades de corrosión de las barras de 
cobre y latón recubiertas de aluminio, respectivamente, después de haber sido 
sometidas a una solución de 0.1 de NaCl. 
Tabla 6.9. Velocidades de corrosión en mm/año para barras de cobre recubiertas 
por aluminio puro. 
Día 1 (22 marzo) 
Tiempo de 
inmersión 
Temperatura de inmersión 
700°C 720°C 750°C 
15 s 4.53E-08 1.22E-07 
30 s 1.08E-07 2.67E-07 1.76E-06 
45 s 1.43E-07 1.69E-07 
60 s 1.76E-07 
Día 2 (23 marzo) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 8.06E-07 1.28E-07 
30 s 2.27E-07 3.77E-07 2.55E-07 
45 s 3.28E-07 1.80E-07 
60 s 1.65E-07 
Día 3 (24 marzo) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 9.69E-07 1.81E-07 
30 s 3.52E-07 6.94E-07 5.71E-07 
45 s 6.70E-07 4.04E-06 
60 s 4.31E-07 
Día 4 (25 marzo) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 9.92E-07 3.60E-07 
30 s 3.68E-07 8.16E-07 7.53E-07 
45 s 9.26E-07 4.14E-07 
60 s 7.19E-07 
Día 5 (28 marzo) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 1.24E-06 5.98E-07 
30 s 6.12E-07 2.22E-06 1.17E-06 
45 s 1.61E-06 9.09E-07 
60 s 1.18E-06 
 
 
38 
 
Día 6 (29 marzo) 
Tiempo de 
inmersión 
Temperatura de inmersión 
700°C 720°C 750°C 
15 s 1.40E-06 6.79E-07 
30 s 8.84E-07 2.17E-06 1.57E-06 
45 s 1.85E-06 8.25E-07 
60 s 1.31E-06 
Día 7 (30 marzo) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 1.48E-06 7.02E-07 
30 s 1.02E-06 2.50E-06 1.81E-06 
45 s 1.89E-06 8.64E-07 
60 s 1.64E-06 
Día 8 (31 marzo) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 1.65E-06 7.39E-07 
30 s 1.43E-06 3.36E-06 2.03E-06 
45 s 2.07E-06 1.04E-06 
60 s 1.65E-06 
Día 9 (1 abril) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 1.69E-06 8.60E-07 
30 s 1.61E-06 3.77E-06 2.10E-06 
45 s 2.38E-06 1.23E-06 
60 s 2.53E-06 
Día 10 (4 abril) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 2.44E-06 9.97E-07 
30 s 2.17E-06 3.10E-06 3.49E-06 
45 s 3.52E-06 1.21E-06 
60 s 3.63E-06 
Día 11 (5 abril) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 2.17E-061.02E-06 
30 s 1.97E-06 2.86E-06 2.73E-06 
45 s 2.55E-06 1.22E-06 
60 s 3.86E-06 
Día 12 (6 abril) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 2.03E-06 1.13E-06 
30 s 1.98E-06 2.61E-06 2.60E-06 
45 s 2.80E-06 1.57E-06 
60 s 3.76E-06 
39 
 
Tabla 6.10. Velocidades de corrosión en mm/año para barras de latón recubiertas 
por aluminio puro. 
Día 1 (22 marzo) 
Tiempo de 
 inmersión 
Temperatura de inmersión 
700°C 720°C 750°C 
15 s 5.37E-01 7.48E-06 
30 s 1.72E-08 1.57E-07 2.65E-07 
45 s 5.10E-07 2.44E-07 
60 s 6.81E-07 
Día 2 (23 marzo) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 7.10E-07 7.56E-07 
30 s 4.67E-03 4.86E-07 1.04E-06 
45 s 5.99E-07 7.96E-07 
60 s 1.57E-06 
Día 3 (24 marzo) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 4.48E-07 1.01E-06 
30 s 9.56E-07 2.18E-07 5.14E-07 
45 s 3.48E-07 4.60E-07 
60 s 3.00E-07 
Día 4 (25 marzo) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 4.13E-07 1.20E-06 
30 s 8.07E-07 1.48E-07 4.91E-07 
45 s 2.65E-07 2.28E-07 
60 s 3.13E-07 
Día 5 (28 marzo) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 4.69E-07 9.63E-07 
30 s 7.02E-07 9.30E-07 3.86E-07 
45 s 3.61E-07 6.95E-07 
60 s 3.83E-07 
Día 6 (29 marzo) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 4.61E-07 1.32E-06 
30 s 8.67E-07 4.52E-07 6.64E-07 
45 s 3.50E-07 6.85E-07 
60 s 5.57E-07 
 
 
40 
 
 
Día 7 (30 marzo) 
Temperatura de inmersión 
Tiempo de 
inmersión 
700°C 720°C 750°C 
15 s 5.45E-07 1.10E-06 
30 s 9.43E-07 8.03E-07 1.34E-06 
45 s 3.61E-07 6.74E-07 
60 s 5.72E-07 
Día 8 (31 marzo) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 4.86E-07 1.83E-06 
30 s 1.04E-06 1.07E-07 5.06E-07 
45 s 5.42E-07 5.76E-07 
60 s 5.10E-07 
Día 9 (1 abril) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 4.97E-07 3.27E-06 
30 s 1.55E-06 7.44E-07 9.75E-07 
45 s 2.83E-08 5.42E-07 
60 s 7.44E-07 
Día 10 (4 abril) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 8.07E-07 2.51E-06 
30 s 1.93E-06 1.41E-07 5.76E-07 
45 s 8.19E-07 8.66E-07 
60 s 1.66E-06 
Día 11 (5 abril) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 8.73E-07 2.79E-06 
30 s 1.76E-06 1.11E-07 6.03E-07 
45 s 4.94E-07 6.65E-07 
60 s 1.48E-06 
Día 12 (6 abril) 
700°C 720°C 750°C 
15 s 8.23E-07 2.43E-06 
30 s 2.68E-06 1.17E-07 4.75E-07 
45 s 4.10E-07 3.42E-07 
60 s 1.43E-06 
41 
 
6.7. Gráficos de Corrosión 
‐1
‐0.9
‐0.8
‐0.7
‐0.6
‐0.5
‐0.4
‐0.3
‐13 ‐12.5 ‐12 ‐11.5 ‐11 ‐10.5 ‐10 ‐9.5 ‐9 ‐8.5 ‐8
E(
V
) 
vs
  E
C
S
log i
Figura 6.1. Curvas de polarización para cobre recubierto de aluminio a una temperatura de 
700°C después de 15 s de inmersión
22‐mar
23‐mar
24‐mar
25‐mar
28‐mar
29‐mar
30‐mar
31‐mar
1‐abril
4‐abril
5‐abril
6‐abril
42 
 
 
‐1
‐0.9
‐0.8
‐0.7
‐0.6
‐0.5
‐0.4
‐0.3
‐14 ‐13 ‐12 ‐11 ‐10 ‐9 ‐8
E(
V
) 
V
S 
EC
S
log i 
Figura 6.2. Curvas de polarización para cobre recubierto de aluminio a una temperatura de 700°C 
después de 30 s de inmersión
22‐mar
23‐mar
24‐mar
25‐mar
28‐mar
29‐mar
30‐mar
31‐mar
1‐abril
4‐abril
5‐abril
6‐abril
43 
 
 
‐1
‐0.9
‐0.8
‐0.7
‐0.6
‐0.5
‐0.4
‐0.3
‐12.5 ‐12 ‐11.5 ‐11 ‐10.5 ‐10 ‐9.5 ‐9 ‐8.5 ‐8
E(
V
) 
vs
 E
C
S
log i
Figura 6.3. Curvas de polarización para cobre recubierto de aluminio a una temperatura de 700°C 
después de 45 s de inmersión
22‐mar
23‐mar
24‐mar
25‐mar
28‐mar
29‐mar
30‐mar
31‐mar
1‐abril
4‐abril
5‐abril
6‐abril
44 
 
 
‐1
‐0.9
‐0.8
‐0.7
‐0.6
‐0.5
‐0.4
‐0.3
‐14 ‐13 ‐12 ‐11 ‐10 ‐9 ‐8
E(
V
) 
vs
 E
C
S
log i
Figura 6.4. Curvas de polarización para cobre recubierto de aluminio a una temperatura de 720°C 
después de 15 s de inmersión
22‐mar
23‐mar
24‐mar
25‐mar
28‐mar
29‐mar
30‐mar
1‐abril
4‐abril
5‐abril
6‐abril
45 
 
 
‐0.9
‐0.8
‐0.7
‐0.6
‐0.5
‐0.4
‐0.3
‐12.5 ‐12 ‐11.5 ‐11 ‐10.5 ‐10 ‐9.5 ‐9 ‐8.5 ‐8
E(
V
) 
vs
 E
C
S
log i
Figura 6.5. Curvas de polarización para cobre recubierto de aluminio a una temperatura de 720°C 
después de 30 s de inmersión
22‐mar
23‐mar
24‐mar
25‐mar
28‐mar
29‐mar
30‐mar
31‐mar
1‐abril
4‐abril
5‐abril
6‐abril
46 
 
 
‐1
‐0.9
‐0.8
‐0.7
‐0.6
‐0.5
‐0.4
‐0.3
‐14 ‐13 ‐12 ‐11 ‐10 ‐9 ‐8
E(
V
) 
vs
 E
C
S
log i
Figura 6.6. Curvas de polarización para cobre recubierto de aluminio a una temperatura de 720°C 
después de 45 s de inmersión
22‐mar
23‐mar
24‐mar
25‐mar
28‐mar
29‐mar
30‐mar
31‐mar
1‐abril
4‐abril
5‐abril
6‐abril
47 
 
 
‐1
‐0.9
‐0.8
‐0.7
‐0.6
‐0.5
‐0.4
‐0.3
‐13 ‐12.5 ‐12 ‐11.5 ‐11 ‐10.5 ‐10 ‐9.5 ‐9 ‐8.5 ‐8
E(
V
) 
vs
 E
C
S
log i
Figura 6.7. Curvas de polarización para cobre recubierto de aluminio a una temperatura de 
750°C después de 30 s de inmersión
22‐mar
23‐mar
24‐mar
25‐mar
28‐mar
29‐mar
30‐mar
31‐mar
1‐abril
4‐abril
5‐abril
6‐abril
48 
 
 
‐1
‐0.9
‐0.8
‐0.7
‐0.6
‐0.5
‐0.4
‐0.3
‐13 ‐12.5 ‐12 ‐11.5 ‐11 ‐10.5 ‐10 ‐9.5 ‐9 ‐8.5 ‐8
E(
V
) 
vs
 E
C
S
log i
Figura 6.8. Curvas de polarización para cobre recubierto de aluminio a una temperatura de 750°C 
después de 60 s de inmersión
22‐mar
23‐mar
24‐mar
25‐mar
28‐mar
29‐mar
30‐mar
31‐mar
1‐abril
4‐abril
5‐abril
6‐abril
49 
 
 
‐1.4
‐1.2
‐1
‐0.8
‐0.6
‐0.4
‐0.2
0
‐13 ‐12.5 ‐12 ‐11.5 ‐11 ‐10.5 ‐10 ‐9.5 ‐9 ‐8.5 ‐8
E(
v)
 v
s 
EC
S
log  i (A/cm2)
Figura 6.9. Curvas de polarización para latón recubierto de aluminio a una temperatura de 
700°C después de 15 s de inmersión
22‐mar
23‐mar
24‐mar
25‐mar
28‐mar
29‐mar
30‐mar
31‐mar
01‐abr
04‐abr
05‐abr
06‐abr
50 
 
 
‐1.4
‐1.2
‐1
‐0.8
‐0.6
‐0.4
‐0.2
0
‐12.5 ‐12 ‐11.5 ‐11 ‐10.5 ‐10 ‐9.5 ‐9 ‐8.5 ‐8
E(
V
) 
vs
 E
C
S
log i
Figura 6.10. Curvas de polarización para latón recubierto de aluminio a una temperatura de 
700°C después de 30 s de inmersión
22‐mar
23‐mar
24‐mar
25‐mar
28‐mar
29‐mar
30‐mar
01‐abr
31‐mar
04‐abr
05‐abr
06‐abr
51 
 
 
‐1.4
‐1.2
‐1
‐0.8
‐0.6
‐0.4
‐0.2
0
‐12.5 ‐12 ‐11.5 ‐11 ‐10.5 ‐10 ‐9.5 ‐9 ‐8.5 ‐8
E(
V
) 
vs
 E
C
S
log i
Figura 6.11. Curvas de polarización para latón recubierto de aluminio a una temperatura de 700°C 
después de 45 s de inmersión
22‐mar
23‐mar
24‐mar
25‐mar
28‐mar
29‐mar
30‐mar
31‐mar
01‐abr
04‐abr
05‐abr
06‐abr
52 
 
 
‐1.4
‐1.3
‐1.2
‐1.1
‐1
‐0.9
‐0.8
‐0.7
‐0.6
‐0.5
‐0.4
‐13 ‐12.5 ‐12 ‐11.5 ‐11 ‐10.5 ‐10 ‐9.5 ‐9 ‐8.5 ‐8
E 
(V
) 
vs
 E
C
S
log i
Figura 6.12. Curvas de polarización para latón recubierto de aluminio a una temperatura de 
720°C después de 15 s de inmersión
22‐mar
23‐mar
24‐mar
25‐mar
28‐mar
29‐mar
30‐mar
31‐mar
01‐abr
04‐abr
05‐abr
06‐abr
53 
 
 
‐1.4
‐1.2
‐1
‐0.8
‐0.6
‐0.4
‐0.2
0
‐13 ‐12.5 ‐12 ‐11.5 ‐11 ‐10.5 ‐10 ‐9.5 ‐9 ‐8.5 ‐8
E(
V
) 
vs
 E
C
S
log i
Figura 6.13. Curvas de polarización para latón recubierto de aluminio a una temperatura de 
720°C después de 30 s de inmersión
22‐mar
23‐mar
24‐mar
25‐mar
28‐mar
29‐mar
30‐mar
31‐mar
01‐abr
04‐abr
05‐abr
06‐abr
54 
 
 
‐1.4
‐1.2
‐1
‐0.8
‐0.6
‐0.4
‐0.2
0
‐12.5 ‐12 ‐11.5 ‐11 ‐10.5 ‐10 ‐9.5 ‐9 ‐8.5 ‐8
E(
V
) 
vs
 E
C
S
log i
Figura 6.14. Curvas de polarización para latón recubierto de aluminio a una temperatura de 
720°C después de 45 s de inmersión
22‐mar
23‐mar
24‐mar
25‐mar
28‐mar
29‐mar
30‐mar
31‐mar
01‐abr
04‐abr
05‐abr
06‐abr
55 
 
 
‐1.4
‐1.2
‐1
‐0.8
‐0.6
‐0.4
‐0.2
‐14 ‐13 ‐12 ‐11 ‐10 ‐9 ‐8
E(
V
) 
vs
 E
C
S
log i
Figura 6.15. Curvas de polarización para latón recubierto de aluminio a una temperatura de 
750°C después de 30 s de inmersión
22‐mar
23‐mar
24‐mar
25‐mar
28‐mar
29‐mar
30‐mar
31‐mar
01‐abr
04‐abr
05‐abr
06‐abr
56 
 
 
‐1.4
‐1.2
‐1
‐0.8
‐0.6
‐0.4
‐0.2
0
‐12.5 ‐12 ‐11.5 ‐11 ‐10.5 ‐10 ‐9.5 ‐9 ‐8.5 ‐8
E(
V
) 
vs
 E
C
S
log i
Gráfico 6.16. Curvas de polarización para latón recubierto de aluminio a una temperatura de 
750°C después de 60 s de inmersión
22‐mar
23‐mar
24‐mar
25‐mar
28‐mar
29‐mar
30‐mar
31‐mar
01‐abr
04‐abr
05‐abr
06‐abr
57 
 
6.8. Metalografía 
A continuación se presentan los resultados del análisis metalográfico de las 
muestras experimentales en barras de cobre y latón recubiertas de aluminio 
mediante un proceso de inmersión en caliente a diferentes temperaturas y 
tiempos. 
 
Figura 6.17. Espesor del recubrimientode la barra de cobre recubierta con 
aluminio líquido a 700 °C durante 15 s (100 µm). 
 
Capa de aluminio 
Sustrato (cobre) 
58 
 
 
Figura 6.18. Espesor del recubrimiento de la barra de cobre recubierta con 
aluminio líquido a 700°C durante 15s (100 µm) 
 
Figura 6.19. Espesor del recubrimiento de la barra de cobre recubierta con 
aluminio líquido a 700°C durante 30s (100 µm). 
Capa de aluminio 
Sustrato (cobre) 
Capa de aluminio 
Sustrato (cobre) 
59 
 
 
Figura 6.20. Espesor del recubrimiento de la barra de cobre recubierta con 
aluminio líquido a 700°C durante 30s (100 µm). 
 
Figura 6.21. Espesor del recubrimiento de la barra de cobre recubierta con 
aluminio líquido a 700°C durante 45s (100 µm). 
Capa de aluminio 
Sustrato (cobre) 
Capa de aluminio 
Sustrato (cobre) 
60 
 
 
Figura 6.22. Espesor del recubrimiento de la barra de cobre recubierta con 
aluminio líquido a 720°C durante 15s (100 µm). 
 
Figura 6.23. Espesor del recubrimiento de la barra de cobre recubierta con 
aluminio líquido a 720°C durante 30s (100 µm). 
Capa de aluminio 
Sustrato (cobre) 
Capa de aluminio 
Sustrato (cobre) 
61 
 
 
Figura 6.24. Espesor del recubrimiento de la barra de cobre recubierta con 
aluminio líquido a 720°C durante 45s (50 µm). 
 
Figura 6.25. Espesor del recubrimiento de la barra de cobre recubierta con 
aluminio líquido a 750°C durante 30s (50 µm). 
Capa de aluminio 
Sustrato (cobre) 
Capa de aluminio 
Sustrato (cobre) 
62 
 
 
Figura 6.26. Espesor del recubrimiento de la barra de cobre recubierta con 
aluminio líquido a 750°C durante 30s (100 µm). 
 
Figura 6.27. Espesor del recubrimiento de la barra de cobre recubierta con 
aluminio líquido a 750°C durante 60s (50 µm). 
Capa de aluminio 
Sustrato (cobre) 
Capa de aluminio 
Sustrato (cobre) 
63 
 
 
Figura 6.28. Espesor del recubrimiento de la barra de latón recubierta con 
aluminio líquido a 700°C durante 15s (100 µm). 
 
Figura 6.29. Espesor del recubrimiento de la barra de latón recubierta con 
aluminio líquido a 700°C durante 15s (100 µm). 
Capa de aluminio 
Sustrato (latón) 
Capa de aluminio 
Sustrato (latón) 
64 
 
 
Figura 6.30. Espesor del recubrimiento de la barra de latón recubierta con 
aluminio líquido a 700°C durante 30s (100 µm) 
 
Figura 6.31. Espesor del recubrimiento de la barra de latón recubierta con 
aluminio líquido a 700°C durante 45s (100 µm). 
Capa de aluminio 
Sustrato (latón) 
Capa de aluminio 
Sustrato (latón) 
65 
 
 
Figura 6.32. Espesor del recubrimiento de la barra de latón recubierta con 
aluminio líquido a 700°C durante 45s (100 µm) 
 
Figura 6.33. Espesor del recubrimiento de la barra de latón recubierta con 
aluminio líquido a 720°C durante 15s (50 µm). 
Capa de aluminio 
Sustrato (latón) 
Capa de aluminio 
Sustrato (latón) 
66 
 
 
Figura 6.34. Espesor del recubrimiento de la barra de latón recubierta con 
aluminio líquido a 720°C durante 30s (50 µm). 
 
Figura 6.35. Espesor del recubrimiento de la barra de latón recubierta con 
aluminio líquido a 720°C durante 45s (50 µm). 
Capa de aluminio 
Sustrato (latón) 
Capa de aluminio 
Sustrato (latóne) 
67 
 
 
Figura 6.36. Espesor del recubrimiento de la barra de latón recubierta con 
aluminio líquido a 750°C durante 30s (100 µm). 
 
Figura 6.37. Espesor del recubrimiento de la barra de latón recubierta con 
aluminio líquido a 750°C durante 60s (100 µm). 
Capa de aluminio 
Sustrato (latón) 
Capa de aluminio 
Sustrato (latón) 
68 
 
6.9. Fotos MEB 
En las figuras que se muestran a continuación se pueden observar fotografías 
obtenidas con el MEB de cada una de las barras de cobre y latón recubiertas de 
aluminio mediante un proceso de inmersión en caliente a diferentes temperaturas 
y tiempos. El objetivo de esta etapa de la experimentación fue obtener imágenes 
de las fases resultantes de la difusión del aluminio en el cobre o en el latón. 
También se muestra la tabla respectiva a cada figura, en la que se muestran las 
composiciones químicas puntuales de los análisis químicos por EDS. 
Tabla 6.11. Propiedades de las fases encontradas en las interfases entre el cobre 
y el aluminio. 
Fase 
Composición 
aproximada % 
atómico Al 
Estructura 
cristalina 
Parámetros de celda (pm) 
a b c 
(Cu) 0-19.4 FCC 361-366 ----- ----- 
µ o γ(d) 22-24 FCC 626 ----- ----- 
β (AlCu3) (r) 20-29 FCC 295 ----- ----- 
χ 30-32 ---- ----- ----- ----- 
γ2 (Al4Cu9)(r) 31-38 cP52 870 
γ1(Al4Cu9) (h) 30-37 ---- ---- ---- ---- 
δ (Al3Cu2) 39-40 Romboédrica 869 ---- ---- 
ε1 (Al4Cu5) 37-40 Cúbica? ---- ---- ---- 
ε2 (AlCu1+x) 40-44 Pseudocúbica? 414.6 ---- 506.3 
ζ2 (Al4Cu5) ~45 Monoclínica 707 408 1002 
ζ1 (Al4Cu5) 43-45 Hexagonal 810 ---- 1000 
η2 (AlCu) 48-50 Ortorrómbica 689 409 989 
η1 (AlCu) 48-50 Ortorrómbica 409 1202 865 
Θ (Al2Cu) ~67 tI12 606 ---- 487 
(Al) 97.5-100 FCC 404 ---- ---- 
 
69 
 
 
Figura 6.38. Fases observadas desde la superficie (η2), (η2+θ), (δ+ γ2), (γ2), 
hasta el sustrato (Cu) de una barra de cobre recubierta con aluminio líquido a 
700°C durante 15s. 
Tabla 6.11. Composiciones químicas puntuales de los análisis químicos señalados 
en la Figura 6.38. 
% atómico 
Elemento 1 2 (η2) 3 (η2+θ) 4 (δ+ γ2) 5 (γ2) 6 (Cu) 
Al 55.5 48.98 51.16 41.45 35.13 0.83 
Cu 44.76 49.66 44.55 58.39 65.65 99.17 
 
η2 
η2 +  
δ + 2 
2 
Cu 
70 
 
 
Figura 6.39. Recubrimiento de barra de cobre recubierta de aluminio mediante un 
proceso de inmersión en caliente a 700°C durante 15 s 
 
Figura 6.40. Recubrimiento de una barra de cobre recubierta de aluminio 
mediante un proceso de inmersión en caliente a 700°C durante 30 s 
Capa de aluminio 
Sustrato (cobre) 
Capa de aluminio 
Sustrato (cobre) 
71 
 
 
Figura 6.41. Fases observadas desde la superficie hasta el sustrato (δ + 2), (Al + 
2) y (Cu) de barra de cobre recubierta de aluminio a 700°C durante 30 s. 
Tabla 6.12. Composición químicas puntuales correspondiente a la figura 6.41. 
% atómico 
Elemento 1 (δ + 2) 2 (Al + 2) 3 (Cu) 
Al 38.34 70.52 0.54 
Cu 30.25 29.53 99.46 
 
2   Al + 2 
1      δ + 2 
3   Cu 
72 
 
 
Figura 6.42. Fases observadas desde la superficie hasta el sustrato (η2 + ζ2), 
(η2 + ), (Cu + 2) y Cu de barra de cobre recubierta de aluminio a 700°C durante 
45 s. 
 
Tabla 6.13. Composición química puntual de los análisis químicos señalados en la 
Figura 6.42. 
% atómico 
Elemento 1(η2 + ζ2) 2 (η2 + ) 3(Cu + 2) 4 (Cu) 
Al 45.84 54.99 29.84 1.04 
Cu 54.36 44.65 69.71 98.03 
 
η2+ ζ2 
η2 + 
Cu 
Cu + 2
73 
 
 
Figura 6.43. Fases observadas desde la superficie hasta el sustrato (2), (η2+ ), 
(Al), (δ + ζ2) y (2) de la barra de cobre recubierta de aluminio a 720°C durante 15 
s. 
Tabla 6.14. Composición química puntual de los análisis químicos señalados en la 
Figura 6.43 
 
% atómico 
Elemento 1 (2) 2 (η2+ ) 3 (Al) 4 (δ + ζ2) 5 (2) 6 (Cu+(d))  7 (Cu) 
Al 32.89 56.72 7.30 43.49 34.49 20.06 0.16 
Cu 67.41 43.92 93.80 57.13 65.45 80.30 99.41 
 
2 
δ+ ζ2
Al η2+  
2 
74 
 
 
Figura 6.44. Fases observadas desde la superficie hasta el sustrato (Cu + (d)), 
(Cu) de la barra de cobre recubierta de aluminio a 720°C durante 15 s. 
 
Figura 6.45. Fotografía tomada con el MEB de una barra de cobre recubierta de 
aluminio mediante un proceso de inmersión en caliente a 720°C durante 15 s 
Cu 
Cu+ (d) 
75 
 
 
Figura 6.46. Fases observadas desde la superficie hasta el sustrato (δ + ζ2), (δ + 
2), (η2 + ζ2), (2), (Cu + 2) y Cu de la barra de cobre recubierta de aluminio a 
720°C durante 30 s. 
Tabla 6.15. Composición química puntual de los análisis químicos señalados en la 
Figura 6.46. 
 
% atómico 
Elemento 1 (δ + ζ2) 2 (δ + 2) 3 (η2 + ζ2) 4 (2) 5 (Cu + 2) 6 (Cu) 
Al 40.37 38.05 48.47 34.14 28.76 -- 
Cu 58.07 62.23 52.32 65.86 71.24 100 
 
δ + ζ2 
δ + 2
η2 + ζ2
2 
Cu +  2
Cu 
76 
 
 
Figura 6.47. Fotografía tomada con el

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