INFORME DE LABORATORIO LABORATORIO - MATERIALES MATERIALES DE INGENIERÍA 1. TITULO: DORADO ELECTROLITICO
2. OBJET BJETIV IVO OS: • •
Obtener un recubrimiento electrolítico de oro. Mejorar el aspecto del metal base.
3. FUND FUNDAM AMEN ENTO TO TEOR TEORIC ICO O A. INTR INTROD ODUC UCCI CION ON:: El oro se encuentra en la naturaleza en las vetas de cuarzo y en los depósitos de aluviones secundarios como metal en estado libre o combinado. Está distribuido por casi casi todas todas part partes es aun aunue ue en peue!a peue!ass cant cantid idade ades" s" ocupan ocupando do el lu#ar lu#ar $% en abundancia entre elementos de la corteza terrestre. Casi siempre se da combinado con cantidades variables de plata. El cianuro de oro y potasio se utiliza para el dorado electrol&tico. El oro se e'trae de la #rava o de rocas trituradas disolvi(ndolo en disoluciones de mercurio )proceso de amal#ama* amal#ama* o de cianuro cianuro )proceso )proceso de cianuro*. cianuro*. Al#unas Al#unas menas" sobre todo auellas en las ue el oro esta combinado u&micamente con teluro" deben ser calcinadas antes de su e'tracción. El oro se recupera de la solución electrol&ticamente y se +unde en lin#otes. ,ara ue una roca sea rentable debe contener un m&nimo de una parte de oro por -. partes de material desec/able. El oro puro es el más maleable y d0ctil de todos los metales" puede #olpearse con martillo /asta conse#uir un espesor de "1- cm y una cantidad de 23 # se puede estirar /asta lo#rar un cable de 1 4m de lar#o.
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El dorado a la /o5a o pan de oro es un m(todo ue permite aplicar una /o5a
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de metal sobre cualuier tipo de super+icie El dorado al mercurio permite dorar un ob5eto en bronce o en oro #racias a
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la aplicación de amal#ama" mezcla de oro y mercurio. El mercurio es evaporado continuación por el calor y el oro si#ue estando vinculado &ntimamente a las primeras capas moleculares del metal. El dorado por electrolisis6 la t(cnica de la electrolisis permite #racias a la corriente el(ctrica depositar el otro sobre un ob5eto metálico a partir de una solución de a#ua" sales de oro y distintos productos u&micos destinados a #arantizar la conductibilidad el(ctrica y el brillo del d epositó.
B. VENTAJAS Las principales venta5as para realizar deposición electrol&tica de oro sobre piezas son6
Alta co!"ct#$#!a! %l&ct'#ca: por sus caracter&sticas t(cnicas es imprescindible en la industria el(ctrica y de componentes electrónicos.
R%c"('#)#%to alta)%t% !%co'at#$o: proporciona un aspecto de #ran brillo y ductilidad.
C. A*LICACIONES: El dorado se emplea como recubrimiento decorativo en diversos sectores" y como acabado t(cnico en la industria el(ctrica y de componente electrónicos.
D. MARCO TEORICO
El proceso de recubrimiento superfcial por el método electrolítico se eectúa aplicando corriente eléctrica al metal dentro de una solución. Se usa para proporcionar protección contra la corrosión, minimizar el desgaste mejorar la presentación de los metales. El principio b!sico de los procesos de
recubrimientos electrolíticos consiste en la con"ersión del metal del !nodo en iones met!licos #ue se distribuen en la solución. Estos iones se depositan en el c!todo $pieza #ue ser! recubierta% ormando una capa met!lica en su superfcie. E&isten en gal"anotecnia procesos en los cuales el metal se deposita sin uente e&terna de corriente eléctrica. En ambos procesos de recubrimientos la capa depositada orma cristales met!licos. En unción del tipo de estructura cristalina se deri"an las dierentes propiedades del recubrimiento así los campos de aplicación m!s adecuados. El recubrimiento electrolítico de las piezas se produce casi e&clusi"amente por inmersión en un ba'o. (ara ello se introducen las piezas en las cubas donde se encuentra el electrolito, se les aplica la corriente como c!todo, se recubren se secan. )l e&traer las piezas del ba'o arrastran una cantidad del electrolito sobre la superfcie de las piezas. Esa película superfcial arrastrada se elimina en un proceso de la"ado posterior para #ue no interfera en las siguientes operaciones o presente las condiciones de acabado e&igidas.
(rincipio de la deposición electrolítica (Etapas previas) Se presenta el caso del )u, #ue se disuel"e del !nodo deposita sobre la pieza con auda de corriente eléctrica. *na línea de recubrimientos electrolíticos est! compuesta por numerosas operaciones #ue, en unción de las e&igencias de calidad el campo de aplicación seleccionado pueden agruparse del siguiente modo+ a% (retratamientos mec!nicos+ El pretratamiento mec!nico arranca de la superfcie de la pieza una fna capa. -nclue procesos como el cepillado, pulido rectifcado, #ue permiten eliminar asperezas o deectos de las superfcies. En menor medida se aplica la técnica del correado #ue permite eliminar junto con las asperezas deectos de la superfcie, los aceites, ó&idos restos de fnos de mecanizado. /ras estas operaciones es necesario someter a las piezas a un proceso de la"ado, puesto #ue durante el mismo se deposita sobre la superfcie de las piezas una parte de la grasa del abrasi"o utilizado, así como pol"o met!lico. b% 0esengrase+ En la abricación de piezas se emplean grasas, taladrinas, aceites sustancias similares como rerigerantes lubricantes. ) menudo también se engrasan las piezas como protección anticorrosi"a temporal. El
desengrase puede eectuarse b!sicamente de dos ormas+ con disol"entes org!nicos o en soluciones acuosas alcalinas con poder emulsifcador.
c% 0ecapado+ El contacto entre atmósera piezas met!licas pro"oca la ormación de capas de ó&ido. El objeto del decapado es su eliminación. El ba'o de decapado contendr! di"ersos tipos de metal en solución en unción del tipo de material base del grado de mantenimiento desmetalizado de los contactos de bombos bastidores. d% 1eutralizado+ El proceso de acti"ado, también llamado neutralizado o decapado sua"e, se utiliza para eliminar esa pe#ue'a capa de ó&ido #ue se a ormado sobre la superfcie del metal una "ez #ue la superfcie a sido tratada o la"ada en sucesi"as etapas. Esa pe#ue'a capa de ó&ido ace #ue la superfcie sea pasi"a por lo tanto mala conductora. 2as soluciones empleadas son, por lo general, !cidos mu diluidos. 2os acti"ados permiten asimismo eliminar "elos mancas generados por compuestos org!nicos 3o inorg!nicos. e% 0esmetalización+ 2a operación de desmetalizado "a a eliminar los recubrimientos de piezas recazadas o de los contactos de los bastidores sin producir da'os en el metal base. 2os primeros tienen una composición similar a un electrolito los segundos suelen contener complejantes uertes #ue pueden generar problemas en los tratamientos de aguas residuales.
Cualidades de los materiales para electrodos
)lta dureza. 4aja resisti"idad. )lta resistencia a la acción #uímica del electrolito. 5acilidad de ma#uinado. 4uena conducti"idad térmica.
Factores que intervienen en los recubrimientos electrolíticos *n término importante en los recubrimientos electrolíticos es el rendimiento electrolítico, este es defnido como el peso de metal eecti"amente depositado sobre el c!todo en relación al peso teórico #ue resulta por aplicación de la le 5arada. Densidad de corriente: 2a densidad de corriente e&presada en amperios por
dm 6 , regula e"identemente el espesor de la capa electrolítica siempre #ue ello sea posible. (or otra porte, la densidad de corriente in7ue sobre el grano
del metal depositado, de modo general, el aumento de la densidad afna el grano asta cierto límite. Concentración del electrolito: El aumento de sales en solución #ue
constitue el electrolito, permite ele"ar la densidad de corriente, especialmente si este aumento se combina con una ele"ación de la temperatura con la agitación. Composición del electrolito: *n electrolito no comprende tan solo la sal del
metal #ue se desea depositar, también inclue otros di"ersos compuestos en maor o menor cantidad, la adición de estos tiene como fn aportar mejoras, tales como aumentar la conducti"idad de la solución, afnar el grano del metal depositado, acilitar la corrosión de !cidos. Acidez: 2a cantidad de iones idrógeno acti"os en una solución !cida es mu
importante, a #ue un !cido puede allarse m!s o menos disociado. *n e&ceso de iones idrógeno da malos resultados en di"ersas aplicaciones electrolíticas como las del ní#uel las del zinc, en estos el p8 debe ser "igilado. Temperatura: *na ele"ación de la temperatura ele"a la conducti"idad del
electoralito la solubilidad de las sales #ue inter"ienen en la composición del misma, de dónde se desprende la posibilidad de concentración m!s ele"ada, por consiguiente, de intensidades de corriente maores. Aitación: 2a agitación impide el empobrecimiento en iones met!licos de la
zona catódica, también impide en dierente medida, la aderencia de burbujas gaseosas sobre el c!todo pro"ocando 9picaduras en su superfcie:. 2a agitación pone sin embargo, en suspensión las impurezas del ba'o, las cuales acen #ue el recubrimiento resulte rugoso e incluso picado. !oder de penetración: ;onsiste en la acultad #ue tiene el electrolito para
repartir con regularidad la capa met!lica depositada sobre un objeto de ormas complejas sobre las partes complejas de este objeto u en sus aristas, las cuales reciben siempre m!s densidad de corriente #ue las partes cónca"as.
Equipo necesario E"uipo el#ctrico: (ara la realización de los recubrimientos electrolíticos es
necesario disponer corriente continua, para ello lo m!s con"eniente es, transormar la tensión alterna de <<=, 66= o >>= "olts, a continua de bajo "oltaje. (ara esta transormación se emplean grupos con"ertidores o rectifcadores. 2as líneas de distribución #ue unen al generador $rectifcador% con los ba'os de electrolisis son generalmente de cobre. 2a orma de las
barreras es perectamente plana? es con"eniente emplear el mínimo posible de longitud para reducir las pérdidas de carga. (ara medir las dierencias de potencial entre dos puntos de un conductor se usa un "oltímetro. ;on un amperímetro se puede medir la corriente #ue pasa en un momento dado por el circuito. Estos instrumentos son indispensables en toda cuba electrolítica. El "oltímetro se conecta en paralelo el amperímetro en serie. 2os aparatos #ue actúan conjuntamente con el amperímetro el "oltímetro son los reóstatos, estos sir"en para regular la corriente deseada para cada ba'o. Est!n conectados en serie o en paralelo. Cubas electrolíticas: Se
constituen de dierentes materiales, según los usos.
De madera: (oco usuales, son adecuadas para las soluciones
débilmente !cidas o alcalinas para las soluciones de ni#uelado. Se re"isten a menudo con laminas de plomo $@ > mm % para las soluciones !cidas de cobreado, para los "anos sulúricos para los ba'os de ni#uelado. De acero: Son esmaltados con resinas epó&icas o recubiertas con fbras de "idrio. Son con"enientes para los !cidos o los !lcalis. De vidrio: Aesisten bien las soluciones !cidas alcalinas, pero son mu r!giles,
2as cubas son mu empleadas generalmente para la inmersión a colgada de piezas por unidades a agrupadas sobre bastido. Fases para la preparación de piezas
2a preparación de las piezas en un recubrimiento electrolítico presenta "arias ases+ Esmerilado+ /iene por objeto aislar las superfcies !speras de las piezas prensadas, orjadas o undidas, la eliminación de rebabas, escamas de undición, etc.? puede prolongarse asta conseguir #ue la superfcie #uede completamente lisa. (ulido+ /iene como fn acer #ue las uellas del esmerilado desaparezcan antes del recubrimiento superfcial, esto lo logra mediante un pre"io pulido, un pulido de acabado fnalmente un abrillantado. 0esengrasado+ 2os procedimientos "arían según el tipo de grasa. 2os m!s usados son+
a% 2impieza con !lcalis por inmersión o rociado. b% 0esengrasado electrolítico con !lcalis. c% 0esengrasado con disol"entes org!nicos.
+. MATERIALES, ERRAMIENTOS, EUI*OS. S% "t#l#/0 lo #"#%t% %l%)%to:
electrolítica En el cual se producir! el recubrimiento met!lico constituido de los siguientes elementos+ ;!todo+ ;onstituen las piezas a recubrir o material de proceso. conectado al polo negati"o del rectifcador de corriente. Bnodo+ 4arra o planca del mismo tipo de material a electro depositar, su unción es reponer los iones met!licos #ue an sido reducidos en el c!todo se pueden utilizar !nodos inertes su unción solamente es acilitar la descarga de los iones negati"os. Solución Electrolítica+ ;onstituida en maor proporción por agua en el cual an sido des"eladas sales aditi"os de acuerdo al tipo de recubrimiento a lograr. (odemos clasifcarlos en+ Sales pro"eedoras de la conducti"idad, Sales complementes. /an#ues. Aecipiente el cual contendr! el !nodo, c!todo electrolito debe estar con"enientemente re"estido interiormente según la naturaleza de la solución #ue contiene. 4arras ;onductoras. Encargadas de establecer contacto con las líneas de conducción del e#uipo rectifcador de corriente los electrodos $!nodo c!todo%. Celda
5uente de corriente continua
7ultitester di#ital
8uantes uir0r#icos" ue +ueron parte para realizar el proceso.
C%#llo, a'a o!%' l#)#a' al )%tal a !o'a'.
C'oo)%t'o, a'a o!%' )%!#' %l t#%)o %c%a'#o 4"% %c%#ta %l )%tal a'a o!%' 5ac%' %l '%c"('#)#%to.
6. *ROCEDIMIENTO E7*ERIMENTAL (rocedimientos pre"ios+ •
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2a"ado+ Mediante el uso de sol"entes o detergentes deber!n eliminarse toda clase de materias e&tra'as como aceites grasas. Aas#ueteo+ 2as superfcies deber!n ras#uetearse para eliminar depósitos de ó&ido, pintura o cual#uiera otra materia e&tra'a. ;epillado+ En todos los casos, la superfcie se rotar con cepillo de alambre de acero, asta desaparecer los restos de ó&ido, pintura, u otras materias e&tra'as.
)specto aceptación a% )specto+ Se considera la superfcie limpia o preparada para recubrirse, cuando solo presente restos de o&ido o pintura bien aderidos #ue no aa uellas de grasa, aceite otras substancias e&tra'as. b% )ceptación de la superfcie limpia+ (ara aceptar una superfcie preparada manualmente, deber tener el mismo aspecto #ue una rea de un metro cuadrado, seleccionada pre"iamente como patrón representati"a de las condiciones generales. 2impieza con abrasi"os. <. Ceneralidades. Se refere a la limpieza de superfcies met!licas aplicando un corro de abrasi"os a presión. 2os abrasi"os comúnmente empleados son arena granalla met!lica. 6. (rocedimiento. ;onsta de las siguientes operaciones de acuerdo con las condiciones de la superfcie o especifcaciones de cada obra, se podr! eliminar o modifcar la ejecución de cual#uiera de estas operaciones.
a% Se ar! un descostrado como se especifca en el procedimiento de 2impieza Manual b% 2os depósitos de o&ido, pintura cual#uier otra substancia e&tra'a ser!n totalmente remo"idas de la superfcie por medio del corro de abrasi"o. c% El agente abrasi"o ser clasifcado entre mallas
a% (ara aceptar una superfcie preparada con abrasi"o deber tener el mismo aspecto #ue una area de dos metros cuadrados seleccionada pre"iamente como patron representati"a de las condiciones de la superfcie por limpiar. b% (ara comprobar #ue la proundidad de anclaje es la especifcada, la superfcie preparada se comparar con la del patrón aceptado, utilizando la lampara comparadora de anclaje. /iempo m!&imo para recubrir. En cual#uier caso en #ue se aa especifcado preparación con abrasi"o el tiempo m!&imo #ue se permitir! #ue transcurra entre la limpieza la protección de la superfcie depender! del ambiente en #ue se opere, pero nunca podr! ser maor de > oras. )plicación
*na "ez cumplidos los re#uisitos de preparación de la superfcie, la aplicación de los recubrimientos se eectúa por aspersión, broca o rodillo. En algunos casos, se emplean los procedimientos de inmersión o manual. 1unca deben recubrirse superfcies mojadas o úmedas. El limite de umedad relati"a arriba del cual las operaciones de recubrimiento deben suspenderse es de G=H. 1o se deber! aplicar ningún recubrimiento cuando la temperatura ambiente sea menor de <= I;.
)plicación con broca de pelo rodillo. Este método se empleara cuando se re#uiera una gran umectación de la superfcie o cuando las condiciones de trabajo asi lo re#uieran.
)plicación por )spersión. Este metodo de aplicacion es el mas rapido las peliculas resultantes son mas uniormes en espesor. 0eben seguirse las recomendaciones de los abricantes de los e#uipos empleados.
E#uipo de )spersión. 2a pistola de aspersión es el principal componente de este sistema de aplicacion. 8a dos metodos para transportar el 7uido a la pistola+ con. aire sin el. En el primero, puede ser por alimentacion, por succion o por alimentacion por presion? en el segundo la aspersion se produce orzando el material por alta presion a tra"es de un orifcio en la pistola. El aire usado deber estar seco libre de aceite contaminantes.
Se utilizan dos electrodos, donde uno de ellos es el material el cual se "a a recubrir superfcialmente, el otro electrodo suele estar eco del material con #ue se "a a eectuar el recubrimiento, aun#ue en ocasiones, por el costo del material con #ue se "a a recubrir se utilizan
electrodos de algún otro material cuales#uiera, por lo general de plomo, mientras #ue el material de aporte se encuentra disuelto en la solución? el electrodo el cual es la pieza #ue "a a recibir el recubrimiento se conecta al polo negati"o de una uente de corriente directa, mientras #ue el electrodo del material de aporte debe ser conectado al polo positi"o. )mbos electrodos se conectan en una tina #ue contiene electrolito el cual sir"e como medio de transporte de la corriente eléctrica entre ambos electrodos, así mismo remue"e el material ma#uinado de la región de corte mue"e el calor generado de la operación.
Datos o$tenidos en la$oratorio
La probeta de acero blanco
DIA7ETRO LAR8O I9ICIAL
89 ))
DIA7ETRO LAR8O I9ICIAL
6))
8. RESULTADOS
1 mm
Al culminar la práctica" nos dimos cuenta ue el vernier tiene cierto #rado de comple5idad" ya reuiere de determinados procedimientos para su óptimo +uncionamiento.
9otamos di+erencias en cuanto al resultado de las probetas" ya ue una de ellas no se +racturo" pudimos observar ue cada material tenia caracter&sticas y propiedades distintas.
. DISCUSI;N DE RESULTADOS
<. CONCLUSIONES En esta práctica se observó lo importante ue es el ensayo de tracción y la importancia ue tiene dentro de la in#enier&a ya ue lo podemos tomar en cuenta para el dise!o de estructuras saber cuando un elemento está siendo sometido a tracción. En este ensayo se vio como están las probetas despu(s de aplicar una car#a a trav(s de las mordazas "al mismo tiempo ver ue ocurrio en la probeta si su+rió una +ractura dentro de este ensayo se pudieron observar conceptos como car#a" módulo de elasticidad "es+uerzos etc " ya no se uedó el conocimiento de +orma teórica
como cuando se realiza un e5ercicio en salón de clases ue #enerando un bosue5o da al alumno la idea del ensayo si no ue ya en la práctica se puede observar de una me5or manera y tan#ible con la interacción necesaria para ue se compruebe estos conceptos.
(odemos identifcar lala característica material de orma enobser"ando #ue se esto cierto dierente #uiere material en decir cada esun caso, =. RECOMENDACIONES •
7edir con el vernier con cuidado y retirarlo cuando la estricción
•
sea bastante pronunciada. La toma de datos ue se /ace se debe realizar con bastante e'actitud.
19. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS > ELECTRONICAS
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11. ANE7O
