Decapado y eliminación de capa alfa
Cada vez que el titanio se calienta al aire —forja, conformado en caliente, recocido, laminación en caliente— el oxígeno y el nitrógeno difunden hacia la superficie y forman capa alfa: un estrato duro, enriquecido en oxígeno, frágil y con la resistencia a fatiga drásticamente reducida.
No se ve. Una pieza con capa alfa tiene el mismo aspecto que una sin ella. Aparece después: como grieta en el conformado, como grieta en la soldadura o como fallo por fatiga muy por debajo de la vida de diseño.
Este es el proceso que la elimina, y las comprobaciones que demuestran que ha desaparecido.
Qué se elimina y cómo
| Etapa | Finalidad |
|---|---|
| Pretratamiento mecánico o alcalino | Romper la cascarilla gruesa para que el ácido actúe sobre metal y no sobre óxido |
| Decapado nítrico-fluorhídrico | Disolución controlada de la capa superficial contaminada |
| Enjuague y neutralización multietapa | Retirar restos de ácido de superficies y zonas ciegas |
| Enjuague final con agua desionizada y secado | Evitar manchas y haluros residuales |
| Embalaje limpio | Impedir recontaminación en tránsito |
La eliminación típica se sitúa en decenas de micras por pasada. La cascarilla gruesa o una capa alfa espesa se pretratan primero por vía mecánica o alcalina, en lugar de intentar disolverlo todo en ácido: eso desperdicia material y arriesga sobreataque.
Cómo se verifica la eliminación
Aquí es donde un proceso controlado se distingue de uno cosmético.
Corte metalográfico. Una probeta testigo procesada con el lote se secciona, embute, ataca y mide al microscopio. El informe indica la ubicación de muestreo, los aumentos y las profundidades máxima y media de capa residual. Los barridos de microdureza pueden complementarlo cuando la capa es somera.
Si un proveedor dice que la eliminación de capa alfa se verifica «por aspecto» o «por color», el proceso no está controlado. El aspecto superficial es justamente lo que la capa alfa no cambia.
El problema del hidrógeno
El decapado tiene un segundo modo de fallo, menos comentado y igual de invisible.
En el baño ácido, los iones de hidrógeno pueden reducirse a hidrógeno atómico y luego molecular, que difunde en la red del titanio. El resultado es fragilización por hidrógeno: agrietamiento durante el doblado, conformado o soldadura posteriores, en una pieza que superó la inspección visual y dimensional.
El ácido nítrico es lo que lo evita, oxidando el hidrógeno según se forma:
2 HNO₃ + H₂ → 2 H₂O + 2 NO₂Por eso la relación nítrico-fluorhídrico importa más que la concentración total de ácido. La práctica habitual mantiene HNO₃:HF por encima de aproximadamente 5:1; por debajo, la captación de hidrógeno aumenta con fuerza. Relación de baño, temperatura, tiempo de inmersión y frecuencia de análisis deben constar con registros en la ficha de proceso, no en una garantía verbal.
El contenido de hidrógeno se analiza tras el decapado y se informa como condición de liberación, por fusión en gas inerte, no deducido del certificado del material de partida. Si el hidrógeno queda fuera de especificación, la corrección es desgasificación en vacío y nuevo ensayo; nunca decapar más tiempo ni amolar la superficie.
Lo mismo aplica al circonio, con su propia química de baño y sus propias probetas testigo: el circonio no se procesa con parámetros de titanio.
Control de contaminación
El titanio capta hierro con facilidad, y el hierro incrustado se convierte en punto de inicio de corrosión. Utillaje y elementos de izado dedicados, superficies de contacto no férreas, separación de lotes, enjuague final desionizado y embalaje libre de cloruros forman parte del proceso y no son extras opcionales.
Cuándo lo necesita
- Tras forja, conformado en caliente o laminación en caliente
- Tras tratamiento térmico al aire o en atmósfera no protectora
- Antes de soldar, donde una superficie contaminada agrietará el cordón
- Antes de operaciones de conformado que ponen la superficie a tracción
- En piezas aeroespaciales y médicas, donde la capa alfa es un requisito de especificación y no una preferencia
Si la pieza continúa hacia soldadura y fabricación o acabado superficial, indíquelo: el acabado mecánico cambia el aspecto de una superficie, no lo que hay debajo.
Qué enviar con su consulta
Grado y forma de producto, historial térmico previo (qué calentó la pieza y en qué atmósfera), especificación o norma de aceptación aplicable, profundidad máxima admisible de capa alfa residual y límite de hidrógeno. Si estos dos últimos no figuran en su plano, indíquenos la aplicación y propondremos valores antes de cotizar.