RECUBRIMIENTOS ELECTROLITICOS

RECUBRIMIENTOS ELECTROLTICOS GALVANOSTGICOS: PLATEADO, DORADO, CROMADO Y NIQUELADO

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INDICE

RESUMEN ...........................................................................................................................................3

I INTRODUCCION ...........................................................................................................................4

1.1.- IMPORTANCIA ........................................................................................................................5

1.2.- JUSTIFICACION .......................................................................................................................5

1.3.- OBJETIVOS ..............................................................................................................................6

II MARCO TERICO ......................................................................................................................7

2.1 GALVANOTECNIA ....................................................................................................................7

2.2.- GENERALIDADES SOBRE ELECTROLISIS .................................................................................9

2.2.1.- NOCIONES DE ELECTRICIDAD ..........................................................................................9

2.2.2 LEY DE FARADAY ............................................................................................................10

2.2.3 PROCESO ELECTROLTICO ................................................................................................11

2.3.- RECUBRIMIENTOS METALICOS .............................................................................................12

2.3.1.- Recubrimiento metlico electroltico ...........................................................................13

2.3.2.- Recubrimiento metlico por inmersin .........................................................................13

2.3.2.- PREPARACIN DEL MATERIAL A RECUBRIR: ................................................................14

2.4.-COMPOSICION DE LOS BAOS ELECTROLTICOS .................................................................17

2.4.1. PLATEADO ......................................................................................................................17

2.4.2 DORADO..........................................................................................................................20

2.4.3. CROMADO .....................................................................................................................22

2.4.4. NIQUELADO ...................................................................................................................24

III. INGENIERIA DE PROCESO.........................................................................................................26

3.1 PLATEADO ..............................................................................................................................26

3.3.3 IDENTIFICACION Y CORRECCION DE DEFECTOS EN EL PLATEADO ................................29

3.2 DORADO ................................................................................................................................32

3.2.1 CARACTERSTICAS DEL BAO SELECCIONADO ...............................................................32

3.2.2 PREPARACIN SUPERFICIAL ...........................................................................................33

3.2.3 CONTROL DE VARIABLES.................................................................................................35

3.3 BAO DE CROMO BRILLANTE. ...............................................................................................37


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3.3.2 METODO DE ANALISIS DE SOLUCIONES GALVANICAS PARA EL BAO DE CROMADO ..39

3.3.3) IDENTIFICACION Y CORRECCION DE DEFECTOS EN CROMADO ....................................41

3.4 BAO DE NIQUEL BRILLANTE ................................................................................................42

3.4.1 CARACTERSTICAS DEL BAO SELECCIONADO ...............................................................43

3.4.2 METODO DE ANALISIS DE SOLUCIONES GALVANICAS PARA EL BAO DE NIQUEL .......44

3.4.3 IDENTIFICACION Y CORRECCION DE DEFECTOS EN NIQUELADO ...................................46

IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...............................................................................49

4.1. CONCLUSIONES .....................................................................................................................49

4.2 RECOMENDACIONES ..............................................................................................................50

V.- REFERENCIALES ...........................................................................................................................50

ANEXOS ............................................................................................................................................51


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RESUMEN

Los depsitos por va electroltica hacen alusin al recubrimiento de un objeto con

una capa delgada de metal mediante electricidad. Los metales para recubrimiento

ms comunes son: oro, plata, cromo, cobre, nquel, estao y zinc. El objeto a ser

recubierto generalmente es un metal diferente al utilizado para el recubrimiento,

aunque puede ser el mismo o incluso, puede no ser un metal.

Desde mediados del siglo pasado las industrias de depsito por va electroltica,

han tenido una tremenda expansin gracias a su capacidad para neutralizar las

prdidas de metales no estables por deterioro de la corrosin. Dndole efecto

protectores y decorativos a diversas superficies metlicas.

El presente trabajo tiene como propsito analizar los recubrimientos electrolticos

Despus en el captulo II tratamos sobre la galvanotecnia y su clasificacin,

tambin tratamos sobre generalidades de la electrlisis, as como los diferentes

materiales elctricos y de electrolisis a utilizar, asimismo explicamos la

preparacin de las superficies a recubrir, tomando en consideracin los baos

auxiliares, como decapado y pulido electroltico, sin restar importancia a los baos

de desengrase, parte fundamental de la adherencia de los metales electro

depositados. Se incluye adems las diferentes composiciones y parmetros para

los recubrimientos electrolticos con plata, oro, nquel y cromo.

En el captulo III se procedi con los recubrimientos electrolticos de dichas piezas

metlicas ya sea a travs del plateado, dorado, niquelado o cromado.

En el captulo IV se mencionan las conclusiones y recomendaciones a seguir en

los procesos galvanostgicos.


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I INTRODUCCION

La electrodeposicin de metales y aleaciones, tanto en su ejecucin como en la

preparacin de los objetos a ser recubiertos, conlleva el conocimiento de una serie

de disciplinas complejas, como la eletroqumica, la mecnica, la metalurgia y la

ingeniera. La prctica de revestir un metal con otro metal data de tiempos muy

remotos, pudindose afirmar que los recubrimientos electrolticos eran, al

comienzo de carcter utilitario, pero ms adelante los hallamos en el rea de las

monedas de trueque, revestidas de un metal precioso (discos de cobre con

chapado de plata).

Con el descubrimiento de la pila de A. Volta en 1800, se inicia la era de la

electrodeposicin de metales. L.V. Brugnatelli logr depositar por primera vez

plata y oro, a partir de un bao de fulminato. El mismo ao W. Cruickshank usando

el electromotor voltaico, consegua depositar cobre a partir de un electrolito

contiendo iones de ese metal. Treinta aos despus del descubrimiento de la

electrodeposicin de metales por Brugnatelli, un cirujano llamado Jhon Wright

indic que un electrolito basado en cianuro potsico era el ms idneo para la

electrodeposicin de oro y plata.

Desde que E .Weston en 1875, construy la primera dinamo para la galvanotecnia,

en sustitucin de las antiguas pilas, esta tcnica alcanz un gran auge,

especialmente para la electrodeposicin de nquel. Hasta mediados de 1916 en

que O.P. Watts dio a conocer el famoso bao de nquel que lleva su nombre.

En lo que respecta a recubrimientos de cromo, cabe indicar que los primeros

intentos para depositar este metal por va electroltica comenzaron entre 1847 y

1954 por parte de Junot y Bunsen. Hasta 1905 en que H.R. Carveth explicaron los

fallos debidos a una inadecuada densidad de corriente, no se comenz a

electrodepositar cromo de alguna calidad. En 1923 comenz un auge de ese

proceso, especialmente asociado al nquel en el par nquel-cromo para la

prevencin de la corrosin de hierros y aceros. Poco despus L.N. Onsager haba

dado su teora moderna de la conductividad. Al propio tiempo, W.N.Nernst haba

propuesto su ecuacin, base de la Termodinmica electroqumica.


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A partir de la dcada de 1950 aparecera la nueva Electroqumica con el

tratamiento a nivel molecular de la transferencia de carga y la ecuacin de la

electroqumica bsica formulada por Butler y Volmer. Gracias a ello, las firmas

comerciales dedicadas a suministrar electrolitos, pudieron ofrecer baos brillantes,

que contenan aditivos abrillantadores, que obviaban el pulido anterior a la

deposicin y el abrillantado final.

Desde entonces, el denominador comn de todas ellas, ha sido el afn de

conseguir baos que dieran recubrimientos cada vez de mejor calidad. Esto dio un

gran auge a la industria galvanotcnica que se convirti en proveedora de las

modernas factoras de componentes electrnicos, circuitos impresos, chips y otros

dispositivos esenciales en la industria de comunicaciones y satlites.

1.1.- IMPORTANCIA

La importancia del presente estudio radica en las medidas que debern tomarse

para as poder afrontar los problemas contra la corrosin.

El problema radica en que la corrosin es un fenmeno electroqumico cuyo efecto

degradativo tiene una repercusin econmica en todos los niveles de la sociedad.

Dado que es un proceso espontneo de la naturaleza e irreversible, se busca

aminorar su impacto a travs de diversas tcnicas, una de ellas son los

recubrimientos electrolticos.

1.2.- JUSTIFICACION

La finalidad de la presente trabajo de investigacin, es presentar a los interesados,

informacin acerca de recubrimientos metlicos para la industria, en especial los

recubrimientos metlicos a base de oro o dorado, plata o plateado, cromo o

cromado, nquel o niquelado. En el desarrollo se presentarn datos acerca de la

materia prima, equipo, electrolitos empleados as como las diversas formas

existentes en las tcnicas de recubrimientos metlicos las aplicaciones en la

industria.


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1.3.- OBJETIVOS

1.3.1.-OBJETIVO GENERAL

Describir la tcnica de los recubrimientos electrolticos de plateado,

dorado, niquelado y cromado.

1.3.2.- OBJETIVOS ESPECIFICOS

Detallar las diferentes composiciones de los baos electrolticos

(electrolitos) de los recubrimientos galvanostgicos de plateado,

dorado, niquelado y cromado

Describir la tcnica de recubrimientos electrolticos de plateado.

Describir la tcnica de recubrimientos electrolticos de dorado.

Describir la tcnica de recubrimientos electrolticos de niquelado.

Describir la tcnica de recubrimientos electrolticos de cromado.


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II MARCO TERICO

RECUBRIMIENTOS METLICOS PROTECTORES.

2.1 GALVANOTECNIA

Es el proceso que consiste en recubrir los cuerpos (generalmente metales), con

finas capas metlicas para evitar la corrosin.

Esta tecnologa tiene su origen o fundamento en recubrir un material el cual est

inmerso en un electrolito ya sea por va electroltica o de inmersin.

2.1.1.- GALVANOSTEGIA

Es el proceso en el que por medio de la electricidad, se cubre un metal sobre otro

a travs de una solucin de sales metlicas (electrlisis) con el objetivo de

modificar sus propiedades superficiales, aumentar su resistencia a la corrosin y

al ataque de sustancias qumicas e incrementar su resistencia a la friccin y al

rayado.

La galvanostegia industrial trata del recubrimiento de metales baratos, con los que

el objeto puede ser fabricado econmicamente, mediante finas capas de otro

metal que al mismo tiempo que mejora su aspecto, tambin aumenta sus

propiedades mecnicas y de resistencia a la corrosin. Mediante ciertos procesos

qumicos o electroqumicos se puede dar al objeto recubierto cierto aspecto

agradable al provocar coloraciones diversas

Tipos de recubrimientos metlicos se distinguen tres tipos de procesos:

Galvanizado en caliente

Recubrimientos electroltico (galvanostegia propiamente dicha)

Recubrimientos qumicos


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2.1.2.- GALVANOPLASTIA

Es el recubrimiento metlico sobre objetos no metlicos, fabricados con materiales

plsticos mediante capas finas de metales depositados electrolticamente.

Si se trata de cuerpos no metlicos, por ejemplo, vidrio, porcelana, madera, cera o

plstico, es forzoso hacer primero conductora la superficie. Si el cuerpo es poroso

se cubrir este previamente con una capa de cera o parafina, cuidando de que se

expulse el aire contenido en los poros. Otras veces se utiliza con el mismo fin

varias capas de laca adecuada o barniz.

Industrialmente se hace conductora la superficie de los cuerpos no metlicos,

formando sobre estos una fina pelcula de plata, siguiendo un mtodo anlogo al

usado en el plateado de espejos. La solucin de sal de plata empleada, se mezcla

en el momento que se ha de utilizar, con la cantidad justa de otra solucin

reductora. El nitrato de plata (AgNO3) tiene una concentracin de (5 al 10%) y se

prepara precipitando con un hidrxido alcalino y redisolviendo este precipitado con

la cantidad justa de amoniaco.

Como agentes reductores pueden usarse soluciones de sacarosa (10% + 2cc de

NO3H), Trtraro sodopotasico (2%) o formol (solucin al 40%).

La solucin de plata y el reductor se mezclan en el momento de ser utilizadas y se

aade sobre la superficie que ha de platearse; la realizacin prctica de este

proceso se lleva acabo de varios modos segn el tamao y naturaleza del cuerpo

a tratar. Para que la pelcula metlica sea uniforme es preciso limpiar la superficie

a platear; si se trata de vidrio, puede limpiarse con alcohol; para desengrasar, si se

trata de un material plstico, habr que elegir un lquido que no estropee la

superficie.


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2.2.- GENERALIDADES SOBRE ELECTROLISIS

2.2.1.- NOCIONES DE ELECTRICIDAD

Los procesos electrolticos implican variables elctricas que es conveniente

revisar:

La corriente elctrica (I): es la rapidez del flujo de carga que pasa por un

punto dado en un conductor elctrico, que se origina por el movimiento de los

electrones y es una medida de la cantidad de carga que pasa por un punto dado

en la unidad de tiempo. Se mide en amperes( A).

La resistencia (R): Es la oposicin al flujo de carga elctrica, y est presente

en todos los elementos. Es una propiedad especfica del material, que est en

funcin de sus propiedades como son: el tamao, forma y temperatura. Es

independiente del voltaje y la corriente que pasa a travs de ella. La unidad de

medida es Ohms().

Un aislante es un material que se resiste al flujo de carga a travs de s mismo. Un

conductor elctrico es un material por el cual puede transferirse carga fcilmente,

la mayor parte de los metales son buenos conductores, existen diferentes tipos de

conductores, clasificados por su naturaleza de conduccin:

Los conductores de primer orden son aquellos que poseen conductancia elctrica,

en los cuales los portadores de la carga son los electrones. Se caracterizan por

tener una conduccin sin transferencia substancial de masa.

Los conductores de segundo orden poseen conductancia inica o electroltica, y

los portadores de la carga son los iones. En este tipo de conductores se da una

transferencia de masa asociada con la conductividad.

Los conductores de tercer orden, llamados comnmente semiconductores, poseen

tanto conductancia inica como elctrica. Por lo general predomina el carcter

elctrico.


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2.2.2 LEY DE FARADAY

En 1820, el descubrimiento, de Oester , de los efectos magnticos causados por la

corriente elctrica creo un gran inters en la bsqueda de los efectos elctricos

producidos por campos magnticos , que es la induccin electromagntica ,

descubierta en 1830 por Michel Faraday y Joseph Henry, casi simultneamente y

de manera independiente. Ampere haba malinterpretado algunos experimentos,

porque buscaba fenmenos elctricos causados por campos magnticos

estticos. Los experimentos de Faraday y Henry, mostraron que una corriente

elctrica podra inducirse en un circuito mediante un campo magntico variable.

Los resultados de estos experimentos llevaron a la ley conocida como Ley de

Induccin de Faraday. Esta ley seala que la magnitud de la fuerza electromotriz

(fem) inducida en un circuito es igual a la razn de cambio en el tiempo del flujo

magntico a travs del circuito.

Michel Faraday propuso 2 leyes sobre la electrolisis:

1era ley de Faraday de la electrlisis.- la masa de una sustancia alterada

en un electrodo durante la electrolisis es directamente proporcional a la

cantidad de electricidad transferida a este electrodo.

2da ley de Faraday de la electrlisis.- para una determinada cantidad de

electricidad (carga elctrica), la masa de un material elemental alterado en

un electrodo, es directamente proporcional al peso equivalente del

elemento. El peso equivalente de una sustancia es su masa molar dividido

por un parmetro entero que depende de la reaccin que tiene lugar en el

material.


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2.2.3 PROCESO ELECTROLTICO

El proceso electroltico consiste en hacer pasar una corriente elctrica a travs de

un electrolito, entre dos electrodos conductores denominados nodo y ctodo.

Donde los cambios ocurren en los electrodos.

Cuando conectamos los electrodos con una fuente de energa (generador de

corriente directa), el electrodo que se une al polo positivo del generador es el

nodo y el electrodo que se une al polo negativo del generador es el ctodo.

Una reaccin de electrlisis puede ser considerada como el conjunto de dos

medias reacciones, una oxidacin andica y una reduccin catdica

Para explicar las reacciones en los electrodos, se considerar al cloruro de sodio

fundido, porque slo contiene dos tipos de iones Se utilizan electrodos inertes; que

significa que no reaccionan qumicamente con los iones sodio y cloruro.

Los iones de sodio ( +) o cationes, son atrados hacia el electrodo

negativo (ctodo). El ctodo se hace negativo por la accin de la fuente que le

bombea electrones

Los electrones del ctodo estn en un estado de elevada energa potencial. El ion

sodio tiene carga positiva, esto significa que atrae electrones y que un electrn de

un tomo de sodio tendra una menor energa potencial que un electrn del

ctodo. Por lo tanto los electrones del ctodo se desplazan hacia el catin, por

diferencia de energa potencial. En el ctodo los iones de sodio se convierten en

tomos de sodio por adicin de un electrn.

Este cambio qumico representa una ganancia de electrones, por lo tanto el sodio

se redujo y pas a estado metlico, en consecuencia, el cambio qumico que

siempre ocurre en el ctodo es de reduccin.

El nodo es positivo ya que la fuente le bombea electrones fuera de l y adems

atrae iones cloruro (-) o aniones. En el nodo los electrones poseen baja energa

potencial.


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En cambio los electrones externos del ion cloruro se encuentran en un estado de

potencial elevado. Cuando los iones cloruro llegan al nodo le proporcionan

electrones a este. Los electrones pasan de un estado de energa potencial

elevada a uno de baja energa potencial.

Los iones cloruro pierden electrones transformndose en tomos de cloro, los

cuales a su vez forman molculas de cloro gaseoso. La reaccin andica siempre

es de oxidacin.

Las reacciones de oxidacin y reduccin ocurren simultneamente, pero por

separado, pues ocurren en diferentes puntos. La fuente no produce electrones,

slo los transporta de un lugar a otro, as los electrones que la fuente suministra al

ctodo, provienen del nodo. La funcin de la fuente es elevar la energa potencial

de los electrones del ctodo.

La naturaleza de las reacciones del electrodo depende de la diferencia de

potencial o voltaje aplicado.

2.3.- RECUBRIMIENTOS METALICOS

Consiste en depositar por va electroqumica finas capas de metal sobre la

superficie de un artculo sumergido en una solucin electroltica.

Los recubrimientos metlicos pueden llegar a tener diferentes usos, en cualquier

caso por lo general son utilizados para evitar la corrosin de los metales, sin

embargo existen otros usos como el endurecimiento de superficies, la rectificacin

o recobramiento de dimensin de alguna pieza, como simplemente para fines

decorativos.

TIPOS DE RECUBRIMIENTOS METLICOS

Electroltico

Por inmersin


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2.3.1.- Recubrimiento metlico electroltico

Los procesos de recubrimientos electrolticos o qumicos consisten en

depositar por va electroqumica finas capas de metal sobre la superficie de

una pieza sumergida en una solucin de iones metlicos o electrolito. En este

proceso se usan productos qumicos relativamente puros, sales y metales, de

forma que durante la operacin se depositan completamente los metales

empleados sobre las piezas.

2.3.2.- Recubrimiento metlico por inmersin

El proceso de inmersin, es una tcnica de conformacin de polmeros

consistente en introducir moldes, por lo general precalentados en un polmero

lquido.

Durante la inmersin el material circundante se adhiere al molde en forma de

gel. Cuanto ms caliente el molde este mayor ser el grosor de la capa de

gel.

Posteriormente se retira el molde de la cuba con polmero lquido quedando el

molde recubierto con una capa de polmero que luego se somete a un curado

trmico.

El proceso de inmersin se utiliza para obtencin de piezas diversas y para el

recubrimiento de piezas tanto con fines meramente estticos como para

proteccin de las piezas (resguardo de la corrosin) y aislacin trmica o

elctrica de herramientas.


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2.3.2.- PREPARACIN DEL MATERIAL A RECUBRIR:

Desengrase o limpieza qumica.-esta etapa consiste en la eliminacin de

las grasas y aceites de la superficie de las piezas metlicas, para ello se

utilizan tres tipos de desengrase considerando el tipo de grasa adherida en

el material, estos son:

-limpieza con lcalis por inmersin o rociado

-desengrase con solventes orgnicos

-desengrasado electroltico con lcalis

Lavado de desengrase.- consiste en el lavado de las piezas con agua a fin

de eliminar los residuos de la etapa anterior, ya que estos pueden producir

manchas y recubrimientos irregulares.

Para esta etapa, es requerida la utilizacin de agua y como resultado de la

misma, se generan aguas residuales contaminadas con los qumicos

utilizados en el desengrase.

Decapado o desoxidacin.- consiste en eliminar las capas de xido

formadas en las superficies de las piezas que se realiza cuando el

recubrimiento es de tipo protector. El decapado se realiza sumergiendo las

piezas en una solucin que puede ser cida o alcalina.

Las soluciones alcalinas utilizadas pueden ser: hidrxidos y carbonatos,

aditivos orgnicos e inorgnicos y surfactantes. Las soluciones acidas

utilizadas pueden ser: cido sulfrico, clorhdrico, fluorhdrico.

Como resultado de esta etapa, se originan aguas residuales y lodos debido

a la remocin de los xidos.

Lavado de decapado.-consiste en el enjuague de las piezas metlicas o

plsticas en un tanque con agua para evitar el arrastre del cido a las

siguientes etapas del proceso.

Para esta etapa, se utiliza agua para el enjuague, de lo cual se generan

aguas residuales contaminadas con las soluciones aplicadas en el

decapado.


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Preparacin mecnica de la pieza.-consiste en dejar la pieza tan

homognea, lisa y brillante como sea posible para obtener un recubrimiento

de alta calidad y apariencia .Esta etapa puede realizarse mediante el

desbaste, esmerilado y pulido

Limpieza fsica.-Luego de la homogenizacin y mediante la utilizacin de

cepillos de fibra de 0.05-0.4mm de espesor, fibras sintticas o lana, se

procede a la eliminacin de las partculas que quedaron impregnadas en las

piezas metlicas, formando grumos en la superficie de las mismas.

Para el desarrollo de esta etapa se requiere de materiales de limpieza

(lana, fibras sintticas), y agua a temperatura ambiente para eliminar las

partculas que los cepillos no logran retirar.

Electrlisis.- es la etapa del recubrimiento de las piezas metlicas o

plsticas propiamente dicha. Esta etapa consiste en la conservacin de la

materia, ya que, siempre que exista una sustancia que ceda electrones(se

oxide),existir otra que los tome( se reduzca).Un oxidante y un reductor

completamente mezclados en una solucin , permiten el intercambio

electroltico entre ellos.

Cuando la electrolisis ocurre en una solucin conductora llamada electrolito

o bao electroltico, la cual, a su vez se divide en anolito (parte de la

solucin que abarca el nodo) y catolito (parte de la solucin que abarca el

ctodo), el movimiento inico es causado por el campo elctrico existente

entre los electrodos y la corriente resultante consiste de iones cargados

positivamente emigrando hacia el ctodo e iones cargados negativamente

emigrando hacia el nodo. Una corriente en estado estable requiere que la

misma cantidad de carga, fluya a travs de todas las partes del circuito

elctrico formado.


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Lavado en caliente.- En esta etapa, se retira la totalidad de las impurezas

presentes en la pieza, debido al contacto con el bao electroltico.

El lavado puede realizarse por inmersin de las piezas en un tanque de

lavado con la solucin, ya sea dentro de un tambor o por paso continuo de

agua por medio de boquillas a un tanque con volumen constante con

dispositivos de entrada y salida de solucin de limpieza.

Para el desarrollo de esta etapa del proceso se utiliza principalmente una

solucin diluida de cido clorhdrico y agua, generndose agua residual con

cido clorhdrico residual.

Secado.- Las piezas metlicas deben secarse, lo ms rpidamente posible

despus del galvanizado y del lavado final para evitar la aparicin de

manchas sobre los depsitos metlicos. El secado se puede realizar en

mesas de secado, hornos de secado o por medio del rociado con aire

caliente.

Para esta etapa del proceso se utiliza las mesas de madera para secado,

aserrn como absorbente de la humedad de las piezas, aire a temperatura entre

85 y 90 C que por medio de un rociado entra en contacto con el material

arrastrando la humedad superficial. Como resultado de este proceso se generan

principalmente vapores y desechos de aserrn.

Aceitado.- El objetivo principal de esta etapa es el de colocar sobre la pieza una

capa protectora contra la humedad del aire y que a la vez facilite su manejo.

Para esto, la lmina o la pieza se pasan por un aceitador electrosttico que

permite colocarle pequeas cantidades de aceite a la superficie de forma

homognea. Una vez concluido el todo el proceso antes descrito, se despacha

el producto.


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Para el desarrollo de esta etapa se usa aceite, el cual brinda a las piezas un brillo

caracterstico y las protege de la humedad del aire. Como residuo puede

producirse una prdida de este aceite por goteo.

Almacenamiento.- Los productos galvanizados son almacenados en bodega

previa a su despacho.

Para el desarrollo de esta etapa, se necesita gas licuado de petrleo para el

transporte de la carga hasta la bodega de los cuales se generan gases de

combustin.

2.4.-COMPOSICION DE LOS BAOS ELECTROLTICOS

2.4.1. PLATEADO

Para el plateado de acero, cobre, bronce y nquel latn se acostumbra poner

un primero una capa de nquel y despus usar el toque de plata en el nquel, antes

del plateado electroltico.

La composicin del bao electroltico en el plateado es la siguiente:

BAO ORDINARIO DE PLATA


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N g/ lt Oz/ gal

Cianuro de plata

,AgCN

0.27 36 4.8

Plata,Ag 0.27 29 3.5

Cianuro de

potasio KCN

0.92 60 8

Cianuro de

potasio liberados

, KCN

0.65 42 5.6

Carbonato de

potasio,K2CO3

0.65 45 6.0

Bisulfuro de

carbonato , CS2

0.001 0.0001

Densidad de

corriente 5-15

amp pie2

Temperatura

27C (80F)

BAO DE NITRATO- CIANURO DE PLATA

N g lt Oz gal

Cianuro de palta ,

AgCN

0.17 23 3.0

Plata , Ag 0.17 18 2.2

Cianuro de sodio

, NaCN

0.67 33 4.4


19

Cianuro liberado

, NaCN

0.40 19 2.5

Carbonato de

sdio , Na2CO3

0.43 23 3.0

Nitrato de

potasio , KNO3

1.5 150 20.0

Bisulfuro de

carbono , CS2

0.001 0.0001

Densidad de

corriente de 5

a15 amp pie3

Temperatura

27C (80F)

BAO DE PLATA CONCENTRADO

N g/ lt Oz/ gal

Cianuro de plata ,

AgCN

0.31 41 5.5

Plata , Ag 0.31 33 4.0

Cianuro de

potasio , KCN

0.93 60 8.0

Carbonato de

potasio , K2CO3

0.62 40 5.3

Hidrxido de

potasio , KOH

0.90 60 8.0

Densidad de

corriente 100

amp pie2

0.20 11 1.5

Temperatura

45C (113 F)


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2.4.2 DORADO

Los componentes esenciales de un bao electroltico de oro son aurocianuro de

potasio KAu (CN)2 y cianuro libre, KCN .debido al elevado costo de oro ordinario

se emplean soluciones de oro relativamente dbiles a fin de reducir la inversin y

la perdida por arrastre.

La concentracin de oro es de ordinario entre 1 a 5 g/lt siendo el cianuro libre

relativamente, por ejemplo de 3 a 5 g lt de KCN .puede agregarse carbonuro o

fosfato para aumentar la conductividad.

Las siguientes formas son tpicas:

N g/lt Oz/ gal

Oro metlico

(como cianuro)

0.01 2.1 0.25

Cianuro de

potasio(KCN)

0,20 15 2.0

Fosfato de sodio

(Na2PO4.12H2O)

0,03 4 0.5

Para depsitos gruesos

N g /lt Oz/ gal

Oro metlico

(como cianuro)

0.04 8..4 1.0

Cianuro de

potasio (KCN)

0.16 11 1.4

(cianuro libre ,

KCN)

0.12 8 1.0


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A falta de cianuro de oro.

Dorado simple y enchapado.


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2.4.3. CROMADO

BAOS DE SALES DE CROMO

El nico bao practico de sales de cromo que ha sido reportado y que se basa

en la electrolisis del cromo a partir de sus minerales en este proceso el bao

consiste en una mezcla de sulfato de crmico, Cr2 (SO4)3, sulfato cromoso, Cr

(SO4), y sulfato de sodio Na2SO4. La eficiencia catdica se aproxima al 50%

(computado para cromo trivalente).

Los precipitados son grises y pueden contener, cuando mucho, un 4% de

Cr2O3, si bien puede servir para originar cromo metlico, no son adecuados para el

cromado decorativo o industrial.

BAO DE CIDO CRMICO

Debido a sus limitaciones de los baos de sales de cromo, todos los cromados

se hacen con el cido crmico .el constituyente esencial es el cido crmico, que

se introduce como anhdrido CrO3. En estas soluciones acuosas se forma cido

dicrmico, H2Cr2O7 o cidos pasivos ms complejos. Es importante hacer notar

que en algunos compuestos el cromo est en el anin, por ejemplo, Cr2O7 y no se

forma ningn ion del cromo cargado positivamente.


23

Otra formulacin de bao muy utilizada es la siguiente:

Anhdrido Crmico (cido crmico).....................125-250 g/l.

Acido Sulfrico ................................................1,2 -2,5 g/l.

Temperatura de trabajo......................................45 a 55 oC

Densidad de corriente.................................menos de 60 Amp/dcm2.

Para aceros: 80 a 90Amp/dcm2

Rendimiento catdico..................................... 27 %

Relacin nodo /Ctodo...............................Mayor de 1/1

Nmero de litros/amperios............................. 2 a 1.


24

2.4.4. NIQUELADO

Las siguientes formulas representan los tipos principales que se usan en

depsitos de nquel .las concentraciones exactas y operacin.

NIQUEL SOLO (BAO FRIO, DILUIDO)

N g/lt Oz/gal

Sulfato de nquel , NiSO4.6H2O

0.9 120 16

Cloruro de amonio , NH4Cl

0.25 15 2

Floruro de amonio , NH4F

0.57 65 8.7

BAO CALIENTE, TIPO WATTS

N g/lt Oz/ gal

Sulfato de niquel

, (NiSO4)

1.8 240 32

Cloruro de niquel

,(NiCl2)

0.4 45 6

Acido borico ,

H3BO3

0.5 30 4

Temperatura

43C (110 F)

NIQUEL BRILLANTE

Tpico bao de watts. Se usa dos o ms tipos de agentes aditivos y agentes

humectantes. PH, 2.3 4.5 a temperatura de 43C (110 F) y densidad de

corriente 2-7 amp / pie2


25

NIQUELADO EN MAGNESIO

N g/lt Oz/gal

Sulfato de nquel

, (NiSO4.6H2O)

0.45 60 8

cido brico ,

H3BO3

0.56 35 4.7

NIQUELADO PREVIO COBREADO

Tiene la siguiente composicin:

PARMETROS DE OPERACIN


26

III. INGENIERIA DE PROCESO

3.1 PLATEADO

El plateado electroltico es un proceso que consiste en la deposicin por va

electroltica del metal plata sobre una superficie previamente acondicionada que

puede ser acero, cobre, latn y zamak. Con un espesor variable segn las

necesidades, tiene como objetivo mejorar las propiedades tcnicas o decorativas

del material base.

El proceso de plateado aplicado tanto en las instalaciones de bombo como en la

de bastidor, consiste en un electrolito de tipo alcalino que permite obtener

recubrimientos de plata de brillo espectacular a cualquier espesor

Los depsitos de plata obtenidos con este proceso son de gran pureza, y

presentan una elevada dureza combinada con una excelente ductilidad.

La elevada pureza de la plata depositada hace apto este proceso para piezas

enfocadas a todo tipo de aplicaciones, desde contactos elctricos que requieren

elevada conductividad y resistencia a la temperatura, hasta objetos decorativos.

3.1.1 CARCTERSTICAS DEL BAO SELECCIONADO

BAO DE PLATA CONCENTRADO

N g/ lt Oz/ gal

Cianuro de plata ,

AgCN

0.31 41 5.5

Plata , Ag 0.31 33 4.0

Cianuro de

potasio , KCN

0.93 60 8.0

Carbonato de

potasio , K2CO3

0.62 40 5.3


27

Hidrxido de

potasio , KOH

0.90 60 8.0

Material a recubrir: Bronce

Ph: 2.3 - 4.5.

Temperatura de trabajo, 25 oC.

Tiempo de Ciclo:10-15 min

Agitacin por aire

Tensin nominal: 2V

Densidad de corriente, 0.2-0.4 Amp/dcm2.

3.1.2 Mtodos de anlisis de los baos de plata

Contenido en plata

Reactivos

1 - Solucin de sulfocianuro amnico 0, 1 N

2 -- Acido sulfrico qumicamente puro y concentrado

3 -- cido ntrico qumicamente puro y concentrado

4 -- Solucin al 2 % de sulfato frrico-amnico.

Mtodo operatorio

-- Sacar 10 ml de bao con una pipeta y ponerlos en un Erlenmeyer

300 ml

-- Aadir (bajo campana de aspiracin) gota a gota una mezcla de

cido sulfrico y cido ntrico en proporcin de 10:10 ml

-- Agitar para disolver el precipitado blanco.

-- Calentar hasta aparicin de humos blancos y dio solucin completa

del precipitado.

-- Dejar enfriar.


28

-- Aadir 100 ml de agua destilada, 5 ml de solucin de sulfato frrico

amnico.

-- Valorar con una solucin de sulfocianuro amnico hasta aparicin de

ligero color rosa.

Sean V ml los ledos en la bureta.

Clculo

V ml x 1,08 = g/I de plata

g/I de plata x 1,23 = g/I de cianuro de plata

Contenido en cianuro potsico libre

Reactivos 1 - Solucin de nitrato de plata O, 1 N.

2 -- Solucin de ioduro potsico al 10 %

Mtodo operatorio

-- Sacar 10 ml de bao e introducirlos en un Erlenmeyer de 300 ml

-- Aadir 100 ml de agua destilada y 5 ml De ioduro potsico.

-- Valorar con una solucin de nitrato de plata 0,1 N hasta la primera

turbulencia permanente.

Contenido en carbonato potsico

Reactivos

1 -- Solucin de cido clorhdrico 1 N

2 -- Solucin de cloruro de bario al 10 %

3 -- Poner orange 3 en solucin al 0,04 % .

4 -- Papel de filtro para filtracin media.


29

Mtodo operatorio

-- Sacar 10 ml de solucin y pasarlos en un Erlenmeyer de 400 ml

-- Aadir 200 ml de agua destilada y calentar hasta justo punto de

ebullicin.

-- Aadir 20 ml de cloruro de bario.

-- Dejar reposar el precipitado blanco y filtrar a travs de un papel de

filtro.

-- Lavar cuidadosamente el precipitado con agua caliente.

-- Poner el filtro y el precipitado en un vaso, aadir 100 ml de agua

destilada y remover el papel y el precipitado con una barra de vidrio.

-- Valorar con una solucin de cido clorhdrico agitando fuertemente hasta

viraje de amarillo a rosa.

-- Sean V ml de solucin de cido clorhdrico los ledos en la bureta.

3.3.3 IDENTIFICACION Y CORRECCION DE DEFECTOS EN EL PLATEADO

Defectos Causas Correccin

Mala adherencia del depsito

1 ) Superficie mal desengrasada antes del

depsito

2) Piezas sin preplateado

o amalgamado

3) Pieza preplateada en

un bao real equilibrado

a) Metalizada qumica-mente muy rpida

b) No se deposita plata bajo

corriente

Remontar o cambiar el desengrase, verificar el

resultado del desengrasado (spray test)

Efectuar el tratamiento

Reconsiderar el ciclo operatorio


30

Depsito rugoso sobre todo

en las partes horizontales

Finas partculas en suspensin dentro del bao

Filtrar agitando el bao o mejor hacer trasvase de

cuba

nodo brillante y cristalino, Densidad de corriente elevada para un voltaje

normal

Falta de penetracin

nodo recubierto de una

capa blanca

La densidad de corriente

es baja para una tensin

normal

Exceso de cianuro potsico libre

1) Falta de cianuro potsico

libre

2) Superficie andica

muy pequea

Valorar el contenido en cianuro libre, hace falta 1 g. de AgCN para disminuir

el cianuro en 0,5 g/I.

Aadir por valoracin de 5 a 6 g/I de cianuro potsico hasta la obtencin de un buen resultado y tambin verificar que la superficie

andica est dentro de los Imites aconsejados

Depsito mate en las partes interiores

Ligera falta de cianuro potsico libre

Aadir 2 a 3 g/I. De cianuro potsico

Dbil intensidad para una

tensin normal

1) Temperatura bao inferior a 15 C

2) Malos contactos

3) Exceso de carbonato

potsico

4) Separacin nodo ctodo

muy grande

Calentar el bao a 20 C.

Verificar todos los

contactos, restituir medio

bao o tratarlos con

cianuro de bario

Depsito quemado y

pulverulento en las

partes salientes

Depsito semi-briIlante o

mate en el conjunto de la

pieza

1) Exceso de densidad de corriente

2) Falta de plata metal

3) Falta de abrillantador

Reducir la densidad de corriente

Aadir 4 a 6 g/I. De cianuro

potsico o hacer la

valoracin Aadir el

abrillantador segn las

instrucciones del

suministrador


31

Consumo elevado de abrillantador

Desarreglo rpido de la

solucin

Superficie andica

insuficiente

Restablecer la relacin

nodo/ctodo correcta

Depsito desigualmente brillante y, a veces, con estras en la superficie del

depsito

1) Presencia de materia orgnica

2) Mal desengrase

Tratamiento con carbn activo con 4-5 g/I.

Verificar la preparacin de

las piezas

Depsito ligeramente amarillo o rosa y, a veces,

velado Depsito manchado a la salida del bao

Solucin contaminada de cobre

1) Bao de preplateado muy viejo

2) Exceso de

carbonato potsico

Verificar o cambiar el bao

Hacer la valoracin del

carbonato y

regenerar medio bao

o tratarlo con cianuro

de bario

Manchas blancas despus del secado

ltima agua de lavado

conteniendo cloruros

Verificar el contenido de cloruro en el agua de

lavado

Mancha marrn o blanca aparecida despus de unos

das o semanas

Depsito picado

1) Mal lavado final,

quedando trazas de bao

2) Poros en la pelcula a

Temperatura inferior a

15C.

3) Bajo contenido en cianuro

Difcil de evitar a pesar de los lavados

Lavar bien despus del

plateado y neutralizar en

una solucin ctrica o

actica con 30 g/I., seguido

de un lavado fro o caliente


32

3.2 DORADO

Luego de realizar el pre-proceso con la limpieza del material base, este es

sometido al proceso de recubrimiento de oro.

Los iones metlicos MZ+, que se encuentran en la solucin, cargados

positivamente con la valencia z, son transformados en tomos metlicos M, a

travs del recibimiento de nmero de electrones correspondientes e, siendo

los tomos metlicos, sobre ciertas condiciones, los que forman una capa

metlica sobre un objeto cualquiera. En la qumica una reaccin que consume

electrones se denomina reduccin. As, todos los procesos galvanotcnios de

deposicin de metales representan, del punto de vista qumico una reaccin

de reduccin. Los electrones necesarios para la reduccin de los iones

metlicos pueden ser obtenidos, con todo, a partir de soluciones acuosas. El

proceso de recubrimiento es similar a todos los procesos de electrodeposicin,

en donde se sumerge el material en la solucin cianhdrica y se procede a

realizar la deposicin directa del metal de recubrimiento siguiendo los

parmetros expuestos con anterioridad.

Habiendo seleccionado cul es la caracterstica de bao a utilizar se procede

a dar cuales son las concentraciones de cada solucin:

3.2.1 CARACTERSTICAS DEL BAO SELECCIONADO

La composicin del bao fue elegida por mostrarse ms estable que los baos

cianurados calientes y por ser esta composicin la que se usa en los

recubrimientos de partes electrnica, las caractersticas del bao seleccionado

son las siguientes:


33

SOLUCIONES COMPOSICIN

Oro (como cianurato dorado de potasio) 4 a 12 g/L

cido ctrico y citrato de potasio 90 g/L

pH (electromtrico) 3 a 6

Densidad de corriente sobre 107 A/m2

nodos Carbn o platino

Material a recubrir: Latn

Ph: 2.3 - 4.5.


Tiempo de Ciclo:17 segundos

Agitacin mecnica de la pieza

Tensin nominal: 2.5 V

Densidad de corriente, 2-7 Amp/dcm2.

3.2.2 PREPARACIN SUPERFICIAL Es muy importante antes de realizar cualquier tipo de dorado. Esto es

realmente cierto en los dorados industriales, porque las partes son

frecuentemente sometidos a condiciones de pruebas severas y su rechazo es

costoso.

Previo al recubrimiento, las piezas tienen que ser limpiadas y aisladas. Esta

limpieza puede ser realizada por va fsica o qumica. Dicho tratamiento deber

responder a las funciones especficas requeridas.

Para que estas operaciones se realicen en buenas condiciones se debern tener

en cuenta que las piezas estn lo ms limpias posibles, que las piezas

presenten un nmero razonable de defectos, etc.


34

El tratamiento mecnico se lo efecta por medio de un lijado de las probetas

donde se realiza un desbaste utilizando lijas que se determinan segn el tipo de

material y sus caractersticas superficiales, para esta aplicacin desde una lija

#80 hasta una #1200, por medio de este proceso se deja un acabado fino para

futuros proceso de pulido. A continuacin se realiza un pulido con un disco de

cerdas profilctico y una pasta para pulir metales, este proceso se lo realiza en

un esmeril preferiblemente a 4250 RPM, luego se realiza el mismo proceso pero

con un disco de pao para el acabado final, con este se puede obtener muy

buenos resultados en la calidad superficial ya que se eliminan muchas

imperfecciones perceptibles a la vista que con un lijado muy fino no se logra por

la suavidad del material base.

El siguiente paso es el desbaste qumico, este se lo realiza por medio de un

proceso denominado pulido electroltico, este pulido se lo realiza por medio de

aplicacin inversa de corriente al del proceso electroltico, donde el polo positivo

se lo coloca a la pieza a ser tratada, durante el pulido electroltico la resistencia

ohmica se torna menor en las elevaciones y mayor en las depresiones,

apareciendo entonces densidades de corriente mayores en las elevaciones que

en las depresiones, dndose remocin de metal en las elevaciones.Una vez

realizado este proceso, a la probeta se le puede eliminar las soluciones

utilizadas en el pulido con un enjuague en agua destilada e inmediatamente

galvanizarla sin un proceso posterior.

POST PROCESO

Luego de la electrodeposicin se pueden realizar la limpieza al material para su

anlisis posterior, en este caso puede ser aplicada en una cuba donde se

limpie con agua, una opcin adicional puede ser la recuperacin de la

solucin, en el caso de que sea considerable la cantidad de solucin

utilizada, esta recuperacin puede ser por el medio de: electrlisis,

precipitacin, proceso de refinamiento


35

3.2.3 CONTROL DE VARIABLES

Control de Temperatura

Un incremento de la temperatura puede ocasionar el aumento del tamao de los

cristales. Es as como en los depsitos de Au estos cambios estructurales

ocasionan una disminucin en la resistencia a la tensin, debido a que el depsito

es ms blando.

Densidad de Corriente

Para obtener depsitos de Oro uniformes, es necesario que la densidad de

corriente utilizada sea constante. Al aumentar la densidad de corriente hasta

cierto lmite se aumenta la velocidad de electrodeposicin, sin embargo cuando la

densidad de corriente excede el valor lmite de trabajo, esto es la densidad de

corriente crtica se presenta una tendencia a obtener depsitos rugosos, frgiles y

con una mala adherencia.

Concentracin de Bao

Si se habla sobre la concentracin de los baos, se puede decir que lo ms

apropiado es usar altas concentraciones para que las sales dadas cumplan con el

proceso. Al emplear soluciones de alto contenido se pueden presentar ventajas

y desventajas, si los nodos no se disuelven la causa ms probable es que el

electrolito contenga iones de sodio, para esto se debe precipitar el oro y renovar

el bao, sin embargo los nodos presentan manchas oscuras, eso significa falta

de cianuro de potasio, para lo cual hay que adicionar a la solucin cianuro de

potasio disuelto, este es el mismo caso si es que no se deposita el oro.

Tiempo de Inmersin

El tiempo de inmersin es muy representativo ya que este determina cun bueno

es el proceso de acuerdo a costos, si los parmetros son ptimos y se

determina un tiempo muy elevado el espesor de la pelcula ser demasiado

grueso lo cul conlleva a un costo muy excesivo de materia prima, al igual que si


36

se deja un tiempo muy corto el espesor de pelcula ser tan delgado que no

cumplir satisfactoriamente con los requerimientos del recubrimiento.

Agitacin

La agitacin de la solucin produce un suministro de sales e iones metlicos al

ctodo, barre las burbuja gaseosas que pueden ocasionar hendiduras o crteres,

mezcla en excelente manera la solucin e impide que las sales ms pesadas se

depositen en el fondo de la cuba.

ESPESOR PTIMO DEL RECUBRIMIENTO

En esta fase se proceder a realizar las variaciones de parmetros cambiando la

corriente, la distancia nodo ctodo, variando el tiempo de exposicin y el

voltaje. Esto es realizar el control respectivo de las variables presentes de tal

forma que se obtenga los espesores deseados en las probetas asignadas para el

efecto.

La cantidad de probetas ensayadas, nos permite realizar manipulaciones de datos

en las cuales bajo las variaciones que se realicen se pueden obtener tablas,

estas tablas pueden ser realizadas con respecto al espesor y con respecto al

peso, como las siguientes:

Anlisis del Espesor vs. Dist. nodo/Ctodo

Anlisis del Espesor vs. Tiempo

Anlisis del Espesor vs. Voltaje

Anlisis del Espesor vs. Corriente

Anlisis del Espesor vs. Densidad de Corriente

Y de la misma manera se realiza para el peso depositado.

Con las curvas obtenidas se puede determinar cuan eficiente es cada bao y as

seleccionar cual es el mejor proceso realizado.


37

3.3 BAO DE CROMO BRILLANTE.

El constituyente bsico de este bao es el cido crmico, que se introduce

al bao como anhdrido crmico. Es importante destacar que en algunos

compuestos el cromo est en el anin, por ejemplo Cr2O7-2 y no se forma

ningn in cargado positivamente.

En general, en un bao de cido crmico dado, la eficiencia del ctodo y la

aparicin del depsito dependen de la temperatura y la densidad de

corriente. A una temperatura dada un incremento en la densidad de

corriente aumenta la eficiencia del ctodo y origina la probabilidad de que el

depsito se transforme en:

Lechoso.

Brillante.

Opaco.

Quemado.

Estos cambios obedecen a cambios progresivos en la eficiencia del ctodo

la cual es comnmente del 10 al 15% para precipitados brillantes.

Estas condiciones de dependencia en la aparicin del depsito, hace

necesario mantener la temperatura constante durante el cromado. Por

ejemplo si un bao es operado a 45 oC esta temperatura debera de ser

mantenida, en rangos de 44 oC a 46 oC.

Tambin es importante mantener la densidad de corriente constante, y tan

uniforme como se pueda .En superficies planas o en artculos

aproximadamente regulares no es difcil mantener una densidad de

corriente constante, sin embargo en modelos de geometra complicada o

irregular la relacin de mxima a mnima densidad de corriente es de dos y

puede llegar a ser de cinco.


38

Es importante llevar a cabo las siguientes acciones a fin de que se trate de

mantener la densidad de corriente constante:

Mantener nodos fijos y bien ajustados.

Mantener nodos intermedios o bipolares.

Disear y acoplar roba corrientes para disminuir la corriente en

algunos puntos y sobre todo en los vrtices.

Colocar protectores para disminuir el efecto de la corriente, en las

reas ms expuestas, o que no se deseen que se recubra.


La formulacin y condiciones de operacin son las siguientes:

Anhdrido Crmico (cido crmico).....................125-250 g/l.

Acido Sulfrico ................................................1,2 -2,5 g/l.

Temperatura de trabajo......................................45 a 55 oC

Densidad de corriente.................................menos de 60 Amp/dcm2.

Para aceros: 80 a 90Amp/dcm2

Rendimiento catdico..................................... 27 %

Relacin nodo /Ctodo...............................Mayor de 1/1

Nmero de litros/amperios............................. 2 a 1.

Material a recubrir: Cobre

Ph: 2.3 - 4.5.

Temperatura de trabajo, 45-65 oC.


Agitacin por aire

Tensin nominal: 10V



39

3.3.2 METODO DE ANALISIS DE SOLUCIONES GALVANICAS PARA EL

BAO DE CROMADO

CONTENIDO DE ACIDO CROMICO LIBRE

Procedimiento:

a) Tomar una muestra de 10ml., llevarlo a una fiola aforada de 500cm3.

b) Enrasar con agua destilada.

c) Despus de homogenizar la solucin tomar una muestra de 10ml. y

llevarla a un Erlenmeyer de 300ml.

d) Agregar 150 ml de agua destilada.

e) Agregar 20ml de Acido Sulfrico, al 50%.

f) Agregar de 40 a 60 cm3 de Sulfato Ferroso Amnico 0,1 N y mezclar,

agitar hasta nivelacin de color verde azulado. (Anotar el gasto como

cantidadA).

g) Luego proceder a valorar la solucin, con Permanganato de

Potasio 0,1N hasta aparicin de color gris-plomizo, registrar esta lectura

como cantidad B.

h) En un frasco poner 10 ml. de solucin de Sulfato Ferroso Amnico,

aadiendo 150 ml. de agua, y 20 cm3 de Acido Sulfrico al 50%.

i) Valorar esta solucin con permanganato 0,1N, hasta aparicin de color

rosa, anotar este gasto como cantidad C.

((CxA/10-B)) x16.64 = CrO3 (g/l)


40

CONTENIDO CROMO TRIVALENTE

Procedimiento:

a) Tomar una muestra de 10ml y llevarla a una fiola aforada de 500 cm3.

b) Enrasar con agua destilada.

c) Despus de homogenizar la solucin tomar una muestra de 10ml y

llevarla a un Erlenmeyer de 300ml.

d) Agregar 150 ml de agua destilada.

e) Agregar 20 ml de Acido Sulfrico al 50 %.

f) Agregar de 40 a 60 cm3 de Sulfato Ferroso Amnico 0,1 N y mezclar,

agitar hasta nivelacin de color verde azulado. (Anotar el gasto como

cantidad A).

g) Enfriar y despus titular con permanganato de potasio 0,1N hasta la

aparicin de color rosa. Anotar el gasto como cantidad C.

Cr+3(g/l) = (C-A) x0, 76

CONTENIDO ACIDO SULFURICO (COMO SULFATOS)

Procedimiento:

a) Tomar una muestra de 10 ml. de solucin y llevarla a un vaso de

300ml.

b) Agregar 10 ml. de Acido Clorhdrico concentrado.

c) Agregar 25 ml. de Alcohol Etlico.

d) Agregar 40 ml. de Acido Actico Glacial.

e) Llevar a ebullicin la solucin durante un periodo de 15 minutos.

f) Luego de ello, diluir la solucin con agua destilada caliente a 80 oC,

hasta 150 ml.

g) Filtrar para eliminar cualquier impureza.

h) El filtrado calentar hasta ebullicin, y agregar lentamente 10 ml de

Cloruro de Bario al 10%,(agregar un exceso, hasta verificar la

precipitacin).


41

i) Agitar fuertemente, y luego de ello dejar reposar como mnimo 4

horas a 70 oC.

j) Filtrar la solucin, y lavar el precipitado con agua caliente.

k) Calcinar y pesar el total como Sulfato de Bario.

SO4-2(g/l) = 100x Peso de la muestra x 0,41

3.3.3) IDENTIFICACION Y CORRECCION DE DEFECTOS EN CROMADO

DEFECTO VISIBLE ORIGEN POSIBLE CORRECCION

Depsito brillante

pero con algunas

manchas opacas.

Presencia de grasa sobre

la capa intermedia de

nquel.

Remover el depsito de

cromo, lavar bien la

superficie, secar y activar

para cromar de nuevo.

Depsito ampollado

y tendencia de la

capa de cromo a

pelarse desde el

metal base.

Pobre adherencia de la

capa de nquel, o muy

duro, delgado o

quebradizo.

Chequear la eficiencia del

desengrase inicial y

asegurar el niquelado

correcto.

Depsito quemado.

Exceso de cido sulfrico. Realizar anlisis del bao y

corregir agregando

carbonato de bario a razn

de 2gpl por cada gpl de

cido que se debe reducir.

Muy alta densidad de

corriente o inadecuada

orientacin de las piezas.

Reducir el voltaje y revisar

la posicin de las piezas

para disminuir aristas vivas

o puntos de atraccin de

corriente.

Muy baja temperatura del

bao.

Chequear y corregir la

temperatura.


42

Depsito con

manchas marrones,

o iridiscentes.

Contactos ineficientes o

insuficientes para soportar

la carga de corriente.

Verificar los contactos y

corregir defectos. Utilizar

bastidores de mayor

capacidad elctrica.

Solucin fuera de

balance.

Analizar el bao y corregir

deficiencias.

3.4 BAO DE NIQUEL BRILLANTE

Como ya es sabido, los baos de nquel bsicamente tienen en su composicin

sulfatos y cloruros, as mismo contienen un tampn siendo el ms conocido el

cido brico. La mayora de los recubrimientos de nquel se realizan a pH cido,

estos pueden variar de 1 a 6, dependiendo de la composicin del bao y de la

dureza del depsito.

Los recubrimientos de nquel tienen una razn fundamental y muy buena, son

bsicamente una capa metlica resistente a la corrosin, esta mayormente se

ubica como una capa intermedia, entre el metal base, y la capa metlica de

acabado que puede ser cromo, oro, plata, etc.

Al igual que los baos cidos de cobre, es importante manejar las variables de

operacin como son: el pH, temperatura, densidad de corriente, agitacin.

La eleccin del pH es regida por el tipo de bao (en este caso por el bao de

nquel brillante) y las propiedades que se desean en el depsito, un aumento del

pH especialmente encima de 5 produce depsitos ms duros probablemente

producto de una mayor precipitacin y un incremento en la velocidad del depsito.

As mismo los depsitos que se hacen a un pH menor de 3 sern probablemente

suaves, y no alcancen un brillo tan bueno como los anteriores.

La temperatura facilita la posibilidad de trabajar en condiciones de alta densidad

de corriente, as mismo ofrece las siguientes bondades:

Incrementa la solubilidad del nquel u otras sales.

Mayor conductividad.


43

Reduce la polaridad tanto en el nodo como en el ctodo.

Incrementa la eficiencia en nodo y en el ctodo.

Entre las posibles desventajas se encuentran:

Aumento de la tendencia en la hidrlisis y la precipitacin de impurezas,

como el hierro y el cinc que pueden causar porosidades en el depsito.

Incrementa la tendencia a precipitar y a acomplejar los abrillantadores.

Evaporan constantemente los abrillantadores.


La formulacin empleada es la siguiente:

N g/lt oz/gal

Sulfato de nquel, NiSO4, 6H2O. ......... 1.8 240 32

Cloruro de nquel, NiCl2, 6H2O............. 0,4 45 6

cido brico, H3BO3....................................... 0,5M 30 4

Material a recubrir: Latn

Ph: 2.3 - 4.5.



Agitacin por aire

Tensin nominal: 8V



44

3.4.2 METODO DE ANALISIS DE SOLUCIONES GALVANICAS PARA EL

BAO DE NIQUEL

CONTENIDO DE NIQUEL METALICO.

Procedimiento:

a) Tomar una muestra de 2ml., y llevar a un Erlenmeyer de 300ml.

b) Diluir la muestra con 100ml. de agua destilada.

c) Agregar 10 ml. de amoniaco, agitar fuertemente.

d) Agregar 0,5 gr.de indicador Murexida.

e) Si no apareciera el color amarillo plido, esperar a que tome este

color.

f) Titular con solucin valorada de EDTA 0,1M hasta el viraje a color

violeta (tener mucho cuidado porque este viraje es rpido).

g) Apuntar el gasto realizado.

1cm3 de EDTA 0,1 M = 0,02809 g. de nquel metlico (SO4)-2

Ni0 (g/lit.)= G x F.eq x M x F.s

CONTENIDO DE CLORUROS.

Procedimiento:

a) Tomar una muestra de 2ml., llevarlo a un Erlenmeyer de 300ml.

b) Diluir la muestra con 100 ml. de agua destilada.

c) Si el pH se encuentra debajo de 4, agregar 1gr. de carbonato de

calcio.

d) Agregar unas gotas de Cromato de Potasio.

e) Titular con solucin valorada de Nitrato de Plata 0,1N, hasta viraje de

amarillo hasta rojo ladrillo.

f) Anotar el gasto.


45

1cm3 de Nitrato de plata 0,1N = 0,05845 de Cloruro de Sodio

NiCl2. 6H2O (g/lit.) = G x F.eq. x N x F.s

Donde F.s es el factor de la solucin.

CONTENIDO DE ACIDO BORICO

Procedimiento:

a) Tomar una muestra de 10 ml., llevarlo a un Erlenmeyer de 300ml.

b) Agregar 25 ml.,de agua destilada.

c) Aadir 5g. de Manitol y disolver.

d) Adicionar 1ml. de indicador Prpura de Bromocresol.

e) Titular con solucin valorada de Hidrxido de Sodio 0,1N.

f) Esperar el viraje de la titulacin de color verde, hasta color prpura.

g) Anotar el gasto realizado.

1 cm3 de Hidrxido de Sodio 0,1N=0,006184 gr. de cido brico

H3BO3(gr/lit)=GxF.eq.xNxF.s.x1000

CONTENIDO DE SULFATO DE NIQUEL

Este clculo se realiza mediante la siguiente ecuacin:

NiSO4.6H2O (gr/lit.) = 4.5 (Ni0-0,247x NiCl2. 6H2O)


46

3.4.3 IDENTIFICACION Y CORRECCION DE DEFECTOS EN NIQUELADO

DEFECTO VISIBLE ORIGEN POSIBLE CORRECCION

Desprendimiento

del depsito

cuando la pieza

recubierta es

doblada o

sometida a

esmerilado o

pulido.

Presencia de grasa sobre

las piezas tratadas por

desengrase defectuoso.

Chequear las soluciones

de limpieza y asegurar

que trabajen

correctamente

Examinar la superficie de

los baos de decapado,

enjuagues, neutralizacin,

pasivadores, etc.

No tocar con las manos

los artculos despus de

limpiarlos

pH del bao demasiado

alto, que se conoce por

turbidez del bao y

apariencia oscura del

depsito del nquel

Chequear el pH del bao. Si

el valor es muy alto agregar

cido sulfrico en cantidad

promedio de 3cc para cada

100l. de bao por cada 0,2

de pH que se desea reducir

pH del bao demasiado

bajo que se manifiesta por

abundante

desprendimiento del gas

en el ctodo

Chequear el pH del bao. Si

est muy bajo se corrige

agregando carbonato de

nquel o soda custica

Pelcula alcalina

depositada sobre la

superficie de las piezas por

recubrir, debido a enjuague

Chequear la alcalinidad en el

enjuague antes del

niquelado. Efectuar una

inmersin de las piezas en


47

deficiente una solucin diluida de cido

sulfrico.

Contaminacin con

oxidantes como soluciones

de cromo, cidos,

bicromato o nitratos; que

se manifiestan por

excesivo desprendimiento

de hidrgeno en el ctodo

Los compuestos de cromo

pueden ser reducidos con

sulfato ferroso y despus

precipitados con carbonato

de nquel y separados por

filtracin.

Se puede prevenir dicha

contaminacin enjuagando

bien las piezas.

Interrupcin de la corriente

elctrica durante la

electrlisis.

Chequear los contactos

elctricos y el rectificador

Niquelado sobre objetos

con capa antigua de

nquel, o de cromo.

Asegurarse de retirar

adecuadamente la capa

antigua de los objetos en

proceso.

Niquelado sobre piezas

manchadas, empaadas u

oxidadas.

Decapar las piezas en cido

hasta remover el xido. El

empaamiento se limpia con

solucin de cianuro.

No secar las piezas

enjuagadas antes de

niquelar.

Niquelado sobre una capa

intermedia defectuosa,

como por ejemplo cobre

ampollado.

Asegurarse que la capa

intermedia est

adecuadamente formada


48

Depsito negro en

zonas de baja

densidad de

corriente

Contaminacin del bao

con cinc, cobre o plomo

Efectuar electrlisis en

plancha de hierro o latn

niquelado, a 0,6 voltios.

Depsito picado

pH muy bajo Ajustar el pH a 4.2-4.5

Falta de humectante Agregar humectante en

dosis 0,1 gpl.

Depsito frgil que

se quiebra o se

levanta con agua

caliente o por

esfuerzo mecnico

Densidad de corriente

demasiado alta.

Aplicar bien la cantidad de

Amp/dm2

Densidad de bao alta Diluir el bao.

Falta de cloruros Adicin de cloruros

Depsito rugoso,

con mdulos

Partculas en suspensin

en el bao

Filtrar con carbn y verificar

filtros y sacos andicos.

Depsito mate o

velado en zonas

de alta corriente

Falta de abrillantador

primario (abrillantador

bsico).

Agregar pequeas dosis de

abrillantador primario.

Depsitos con

brillo insuficiente

Falta de abrillantador

secundario o nivelante

segn indicaciones de los

fabricantes.

Ajustar el contenido de

abrillantador secundario.

Desbalance del bao, o

fuera de parmetros la

temperatura, densidad de

corriente, etc.

Verificar las constantes

fsicas y qumicas del bao y

llevar a valores normales

No hay deposicin

en las zonas de

baja densidad de

corriente

Exceso de abrillantador

secundario

Hacer trabajar el bao sobre

material de desecho, bajar

temporalmente el pH a 3,8


49

IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

4.1. CONCLUSIONES

1. Las diferentes composiciones de los baos electrolticos se detallan

en el captulo 2.4 de manera general y centrndonos en un bao

electroltico por cada proceso de recubrimiento.

2. La tcnica del niquelado se encuentra detallada de manera

especfica en el captulo 3.1, asimismo los anlisis de las soluciones

de los baos y los posibles defectos que puedan surgir despus del

recubrimiento.

3. La tcnica del cromado se encuentra detallada de manera especfica

en el captulo 3.2, asimismo los anlisis de las soluciones de los

baos y los posibles defectos que puedan surgir despus del

recubrimiento.

4. La tcnica del dorado se encuentra detallada de manera especfica



recubrimiento.

5. La tcnica del plateado se encuentra detallada de manera especfica



recubrimiento

6. El estudio de las reacciones implicadas en el proceso sirven de base

para determinar la densidad de carga que se le debe suministrar al

sistema.

7. Tener en cuenta el factor de temperatura y los grados de

concentracin de las sales en las soluciones de los baos

electrolticos


50

8. El sector para el cual es dirigido el trabajo de recubrimiento metlico

es un factor importante ya que se requiere de la caracterstica del

metal por el cual ser empleado.

4.2 RECOMENDACIONES

1. En un taller de aplicaciones electrolticas nada debe ser dejado al

azar

2. Es necesario conocer con exactitud la composicin de los baos y

sus condiciones de trabajo, es decir, la densidad de corriente, la

temperatura, el pH, etc.

3. Los espesores ms convenientes para los diversos casos se hallan

fijados en normas y es importante que ningn jefe de taller olvide

proveerse de las mismas antes de efectuar cualquier trabajo.

V.- REFERENCIALES

Blum William, George B. Galvanotecnia y Galvanoplasta. Mxico D.F

Editorial Cecsa. edicin.1987.

Mantell, C.L Ingenieria Electroquimica Barcelona Editorial Revert

Edicin.

Anticona Suarez, Erick Proceso de Recubrimientos Galvanicos. Callao.

Informe de practicas preprofesionales. 1999.

Rodrguez, Pedro Claudio. Plateado Electroltico. Buenos Aires. Editorial

Alsina. Edicion.2011.

Rodrguez, Pedro Claudio. Galvanoplasta Aplicada. Buenos Aires. Editorial

Alsina. Edicion.1998.

Julve, Enrique. perspectiva general del cromado industrial: caractersticas

fsicas del recubrimiento y tipos de cromado. segunda poca. Julio-

septiembre 2001. anales de la real sociedad espaola de qumica.


51

ANEXOS

A.1. GLOSARIO DE TRMINOS


52

ANEXO I: GLOSARIO DE TERMINOS

Recubrimiento electroltico: Consiste en depositar por medio de electroqumica

unas finas capas de metal sobre una superficie sumergida en una solucin de

iones metlicos o electrolitos.

Corrosin: Es deterioro que sufren los metales cuando interactan con el medio

en el que estn expuestos.

Galvanotecnia: Tcnica de recubrir los cuerpos solidos (generalmente metales ,

capas metlicas por medio de corriente elctrica y un electrolito.

Electrolisis: Proceso en el que se utiliza la energa elctrica continua para

generar una reaccin redox no espontanea. Este fenmeno qumico permite la

descomposicin de ciertas sustancias (electrolitos) generando nuevas sustancias

simples o compuestas.

Galvanostegia: Tcnica de recubrir finas capas metlicas sobre solidos

metlicos.

Electrodeposicin: Proceso electroqumico de chapado donde

los cationes metlicos contenidos en una solucin acuosa se depositan en una

capa sobre un objeto conductor.

Electrolito: Sustancias qumicas que disueltas en agua o fundidas (lquidos) son

capaces de generar iones libres, que por acciones de fuerzas electrolticas se

mueven y conducen la corriente elctrica

Electroqumica: la rama de la qumica que estudia: el uso de reacciones

qumicas espontneas para producir electricidad (pilas o celdas galvnicas) , el

uso de la electricidad para producir reacciones qumicas no espontneas (celdas

electrolticas) , procesos de corrosin. Se basa en reacciones de oxido reduccin.


53

Baos: solucin que contiene la sal (electrolito) donde el catin se va depositar en

la pieza a recubrir.

Galvanizado: El proceso electroqumico por el cual se puede cubrir un metal con

otro. Se denomina galvanizacin pues este proceso se desarroll a partir del

trabajo de Luigi Galvani.

Electrodo: Son barras solidas (principalmente metlicas) que son buenos

conductores elctricos .actan como polos positivos y negativos, que colocados

dentro de la celda electroltica generan un campo elctrico.

Recubrimiento por inmersin: Proceso electroqumico adecuado para el pintado

de grandes cantidades de estructuras complejas, ya que la pieza a recubrir se

sumerge en un bao. Para aplicar las partculas de pintura al objeto se utiliza

generalmente pintura base agua y corriente directa.

Surfantantes: Los surfactantes son agentes qumicos "activos en superficie" .

Ejercen diversas funciones: humedecen, emulsifican, dispersan y solubilizan;

favorecen o impiden la formacin de espuma; son antiestticos y lubricantes;

tambin dan brillo y afectan a ciertas propiedades reolgicas.

Abrillantador: Agentes qumicos utilizados para darle un mejor acabado a los

recubrimientos metlicos.

Pulido electroltico: Reducir las partes prominentes (puntos altos) de una pieza

hasta quedar al nivel (puntos bajos). Uniformizase la superficie.

Decapado electroltico: Eliminacin de xidos de superficies que han sufrido un

tratamiento trmico luego del maquinado.

Solucin watts: Es un bao electroltico comnmente utilizado en el niquelado .

Documents

RECUBRIMIENTOS ELECTROLITICOS