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INFORME / ASIGNACIÓN PARA CASA

“PROCESOS DE RECUBRIMIENTOS ELECTROLÍTICOS” CARRERA:

TECNOLOGÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

CICLO:

II

GRUPO:

C10

CURSO:

TECNOLOGÍA DE MATERIALES AVANZADOS

PROFESOR:

Ing. HEBERT GUSTAVO VIZCONDE POEMAPE

ALUMNO:

- CASTAÑEDA CASTILLO WINSTON ESNAYDER

FECHA DE ENTREGA DEL INFORME:

22/05/2017

2017 – I

INFORME DE LOS PROCESOS DE RECUBRIMIENTOS ELECTROLÍTICOS

I.

INTRODUCCIÓN:

La electrólisis o electrolisis es el proceso que separa los elementos de un compuesto por medio de la electricidad. En ella ocurre la captura de electrones por los cationes en el cátodo (una reducción) y la liberación de electrones por los aniones en el ánodo (una oxidación). Se aplica una corriente eléctrica continua mediante un par de electrodos conectados a una fuente de alimentación eléctrica y sumergida en la disolución. El electrodo conectado al polo positivo se conoce como ánodo, y el conectado al negativo como cátodo. La energía necesaria para separar a los iones e incrementar su concentración en los electrodos es aportada por la fuente de alimentación eléctrica. En los electrodos se produce una transferencia de electrones entre estos y los iones, produciéndose nuevas sustancias. Los iones negativos o aniones ceden electrones al ánodo (+) y los iones positivos o cationes toman electrones del cátodo (-). En definitiva lo que ocurre es una reacción de oxidación-reducción, donde la fuente de alimentación eléctrica se encarga de aportar la energía necesaria. Cada electrodo atrae a los iones de carga opuesta. Así, los iones negativos, o aniones, son atraídos y se desplazan hacia el ánodo (electrodo positivo), mientras que los iones positivos, o cationes, son atraídos y se desplazan hacia el cátodo (electrodo negativo). Los procesos de recubrimientos electrolíticos o químicos consisten en depositar por vía electroquímica finas capas de metal sobre la superficie de una pieza sumergida en una solución de iones metálicos o electrolito. En este proceso se usan productos químicos relativamente puros, sales y metales, de forma que durante la operación se depositan completamente los metales empleados sobre las piezas. A continuación se explicarán con mucha más profundidad 3 de los procesos de recubrimientos electrolíticos.

II.

PROCESOS DE RECUBRIMIENTOS ELECTROLÍTICOS

2.1.

COBREADO:

El cobreado se emplea como recubrimiento final y también como etapa intermedia del niquelado, cromado, dorado, plateado, bronceado y latonado. El cobreado electrolítico puede realizar- se preparando un bano ̃ de sulfato de cobre y sumergiendo en él una barra de cobre que actuará como polo positivo o ánodo; como polo negativo o cátodo se introduce la pieza que se desea cobrear. Al pasar la corriente eléctrica continua por el bano ̃ , habrá́ un transporte de cobre del ánodo al catado, que en consecuencia quedará recubierto por dicho metal. El único metal que no admite una deposición directa de cobre es el aluminio. A todos los demás metales se les puede aplicar sin problemas. El cobreado electrolítico es un proceso que permite aplicar un recubrimiento de cobre sobre materiales como el acero, hierro, latón y zamak. Con un espesor variable según las necesidades, tiene como objetivo mejorar las propiedades del material base gracias a su elevada maleabilidad, ductilidad y conducción de la electricidad. Frecuentemente, el cobre forma la primera capa en un sistema decapas de recubrimiento, puesto que es fácil de depositar en metales y plásticos, ya que presenta una elevada conductividad; además, la capa de cobre es muy resistente, económica de aplicar y forma una buena base adhesiva para otros metales.

2.1.1.

ETAPAS DEL PROCESO:

Las principales etapas se reflejan en el siguiente diagrama:

2.1.2.

VENTAJAS:

 Incrementan la resistencia de las piezas frente a la oxidación y a la corrosión.  Mejoran la soldabilidad.  Adherencia: La adherencia entre el material base y el material aportado se realiza a nivel molecular evitando el desprendimiento de la capa aportada.  Tenacidad: El cobre electrolítico no presenta problemas de fragilidad, por lo que no se producen saltos de material aportado.  Conductividad eléctrica: Ayuda a la conducción de la electricidad bebido a us características.  Ductilidad: Mejora la ductilidad del material al aplicar el tratamiento electrolítico.

2.1.3.

DESVENTAJAS:

 El cobreado tradicional solo es aplicado mediante la adición de cianuro, tales (cianuro de cobre, cianuro de sodio o potasio), los cuales en la aplicación industrial son muy costosos y a la vez contaminantes, el consumo de energía es elevada.

2.1.4.

APLICACIONES:

El cobre se emplea como protector de los metales y como pre-capa para diferentes tratamientos posteriores. Su aplicación se ha extendido a todo tipo de sectores como decoletage,

ferretería,

material

eléctrico,

estampación

metálica,

material

de

saneamiento y grifería. Pero su principal aplicación es como base para un posterior bano ̃ de Níquel ó Cromo.

2.2.

ZINCADO:

El recubrimiento de piezas con zinc se realiza principalmente para conferir a la pieza propiedades anticorrosivas y en pocas ocasiones se emplea esta técnica decorativa. El zincado electrolítico es un tratamiento que aporta, por electrólisis, un depósito de zinc a las piezas de acero, con el objetivo principal de protegerlas contra la corrosión. Este proceso de galvanizado se realiza en frío. Se recubren los materiales de acero con una fina capa de zinc, electrolíticamente. Esta capa suele ser de 8 a 12 micras, pudiendo llegar a espesores de 30 micras. La diferencia con el galvanizado en caliente, está en los espesores y en el inconveniente de que la pieza pueda deformarse por la temperatura. El espesor de capa es proporcional a la duración en el tiempo de los materiales, sin que aparezca corrosión roja. Posteriormente al galvanizado electrolítico, aplicamos un acabado final, este proceso se le conoce como pasivado. Los pasivados varían en función del color y de la resistencia a la corrosión. Podemos galvanizar electrolíticamente, hasta estructuras de 6 x 2 x 0.50. Existen numerosos tipos de electrolitos. Tradicionalmente, los más utilizados son los cincados cianurados de alta y media concentración de cianuro que poseen una buena tolerancia a la contaminación orgánica y buena penetración. También existen cincados alcalinos exentos de cianuro que combinan gran parte de las cualidades de los electrolitos cianurados con un tratamiento de bajo coste para las aguas residuales. En el cincado, al igual que en el resto de procesos de recubrimientos, se dan una serie de operaciones previas y posteriores a la deposición electrolítica del metal que permiten obtener un recubrimiento de la calidad deseada.

2.2.1.

PRINCIPALES ETAPAS DEL PROCESO: A continuación, se muestra un diagrama en el que se explican las principales etapas del proceso de zincado.

2.2.2.

VENTAJAS:

 Con la aplicación de un pasivado posterior, además de aumentar su resistencia a la corrosión, se pueden conseguir acabados en diferentes colores.  Piezas son más suaves y uniformes aumentando su valor estético, no dejando impurezas dando un aspecto fino y brillante a la pieza, y se pueden pasivar, lacar o pintar.  Debido a que el espesor de la capa protector es inferior a las 30 micras hace que no aumente el volumen de la pieza, siendo esto muchas veces necesario.  Al adherirse electrolíticamente a la pieza el zinc, pasa a formar parte de ella, y si la pieza tiene que ser modificada no perderá la protección.  Es mucho más económico que otros recubrimientos.

2.2.3.

DESVENTAJAS:

 Se trata de un recubrimiento que, sin sellado posterior no resiste bien el efecto “pila’’ cuando se ponen en contacto dos piezas de diferentes metales.

2.2.4.

APLICACIONES:

Contraste de un antes y después de someter a un carro (de supermercado) a un cincado electrolítico.

Pernos, tornillos para diferentes usos

2.3.

CROMADO:

El cromado se emplea principalmente como recubrimiento final. Generalmente y con anterioridad, la pieza a tratar ha pasado por otro tipo de recubrimientos como el niquelado o cobreado que confieren a ésta un mayor efecto metálico y protección frente a agentes externos. Los cromados se caracterizan porque confieren a las piezas brillo, dureza y poder anticorrosivo. Cuando se aplica en bajos espesores en acabados decorativos y funcionales sobre depósitos de níquel, se denomina cromo decorativo. Cuando se aplica en grandes espesores se habla de cromo duro. En este caso, la pieza se recubre directamente con cromo y posteriormente se aplica un rectificado final de superficie. 2.3.1.

SECUENCIA DE TRABAJO:

El proceso de cromado también lleva asociado una serie de operaciones comunes a todos los recubrimientos descritos. A continuación se muestra un esquema general del cromado de una pieza.

2.3.2.

VENTAJAS:

 Proporciona dureza a las piezas.  Protege contra la corrosión o el desgaste y la abrasión.  Se realiza para proporcionar una superficie homogénea.  Se emplea en parte de acero que pertenecen a procesos de tratamiento térmicos, para así evitar que se carburicen.

2.3.3.

DESVENTAJAS:

 Presencia de cromo hexavalente, de alta toxicidad.  Es un poco costoso. 2.3.4.

APLICACIONES:

El cromo es un metal muy difícil de trabajar en frío porque es muy duro y quebradizo, en caliente es igual de difícil porque se oxida con una capa de óxido de cromo dura e infusible. Por estas razones el cromo no se suele emplear como metal puro salvo en ocasiones muy raras aunque eso sí, entra a formar parte de muchas aleaciones. Especialmente es aleado con el hierro porque mejora su dureza y resistencia a la corrosión. El acero inoxidable contiene entre un 8 y un 12 % de cromo, y es el principal responsable de que sea inoxidable. Muchas herramientas están fabricadas con aleaciones de hierro cromo y vanadio. El nicrom o cromo - níquel se emplea para fabricar resistencias eléctricas. Debido a las dificultades de la metalurgia de cromo cuando es necesario aplicarlo se emplean básicamente el recubrimiento electrolítico. Este procedimiento realizado con cromo es extensivamente usado en la industria para proteger metales de la corrosión y mejorar su aspecto. También se emplea para restaurar piezas metálicas o conseguir superficies muy duraderas y con bajo coeficiente de rozamiento (cromo duro). El llamado cromo duro son depósitos electrolíticos de espesores relativamente grandes (0,1 mm) que se depositan en piezas que deben soportar grandes esfuerzos de desgaste. Se realizan este tipo de depósitos especialmente en asientos de válvulas, cigüeñales, ejes de pistones y en general en lugares donde se requiera bastante precisión. Por ello antes de que exista una rotura grave se reponen las partes de metal perdidas mediante cromo electrolítico. Generalmente la capa de cromo depositada no es totalmente uniforme por lo cual se da espesor mayor del necesario y después se rectifican las piezas para conseguir las dimensiones y acabado adecuados. El cromo brillante o decorativo son finas capas de cromo que se depositan sobre cobre o níquel para mejorar el aspecto de algunos objetos. El famoso niquelado de paragolpes y otros embellecedores de coche suele consistir en una capa de níquel

terminada con un "Flash" de cromo de algunas micras de espesor. El color del cromo es más azulado y reflectante que el níquel y es mucho más resistente a la corrosión ya que inmediatamente se forma una fina e imperceptible capa de óxido que protege al metal. El cromo tiene poco poder cubriente, menos aún si las capas que se depositan son tan finas como una micra. Por ello las superficies a cubrir deben estar bien pulidas, brillantes y desengrasadas ya que el cromo no va a tapar ninguna imperfección. Es por esto por lo que frecuentemente las piezas que se croman con objeto decorativo se recubren con cobre y níquel antes de ser cromadas. El cromo se aplica bien sobre el cobre, el níquel y el acero, pero no sobre el zinc o la fundición.

III.

ANEXOS: