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• Miguel Angel Condo Lopez

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Proceso tecnológico[editar]

Electrodepositación sobre un metal (Me) de cobre en un baño de sulfato de cobre

El ánodo y el cátodo de la celda conectados a un suministro externo de corriente continua una batería o, más comúnmente, un rectificador. Ambos estarán sumergidos en un baño por una solución de sales del elemento químico que utilizamos para recubrir el objeto. El cátodo, artículo a recubrir, estará conectado al terminal negativo. Mientras que el ánodo, conectado al terminal positivo, estará compuesto de dicho material para ir aportando iones a la solución a medida que se oxida sustituyendo a los que se están consumiendo en la reacción electroquímica. Realizando un balance general se puede considerar que cuando se enciende la fuente de alimentación externa, el metal del ánodo se oxida a partir de un estado de valencia cero para formar cationes con carga positiva. Estos cationes asociar con los aniones de la solución. Los cationes se reduce en el cátodo depositándose en el estado metálico, valencia cero. Por ejemplo, en una solución ácida, el cobre se oxida en el ánodo a Cu2+ perdiendo dos electrones. El Cu2+ asociado con el anión SO42- en la solución forman el sulfato de cobre. En el cátodo, el Cu2+ se reduce a cobre metálico al obtener dos electrones. El resultado es la transferencia efectiva de cobre de la fuente de ánodo a una película que recubre el cátodo. El recubrimiento más común es un metal puro, no una aleación. Sin embargo, algunas aleaciones pueden ser electrodepositada, en particular el latón y soldadura. Muchos baños galvánicos incluyen cianuros de otros metales (por ejemplo, cianuro de potasio ), además de cianuros del metal a depositar. Estos cianuros libres facilitar la corrosión del ánodo, ayudan a mantener un nivel constante de iones metálicos y contribuir a la conductividad. Además, productos químicos no metálicos tales como carbonatos y fosfatos se pueden añadir para aumentar la conductividad. En la operación hay que tener en cuenta que una geometría compleja dará un espesor de recubrimiento irregular, aumentando este en esquinas del objeto por ejemplo. Estos contratiempos se pueden solucionar utilizando múltiples ánodos o un ánodo que imite la forma del objeto a procesar. Cuando no se desea el recubrimiento en ciertas áreas del sustrato, se aplican barreras para evitar que el baño entrar en contacto con el sustrato. Barreras típicas son cinta, papel de aluminio, lacas y ceras. [ 3 ]

Un factor muy importante es la corriente que utiliza el sistema para llevar a cabo la operación, será determinante para las propiedades del recubrimiento, ya que establece la adherencia de la capa tanto como su calidad y velocidad de deposición, esta última es directamente proporcional al voltaje. Lo más común es usar corriente continua en pulsos, ciclos de 8-15 segundos activado el sistema para dejar 1-3 segundos de inactividad.

Depositación sin corriente eléctrica Por lo general, una celda electrolítica, que consta de dos electrodos, electrolito, y la fuente externa de corriente, se utiliza para la electrodepositación. En contraste, un proceso de deposición electrolítico utiliza sólo un electrodo y ninguna fuente externa de corriente eléctrica. Sin embargo, la solución para el proceso electrolítico necesita contener un agente reductor de modo que la reacción del electrodo tiene la forma: En principio, se puede utilizar cualquier reductor a base de agua, aunque el potencial redox del reductor de media celda debe ser lo suficientemente alto como para superar las barreras de energía inherentes en la química de líquido. El niquelado no electrolítico utiliza hipofosfito como reductor, mientras que el chapado de otros metales como la plata, oro y cobre suelen utilizar aldehídos de bajo peso molecular.

Una ventaja importante de este enfoque sobre la galvanoplastia es la no necesidad de fuentes de energía ni de baños de galvanoplastia, reduciendo el costo de producción. La técnica puede también formas diversas de placa y tipo de superficie. La película es más uniforme. Se puede depositar aleaciones y añadir aditivos a la película como Teflon. La desventaja es que dependiendo del material el proceso de galvanizado es generalmente más lento y no se puede crear este tipo de placas gruesas de metal. Como consecuencia de estas características, la deposición no electrolítica es bastante común en las artes decorativas. Aunque va ganado terreno en aplicaciones industriales, una de las cuales, por ejemplo, son los discos duros. El níquelado electrolítico es una técnica de electrodeposición de una delgada capa de níquel sobre objeto metálico. La capa de níquel puede tener una finalidad decorativa, proporcionar resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste o se utiliza para la acumulación de piezas desgastadas o inferior con la finalidad de ahorrar.

nformación general[editar]

Figura 1. Diferencias en la uniformidad de un niquelado eléctrico a otro químico

La electrodeposición de níquel es un proceso de deposición de níquel sobre una pieza metálica. Las piezas a tratar deben estar limpias y libres de suciedad, corrosión y defectos,

antes de poder comenzar.2 Para limpiar y proteger la pieza durante el proceso de recubrimiento se puede utilizar una combinación de tratamiento térmico, limpieza, enmascaramiento, decapado y grabado.1 Una vez preparada la pieza se sumerge en una solución de electrolito y se utiliza como cátodo. El ánodo de níquel se disuelve en el electrólito en forma de iones de níquel. Los iones viajan a través de la solución y se depositan en el cátodo.3

Tipos y química Baños Watt Los baños Watts de níquel puede depositar tanto níquel brillante como semi-brillante. El níquel brillante se utiliza normalmente para fines decorativos y de protección contra la corrosión. Los recubrimientos semi-brillantes se utilizan para el níquel ingeniería donde no se desea un alto brillo. 45 NOMBRE QUÍMICO

FÓRMULA

BRILLANTE

SEMI-BRILLANTE

SULFATO DE NÍQUEL

NiSO4·6H2O

20–40 oz/gal

30–40 oz/gal

CLORURO DE NÍQUEL

NiCl2·6H2O

8–20 oz/gal

4–6 oz/gal

ÁCIDO BÓRICO

H3BO3

5–7 oz/gal

5–7 oz/gal

El sulfato de níquel es el principal proveedor de metal, el cloruro de níquel mejora el proceso debido a la contenido de cloruro de la disolución anódica. El ácido bórico actúa como sustancia tampón, es decir, mantiene el pH dentro un rango.

Sulfamato de níquel[editar] Niquelado con sulfamato se utiliza para muchas aplicaciones de ingeniería. Se deposita en las dimensiones correctas, resistencia a la abrasión y al desgaste, y protección contra la corrosión. También se utiliza como una imprimación para cromar.6 NOMBRE QUÍMICO

FÓRMULA

CONCENTRACIÓN3

SULFAMATO DE NÍQUEL

Ni(SO3N2)2

40–60 oz/gal

CLORURO DE NÍQUEL

NiCl2·6H2O

0–4 oz/gal

ÁCIDO BÓRICO

H3BO3

4–6 oz/gal

Todo cloruro[editar] Las soluciones todo cloruro permiten recubrimientos de níquel de espesor. Esto sucede porque trabajan a bajos voltajes. Sin embargo, el recubrimiento tiene altas tensiones internas.3 NOMBRE QUÍMICO

FÓRMULA CONCENTRACIÓNN

CLORURO DE NÍQUEL NiCl2·6H2O 30–40 oz/gal

ÁCIDO BÓRICO

H3BO3

4–4.7 oz/gal

Sulfato de cloruro[editar] El baño de sulfato de cloruro opera a tensiones más bajas que el baño Watts y proporcionar una mayor tasa de deposición. Aunque las tensiones internas son mayores que en el baño Watts son menores que en el baño de todo cloruro.3 NOMBRE QUÍMICO

SULFATO DE NÍQUEL

FÓRMULA

CONCENTRACIÓN

NiSO4·6H2O 20–30 oz/gal

CLORURO DE NÍQUEL NiCl2·6H2O

20–30 oz/gal

ÁCIDO BÓRICO

4–6 oz/gal

B(OH)3

Todo sulfato[editar] La solución todo sulfato se utiliza para electrodeposición de níquel donde los ánodos son insolubles. Por ejemplo, el recubrimiento interior de tuberías y accesorios de acero puede requerir un ánodo así.5 NOMBRE QUÍMICO

FÓRMULA

CONCENTRACIÓN

SULFATO DE NÍQUEL

NiSO4·6H2O 30–53 oz/gal

ÁCIDO BÓRICO

B(OH)3

4–6 oz/gal

Níquel duro[editar] La solución de níquel duro se utiliza cuando se requiere un recubrimiento de una fuerza de alta resistencia y dureza.3 NOMBRE QUÍMICO

SULFATO DE NÍQUEL

FÓRMULA

CONCENTRACIÓN

NiSO4·6H2O 24 oz/gal

CLORURO DE AMONIO NH4Cl3

3.3 oz/gal

ÁCIDO BÓRICO

4 oz/gal

B(OH)3

Níquel negro[editar] El niquelado negro se aplica a chapa de latón, bronce o acero con el fin de producir una superficie no reflectante.7 Este tipo de recubrimiento se utiliza con fines decorativos y no ofrece mucha protección.1 NOMBRE QUÍMICO

FÓRMULA

CONCENTRACIÓN

NICKEL AMMONIUM SULFATE NiSO4·(NH4)2SO4·6H2O 8 oz/gal

SULFATO DE CINC

ZnSO4

1.0 oz/gal

TIOCIANATO DE SODIO

NaCNS

2 oz/gal

El niquelado consiste en la aplicación de una capa de níquel en la superficie de un objeto. La finalidad, generalmente, es mejorar la resistencia a la corrosión, o por cuestiones decorativas o como base para otros revestimientos galvanoplásticos. Debido a sus características especiales el níquel está particularmente bien adaptado para muchas aplicaciones como metal de revestimiento

El

níquelado electrolítico es una técnica de electrodeposición de una delgada capa de níquel sobre objeto metálico. La capa de níquel puede tener una finalidad decorativa, proporcionar resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste