CONTENIDO Capítulo 1: Introducción (galvanotecnia, Introducción (galvanotecnia, electrolisis, principios del revestimiento, factores que intervienen, terminología) Capitulo 2: Taller de trabajo y equipos (taller equipos (taller de trabajo, elementos de taller, instalar su lugar de trabajo, almacenar sustancias químicas, campana de humo, crear su taller de revestimiento, sistemas de agitación, evitar gases atrapados, baterías electrolíticas, sistema de agua para enjuague, ánodos, filtrado, fuentes de corriente continua, ganchos y bastidores, métodos de secado industrial) Capitulo 3: Preparación de las piezas (limpieza piezas (limpieza mecánica, el uso del pulido, maquinas pulidoras, corte y movimiento de pulido, velocidad y presión de pulido, limpieza del metal, la seguridad, abrillantado, desengrase total, consideraciones de limpieza y corriente eléctrica, la fuente de potencia, calefaccionamiento de las soluciones) Capitulo 4: Cobreado (baño Cobreado (baño de revestimiento, baños al sulfato, acido brillante, baño universal para todo tipo de metal, electro deposición del cobre, consideraciones importantes) Capitulo 5: Niquelado (Niquelado Niquelado (Niquelado electrolítico, Baños de níquel mate, niquelado brillante, niquelados diluidos, formula básica, solución de watts, observaciones sobre el niquelado, deposición catalítica sobre cobre, latón, zinc, hierro) Capitulo 6: Cromado (técnicas, Cromado (técnicas, condiciones para un buen cromado, formulas, cromado en colores, composición del baño, objetos con formas particulares, cromado duro, operaciones de cromado sobre hierro, bronce, cobre, revestimiento decorativo, aditivos, cromado negro, cromado poroso, procedimiento para quitar cromo) Capitulo 7: Plásticos y materiales no conductores (polvo conductores (polvo conductor, pintura conductora, pintura spray conductora, pincel conductor y baño de pintura, técnica de nitrato de plata, técnica de plateado químico, metalizado de plásticos) (HAGA CLICK SOBRE CADA CAPITULO PARA ACCEDER DE FORMA DIRECTA AL MISMO)
CONTENIDO Capítulo 1: Introducción (galvanotecnia, Introducción (galvanotecnia, electrolisis, principios del revestimiento, factores que intervienen, terminología) Capitulo 2: Taller de trabajo y equipos (taller equipos (taller de trabajo, elementos de taller, instalar su lugar de trabajo, almacenar sustancias químicas, campana de humo, crear su taller de revestimiento, sistemas de agitación, evitar gases atrapados, baterías electrolíticas, sistema de agua para enjuague, ánodos, filtrado, fuentes de corriente continua, ganchos y bastidores, métodos de secado industrial) Capitulo 3: Preparación de las piezas (limpieza piezas (limpieza mecánica, el uso del pulido, maquinas pulidoras, corte y movimiento de pulido, velocidad y presión de pulido, limpieza del metal, la seguridad, abrillantado, desengrase total, consideraciones de limpieza y corriente eléctrica, la fuente de potencia, calefaccionamiento de las soluciones) Capitulo 4: Cobreado (baño Cobreado (baño de revestimiento, baños al sulfato, acido brillante, baño universal para todo tipo de metal, electro deposición del cobre, consideraciones importantes) Capitulo 5: Niquelado (Niquelado Niquelado (Niquelado electrolítico, Baños de níquel mate, niquelado brillante, niquelados diluidos, formula básica, solución de watts, observaciones sobre el niquelado, deposición catalítica sobre cobre, latón, zinc, hierro) Capitulo 6: Cromado (técnicas, Cromado (técnicas, condiciones para un buen cromado, formulas, cromado en colores, composición del baño, objetos con formas particulares, cromado duro, operaciones de cromado sobre hierro, bronce, cobre, revestimiento decorativo, aditivos, cromado negro, cromado poroso, procedimiento para quitar cromo) Capitulo 7: Plásticos y materiales no conductores (polvo conductores (polvo conductor, pintura conductora, pintura spray conductora, pincel conductor y baño de pintura, técnica de nitrato de plata, técnica de plateado químico, metalizado de plásticos) (HAGA CLICK SOBRE CADA CAPITULO PARA ACCEDER DE FORMA DIRECTA AL MISMO)
Capítulo 1: Introducción Introducción Galvanizar es un método de cubrir objetos con una capa fina de metal. Descubierto por Michael Faraday en el 1830's ha disfrutado el desarrollo entusiasta entusiasta y la solicitud en muchas áreas de la industria, y toca nuestras vida diaria en muchos sentidos.
Este manual, ha sido diseñado para ayudar en las operaciones más pequeñas a obtener un acabado profesional, con técnica de revestimientos bastante básicas. Esta versión del manual tiene muchas nuevas adiciones. Su formato en conjunto puede parecer similar a la edición previa, pero seguir cada paso por favor cuidadosamente, como muchos procedimientos han sido mejorados y modificados. También hemos tratado de guardar las configuraciones configuraciones y notas operativas de cada procedimiento así que usted no debe necesitar guardar referencia a secciones diferentes. Muchos de los químicos que se mencionan son productos de uso corriente, como el amoníaco, peróxido de hidrógeno, y el ácido de muriático.
3
Usted deberá comprar algunos de estos materiales ocasionalmente para complementar la operación de los equipos. Estos productos químicos son muy seguros, si son utilizados correctamente, y no deben ser considerados productos peligrosos, aunque debe mantener medidas de seguridad básicas y de sentido común. El verdadero proceso de revestimiento es muy simple, y hasta un principiante puede experimentar el placer de ver el recubrimiento entrar en vigor dentro de 5 a 10 minutos. Recuerde finalmente que la práctica hace al maestro. GALVANOTECNIA Es la técnica de recubrir los cuerpos sólidos (generalmente metales), con capas metálicas por medio de una Corriente Eléctrica y un Electrolito. Esta tecnología tiene su origen o fundamento en la descomposición de una sustancia química, al aplicar la corriente eléctrica y cuyo fenómeno lo denominamos ELECTROLISIS. Al cerrar un circuito eléctrico dentro de un electrolito (solución acuosa), se produce una descomposición iónica y al mismo tiempo, una migración y deposición de iones. El ANODO por ser el terminal positivo del circuito, a-trae a los iones negativos. Y el CATODO por ser negativo, atrae a los iones positivos. 4
En una solución acuosa con contenido de sales metálicas, los iones metálicos positivos, se depositan en la superficie del objeto conectado al cátodo. De esta manera, si las sales son de cobre, plata, níquel o cromo, el objeto resultará cubierto con dicho metal. Pero hablar de esta manera, es muy sencillo. En realidad este fenómeno está regido por leyes y principios electro físico – químicos muy complejos y de profundo contenido científico. En la práctica, cuando vemos a un técnico introducir un objeto metálico en una solución electrolítica y luego de conectar la corriente eléctrica por un tiempo determinado, este se recubre automáticamente del metal de origen de las sales en solución. LA ELECTRÓLISIS La electrolisis es el proceso de descomposición de una sustancia por medio de la electricidad. La palabra electrólisis significa "destrucción por la electricidad". La mayoría de los compuestos inorgánicos y algunos de los orgánicos se ionizan al fundirse o cuando se disuelven en agua u otros líquidos; es decir, sus moléculas se disocian en especies químicas cargadas positiva y negativamente que tienen la propiedad de conducir la corriente eléctrica. Si se coloca un par de electrodos en una disolución de un electrolito (compuesto ionizable) y se conecta una fuente de corriente continua entre ellos, los iones positivos de la disolución se mueven hacia el electrodo negativo y los iones negativos hacia el positivo. Al llegar a los electrodos, los iones pueden ganar o perder electrones y transformarse en átomos neutros o moléculas; la naturaleza de las reacciones del electrodo depende de la diferencia de potencial o voltaje aplicado. La acción de una corriente sobre un electrolito puede entenderse con un ejemplo sencillo con la electrolisis del agua. Si el agua se disuelve 5
en bicarbonato de sodio, se disocia en iones oxigeno positivos e iones hidrógeno negativos. Al aplicar una diferencia de potencial a los electrodos, los iones oxigeno se mueven hacia el electrodo negativo, se descargan, y se depositan en el electrodo como átomos de oxigeno. Los iones hidrogeno, al descargarse en el electrodo positivo, se convierten en átomos de hidrógeno. Esta reacción de descomposición producida por una corriente eléctrica se llama electrólisis. En todos los casos, la cantidad de material que se deposita en cada electrodo al pasar la corriente por un electrolito sigue la ley enunciada por el químico físico británico Michael Faraday. Esta ley afirma que la cantidad de material depositada en cada electrodo es proporcional a la intensidad de la corriente que atraviesa el electrolito, y que las masas de distintos elementos depositados por la misma cantidad de electricidad son directamente proporcionales a las masas equivalentes de los elementos, es decir, a sus masas atómicas divididas por sus valencias. Todos los cambios químicos implican una reagrupación o reajuste de los electrones en las sustancias que reaccionan; por eso puede decirse que dichos cambios son de carácter eléctrico. Electrólisis del agua (Reacciones Químicas) El agua esta compuesta por dos elementos químicos: hidrógeno y oxígeno. La separación de éstos mediante la utilización de la electricidad se llama electrólisis del agua. En la electrólisis del H 2O(agua) se forman hidrógeno (H 2) y oxígeno (O2) en estado gaseoso, según la siguiente reacción: 2 H2O -----> 2H2 + O2 Esta reacción no se produce espontáneamente. Para que tenga lugar es necesario aportar energía eléctrica mediante una pila galvánica o un generador de corriente continuo. Es por este motivo que la reacción se lleva a cabo en una celda electrolítica, que es un sistema electroquímico generador de sustancias, por la acción de un flujo de electrones suministrado por la fuente de voltaje externa. El hidrógeno
6
obtenido por electrólisis del agua es muy puro pero también es muy caro debido al importante gasto eléctrico que comporta. La electrolisis del agua puede considerarse como una fuente de energía secundaria producida a partir de la combustión de combustibles fósiles o biológicos por medio de ciclos térmicos, a partir de la energía solar por conversión foto-voltaica o a partir de la energía cinética utilizando la conversión mecánica. La electrólisis del agua es un proceso muy común utilizado para pequeñas aplicaciones del hidrógeno. Sin embargo, si el hidrógeno va a ser usado para aplicaciones energéticas, la conversión eléctrica y la eficiencia del transporte, sumadas a la eficiencia de la conversión de la electrólisis del agua, hacen que se aproveche menos del 30% del contenido energético de la fuente de energía primaria. PRINCIPIOS DEL REVESTIMIENTO Galvanizado es el depósito de partículas metálicas positivamente cargadas (iones) que se mueven por una solución por la electricidad, atrayéndolos a un objeto que han dado una carga negativa. Usando la técnica de inmersión, el objeto para ser plateado (el cátodo) conectado al negativo (-) del lado de la batería, dándolo la carga negativa, y una placa metálica por lo general hecho de metal de revestimiento (el ánodo) son conectados al positivo (+) del lado de la batería, dándolo una carga positivo. Iones positivos fluyen del ánodo hacia el objeto siendo plateado por la solución de revestimiento (el electrolito), y son depositados en la superficie del objeto. FACTORES QUE INTERVIENEN También parece muy fácil y sencillo, pero para que suceda todo este fenómeno hemos tenido que considerar previamente, muchos factores:
7
1. Concentración de la solución electrolítica (Fórmula) 2. Cantidad y tipo de la misma (Unas más negativa que otras) 3. Temperatura de la solución 4. Acidez del electrolito (PH) 5. El movimiento de los iones o de la solución 6. Cantidad de electricidad necesaria (Amperaje y Voltaje) 7. Fenómenos electroquímicos que se producen en los Electrodos y en las soluciones electrolíticas 8. Tipo de metal de los electrodos 9. Forma de los electrodos y distancia entre los mismos 10. Limpieza y pulido entre los mismos 11. Tipo y tamaño del metal que deseamos recubrir, etc.… Estos factores a su vez, están determinados por ciertas leyes y principios electro-físico-químicos que debemos conocer y dominar en la práctica si deseamos hacer excelentes trabajos. Comercialmente no es suficiente cubrir el objeto completamente. Es necesario producir depósitos que muestren propiedades, tales como, tersura, brillo, dureza, ductibilidad, adherencia, etc. El éxito en la aplicación de capas galvánicas depende ampliamente de la habilidad y experiencia del técnico para controlar el carácter de los depósitos. Haciendo cambios adecuados en la composición de los baños o en las condiciones de operación. Para poder conseguir lo anterior, no es necesario ni siquiera que se conozcan las causas científicas que ocasionan esos efectos, tampoco es necesario que conozcan con exactitud la magnitud de un efecto dado a su predicción. La consideración más importante es el conocer la dirección de un efecto producido, cuando por ejemplo, 2 ó más factores varían en forma simultanea para producir un tercero no previsto no considerado. Por lo tanto, realmente, es más importante lograr una experiencia basada en la práctica y no solamente con la teoría. 8
Naturalmente considerando como factores principales los principios naturales.
TERMINOLOGÍA EMPLEADA EN GALVANOTECNIA: ELECTROLITO: Compuesto químico soluble, disuelto en agua destilada, que hace posible el paso de la Corriente eléctrica y la descomposición del mismo en iones. IONES: Átomo o grupo de átomos que han perdido o adquirido uno o más electrones y cuya carga eléctrica es atraída hacia el electrodo contrario. DEPOSICION IONICA: Recubrimiento metálico de un cuerpo sólido a consecuencia de la descomposición electrolítica de la sustancia básica empleada. PH Cantidad de los iones hidrógeno disociados en una solución acuosa. La acidez de los elementos acuosos es determinante en la operación iónica. PARA MAS INFORMACIÓN SOBRE TERMINOLOGÍA CONSULTAR EL GLOSARIO INCLUIDO.
9
CAPITULO 2: LUGAR Y EQUIPOS DE TRABAJO TALLER DE TRABAJO Aunque nosotros mostremos un taller completo aquí, no es necesario ir a estas magnitudes, usted puede platear frente a un tanque bastante fácilmente.
Aquí está un ejemplo de un sistema aseado, donde la operación entera ha sido incluida en un gabinete hecho en casa. La parte superior tiene un sistema de escape construido, y hay puertas de vidrio para cercar la operación. Note como los tanques son hundidos en la superficie. Del lado izquierdo superior nos muestra una fuente de energía, que es conectada a las barras de conducción que corren detrás de la unidad. Apuntes/recordatorios de operaciones son fijados sobre la pared trasera. Los calentadores de tanque son localizados a la izquierda y del lado derecho cuando no se emplean. Como usted usará ácidos, álcalis, agua etc. y haciendo la preparación superficial a varios metales con la moledora y el pulimento de
10
herramientas, provocará algún desorden y algunos olores. Recomendamos que usted encuentre un buen lugar donde puede establecerse, con un buen suelo macizo de hormigón, preferentemente pintado con epoxi, alguna ventilación y agua corriente. ¡La cocina no es una idea buena! Usted podría tener hasta 4 tanques de revestimiento instalados en un momento dado simultáneamente, y necesitará más espacio para ubicar objetos etc. Ponga su mesa de trabajo al lado de un fregadero de ser posible, e incline el banco entonces así esto desagua en el fregadero. Los derrames menores pueden ser tirados fácilmente. Encuentre un área libre para su equipo de pulido. Esto tiene que estar lejos de los tanques de revestimiento, como el polvo y pequeñas partículas de metales disipadas en el aire, pueden instalarse en los tanques y estropear sus soluciones. Su máquina de pulido puede ser montada sobre el borde de una mesa con una rueda que cuelgue sobre el costado. Esto permite a la pieza, de ser atrapada, para caernos mas inofensivamente al piso. Por otra parte, usted podía construir un poste y montar el motor sobre ello.
Usted necesitará una iluminación buena para el taller, ya que tendrá que inspeccionar generalmente su trabajo a fondo. El área debería ser calentada a aproximadamente 68-72 grado. F.
11
ELEMENTOS DE UN TALLER: 1. Local amplio y ventilado. 2. Varios pilones para el lavado fácil. 3. Piso con rejillas de madera. 4. Energía eléctrica de 220 V ó 440 V. 5. Dinamo o Generador de Corriente continua. 6. Rectificador de corriente alterna a continua. Para obtener de 1 a 50 voltios y de 1 a 300 amperios o más. 7. Cada cuba que contenga la solución debe tener su voltímetro, amperímetro y una resistencia regulable. 8. Calentadores de inmersión para temperar las soluciones. 9. Termómetros, Peachímetros, balanzas, agua destilada, aserrín, trapos… 10. Un motor fuerte con muelas o Gratas metálicas y de tela para el pulimento. 11. Grafito en pasta para el pulimento. 12. Cubas de PVC, plomo, vidrio, acero, etc.
Un taller de galvanotecnia, es especial porque aquí trabajamos con energía eléctrica continua, pulidores metálicos, grandes depósitos para lavar los elementos, y un piso de madera enrejado u hormigón revestido en epoxi para poner aserrín sobre el mismo Instalar el lugar de trabajo Dependiendo según el tamaño de su equipo, usted tiene que hacer un banco de trabajo conveniente. Inmejorablemente, estará cerca de un fregadero y un abastecimiento de agua, y la superficie aún podría ser inclinada para agotar sobre el fregadero. Un marco de madera 2 " x 4 ", es ideal para la mayoría de las operaciones de revestimiento de cromo triples. Los sistemas de 2 y 4 galones podrían ser puestos en la altura de la cintura, pero tanques más grandes tendrían que bajar para hacer más fácil levantar las piezas más pesadas dentro y fuera de los mismos. Pueden instalar una superficie de madera chapeada o una superficie de fórmica. No use tabla de partícula porque los líquidos lo desintegrarán muy rápidamente. La bomba de aire y la válvula de cuadrilla son instaladas sobre el tablero de clavijas por el que las barras son adjuntadas al tablero de clavijas taladrando y perforando.
12
La superficie de trabajo real debería ser bastante fuerte para soportar y resistir los pesos de 200 libras + (equipos de 16 galones que contienen aproximadamente 150 libras por tanque, por lo tanto construya un marco FUERTE y coloque estos tanques sobre la cima de la superficie de trabajo). No corte los agujeros muy cerca a los bordes de la tabla. Los tanques de revestimiento deberían caber cómodamente en el agujero de corte, que descansa sobre el labio alrededor del borde. Asegure que sea apto de ser limpiamente ajustado. Tanques adicionales pueden ser almacenados sobre el anaquel inferior Almacenaje de sustancias químicas cuando no se emplean Ninguna de las sustancias químicas es dañada por congelamiento, sin embargo si los tanques se congelan ellos pueden agrietarse, y darle un verdadero problema para aclarar cuando ellos se deshielan. Entonces sugerimos que usted los almacene en un área con calefacción. Asegure que las tapas sean seguras sobre cada tanque y marque el tanque con un marcador indeleble, denotando el contenido. Si usted tiene la intención de almacenar ácido crómico en el tanque durante un período largo, digamos 2 años o más, sugerimos que usted transfiera el producto a un contenedor de vidrio. Este ácido atacará el tanque de plástico muy despacio, y podrá causarle un desagradable trabajo de limpieza a usted. Fabricación de un extractor o campana de humo Para platear ocasionalmente, una campana de extracción de humo puede ser una extravagancia, y los problemas de vapores ocasionales pueden ser tratados simplemente abriendo una ventana y colocando un ventilador. Hay un número de opciones para un extractor de humo. Normalmente, las campanas no serán necesarias para el níquel y el revestimiento de cobre, ya que los vapores generados son muy mínimos de estos procesos, pero del desengrasar, el de cromado algún tipo del control es casi vital.
13
Una campana simple puede ser hecha de chapeado, y cubierta con un bituminoso o pintura de epoxi. O el empleo de un extractor de de cocina podría ser la solución. El mejor arreglo es improvisar un soplador de viento simple, usando una línea de aire o gases de combustión de aspiradora, como se menciono antes. Ponga la campana aproximadamente a 1 pie encima de los tanques. No le recomendamos tener mucho más de 2 tanques que funcionen en un momento dado, así no hay ninguna necesidad de hacer un enorme artilugio. Creación de su taller de revestimiento Haga un agujero por a una pared exterior, o coloque su tubo de escape por una ventana. La utilización de aproximadamente 4 " en el tubo plástico constituye un arreglo como mostramos en el diagrama. Haga un agujero en la curva del tubo bastante grande para que usted para insertar su línea de aire o el tubo de escape vacío. Cuando la línea/vacío de aire es encendida la fuerza causada por el principal de ventura aspirará todos los vapores hacia fuera por el tubo más grande. ¡No hay ninguna pieza móvil y el sistema es por lo tanto bastante infalible!
14
Unidad de absorción de Aire
Usted también puede pensar en construir una simple unidad de absorción para limpiar el aire de su campana de humo. Dependiendo según el tamaño de su operación, usted puede hacer esto de algo tan pequeño como cubo de 5 galones a un bidón de plástico de 55 galones Necesitará una pequeña bomba de agua, preferentemente con todo un alojamiento de plástico e impulsor. La bomba debe allí difundir el agua alrededor del tanque. Como el agua es despedida por atrás en el tanque este debe ser hecho para rociar hacia fuera en todas las direcciones. El ácido está contenido en el cuerpo del agua en el fondo del tanque. Muy de vez en cuando, usted tendrá que quitar esta agua, lo evaporará abajo colocando calentadores en ella, y ahorrando el lodo o se concentrará en un pequeño contenedor plástico. El ácido quedará contenido en la masa de agua al final del tanque. Muy ocasionalmente, usted necesitará retirar esta agua, evaporándolo poniendo abajo calentadores, y salvar el lodo que se concentra en un recipiente de plástico pequeño. Usted puede deshacerse de ellos con una estación de transferencia local. Recuerde llenar de agua a nivel periódicamente, esto se evaporará bastante rápidamente. Añadir un par de cajas de bicarbonato de sodio al agua neutralizará el ácido cuando participe en el sistema. La adición de un par de cajas de
15
Bicarbonato de sodio al agua neutralizará el ácido cuando este entre en el sistema. El revestimiento de objetos largos Como nuestros tanques son cilíndricos en la forma, esto puede causar algunos problemas plateando objetos más largos. La mayor parte de objetos pueden ser plateados por mitades, luego girados en el tanque y la otra mitad plateada. Donde hay una marca de unión, esto puede ser pulido afuera dejando ningunas señales de su existencia.
El mostrado en la imagen es una caja plástica de jardín. Note como los ánodos son colocados sobre un lado sólo. En este caso, sólo un lado del objeto necesita el revestimiento. Más ánodos serían necesarios para platear ambos lados, o el objeto podría ser girado comenzando el proceso para otro lado. Barras de conducción Una barra conductora o de conducción lleva corrientes pesadas para suministrarla a algunos circuitos eléctricos. Se refiere específicamente a las tiras gruesas de cobre o aluminio que conducen la electricidad dentro de una centralita u otro aparato eléctrico. Usted puede desear montar dos largos de tubo de cobre de 1/2 " a lo largo de la pared trasera del banco. Espácielos sobre 6 " separadamente, y móntelos sobre bloques de madera que usan la "U" concebido dando forma de correas diseñadas para la instalación de cañerías.
16
Éstas son sus "Barras de conducción" y llevan el poder de su batería a los varios tanques. Permiten que usted se conecte a una unidad a motor salvando un desorden de enredo de cables.
Recuerde conseguir pinzas o broches lo suficientemente grandes para sujetar los tubos de cobre. Pinte ambos finales de la barra superior ROJA, y la barra inferior NEGRA.
17
Puede niquelar estas barras para parar la corrosión que se forma sobre ellas. Éste podía ser su primer trabajo de enchapado. SISTEMAS DE AGITACIÓN: DESCRIPCIÓN Es necesario, en la mayoría de los casos, aplicar una agitación sobre la pieza o sobre el electrolito para obtener depósitos libres de picaduras (pitting), o simplemente para trabajar con densidades de corriente más elevadas. Existen varias formas de lograr este fin. La más usada y sencilla consiste en un movimiento mecánico de oscilación horizontal (vaivén) o vertical (sube y baja) sobre la barra catódica, o también, como método alternativo, producir rotación sobre la mercadería. Un sistema también adoptado por su sencillez, es el de agitación del electrolito por insuflación de aire a presión. Éste se lleva a cabo inyectando aire comprimido perfectamente limpio a través de cañerías confeccionadas en material inatacable y resistente a la temperatura, con lo cual se obtiene una agitación muy considerable sobre la solución. Esto favorece la homogeneidad de temperatura en todo el electrolito, además de las ventajas mencionadas anteriormente. EL AGITADOR Durante la operación de revestimiento una pequeña cantidad de gas de hidrógeno es formada sobre la pieza de trabajo. Si esto no es retirado, la placa se forma alrededor de las burbujas dejando cráteres diminutos. Un método simple de quitar estos es simplemente agitar el tanque cada tantos minutos. La agitación también mantiene la temperatura del tanque y las sustancias químicas bien mezcladas. El empleo de aire comprimido es el método convencional de hacer esto. Una vez puesto el sistema puede ser dejado en asistencia nula.
18
HACER UN AGITADOR SIMPLE Corte una longitud de tubo de aire de acuario y perfore pequeños agujeros en las últimos 9 " de el mismo. Espácielos sobre 1" separadamente. Ellos deberían ser bastante grandes para dejar burbujas bastante grandes. Corte una longitud del plástico de cable cubierto aproximadamente 9". Estire y derrita el plástico sobre los extremos, así quedarán sellados. Inserte el cable en el tubo de aire donde usted hizo los agujeros. Doble el cable o asegure la punta del resto. Este elemento puede ser dejado en el tanque y dar forma para convenir cualquier objeto de trabajo ahora. Las burbujas deberían flotar encima alrededor de la pieza, con cuidado agitándolo, o al menos largando burbujas de hidrógeno.
Aquí está un tanque más grande con un sistema de tubo zig zag a través del inferior. Este agitador de aire fácilmente puede ser hecho de ½ " tubo pvc.
19
Para permitir que el aire se escape, usar una sierra pequeña y cortar huecos enfrente el tubo a intervalos de 2 " bajo su longitud, el corte debería ser hecho de modo que solamente haga un pequeño agujero en el tubo. Una vez realizado, el sistema debe ser puesto hacia atrás en el tanque con los huecos cortados confrontando. El tanque tiene que ser colocado sobre una base de nivel para asegurar la salida de aire. CÁMARA DE REVESTIMIENTO CASERA Este es un tanque ingenioso desarrollado a continuación.
20
La instalación es sumamente simple y barata para hacer, y puede platear elementos de hasta 6 pies de largo, de ser adaptados. Una vez que el tanque es montado, debería ser cubierto en fibra de vidrio, o aislamiento de tubo y recubierto con hoja plástica para protegerlo de las sustancias químicas que se esparcen. Séllelo con cinta de conducto. Esto mantendrá la temperatura constante que es una consideración principal para el revestimiento de cromo. Aumente la temperatura recomendada de la solución en 20 grados. Usando esto instalado, la parte de refrigerador dejará caer la temperatura cuando es introducido al sistema. Esto en particular se aplica a la placa de cromo. Todos nuestros procedimientos pueden ser usados en este tanque, el de revestimiento, anodizado, y otros. ¡Asegure de enjuagar el tanque totalmente entre cambios de piezas! Si usted quiere cromar, debe hacer un tanque especial, específicamente para ese propósito, y no usar el mismo para cualquier otro tipo de recubrimiento, ya que de esta forma contaminará su solución. El revestimiento de la cámara es manejado colgando una pieza larga delgada en el área más grande de la cámara, y sosteniéndolo allí hasta que aquella sección del objeto que desea sea plateada. Tan pronto como el objeto haya plateado suficiente, es bajado, entonces el plateado será ahora en la sección más delgada y baja del tanque. El proceso es repetido hasta que el artículo entero este plateado. Objetos de dimensiones extra grandes podrían ser plateados abajo por la mitad, luego girados y plateados a partir del otro lado final del mismo. FABRICACIÓN DE UNA BARRA DE TANQUE Usando un martillo, aplane aproximadamente 1.5" de cada final de un 1/2 " x 14 " del tubo de cobre. Sobre nuestros equipos de enchapado de 1 & 2 galones, use un tubo de diámetro 1/4 ". Sobre el equipo 16 galones, use un tubo 1". Doble los finales en 90 grados, de modo que ellos quepan sobre el borde exterior del tanque. Estas barras serán usadas para suspender piezas en el tanque. Para la mayoría de las aplicaciones, sólo envolver el cable de la parte alrededor de esta barra de tanque varias veces será suficiente. Sin 21
embargo, para asegurar el buen contacto eléctrico, usted puede desear taladrar varios agujeros a lo largo del tubo e insertar algunos cerrojos y tuercas de latón. El cable de la parte entonces puede ser puesto a estos cerrojos y bloqueado en el lugar con otra tuerca.
Mantenga la barra limpia de vez en cuando fregando con lana de cable. Esto asegura un buen contacto eléctrico. Usted puede platear la barra con una placa de níquel para reducir la corrosión. ¡Use esta experiencia sobre las barras de tanque como su primer trabajo de revestimiento! Si va a colgar objetos realmente pesados en un tanque mas grande, entonces deberá cortar acero para reforzar la barra, y cubrir de pintura epoxi, de esta forma lo inserta dentro de su tubo de cobre. Esto radicalmente aumentará la capacidad de sostener de las barras del tanque.
22
Evitar gases atrapados sobre piezas
La colocación de pieza para evitar gases atrapados salvará muchos trabajos de revestimiento estropeados. Si un gas atrapado está presente, este expele la solución de revestimiento, y entonces el área no plateará correctamente.
23
EQUIPOS BATEAS ELECTROLÍTICAS: Las cubas o bateas, deben reunir ciertas condiciones que son fundamentales: deben resistir el ataque de los ácidos; no contaminar el electrolito; no ser conductoras de la corriente eléctrica y, además, deberán quedar separadas del piso para no sufrir los efectos corrosivos de los líquidos derramados. En general son utilizadas cubas confeccionadas de chapa de hierro revestida interiormente con ebonita, o cubas de polietileno o polipropileno, o de resina poliéster o epóxi con fibra de vidrio. También suelen utilizarse, con buenos resultados en función de su aplicación, las cubas de hierro recubiertas con PVC, o con pinturas antiácidas. Actualmente, se utiliza en muchos casos la cuba metálica, construida con chapa de hierro, soldada o plegada. En su parte superior lleva un labio de refuerzo, el cual se utiliza, aislado, como soporte de barras anódicas y catódicas. Estas cubas van siempre recubiertas interiormente. Los forros metálicos están formados generalmente por plomo en plancha, soldadas las uniones con autógena pero empleando plomo sin estaño como liga. En general las dimensiones de las cubas (largo, ancho y altura), obedecen a razones de orden práctico, ya que debe tenerse en cuenta todos los implementos que deberán ir necesariamente sumergidos, como ser calentadores, ánodos, intercambiadores de calor, ánodos auxiliares, etc. También se debe considerar el tamaño de las piezas a procesar, como así también la producción que se desea obtener. Es un dato a tener muy en cuenta en el diseño, el hecho de prever una zona libre en el fondo de la batea, para que se asienten los posibles residuos del electrolito. Los revestimientos de goma vulcanizada, han sido usados en cubas para electrólisis. Este proceso de engomado es conocido normalmente como "ebonitado". Si bien es cierto que su preparación exige mano de obra especializada, la larga duración de los baños protegidos con goma, compensa el elevado costo relativo de los mismos.
24
Su uso no es general, y por eso se recomienda informarse antes de encarar la construcción de una cuba para su posterior ebonitado. La precaución que se debe tener con los recubrimientos de ebonita, es la de efectuar un correcto curado superficial antes de su utilización. Esto se realiza llenando el interior de la batea con una solución diluida al 5 o 10 % de ácido sulfúrico o clorhídrico, y dejándolo reaccionar durante 12 a 24 horas. Esta acción le produce un curado a nivel superficial, retirándole a la misma restos de impurezas orgánicas y/o metálicas, que podrían llegar a provocar contaminaciones, especialmente cuando se use con baños de níquel. Respecto a otros tipos de recubrimiento, como ser la resina poliéster o epóxi con fibra de vidrio, se utilizan habitualmente en bateas que no trabajen con demasiada temperatura. La desventaja de estos polímeros, es el envejecimiento natural que tienen, incrementado por la acción de los electrolitos. Para este tipo de uso, se nota una mayor resistencia y duración por parte de las resinas epóxi, respecto a las de poliéster. Se debe trabajar con espesores no menores a 3 mm, con refuerzos externos de hierro, formando una jaula o bastidor de contención. Deberá tenerse en cuenta que hay soluciónes electrolíticas en las que se especifica la no utilización de este tipo de bateas, ya que se produce un envejecimiento prematuro del material. SISTEMA DE AGUA CORRIENTE PARA ENJUAGUE El taller debe contar con una instalación completa de agua corriente, para enjuague de piezas y limpieza en general. Es muy importante estudiar la ubicación de los baños siguiendo el orden operativo del trabajo. Se deben disponer los distintos tipos de bateas (desengrase, decapado, enjuague, secado, etc.), de tal forma que no impliquen un trastorno operativo. Cerca de cada baño, electrolítico o no, se deberá colocar un recipiente de enjuague, normalmente denominado enjuague de recuperación, ya 25
que en él se concentrarán los restos de la solución de la cual provienen las piezas, y pudiendo utilizarse esta, para suplir el electrolito evaporado del correspondiente baño. Además de los enjuagues mencionados, se deberá disponer de bateas de enjuague con agua circulante o corriente, la cual deberá renovarse continuamente, para evitar posibles contaminaciones por transporte de residuos de distintos electrolitos o soluciónes. Este podrá ser ideado con un sistema de desborde o cascada de tres bateas, las que se montarán a distinta altura, formando una escalera. La cuba superior, será alimentada por agua corriente, y las inferiores, recogerán el desborde de la primera. Los enjuagues se realizarán partiendo de la cuba inferior hasta llegar a la más alta, la que contendrá agua totalmente limpia y libre de residuos. ÁNODOS: TIPOS Y CARACTERÍSTICAS En todos los baños galvánicos se deben utilizar ánodos, los cuales pueden ser según la aplicación solubles, insolubles inertes o insolubles catalizables. En la gran mayoría de los baños, el metal depositado proviene de ánodos solubles, que aportan a la solución, el material necesario para que las sales disociadas en la misma se vuelvan a formar luego de haberse adherido sobre el cátodo sus iones metálicos. El rendimiento catódico óptimo es del 100%, lo que quiere decir que por una cantidad determinada de metal depositado, la misma cantidad será disuelta de los ánodos. Generalmente, el rendimiento anódico no es el óptimo, sino que posee valores inferiores, dependiendo esto de las condiciones de trabajo, del electrolito y de la agitación catódica y de la solución. En el caso de ánodos insolubles, estos cumplen la función de cerrar el circuito eléctrico a través de la solución con el cátodo, pero al no disolverse, no aportan metal al electrolito, provocando una merma de dicho contenido en el baño a medida que se incrementa el espesor del depósito. Esto genera, además, problemas adicionales respecto a concentración y degradación de sales que el mismo contenga.
26
la
Los ánodos insolubles son el único recurso para que se pueda llevar adelante determinados procesos electrolíticos. Como se mencionó anteriormente, existen ánodos insolubles inertes y catalizables. En los baños de cromo, por ejemplo, no existe otro recurso posible para que el depósito se concrete, ya que en ellos, el ánodo insoluble actúa como catalizante del cromo trivalente, convirtiéndolo en hexavalente. En los baños electrolíticos, los ánodos deben estar recubiertos con fundas de tela resistente a los distintos productos químicos utilizados en galvanoplastia. La razón es evitar en la solución partículas metálicas en suspensión, producto del ataque de los ánodos. De esta forma, estos sólidos quedan retenidos en las fundas, sin perjuicio de la solución ni de su depósito. En casos muy específicos, es necesario recurrir al uso de ánodos auxiliares, los que son muy útiles para realizar recubrimientos electrolíticos en interiores, para la obtención de una buena distribución del depósito, incrementando las características de penetración del baño utilizado. FILTRADO: MÉTODOS Y ELEMENTOS Los sistemas de filtrado deben tener la característica de ser inatacables en las zonas por donde circulará la solución galvánica. Deben contar con cartuchos o unidades filtrantes de gran superficie y, además, estar preparados para poder trabajar con una presión suficiente sin disminuir el caudal, aún utilizando carbón activado. En la actualidad, es imprescindible la incorporación de un sistema de filtrado continuo, debido al uso de electrolitos con elevada velocidad de depósito. El filtrado favorece: a) la estructura fina de los depósitos obtenidos; b) el incremento de la densidad de corriente, y c) la corrosión anódica 27
Los filtros del tipo bobina, son capaces de retener partículas de 1 a 150 µm. Estos son los más versátiles, debido a que se puede seleccionar el tamaño de partículas a retener variando la porosidad del cartucho. Esto se utiliza normalmente en los baños de cromo, donde normalmente no es aconsejable el filtrado con carbón activado. La construcción del cartucho filtrante se realiza bobinando un hilo trenzado de poliamida sobre un tubo, formando con las distintas hiladas aberturas con forma de rombos. Las fibras, junto con el tamaño de los rombos, funcionan como malla filtrante, reteniendo las partículas de tamaño mayor al de las aberturas. Al ir quedando retenidas las partículas de mayor tamaño, también se obtiene un filtrado más eficiente, ya que se reducen las dimensiones de las aberturas, pudiendo captar así, partículas pequeñas o de menor tamaño. Todos los residuos retenidos externamente, pueden ser eliminados lavando el cartucho con agua a presión y cepillo de cerdas. Cuando el sistema de filtrado no recupera el caudal habitual, aun después de haber limpiado el cartucho, el mismo debe ser reemplazado. La capacidad de retención de este tipo de cartucho filtrante se mide en dm2 de superficie de filtrado. Por ejemplo, un cartucho estándar de 75 mm de .diámetro y 250 mm de largo, posee una superficie de filtrado de 4 a 6 dm 2. Trabajando con bajo caudal de líquido, se ve favorecida la retención de partículas de menor tamaño. Otro tipo de unidad filtrante es la que posee una superficie precubierta. Estos operan de la misma forma que los antes descriptos, y poseen la ventaja de recoger las partículas de suciedad sólo a nivel superficial, y se facilita el lavado de los mismos simplemente invirtiendo el sentido de circulación del liquido. Esto agiliza mucho el trabajo de filtrado, cuando se requiere un uso permanente, principalmente porque no es necesario abrir la bomba para la limpieza de la unidad filtrante
28
En forma frecuente, las soluciónes requieren una purificación con carbón activado para absorber impurezas orgánicas. Cuando las soluciónes poseen humectantes, es muy difícil de filtrar grasas o aceites que se hallen en suspensión, ya que el mismo funciona como dispersante. Cuando se utiliza carbón muy fino, se recomienda realizar una cobertura superficial previa del cartucho con algún tipo de tierra filtrante (diatomea, cuarzo, etc.), siempre y cuando la composición del electrolito no contenga ácido fluorhídrico o sus sales. En ese caso, es indispensable la filtración con carbón activado, ya que de no eliminarse estos residuos, se obtendrán depósitos ampollados o negruzcos. En algunas oportunidades, el carbón se mezcla con tierra filtrante, y se hace una cobertura previa del filtro. La unidad filtrante estará recubierta por esta mezcla, la que fijara el tamaño de partícula retenida. Cada vez que haya que lavar el filtro, se debe reponer esta película. Para estos casos, se recomienda el uso de carbón activado en gránulos. Otro sistema de unidad filtrante es el tipo prensa. Este consiste en un conjunto de discos de material inatacable, los cuales están perforados y/o ranurados. Entre los discos, se ubican tejidos acrílicos de trama cerrada por donde circulará la solución, reteniéndose en ellos todas las partículas indeseables. Se ensamblan los discos con las telas intercaladas, y se presionan mediante los anclajes que posee la bomba de filtro. Este sistema fue y sigue siendo muy utilizado, ya que resulta de operación simple, y da excelentes resultados respecto al filtrado obtenido. FUENTES DE CORRIENTE CONTINUA Se denominan comúnmente rectificadores a las fuentes de corriente continua encargadas de proveer la energía eléctrica necesaria para realizar los diversos procesos galvánicos.
29
Los equipos rectificadores están constituidos básicamente por un transformador y un puente rectificador. El transformador cumple la función de separar la línea de entrada de la salida de baja tensión. El puente rectificador, convierte la corriente alterna en corriente continua. Dependiendo del tipo de puente rectificador, la corriente continua será de mayor o menor calidad.
La variación que pueda quedar sobre la corriente continua así obtenida se denomina "ripple". A mayor valor de "ripple", la calidad de corriente continua desmejora. Para determinados electrolitos como por ejemplo el cromo, estas variaciones deben ser reducidas al mínimo posible. La corriente continua obtenida de un equipo trifásico es mucho más pura que la de uno monofásico. Los rectificadores de corriente reversible en forma periódica (del inglés Periodic Reversal Current, o P.R.C.), permiten realizar tareas de depósito y pulido electrolítico respondiendo a una programación de tiempos de deposición y de extracción preestablecida. El uso de estos equipos permite obtener depósitos de muy alta lisura y brillo, aún con espesores muy elevados y sin la necesidad de recurrir a agentes de adición en la solución electrolítica. Uno de los adelantos más importantes en equipos modernos para electrodeposición, ha sido el reciente uso de la modulación de corriente controlada por microprocesador. El método ha encontrado múltiples aplicaciones a nivel industrial, ya que se puede procesar cualquier tipo de metales, sean preciosos o no. Su uso se ha difundido en los trabajos de electrodeposición continua de bobina a bobina, en el sistema de "Selective Plating" o lápiz
30
catódico, en "Electroforming" o formado electrolítico, y también en algunos procesos específicos de anodizado y limpieza electrolítica. Los resultados obtenidos con este sistema PRC, además de aumentar las velocidades de depósito, mejora la distribución del metal sobre la pieza, disminuye la tensión del depósito, favorece la estructura de grano más fina, incrementa la ductilidad y mejora la adherencia. Por otra parte, la cantidad de hidrógeno absorbido mediante este sistema, es notablemente inferior que con los sistemas convencionales, y se observa una sensible disminución en la necesidad de agregar abrillantadores o agentes de adición a los baños. GANCHOS, GANCHERAS, CANASTOS Y BASTIDORES Estos sistemas se utilizan con frecuencia para sujetar y mantener las piezas dentro del electrolito. Son usualmente utilizados cuando se deben procesar grandes lotes de piezas con el mismo formato. Existen diferencias de diseño y construcción, las cuales deberán ajustarse al formato y tamaño de las piezas, y a la producción que se deba obtener de ellas. Es importante tener en cuenta en el momento del diseño, que se debe respetar la distancia entre las piezas y los electrodos, y se deben contemplar también los sistemas de agitación catódica, los cuales reducen el largo útil total de la barra. Básicamente, las gancheras están confeccionadas en diversos metales, los que se recubren con una pintura aislante y resistente a los productos químicos utilizados en las soluciónes galvánicas. Por lo general, los bastidores son utilizados en procesos anódicos o catódicos indistintamente. En los procesos anódicos, se prefiere la utilización de soportes de titanio, ya que si bien es más costoso que cualquier otro material, resulta inatacable con los productos químicos. Además, pueden utilizarse como ganchos para ánodos, ya que este material, si bien no posee gran conductividad, no se ataca con los
31
productos químicos accionando electrolíticamente, o si lo hace, es en forma mínima e imperceptible Los bastidores utilizados para electrodeposición, suelen acumular metal sobre los contactos, por lo que es necesario en forma periódica, realizar una operación de desplaque electrolítico para eliminar dicha capa metálica. MÉTODOS DE SECADO INDUSTRIAL Métodos Convencionales: El secado, es el proceso final de la línea, el último paso antes de un chequeo rápido de inspección, y el envío al cliente. Cada técnica tiene sus beneficios y sus inconvenientes. La calidad del secado resulta crítica, cada vez en mayor medida. Las superficies no sólo tienen mejor aspecto estando perfectamente limpias y libres de manchas frente a la vista del cliente menos entendidos, sino que ello puede ser vital al funcionamiento exitoso del componente. Hay normalmente, más de una manera de realizar esta operación. Prácticamente, la mayoría de los artículos se secan mediante el uso de aire caliente a 70-120 °C, o con solventes orgánicos. Un método primitivo muy sencillo y divulgado, quizás el más antiguo desde el comienzo de las técnicas de galvanoplastia, consiste en secar con aserrín caliente luego de un último enjuague en agua caliente. Esto resulta efectivo en piezas con formatos sencillos, sin cavidades internas o roscas. En la mayoría de los casos, cuando los formatos son intrincados, no resulta efectivo el secado, y además, los agujeros ciegos quedan taponados con aserrín humedecido. Generalmente, se utiliza aserrín desresinado, para evitar los residuos sobre la superficie terminada. Los secadores de aire caliente son lentos, tienen una tendencia a dejar gotas en los bordes y esquinas, y por lo general, resultan deficientes al secar áreas inaccesibles como agujeros ciegos.
32
Por lo general, en plantas de alta producción, las piezas se secan con aire caliente, mejorándolo mediante la utilización de sistemas centrífugos. Este sistema resulta versátil preferentemente para piezas de tamaño pequeño a mediano. Así y todo, en algunos casos, quedan restos de humedad en pequeñas cavidades o sectores. Un sistema que está cayendo en desuso consiste en la utilización de solventes volátiles para desplazar y evaporar al agua a nivel superficial. El uso de solventes esta restringido por ahora, por cuestiones ecológicas, proponiéndose su prohibición total en un futuro muy cercano. Secado por Pulsos de Aire: Un reciente desarrollo en el campo del secado por Pulsos de Aire, produjo una alternativa con bajos costos y alta eficacia. Teóricamente, este sistema se basa en el uso de pulsos de aire intenso y rápido, para quitar el volumen de la película de agua superficial, quedando sólo una delgada capa de adsorción que se evaporará rápidamente incluso a temperaturas relativamente bajas. Una unidad de secado por pulsos de aire, consiste en un recipiente similar al de un secador por aire convencional. Además posee una serie de boquillas, que están montadas en un armazón móvil, a lo largo de ambos lados del recipiente de secado. Un microprocesador electrónico controla la apertura y cierre de boquillas abriéndose distintos grupos de boquillas secuencialmente en períodos de entre 20 y 100 milisegundos. Al mismo tiempo las boquillas se mueven de arriba hacia abajo, en una frecuencia controlada y ajustable. La velocidad del movimiento y número de veces que se repite el barrido de arriba hacia abajo puede variarse.
33
Las olas de presión establecidas por esta combinación de movimiento y pulsos de aire, son sumamente eficaces quitando agua de los agujeros ciegos. El efecto es tan intenso que incluso deja desnudas las partes sin tratamiento. La producción de un secador por pulsos puede reemplazar a dos o tres secadores por aire convencionales. No se ha encontrado virtualmente ninguna restricción hasta ahora al tipo y configuración de componentes a ser secados.
34
Capitulo 3: Preparación de las piezas LIMPIEZA MECANICA Antes de proceder al recubrimiento galvánico es necesario de que la superficie a cubrir esté totalmente limpia y pareja. Puede esmerilarse, limarse o raer mecánicamente y luego, pulir con chorro de arena o muelas engrasadas con grafito según las conveniencias. También es posible que lijemos con muelas de lija (Hojas de lija engastadas en ruedas de madera). Sobre todo después del esmerilado. Las muelas de tela, se pasan con el grafito jabonoso y se pule a alta velocidad.
Las velocidades más eficaces para las muelas de esmeril son: 2.500 revoluciones por minuto en muelas de 130 milímetros de diámetro; 2.000 en muelas de 180 a 230 milímetros de diámetro; 1.600 en muelas de 250 a 300 milímetros de diámetro; 1.300 en muelas de 350 milímetros de diámetro; 1.200 en muelas de 400 milímetros de diámetro, y 1.000 vueltas en muelas de 450 milímetros de diámetro.
35
EL USO DEL PULIDO El compuesto real hace el trabajo, no la rueda de pulido. Los compuestos son hechos de una mezcla de finos abrasivos y una especie de cera grasienta. El compuesto es derretido, por el calor de la fricción, según como la barra es presionada a la rueda. ¡Aplique una capa fina de abrasivo, adherido en la rueda de paño, haciéndolo de esta forma similar a un papel de lija, sólo que mucho más rápido! No aplique el compuesto (ver dibujo derecho) después del trabajo, o sobre él mismo. Esto malgasta el material y es mucho menos eficiente. Aplicando el material antes del trabajo, usted usa el trabajo en realidad para forzar el compuesto en la fricción. Esto es mucho menos derrochador, más eficiente y rápido para pulir en realidad. MAQUINAS PULIDORAS Para los trabajos de pulimento se requieren máquinas pulidoras, que consisten en discos de material muy duro (generalmente carborundo) mediante algún dispositivo que los acople a una dínamo.
Las máquinas pulidoras pueden ser montadas sobre un banco o un pedestal. Estos motores sobre todo son hechos especialmente para el pulido. Ellos funcionan en 3450 rmp. Y vienen en varios tamaños, dependiendo según la exigencia del trabajo. El mostrado en la imagen es una pulidora 3/4hp. 36
EL CORTE Y MOVIMIENTOS DE PULIDO Estos son dos movimientos de pulido básicos que usted debería usar. 1. El MOVIMIENTO DE CORTE le dará la SUPERFICIE LISA, SEMIBRILLANTE Y UNIFORME la pieza de trabajo debería ser movido CONTRA la dirección de la rueda, usando un MEDIO para presionar con FUERZA. 2. EL MOVIMIENTO DE COLOR da una SUPERFICIE:-BRILLANTE Y LIMPIA la pieza de trabajo debería ser movida en la misma dirección de la rueda, usando un MEDIO para ejercer presión. LA VELOCIDAD DE PULIDO Y LA PRESIÓN La presión correcta debe ser aplicada a la pieza de trabajo para proporcionar el mejor resultado posible. La presión inadecuada no dará NINGUNA acción de pulido, la presión Excesiva hará que la rueda de pulido reduzca la velocidad o en realidad se detenga. Esto también puede causar marcas de quemadura sobre la pieza.
37
Para los mejores resultados su rueda debería mantener una velocidad de entre 3600 y 7500 Pies por Minuto. (SFPM). Más alta sea su velocidad, mejor y más rápido serán sus resultados. Fórmula para calcular velocidad superficial de rueda en SFPM. SFPM = 1/4 x diámetro de Rueda x REVOLUCIONES POR MINUTO. Por lo tanto 8 " rueda 3600 REVOLUCIONES POR MINUTO =2 x 3600 = 7200SFPM. Las velocidades pueden ser aumentadas en una polea sobre un eje de motor. La velocidad de los discos o muelas depende del trabajo que se trata de realizar. Por ejemplo, para el pulimento preliminar de una pieza de superficie gruesa, debe trabajarse con distintas muelas de esmeril, de grano decreciente, para terminar luego el trabajo de pulido con un trapo en la pulidora corriente. Las pulidoras de trapo o cepillo deberán estar dotadas de las siguientes velocidades: Para el hierro, acero y níquel, los discos de 200 milímetros deberán tener 2.850 revoluciones por minuto; los de 250, 2.300 revoluciones; los de 300, 1.880 revoluciones; los de 350, 1.620 revoluciones, y los de 400, 1.440 revoluciones. Para el cobre y latón, los discos de 200 milímetros de diámetro deberán girar a razón de 2.400 revoluciones por minuto; los de 250, a razón de 1.900 revoluciones; los de 300, a razón de 1.590; los de 350, a razón de 1.360, y los de 400 a razón de 1.190. Para el zinc, los discos de 200 milímetros de diámetro deberán girar a razón de 1.900 revoluciones por minuto; los de 250, a razón de 1.530 revoluciones; los de 300, a razón de 1.260 revoluciones; los de 350, a razón de 1.090 revoluciones, y los de 400, a razón de 960 revoluciones. Para el taller donde sólo el trabajo ocasional tiene que ser pulir, una alternativa económica a la compra de una máquina especial puede ser simplemente adaptar un molinillo al banco.
38
LIMPIEZA DEL METAL En galvanostegia es de capital importancia la limpieza del metal. He aquí algunas reglas. La desoxidación del hierro, acero, cobre y bronce se efectúa con ácido sulfúrico; la del estaño y aluminio, con ácido clorhídrico diluido, y la del plomo, con ácido nítrico diluido. Con el zinc apenas es necesario emplear ácido alguno, por ser muy blanda la película de óxido; con todo, puede eliminarse, sirviéndose de ácido sulfúrico diluido en la proporción de 1 parte de ácido en 20 de agua. En la desoxidación del hierro, acero, cobre y bronce, el ácido sulfúrico debe diluirse a razón de 1 parte de ácido por 10 de agua, y la cuba en donde se efectúe la desoxidación con este ácido debe estar forrada de plomo. Los metales que no estén oxidados no deben someterse a la desoxidación con ácido; pero, en su lugar, se los debe desengrasar, para lo cual se los sumerge en una solución hirviente de sosa cáustica al 10 por ciento, o en nafta o bencina o tricloroetileno; esto, suponiendo que se trate de objetos de hierro, acero, cobre, latón, níquel y metal blanco. Para los objetos de zinc, plomo, estaño, metal inglés y los de otros metales soldados con estaño, la solución debe ser más diluida, o sea, de 1 parte de sosa cáustica por 25 de agua. Existen asimismo procesos de desoxidación electrolitica, pero la desoxidación más comúnmente usada es mediante el chorro de arena. Según esto, la serie de operaciones a que deben someterse los objetos, antes de ser introducidos en el baño electrolítico para su revestimiento metálico son: Desengrasado, enjuagado, desoxidación, enjuagado, amoladura, pulimento, desengrase, enjuagado y baño ácido para neutralizar el álcali. Después de esta última operación las piezas no deben tocarse para nada con las manos.
39
LA SEGURIDAD PRIMERO Hay dos áreas distintas sobre una rueda de pulido EL ÁREA INSEGURA que gira hacia el trabajo. EL ÁREA SEGURA que gira lejos de la pieza de trabajo. La división de estas dos áreas es marcada con la línea de puntos sobre los susodichos esquemas. El trabajo sólo debe ser aplicado al área de la pulidora antes que gire, LEJOS de la pieza. Los objetos arrojados de una rueda de pulido pueden viajar despedidos a muy altas velocidades, pudiendo provocar algún accidente potencialmente peligroso. Los operadores SIEMPRE deberían llevar al momento de trabajar GAFAS PROTECTORAS DE SEGURIDAD, DELANTAL Y GUANTES como medidas preventivas de protección. ABRILLANTADO MECANICO Luego del pulimento con las muelas duras (Esmeril y lija), se procede al afinamiento y brillo con las muelas de tela y pasta jabonosa de grafito. Cuanto más brillante y pulido queda la superficie que vamos a recubrir, mejor será el aspecto final del trabajo. Las muelas de tela son de diferentes tamaños y grosores. Así mismo la pasta de grafito viene en diferentes números y grosores. DESENGRASE TOTAL La operación más importante de todo el proceso, es la limpieza química de toda la superficie a recubrir. Para retirar la grasa de los objetos a recubrir galvánicamente, estos se sumergen en una solución acuosa concentrada y bien calientes de POTASA CAUSTICA (Potasa ½ kg. agua 4 Lt.) durante unos 4 a 5 minutos.
40
A continuación se introduce rápidamente en un baño acidulado de ácido sulfúrico o clorhídrico al 10%. Los objetos bajo este tratamiento, no se tocan con las manos y tampoco se dejen expuestos al aire. Inmediatamente se introduce en el baño electrolítico, se conecta la CE y empieza el movimiento para evitar las burbujas. Si el recubrimiento final ha de ser Cromo, primero se encobra luego se niquela y finalmente se croma. Pero si ha de ser dorado, solamente se encobra. CONSIDERACIONES DE LIMPIEZA Y CORRIENTE ELECTRICA Los recubrimientos metálicos sobre otro metal se hacen por medio de la corriente eléctrica, que determina fenómenos de electrólisis.
La corriente indispensable para ello ha de ser continua, de bajo voltaje, que nunca ha de pasar de 6 voltios. Esta corriente puede provenir de una batería de acumuladores, cuando se trata de pequeños trabajos o para ejercicios de experimentación, o de una dínamo en trabajos de índole industrial. Se necesitan, además, medidores de corriente eléctrica, a saber: un voltímetro y un amperímetro, para poder aplicar a cada caso la intensidad y voltaje convenientes. Asimismo se necesitan cubas electrolíticas, soportes metálicos para colgar los objetos dentro de los baños y los productos químicos que integran las fórmulas de los mismos. Por último, se requiere un
41
conveniente equipo para la pulimentación y desoxidación de los metales. ELECTRICIDAD: 1. La corriente eléctrica (CE) debe ser corriente rectificada bien sea de un dínamo o generador o rectificada a partir de la Corriente alterna. 2
2. La densidad (Cantidad de CE), se mide en amperios / dc m . El voltaje (Fuerza electromotriz), generalmente es bajo. 3. El voltaje y el amperaje deben ser apropiados según las indicaciones o exigencia de cada baño. Esa exigencia, depende de la concentración y calidad de las sales en solución. 4. Con tan solo variar estas condiciones de amperaje y voltaje variará el resultado en los depósitos. 5. La cantidad y la calidad del depósito, depende principalmente de la cantidad y la fuerza de la Ce (Amperaje y voltaje) en segundo lugar, depende del tiempo que actúa esta CE y en tercer lugar, depende del tiempo que actúa esta CE y en tercer lugar de la calidad, cantidad y combinación de los baños electrolíticos en cada caso. 6. Todo el sistema o instalación eléctrica debe tener permanentemente conectado al amperímetro, voltímetro y la resistencia. Para saber con qué grado de CE trabajamos.
42
7. Los electrodos también deben se apropiados y especiales como se indica en cada caso. El objeto a recubrir, generalmente se instala en el CATODO (-) y el electrodo base en el ANODO (+) 8. Los conductores, deben ser gruesos; de cobre. Y las conexiones estarán bien aseguradas y soldadas. 9. Las gancheras (Suspensión de los objetos), deben ser de metales duros porque se descomponen electrolíticamente. 10. Los iones de las diferentes soluciones metálicas, requieren diferentes potenciales. 11. Para trabajar con níquel, cobre, plata y oro, la fuerza deberá ser de 1 a 4 voltios. Para los baños de zinc, estaño y bronce, puede ser de 3 a 5 y para los baños de cromo de 6 a 12 voltios. LIMPIEZA: 1. El éxito de un buen depósito, depende de una perfecta limpieza. No sólo de una limpieza física, sino también química. Primero un decapado y luego un desengrase total. 2. La limpieza química se realiza con los ácidos que atacan a dichos metales. Por lo que distintos metales, requieren a su vez, distintos métodos de limpieza química. ELEMENTOS Cobre y latón Hierro H. fundido Plata
AGUA ACIDO NITRICO 100 50 100 3 100 3 100 10
ACIDO SULFURICO 100 8 12 --
ACIDO CLORHIDRICO 2 2 3 -
3. El plomo, el estaño y otros metales suaves, sólo se lavan en una solución de sosa cáustica.
43
4. Para todo tipo de enjuague y desengrase, siempre se tiene 2 baños consecutivos. Uno usado y el otro más limpio. 5. El metal ya limpio o desengrasado, se oxida rápidamente al contacto del aire. Por lo tanto, las operaciones de limpieza y recubrimiento deben realizarse consecutiva y rápidamente. 6. Si solamente es una limpieza con lejía, esta se prepara de la siguiente forma: Potasa cáustica ½ kg Agua 4 Lt 7. El baño de limpieza en esta solución debe hacerse bien caliente (Hirviendo) y solo por unos minutos. 8. Al sacar las piezas de este baño, se lava también en agua pura y tibia. LA FUENTE DE POTENCIA Hay muchas opciones de fuentes de potencia, todas ellas siendo capaz de adaptarse bien para la mayor parte de casos. Una batería de coche o un cargador de baterías trabajaran bien. Incluso un cargador barato de 2 amperios plateará las superficies de hasta 30 pulgadas cuadradas, que son suficientes para muchas de las pequeñas piezas probablemente para ser plateadas en nuestra operación. Si usted decide usar un rectificador, usted no tiene que estar preocupado en como va a controlar el poder, estas unidades han construido a reóstatos. Pero, si quiere usar un control simple, sin el empleo de estas unidades más costosas, entonces tendrá que controlar el poder con un reóstato o con bombillas.
44
Rectificador de 25 y 60 amperio Impulsando en 110 voltios, estos rectificadores platearán continuamente todo el día. Ellos son ideales para el más pequeño taller con una finalidad más alta. El rectificador de 25 amperio plateará hasta 20 pulgadas cuadradas de cromo, pero admirablemente se enfrentará contra otras exigencias del tanque de revestimiento. Sugerimos que esta máquina sea su opción. Si usted requiere platear piezas ocasionales más grandes con cromo, entonces utilicen baterías grandes y sistema de reóstato de agua salada, como esto es más rentable que comprar un rectificador de 250 amperios. La máquina de 60 amperios es capaz de platear más pequeños objetos con el cromo hasta aprox. 50 pulgadas cuadradas en total de superficie. El Rectificador de 250 amperios Esta unidad plateará partes de cromo hasta aprox. 200 pulgadas cuadradas en la superficie. No es conveniente para el cromo que platea pequeñas piezas menos de 20 pulgadas cuadradas, o para ningún otro tipo de pequeño revestimiento de objeto, porque el final inferior de la gama 'que se templa' no es simplemente la bastante adecuado para darle un resultado exacto. Para estas partes usen el rectificador de 25 amperios. La única desventaja de rectificadores, es su costo. Para el trabajo de revestimiento ocasional, el coste inicial puede ser condicional. Un método alternativo de precio bajo es usar bombillas para controlar una batería. Mirar la siguiente sección en " el Control del Poder".
45
Batería de 6 y 12 voltios. Dando pura 'ondulación libre de corriente continua, estas baterías son la opción obvia preferida como fuente de poder, y son capaces de suministrar el alto amperaje para una duración corta, el ideal para pequeñas partes cromadas. Como la exigencia habitual de corriente es 2-6 voltios para la mayor parte de empleos de revestimiento, es preferible usar un suministro de 6 voltios. Usando 12 voltios, tenemos más dificultad en disponer de un calor adicional. Reóstatos mucho más grandes son requeridos. Así que tiene mucho más sentido diseñar su sistema, para usar el voltaje correcto en primer lugar. 6 voltios son nuestra salida de voltaje preferida para todas las fuentes de poder. El Cargador de baterías A menudo ellos vienen con su propio amperímetro, y una variedad de ajustes. Algunos más grandes darán las salidas de hasta 300 amperios, pero tienen que reducir el voltaje para platear con eficacia. Sobre más pequeñas operaciones, un cargador con eficacia puede ser controlado usando bombillas, o un reóstato de agua salada.
46
Aquí está un sistema típico mostrando al cargador sosteniendo una batería, el amperímetro y el voltímetro en las posiciones correctas, y un estante con bombillas que puede ser sustituido por reóstato conveniente. La batería y el cargador pueden ser substituidos por un rectificador. Combinación de batería y cargador para revestimiento de cromo. Si busca cromar piezas más grandes hasta aprox. 200 pulgadas cuadradas, sugerimos que use una combinación de batería y un cargador de baterías más amplio. Use una batería con una alta posición de amperios o una batería lista hecha de 6 voltios de un vehiculo de golf. Usted debería acoplar el cargador a la batería y luego dibujar su corriente de la batería. A diferencia del revestimiento de otros metales, la placa de cromo no se formará a no ser que haya poder suficiente. La pieza solamente se estancará en el tanque burbujeando todo el día hasta que usted incremente el poder. Si usted platea partes más grandes y no consigue el depositar el cromo, entonces colocar una segunda batería en paralelo. Proporcionarán amperios adicionales de esta forma.
47
Potencia para pequeños objetos Esta unidad suministra 1.5 voltios 300 milli amperios. Como la exigencia para oro, zinc etc. es 1.5 v 25 por pulgada cuadrada de superficie, entonces esta unidad plateará hasta 12 pulgadas cuadradas. (Esto en realidad plateará hasta aproximadamente 16 pulgadas cuadradas en la práctica). El revestimiento muy exacto puede ser alcanzado sobre más pequeños objetos. Esta unidad es preferida por nosotros ante la utilización de pequeñas baterías, como prueba de ello varía tremendamente como la batería se desgasta. Sin embargo, las baterías todavía pueden ser usadas. Cuando usted platea muy pequeños artículos, como una tuerca, o una arandela, con un zinc, níquel, o placa de cobre, requerirán un más pequeño sistema de control. Como bombillas, reóstatos y la mayor parte de unidades de rectificador no reducirán la corriente de los seis o la batería de 12 voltios suficientemente, usted puede usar una simple batería de 1.5 voltios como fuente de alimentación. Puede conectar la batería directamente al ánodo sin una bombilla o la resistencia en el circuito. Hemos encontrado que una batería de tipo de AA plateará un artículo hasta 5 pulgadas cuadradas en la superficie maravillosamente con cualquiera de los sistemas mencionados anteriormente. Si usted tiene un muy pequeño objeto, use una vieja batería plana. Si el color del de la placa es oscuro, entonces use una batería más pequeña y plana. ¡Este es un gran modo de consumir aquellas viejas baterías!
48
Soldadores por arco
La mayor parte de soldadores de arco suministran la salida de 24 voltios y muy altos amperajes, éste puede ser el ideal para revestimiento de cromo. Sin embargo, este voltaje es generalmente demasiado alto, y tiene que reducirse. Poniendo un 2:1 el paso hacia abajo del transformador en la línea entre el circuito principal de 120 voltios y el cargador, usted dejará caer el voltaje de entrada a 60 voltios. Por lo tanto el voltaje de salida será 12 voltios, un número más aceptable para nuestro objetivo. Sugerimos que usted controle la corriente en la fuente porque es más económico para conseguir un transformador de corriente eléctrica de paso, que 24 voltios, 300 amperio de configuración. O bien, si usted tiene un Soldador de Arco de 220 voltios, esto puede ser alambrado a un suministro de 110 voltios, que reducirá la salida a media. Consulte a un electricista calificado para este trabajo. Este sistema puede producir corrientes peligrosas al tanque, si la modificación es incorrectamente realizada. CONTROL DE POTENCIA Si usted usa un Rectificador, estará controlando el poder de un trabajo de marcación encima de la cantidad requerida, dependiendo el tamaño de la pieza a ser plateada, y la exigencia de amperaje. Por ejemplo, el níquel requiere 1 amperio por 15 pulgadas cuadradas de superficie. Pues, 45 pulgadas cuadradas en la pieza necesitará 3 amperios.
49
Si usted usa una batería o cargador de baterías como su fuente de energía, estas unidades no tienen ningún control de poder, y si usted los enganchara los ánodos encima directamente a la pieza y, el revestimiento estaría rápido y furioso teniendo la corriente prácticamente un corto circuito a través del tanque. ¡Desde luego, usted probablemente arruinaría la parte también! Para controlar este poder, (para 'hacerlo más lento') tenemos que colocar alguna resistencia en la línea. Esto puede ser hecho usando bombillas, o un reóstato. ¡Mientras las bombillas pueden parecer un poco de aficionados, ellas realmente hacen un trabajo excelente de revestimiento, y no deberían ser subestimadas! Si usted decide la obtención de un reóstato, hemos proporcionado la ley del OHM debajo, permitirle calcular la resistencia que USTED requiere. No podemos hacer esto por usted aquí, porque no sabemos lo que usted desea platear. Para controlar corrientes grandes, como es utilizada en el revestimiento de Cromo, usted puede desear usar el Reóstato de Agua salada. Esto es una unidad económica para construir y es muy confiable. La mayor parte de las aplicaciones usarán un suministro de 6 voltios. Seleccionando la bombilla Usted usará bombillas de tamaño diferentes según la superficie de la pieza para ser plateada. Usted tiene que considerar el tamaño de la pieza que probablemente platea cuando construye su estante de bombillas. Si solamente sólo platea un objetos raros, puede no siempre querer molestarse en la hacer de un estante, simplemente enchufar una bombilla y colocar la misma en el circuito. Estas bombillas de 6 voltios pueden ser obtenidas de cualquier salida de motocicleta por ejemplo.
50
6 voltios 100 ma bombilla 6 voltios 250 ma bombilla
Base de bombilla Roscada Aquí están dos bombillas fabricadas por Hardware inc. en los Estados Unidos. 1.12 voltios 15 vatios = 1.25 amperios 2. 12 voltios 50 vatios = 4 amperios Estas bombillas caben en un estante de bombillas estándar casero. Usted tendrá que usar una batería/cargador de 12 voltios. Aquí está el sistema para un sistema de control de bombillas típico. No hay ninguna necesidad de usar un amperímetro. Al aumentar la cantidad de corriente, simplemente añada más bombillas.
51
Como un ejemplo, diga que quisimos platear 90 pulgadas cuadradas de níquel. El níquel requiere 1 amperio por 15 o 16 pulgadas cuadradas. Por lo tanto 90/15 = 6 amperios. Esta corriente más grande podría ser obtenida usando 24 x 250 bombillas ma, o por un sistema de 12 voltios y usar 6 o 4 amperio RV bombillas. No olvide que usted puede usar 12 voltios o provisiones de poder de 6 voltios, pero las bombillas deben ser valuadas para el mismo voltaje. La placa de cromo provoca 1 amperio por pulgada cuadrada de superficie, que es mucho más que otros procesos. Como un ejemplo, si usted plateara 24 pulgadas cuadradas de superficie, entonces tendría que colocar bombillas de 6 x 4 amperios en el circuito. Hay muchas combinaciones de bombillas que pueden ser utilizadas. Podría agregar muchas bombillas más grandes más para controlar aún mas una operación de revestimiento de cromo. Compruebe la posición de las bombillas, y recuerde que amperios = vatios/voltios. Tanto mientras usted tiene el voltaje y la potencia en vatios de bombilla, le será bastante fácil calcular cuanto poder esto provocará. Ejemplo: La bombilla de 12 voltios equivale 15 vatios = 12/15 = 1.25 amperios Sobre piezas más grandes usted debería usar el REÓSTATO. Fabricación de un recipiente de bombillas Un estante de bombillas puede ser hecho con cualquier pequeña caja de madera o plástica. Una vez que usted ha determinado el tamaño máximo de la pieza que usted probablemente platea, entonces puede obtener la cantidad necesaria de recipientes de bulbo. Use bombillas de filamento solo y enchufes en cualquier parte donde posible, cuando esto sea más fácil para establecer. Monte los enchufes en la caja y suelde un cable que se una a cada toma de enchufe de bombilla que una ellos todos juntos. Controlado este cable a un perno instalado sobre la caja. Esta es su terminal de poder A.
52
Una todos los cables juntos y móntelos sobre un perno que sea asegurado a la caja. Este es su otro terminal de poder la B. Para probar la caja, conecte ambas terminales a su batería y enchúfelo a las bombillas. Ellos deberían encender todos intensamente. Fabricación de un reóstato Un reóstato simple puede ser una adición excelente y barata a una pieza en miniatura que platea el taller. El diseño siguiente trabaja bien para controlar 10 amperios -100 + amperios. Obtenga un contenedor convenientemente plástico como un tanque, aprox. 10 " x 15 " x 10 " de profundidad.
Corte 2 hojas de chapa metálicas galvanizadas de cobre, latón o plomo para caber sobre un lado del tanque. El grosor de la hoja no es importante, mientras está este bastante rígida.
53
Adjunte un pedazo de listón de madera al borde superior de ambas piezas de metal con tornillos. El listón debería ser bastante largo para descansar a través de la cima de tanque, para suspender el la placa en el líquido. Adjunte un cable a cada hoja, asegurándosele de tener una buena conexión eléctrica. Un cable de una placa debería conectarse al lado positivo de su batería, los otros a los ánodos. Usted puede fijar una placa al lado del tanque de modo que esto no se mueva. También asegure un pedazo grande de red plástica de lluvias. Esto impedirá que las dos placas se toquen el uno al otro y generando un cortocircuito. Los reóstatos de agua son ideales para un de, sistemas de carrera cortos. Su desventaja es que el agua se calienta y por lo tanto la resistencia varía. Pueden reducir este problema haciendo un tanque más grande, entonces la cantidad mayor del agua toma más tiempo para calentarse, o refrescando el agua con un transformador de calor simple hecho de un rollo de manguera colocado en el inferior del tanque, con agua fría que lo atraviesa corriendo por su interior. Al operar Llene el tanque con agua fresca. Fluya en aprox. 1 libra de sal, y muévalo para disolverse. Usted puede cambiar la concentración de la sal para alcanzar resultados diferentes. Por agregar más sal usted aumentará la gama de amperaje. El experimentando para obtener la gama usted requiere. Deslice la placa móvil para modificar la resistencia. El remoto aparte los dos placas son el flujo menos corriente ocurrirá. Si usted descubre durante su operación, que no tiene suficiente resistencia del reóstato, simplemente quita un poco del agua salada y sustituya por fresca, a la baja de la disminución de la conductividad.
54
En la imagen, la hoja de plomo ha sido usada para las placas. Esto ha sido envuelto sobre una longitud corta de tubería de cobre. El tanque es un recipiente plástico de jardín. Durante el empleo continuo, la temperatura de agua en el tanque puede elevarse y esto efectuará la resistencia. Usted debería hacer un ajuste ocasional para mantener el mismo ajuste durante episodios de revestimiento largos con altos amperajes. Controlando la potencia de cualquier adaptador a/c Desde luego, usted podría usar un cargador de baterías, proporcionándole la salida de amperaje que conoce, y adapta este método a casi cualquier otra situación. La mayor parte de piezas que requieren plateando con COPIA de CAD son bastante pequeñas, entonces este pack de potencia es diseñado para proporcionar bastante poder de plateado hasta 15 pulgadas cuadradas de superficie. La salida del cargador de potencia es 300 ma (milli amperios). La exigencia para el revestimiento de Copia cad es 25 ma por pulgada cuadrada. Por lo tanto, esta unidad plateará 300/25 = 12" cuadradas. (En la práctica, esto en realidad plateará un poco más, aproximadamente 15 pulgadas cuadradas)
55
Si la parte para ser plateada fuera exactamente de12 pulgadas cuadradas, entonces simplemente sería colocada en el tanque de revestimiento y conectada al conector del cargador negativo. El Ánodo sería conectado al conector positivo, y el revestimiento así comenzaría. Los 300 ma. (milli amperios) de salida emparejarían la superficie, y entonces ningún ajuste sería necesario.
Sin embargo, no todas las piezas van a ser exactamente de 12 pulgadas cuadradas, por lo tanto debemos privar un poco el poder del cargador de potencia. Esto es alcanzado colocando más superficie en el tanque para ser plateado. Como la salida del cargador de potencia es constante, debemos ajustar la superficie siendo plateada para emparejar la salida. Demasiada corriente sobre la pieza de trabajo
56
causará una lámina oscura preliminar, y demasiada poca corriente nos dará una placa dispareja o irregular. Vamos a asumir que queremos platear una pieza que tiene una superficie total de 5 pulgadas cuadradas. Como la salida del cargador de potencia es para 12 pulgadas cuadradas, tenemos que añadir bastante superficie para constituir la diferencia (12-5=7). Esta adición simple de superficie puede ser lograda agregando más piezas para ser plateadas, hasta que usted tenga 12 pulgadas totales de superficie cuadrada. El Cálculo de valores Eléctricos LA LEY DE OHMS La Ley de Ohm se puede entender con facilidad si se analiza un circuito donde están en serie, una fuente de voltaje (una batería de 12 voltios) y una resistencia de 6 ohms (ohmios). Se puede establecer una relación entre la voltaje de la batería, el valor de la resistencia y la corriente que entrega la batería y que circula a través de dicha resistencia. Esta relación es: I = V / R y se conoce como la Ley de Ohm Entonces la corriente que circula por el circuito (por la resistencia o resistor) es: I = 12 Voltios / 6 ohms = 2 Amperios. De la misma manera, de la fórmula se puede despejar la tensión en función de la corriente y la resistencia, entonces la Ley de Ohm queda: V = I * R. Así si se conoce la corriente y la resistencia se puede obtener la tensión entre los terminales de la resistencia, así: V = 2 Amperios * 6 ohms = 12 V Al igual que en el caso anterior, si se despeja la resistencia en función del voltaje y la corriente, y se obtiene la Ley de Ohm de la forma: R = V / I.
57
Entonces si se conoce la tensión en la resistencia y la corriente que pasa por ella se obtiene que: R = 12 Voltios / 2 Amperios = 6 ohms Es interesante ver que la relación entre la corriente y la tensión en una resistencia siempre es lineal y la pendiente de esta línea está directamente relacionada con el valor de la resistencia. Así, a mayor resistencia mayor pendiente. Ver gráfico abajo. Para recordar las tres expresiones de la Ley de Ohm se utiliza el siguiente triángulo que tiene mucha similitud con las fórmulas analizadas anteriormente.
Triángulo de la ley de Ohm V=IxR
I=V/R
R=V/I
Se dan 3 Casos: Con la resistencia fija. La corriente sigue a la tensión. Un incremento en la tensión, significa un incremento en la corriente y un incremento en la corriente significa un incremento en la tensión. Con el voltaje fijo. Un incremento en la corriente, causa una disminución en la resistencia y un incremento en la resistencia causa una disminución en la corriente Con la corriente fija. El voltaje sigue a la resistencia. Un incremento en la resistencia, causa un incremento en el voltaje y un incremento en el voltaje causa un incremento en la resistencia
58
Para tres valores de resistencia diferentes, un valor en el eje vertical (corriente) corresponde un valor en el eje horizontal (voltaje). Las pendientes de estas líneas rectas representan el valor de la resistencia. Con ayuda de estos gráficos se puede obtener un valor de corriente para un resistor y un voltaje dados. Igualmente para un voltaje y un resistor dados se puede obtener la corriente. Ver el gráfico. WATTS El valor de poder o watts son calculados multiplicando los AMPERIOS por el volts:W = AxV
o V = W/A
o
A = W/V
6 volts x 100 amps = 600 watts, 100 volts x 6 amps = 600 watts, 12 volts x 100 amps = 1200 watts or 600 watts dividido por 100 amps = 6 volts etc
INSTRUMENTOS QUE AYUDAN EN LA ELECTRICIDAD Amperímetro:
59
Es en instrumento que mide que tan intensa es la corriente eléctrica, se mide por medio de su unidad llamada amperio y de ahí se derivan dos submúltiplos que son el miliamperio y el microamperio, y para que funcione es necesario que el circuito este conectado en serie. Voltímetro:
Este instrumento sirve para medir el voltaje de un circuito eléctrico y su unidad principal de medida es el voltio (V) y de ahí se derivan sus múltiplos que son el kilovoltio (KV) y el megavoltio (MV) y sus submúltiplos que son el milivoltio (mV) y el microvoltio, para que funcione el circuito debe estar en paralelo. Ohmimetro:
Con este instrumento se puede medir la resistencia que hay presente 60
en un circuito eléctrico este al igual que los demás instrumentos tiene su unidad de media que es el ohmio y sus múltiplos tales como el Kilo ohmio y el mega ohmio. Electrodinamómetro: Este instrumento es utilizado para medir corrientes alternas mediante una inclinación electromecánica. Multimetro: Este es un instrumento muy útil ya que puede cumplir tres funciones de un amperímetro, en voltímetro y un ohmimetro dentro de un mismo instrumento de medición. Hay de dos tipos que son: Analógico Digital PALABRAS FINALES SOBRE LA POTENCIA Una manera simple de explicar lo qué estamos tratando de conseguir controlando el poder, es comparar nuestra batería y cables respecto a un depósito de agua y gasoducto. La batería (o la fuente de energía, como un rectificador) es nuestro depósito. Más profundo el depósito, más presión tenemos en el fondo del depósito (donde retiramos el agua) la presión del agua es el VOLTAJE en nuestro circuito eléctrico. Imagínese que tenemos un enorme tubo, digamos de un diámetro de 4 pies, en el fondo de nuestro depósito, y lo dejamos abierto. Esto no tomaría mucho tiempo para vaciar aquel depósito. En el caso de la batería, si nosotros tuviéramos un cable muy grueso, como un cable de “jumper”, esto nos tomaría demasiado tiempo para vaciar la batería si 'abriéramos' (o conectáramos con tierra) aquel cable. Ahora imagínese que tenemos 1/2 " abierta de tubo de nuestro depósito y nos marchamos dejándolo abierto. Esto tomará un largo tiempo para vaciar aquel depósito. Este es un cable delgado.
61
Demasiada presión del depósito en realidad puede reventar este tubo, (o derretir su cable delgado) En el primer ejemplo, necesitamos una cantidad justa de aquella presión, pero no necesitamos el volumen del agua (flujo o amperios), entonces tenemos que colocar una válvula en la línea. Si la válvula es ajustable, ahora tenemos 'un reóstato' y podemos controlar exactamente cuanta agua derivamos al tubo. La experiencia nos dice que cierta clase de plateado necesita voltajes específicos y amperajes bien exactos, así que es sumamente importante controlar estos flujos de corriente. Hay dos cosa que considerar; ¿el tubo es bastante fuerte, y tenemos la válvula (o el reóstato) para correctamente controlar la corriente? Una vez que este principio es dominado, controlar el poder es relativamente fácil. CALEFACCIONAMIENTO DE LAS SOLUCIÓNES La calefacción eléctrica, es el sistema que ha sido ampliamente adoptado como método más práctico, aún sin ser el más económico. La gran ventaja de este sistema es la precisión en alcanzar una temperatura predeterminada, con un margen de tolerancia muy reducido, del orden de ± 3°C, mediante un simple sistema termostático mecánico o electrónico. Los calefactores eléctricos son resistencias, construidas en vainas metálicas, de cuarzo o vidrio térmico. Su uso se ha generalizado por ser fácil su montaje en cualquier zona de la batea, como también por su relación costo-beneficio relativamente baja. El primer cálculo a tener en cuenta para un equipamiento de calefactores eléctricos en función del volumen de la batea y de su contenido, es la potencia (watts) de las resistencias de calefaccionamiento del sistema necesaria para su correcto funcionamiento.
62
Los factores que afectan a este valor de potencia son: a) Calor requerido para hacer subir la temperatura hasta la de trabajo. b) Pérdidas de temperatura por la disipación a nivel superficial del electrolito. c) Pérdidas de temperatura por falta de aislamiento térmico de las cubas. d) Pérdidas de calor por inmersión de piezas a una temperatura inferior a la del electrolito. e) Pérdidas adicionales por ventilación o aspiración del ambiente de trabajo. f) Enfriamiento de la solución por sistemas de bombeo, agitación mecánica o por aire. Las pérdidas de temperatura en un ambiente sin ventilación, generadas por simple disipación de calor a través de la superficie abierta de la cuba, se describen en la Tabla VIII-I: TABLA VIII-II ° 65°C ° 95°C
270
2 Watt/m22 2
680 Watt/m
La potencia necesaria para calefaccionar una solución, además de lo antedicho, dependerá también del calor específico del electrolito. En el caso del agua, su valor es 1. En tanto la solución contenga una mayor cantidad de sales, el calor específico será tanto superior, debiendo aplicar una mayor potencia para elevar la temperatura de la misma. Para calcular aproximadamente la potencia necesaria para una cantidad determinada de solución, se aplica la siguiente ecuación: Pv . Ce . At. K = Pw ; donde Pv es el peso del volumen a calentar expresado 63
en kilogramos (Kg.), C e es el calor especifico del agua, At es la variación de temperatura expresada en °C, K es una constante de conversión, y la resultante Pw es la potencia necesaria expresada en Watts (w). El Pv, se calcula multiplicando el volumen de solución expresado en litros por la concentración de sales expresada en kilogramos por litro (Kg./L) y sumándole el peso del agua en el volumen antedicho, que es 1 Kg./L. El gradiente At, es la diferencia de temperatura existente entre la que debe llegar el electrolito menos la temperatura ambiente, expresada en °C. Para At, debe tenerse en cuenta que la temperatura ambiente normalmente se considera 25°C, pero en ocasiones, ésta en el lugar de trabajo es sensiblemente inferior. La constante K, es un factor que determinará la rapidez con la que se calentará la solución dependiendo también de este factor la recuperación que tenga el baño ante posibles perdidas de temperatura. Normalmente este valor puede fijarse entre 0,1 a 1, siendo lo habitual fijarlo en K=0,3. Esta forma de cálculo, debe tomarse simplemente como orientativa. Debe tenerse en cuenta que a mayor concentración de sales, mayor será la potencia necesaria, lo cual está contemplado en la fórmula detallada. La transferencia de calor al electrolito variará, dependiendo fundamentalmente del formato que el calentador tenga, su ubicación y de la relación Potencia/Superficie que este posea. Al mencionar ésta relación, se refiere a que si el calentador es de gran potencia, pero de dimensiones reducidas, se producirá un calentamiento exagerado en la zona de contacto, de hecho pequeña, pero seguramente no se unificará la temperatura en el resto de la solución. Si la superficie es mayor, se logrará un calentamiento mucho más eficiente y parejo, evitando zonas de sobrecalentamiento. A su vez, si el calentamiento se realiza desde la parte baja de la batea, se producirá en la misma una circulación por convección, que
64
naturalmente tenderá a unificar la temperatura, y aumentará el rendimiento de la transferencia calórica. En la actualidad, son muy utilizados los intercambiadores de calor independientes para cada baño. Los mismos pueden ser utilizados para incrementar o para bajar la temperatura, según las características del líquido que circule por su serpentina. Para implementar este sistema, es necesario contar con una bomba de recirculación y con un tanque o depósito. Las ser pentinas pentinas deberán ser de un material inatacable y resistente a la temperatura temperatura,, como ser nylon, teflón, etc. Es muy importante para los baños que funcionan a temperatura ambiente, que la misma no sea inferior a 17°C, ya que en algunos baños alcalinos, se producen efectos de cristalización y, por ende, disminución de la densidad. Para soluciónar este inconveniente, inconveniente, se puede calentar una porción del electrolito retirándolo de la cuba, para elevar así, la temperatura de todo el conjunto, o bien disponer de un calentador eléctrico auxiliar, para compensar en forma rápida un enfriamiento anormal de los baños.
Dependiendo del del tamaño del tanque, tanque, el calentador será será de 100 vatios, o 300 vatios. Estos calentadores calentadores sobre todo todo han sido diseñados diseñados para trabajar en tanques de revestimiento. Los calentadores son sumergibles. Sin embargo, en algunos pequeños equipos, ellos pueden ser demasiado grandes para funcionar como tal, entonces sugerimos que usted los cuelgue del lado del tanque. 2 clips son incluidos para esto. Por otra parte, puede hacer un bucle de plástico cubierto solo de cable de hilo que queda bien alrededor del
65
calentador y luego doble los finales sobre el borde de tanque para hacerlo un gancho. El tubo de vidrio es muy frágil. Este puede romperse al darse un golpe o ser dejado caer. caer. También se rajará de termalmente termalmente ser sobresaltado. sobresaltado. Esto puede ocurrir cuando el calentador esté caliente y una cantidad de agua sea añadida al tanque. Si el calentador esta completamente completamente sumergido, improbablemente improbablemente cause el choque termal por agregar agua al tanque, pero si cualquier parte de él está encima de la línea de agua, entonces podría dañar el vidrio. Es aconsejable por lo tanto, sólo añadir agua al tanque cuando el calentador este frío. No quite el calentador cuando está caliente. No coloque objetos grandes en el tanque rápidamente, rápidamente, ya que el aumento en el nivel líquido podría romper el vidrio.
Para prevenir los daños al vidrio, debemos suministrar una longitud de polynet (red con pegamento en ambas caras) para recubrir el tubo de vidrio. Estire la red sobre el vidrio y asegure un nudo con un cable plástico o lazo plástico.
Para ajustar el calentador a la temperatura óptima de su tanque, gire el disco de calentador a mediados de la posición de gama y luego sumérjalo en la solución. Supervise la temperatura después aprox. 1 hora, y adáptela en consecuencia. consecuencia.
66
Si el calentador no arranca a temperatura suficiente, gire el disco del calentador hasta su posición media de alcance y luego sumérjalo en la solución. No intercambie sus calentadores de un tipo de tanque de enchapado a otro. Pequeñas cantidades de solución se alojan bajo el gorro del disco, y esto contaminará soluciónes diferentes.
ASEGURESE DE QUITAR SU CALENTADOR DEL TANQUE DE CROMO DESPUÉS DEL USO. En cuanto usted haya fijado su temperatura de disco para su tanque de cromo, puede si lo desea retirar la gorra del disco, el disco y cabeza del calentador, llenar todos los vacíos con goma de silicona y luego rellenar todo. Esto asegurará que ningún daño sea provocado por el movimiento agresivo de la solución de cromo. También previene estar quitando del tanque cantidades pequeñas de cromo cuando usted quita el calentador para su almacenamiento.
Si usted decide no sumergir completamente su calentador, puede colgarlo del borde del tanque por un cable y un gancho. Este puede ser ajustado para dejar la cantidad máxima del vidrio sumergida.
67
Otro modo de llevar un tanque a su temperatura de funcionamiento rápidamente, es de quitar una cacerola llena de líquido y llevarlo a punto de ebullición sobre una calentadora, luego devolverlo al tanque. Siempre use un recipiente de cerámica para calentar soluciones; de otra manera, usted puede contaminarlos. Algunos soluciones trabajan mejor con altos ajustes de temperaturas, y a menudo un calentador de acuario simplemente no llevará las cantidades más grandes de líquido a punto de ebullición.
Transfiriendo el líquido a una lata de metal, puede ser puesto sobre un gas o programador eléctrico y llevado a la temperatura. Si usted está usando el líquido con voltaje bajo para quitar el enchapado, entonces sólo puede sujetar el cable al tanque, usando la superficie de metal entera del recipiente como su ánodo / cátodo.
Un excelente recipiente para calentar líquidos a temperaturas más altas es una vasija de barro económica, disponible en cualquier ferretería.
68
Esta tiene una tapa y un control de termostato. La de la imagen aquí sostiene 2 galones de líquido bastante cómodamente. Aislamiento de los tanques de revestimiento. Solo por tapar un material aislante alrededor de sus lados y el inferior de su tanque de revestimiento, usted rápidamente puede reducir la cantidad de tiempo requerida para calentar la solución del frío, y en particular en el caso del revestimiento de cromo, lograr una temperatura más alta que la que utiliza sólo los calentadores de acuario. Sin embargo, si tiene la intención de usar calor directo, como el de una hornalla de gas, entonces deben darse algunas consideraciones de la inflamabilidad del material aislante. Hay varios materiales convenientes para esto. Muchas ferreterías venden una hoja de metal de aluminio combinada con una envoltura de burbujas sobre todo para aislar calentadores domésticos de agua. Esto viene en varias anchuras y es muy barato.
69
Hay varios tamaños de 'envoltura de Burbuja 'como el material de embalaje disponible en muchos elementos de oficina. Incluso una capa de cartulina acanalada cubierta de hoja plástica (para mantenerlo seco) hará una enorme diferencia. La inclusión de pelotas de control de vapor a cualquier tanque de revestimiento, también sostendrá en el calor. Sólo transportamos estos con el cromo y equipos de anodizar, entonces pueden tener que ordenarles separadamente. En la fotografía aquí, pueden ver como se añade. Baño maría - un modo alternativo de calefacción El empleo de la técnica 'de baño maría' a menudo puede ser un simple modo rápido de traer una solución al tanque de revestimiento con una temperatura más alta que ' el tipo de acuario ' suministrada a menudo por calentadores.
Usando cualquier recipiente de acero, coloque los trébedes o soportes en el interior del tanque plástico. Llene de agua fresca a aproximadamente 1 o 2 pulgadas debajo del tope. Usted tiene que permitir dejar algún espacio para burbujear. Los tanques plásticos realmente tienden a aislar, entonces es aconsejable encontrar un contenedor plástico más delgado aumentando la velocidad del calentador. Coloque una tapa sobre el tanque durante la calefacción para conservar el calor. Casi cualquier configuración de tanque puede ser diseñada, con una variedad de
70
fuentes de calefacción externas, que pueden ser termostáticamente controlados. Tanques De cerámica
Una alternativa a la utilización de tanques plásticos es la porcelana o recipientes de cerámica disponibles. Estos permiten al revestimiento ser realizado en el tanque, mientras son calentados sobre una hornalla eléctrica o sobre gas. La capa de cerámica es un aislador completo eléctrico, entonces los ánodos pueden ser colgados de manera normal. Comprobaciones periódicas regularmente deben ser hechas para asegurar que la capa de cerámica no sea dañada de ningún modo. Si usted realmente encuentra algún daño, esto puede repararlo limpiándolo con fibra metálica, luego embadurnando una pequeña cantidad de dos partes de resina epoxi sobre el área. Calefacción de equipos más grandes Tanques más grandes, como el equipo de 16 galones, pueden ser calentados sobre calentador de calidad comercial como los mostrados aquí. La sección que contendría el calentador podría ser hecha de cuarzo, titanio o acero inoxidable, dependiendo cual sustancia química se caliente. Estos calentadores vienen con un control de termostato y una sonda que es insertada en la solución. Ellos funcionan sobre 110 voltios.
71
Un típico equipo para triplicar cromo contiene: 2 Calentadores de Titanio x 1000 vatios 1 Calentador x 1000 watt De cuarzo 1 Calentador x 1000 watt Calentador inoxidable 4 Cajas de Control
SECUENCIAS DEL PROCESO: Pulimento mecánico de las piezas a recubrir. Abrillantado mecánico con las muelas y la pasta. Desengrase total, físico y químico. Preparación y acondicionamiento de la solución electrolítica. Medición y aplicación de la CE según el baño y la superficie a recubrir. Recubrimiento galvánico. Limpieza final o acondicionamiento de las piezas recubiertas. Comprobación de la dureza brillo, adhesión, etc.
72
CAPITULO IV: COBREADO Baño de revestimiento A veces es mucho más fácil simplemente bañar la parte en la solución de platearlo, sobre todo si es pequeño con mucho detalle. La fuente de energía del transformador y el ánodo de revestimiento fácilmente pueden ser usadas para este procedimiento. Vierta todo el líquido de revestimiento en un pequeño y amplio contenedor de cristal. Coloque el ánodo en la solución y el clip ello al lado del cristal con una pinza. Adjunte la pieza de trabajo al clip negativo y suspenda la parte en la solución.
El grado de revestimiento dependerá de varios factores: 1. La cantidad de ánodo sumergido en proporción al tamaño de la pieza. Más grande la pieza, más superficie de ánodo debería ser sumergida. (Demasiada varita o ánodo hará el revestimiento aparecer manchado u oscuro).
73
2. La distancia del ánodo del pedazo de trabajo. Siendo muy cerca causará problemas similares a *1. 3. La temperatura de la solución. Generalmente, más caliente ellos son, mejor ellos platean, y el menos corriente usted necesita. 4. La duración de tiempo del revestimiento. Esto dependerá de cual revestimiento del equipo usted use. El oro sólo debería ser plateado hasta que el color tenga consistencia. El cobre debería ser plateado hasta que el grosor sea adecuado, sobre todo si usted lo usa para aumentar un área. El níquel y el Cromo de Copia deberían ser plateados durante al menos 5 minutos. La plata, que es un metal suave, debería ser tratada como el oro, pero asegurarse que usted tiene bastante revestimiento sobre la parte para permitirlo (resistir el pulido, etc. 5. La plata a menudo plateará un color oscuro sucio. Esto sucederá, pero usted puede reducir este revestimiento con una muy pequeña cantidad de ánodo sumergida, o usando la fuente de energía o transformador. Los equipos de transformadores son suministrados con una fuente de energía de 1.5 voltios y un enchufe de repuesto. Sustituya el clip rojo por el enchufe para el revestimiento de pincel. Con sistemas de transformadores de plata y oro, puede sustituir la varita de ánodo por un pequeño pedazo de plata u oro. Esto (mejorará la vida de la solución. (No use artículos plateados como el ánodo, ellos DEBEN ser hechos de plata sólida u oro. El ánodo debe ser sostenido de modo que la conexión de cable sea fuera del líquido, de otra manera el cable disolverá y contaminará la solución. Note la pinza que sostiene la varita de revestimiento al lado del cristal.
74
Baños al sulfato Los 2 componentes básicos son Sulfato de Cobre y Ácido Sulfúrico. La Sal provee el Ion metálico y el Ácido cumple 4 funciones: Reduce la resistividad, disminuye la concentración acuosa, aumenta la corrosión del Ánodo y evita la precipitación básica. BAÑO ACIDO DE COBRE (Básico) Sulfato de Cobre 250 gr. Ácido sulfúrico 75 gr. Agua destilada 1 Lt. Temperatura 20º a 10 amp/dm2 ANODO: Cobre en placa OTRO BAÑO DE COBRE Agua destilada 4 Lt Acetato de Cu (Cristalizado) 100 gr. Carbonato sódico (cristalizado) 100 gr. Bisulfito sódico 90 gr. Cianuro potásico (puro) 220 gr. El cianuro debe ser puro. PREPARACIÓN.- Primero se hace una pasta con agua y el cobre. Luego se añade el Carbonato con más agua. Luego el Bisulfito y al final el Cianuro poco a poco hasta que la solución quede transparente. SOLUCIÓN DE WATT Sulfato de Cu 240 gr. Agua caliente 1 Lt Una vez disuelto y fría, se añade: Amoniaco hasta formar un tono azulado y se completa igual cantidad de agua.
75
En seguida se agrega el Cianuro potásico poco a poco hasta que esté color de la cerveza. Se deja clarificar y se completa con agua hasta 4 litros. Temperatura: 43º a 55° C CE/Densidad: 2 a 6 amp/
Proceso de Revestimiento de estaño brillante Ideal para trenes de lata en modelismo, objetos de lata antigua, utensilios de cocina, electrónica, barras de conducción, y mucho más La lata es un metal muy comúnmente usado para la protección de acero. Esto es usado extensivamente en el comercio de alimentos debido a sus calidades no tóxicas. El estaño es un material brillante, y tiene excelentes capacidades de soldar, la fabricación de ello es ideal para todos los usos de conexión eléctrica. Este proceso de estaño plateará directamente, el cobre, el acero, el latón, el bronce. Otros metales 'más difíciles' como el metal de punto de fusión bajo, requerirán un pintura de COBRE primero.
76
Tipo de tanque
Alcance de TEMP de solución Agitación aérea Tiempo de enchapado (min.) Ánodo Venda de ánodo Voltios sobre voltímetro - de MILLI que los amperios requerían por SQ " Capucha de emanación Uso de pintura
Enchapado
65Optar = 72 80 No Min. de 20 - 30 Estaño No 1-4 0.10 No No
El grosor medio es típicamente 0.0002-3" (0.10" en 10 minutos). La instalación supone mezclar 3 cuartos de ácido de batería respecto a 6 cuartos de agua destilada, añadiendo una unidad de concentrado de estaño luego. Duplique estas cantidades para el equipo 4 galones. El Sistema de Revestimiento de estaño es un baño estable, que deposita una placa nivelada, brillante con capacidades de soldar excelentes. Esto tiene una amplia gama de operaciones con respecto a la concentración y funciona con la concentración de estaño baja. No use la agitación de aire, ya que el baño va a la espuma violentamente debido a los agentes mojados utilizados. Los utensilios de cocina de cobre a menudo son arrugados por el estaño. Limpie el interior de la olla totalmente con un limpiador abrasivo de lustre liviano. Pulir y sacar lustre a un brillo aceptable. Llene la olla hasta el borde hasta que el interior entero sea de un color rosado. Enjuague totalmente en agua caliente.
Llene la olla con la solución de enchapado de estaño que ha sido aproximadamente precalentado 80 grados hasta el borde.
77
Haga una barra de tanque apropiada de plástico o algún otro no conductor Conecte el cable positivo de su fuente de energía al Ánodo de estaño, y el negativo a la olla. Luego platee en la manera normal.
La olla debe mantener el líquido alrededor del trabajado interno en una optima operación de temperatura de 72º, sobre todo si el trabajo interior comienza elevando a 80, como previamente sugerido. ÁCIDO BRILLANTE - COBRE El revestimiento de cobre puede ser a para varias operaciones. Este metal suave puede ser aplicado en gruesas capas que pueden ser lijadas, soldadas y pulidas a un alto brillo, haciendo su empleo algo como un alto recubrimiento de pintura de objetos rellenos. Esto también puede ser usado en objetos de electro deposición de varios modos, y a objetos no conductores como zapatos de niño. TIPO DE TANQUE: Revestimiento GAMA DE TRABAJADOR INTERINO DE SOLUCIÓN (grado óptimo) (Deg F) 75 AGITACIÓN DE AIRE sí REVESTIMIENTO DE TIEMPO (Minutos) 5-360 ÁNODO de Cobre VENDA DE ÁNODO sí EXPOSICIÓN DE VOLTIOS SOBRE VOLTÍMETRO 1-6 AMPERIOS REQUERIDOS POR CUADRADO. PULGADA 0.05 - 0.1 CAPUCHA DE HUMO no USO DE RECUBRIMIENTO no Composición del Cobre Añada AGUA DESTILADA al tanque de Revestimiento de la Solución Mirar el recipiente de Cristales De cobre para proporciones. Los
78
recipientes son marcados con cantidades de agua (Aprox. 1.5 libras de Cristales por galón de agua) agregar 12oz de batería acida a 1 galón de agua destilada, luego añaden ½ la botella (2oz) de Cobre brillante. Añada los Cristales Cristales De cobre. cobre.
Platee un pedazo de latón o cobre aproximadamente 15 pulgadas de superficie de área cuadrada por aprox. 1 hora con 1 amperio. Esto expulsará cualquier impureza de la solución. Sistema de Revestimiento de Cobre ácido El sistema es diseñado para aplicarse pesadas capas de cobre que puede ser lijada, soldado y/o pulida. Esto sólo plateará directamente el cobre, latón, el bronce, cromo y níquel.
Para aplicar una capa más plana sobre superficies desiguales, hemos descubierto que es mejor retirar la pieza del tanque y pulir con papel de lija mojado y seco, regresar al tanque entonces/luego para más placa. Esto da uno más plano que tratar de aplicar todo lo cobre
79
inmediatamente placa. Pulir entre las capas también ayudará a producir un acabado de mejor calidad. El cobre plateará rápidamente, y de ser dejado mucho tiempo cultivará nódulos y coral como “árboles” sobre la pieza, que son difíciles de quitar limpiándolo. La agitación y una corriente inferior reducirán la cantidad de pulido requerido. Usted puede quitar la pieza del tanque con frecuencia, sin efectos adversos a la sucesiva capa de plateado. Aunque el promedio promedio de tiempo tiempo sea de1 5-20 5-20 minutos, el cobre puede ser plateado durante varias horas si requieren una capa realmente pesada. Para una placa más densa, aumente la temperatura del tanque con la utilización del calentador de acuario, y reduzca el amperaje. Si la placa de cobre parece oscura y es dispareja, o tiene una capa que se borra, usted necesitará reducir el amperaje durante el enchapado. El color ideal de buen plateado de cobre es un "Salmón rosado' BAÑO UNIVERSAL PARA TODO TIPO DE METAL: Acetato neutro de Cu 30 p Sulfito sódico cristal 30 p Carbonato amónico 5 p Agua dest. Caliente Caliente 500 Se disuelve en caliente y luego se agrega: Cianuro potásico (puro) 35 p Agua 500 p Disolver
Electro deposición del cobre 1. Obje Objetitivo voss Visualizar las reacciones electrolíticas y relacionar los productos obtenidos con las leyes de la electroquímica.
80
2. Fundament Fundamento o teóri teórico co Se trata de fabricar una celda electrolítica con una fuente externa de alimentación eléctrica y de observar en ella la electro deposición de una capa de cobre sobre un objeto de acero inoxidable, que actúa como cátodo de la celda. Las reacciones de corrosión son de naturaleza electroquímica, ya que implican transferencia de de electrones entre entre el metal que sufre el el ataque (que actúa como dador electrónico o ánodo) y una segunda sustancia que recibe tales electrones, y que por tanto se reduce, actuando como oxidante en la reacción redox. Muchas partes metálicas se protegen de la corrosión por electro deposición, para producir una fina capa protectora de metal. En este proceso, la parte que va a ser recubierta constituye el cátodo de una celda electrolítica. El electrolito es una sal que contiene cationes del metal de recubrimiento. Se aplica una corriente continua por medio de una fuente de alimentación, tanto a la parte que va a ser recubierta como al otro electrodo. Un ejemplo de deposición en varias capas es la del cromado de los automóviles. En el cromado la electro deposición consta de una capa inferior de cobre, una intermedia de níquel y una capa superior de cromo. En esta práctica se va a realizar un sencillo experimento de electro deposición de cobre. En una celda electrolítica se produce una reacción redox (reducciónoxidación) no espontánea suministrando energía eléctrica al sistema por medio de una batería o una fuente de alimentación. La batería actúa como una bomba de electrones, arrancándolos del ánodo y empujándolos al interior del cátodo. Dentro de la celda, para que se mantenga la electro neutralidad, neutralidad, debe ocurrir un proceso que consuma electrones en el cátodo y que los genere en el ánodo. Este proceso es una reacción redox. 81
En el cátodo tendrá lugar la reducción de un ion al aceptar éste los electrones remitidos desde el ánodo. Los iones positivos (cationes) se dirigirán al polo negativo, llamado cátodo. En el ánodo se generan electrones debido a la oxidación de un metal u otra sustancia. Los electrones son enviados al otro electrodo por la batería. El ánodo pierde por tanto, su carga negativa y por esa razón es el polo positivo. El metal sobre el que se va a producir el depósito de cobre se coloca como cátodo; en nuestro caso, un aro o una cucharilla de acero inoxidable. El electrolito es una disolución de sulfato de cobre (CuSO4) que aporta Cu++. Por último, el ánodo es un hilo de cobre a cuyos átomos la batería arranca electrones, cargando positivamente este electrodo y generando nuevos iones de cobre. Véase figura adjunta.
La batería (una pila) al arrancar electrones del cobre anódico, ocasiona oxidación de este metal:
82
Cu (s)
Cu2+(aq) + 2e-
Los electrones llegarán al cátodo impulsados por la batería. Una vez allí, reducirán a los iones cúpricos presentes en el electrolito: Cu2+(aq) + 2e-
Cu (s)
De esta manera, en el cátodo se va formando un precipitado de cobre que se deposita como una fina capa de color rojizo en la superficie de la cucharilla. Existe además una relación simple entre la cantidad de electricidad que pasa a través de una celda electrolítica y la cantidad de sustancia depositada en el cátodo. Ambas cantidades son directamente proporcionales (ley de electrólisis de Faraday). 3. Material y reactivos - Vaso de precipitados de 250 ml - Cucharilla de acero inoxidable u otro objeto de hierro - Alambre de cobre - Alambre de plomo o de estaño - Pila comercial de 4,5V ó 9V - Cobre(II) Sulfato 5-hidrato - Ácido Sulfúrico 96% - Agua Desionizada 4. Procedimiento experimental Se toma una varilla de cobre, se pesa y se ata al polo POSITIVO de una batería o pila comercial utilizando alambre de soldadura de estaño para conectar el cobre y la pila. A continuación, se toma una cucharilla de acero inoxidable limpia y seca, se pesa y se ata al polo NEGATIVO de la pila, empleando otro alambre de estaño. Se prepara en un vaso de precipitados de 250 ml, una solución de sulfato de cobre (15 g en 200 ml de Agua Desionizada) y se añaden, con precaución, 15 ml de Ácido Sulfúrico 96%.
83
Introducir luego los dos electrodos y esperar. Cuando se observe la capa de cobre electro depositada sobre la cucharilla, sacar ésta de la celda electrolítica y secarla en estufa a 100 ºC durante 10 ó 15 minutos. Volver a pesarla. La diferencia de pesos entre la cucharilla al final de la práctica y al principio, corresponderá a la cantidad de cobre electro depositado. A partir de este dato, y conociendo el tiempo que ha durado la electro deposición, puede calcularse la intensidad de corriente circulante en la celda. Consideraciones importantes El agua que se utiliza en todas las soluciones siempre deberá de ser agua destilada y caliente. Cuando decimos que la densidad de la CE es 2 a 5 ó 6 amp/dm2 quiere decir que primero debemos calcular la superficie a recubrir con el baño y de acuerdo este cálculo, debemos aplicar el amperaje/ El ánodo siempre será Cu.
84
Capitulo 5: Niquelado NIQUELADO Generalmente Generalmente son soluciones ácidas con Sulfato doble de Níquel, Cloruro de Ni y ácido bórico como tampón. Niquelado electrolítico. El níquel es un metal muy parecido al hierro, de hecho químicamente se estudian juntos y forman un grupo. Junto con el cobalto, los tres son "ferromagneticos". Es dúctil y maleable, suficientement suficientemente e duro, maleable y resiste bastante bien a la corrosión pero que el acero inoxidable y peor que el cromo. Es de color parecido al hierro pero un poco mas amarillento y menos gris. Cuando se aplica cromo con objeto decorativo se suele hacer siempre sobre una capa de níquel mas gruesa. Pretendo incluir en este apartado tres diferentes baños de níquel conforme los vaya probando. El primero es el baño de níquel mate, el segundo el de níquel brillante y el tercero en baño de níquel con baja concentración concentración y ánodo inactivo Baños de níquel mate. Este baño sirve para dar capas gruesas de níquel sobre hierro, cobre, latón y otros metales (el aluminio es un caso aparte) es un baño muy concentrado que permite trabajar con corrientes de 8 - 20 amperios por decímetro cuadrado, con el cual se consiguen gruesos capas de níquel en tiempos razonables. Sulfato de níquel 200 gramos/l Cloruro de níquel 60 gramos/l. Acido borrico 10 10 gramos/l
85
Ajustar el pH para para que este entre 4 y 5, 5, si es bajo añadir añadir un poco de ácido sulfúrico ( 1 o 2 cm3) si es alto añadir un poco de carbonato de níquel. El pH se puede medir con las clásicas tiritas de papel que cambian de color. El baño opera mejor a una temperatura de 40 grados aunque trabaja bien a 20. Hay que emplear un ánodo de níquel que se va disolviendo conforme vamos niquelando cosas. El ánodo debe estar sujeto al polo positivo con un alambre de níquel o de titanio para que no contamine el baño. Si se ha experimentado con los baños de cromo se puede observar que este baño burbujea mucho menos y las tensiones empleadas son entre 1,5 y 3 voltios, mucho mas bajas que las equivalentes en el cromo. Esto se debe en que en el baño de cromado parte de la energía eléctrica se emplea en la reducción del ácido crómico a cromo metal. Sin embargo en este baño el efecto es casi únicamente de transporte entre el ánodo y el cátodo y prácticamente solo es necesario vencer la resistencia ohmica del baño. Precisamente como el burbujeo es mucho menor se corre el riesgo de que se queden burbujas pegadas a la superficie a niquelar y estas burbujas interrumpan el proceso de deposición de níquel en esos punto lo que se traduce en la aparición de cráteres y rugosidades, por eso, para conseguir la mejor calidad es necesario agitar el baño para desprender las burbujas. A este baño es conveniente conveniente añadir un agente agente humectante humectante para facilitar facilitar el mojado de las superficies y evitar la formación de burbujas.
86
Tres laminas con níquel depositado electroliticamente. electroliticamente. La primera lamina es con níquel brillante durante 10 minutos, la segunda con baño de níquel mate diluido, la tercera tiene un deposito de 1 mm de espesor don baño de níquel mate sin agitación. Obsérvese los cráteres que aparecen debido a las burbujas que quedaron adheridas a la superficie. Niquelado brillante. El niquelado brillante se realiza con un baño de composición idéntica idéntica al anterior al que se le añade un abrillantador. Resulta por lo tanto la siguiente composición. Sulfato de níquel 200 g/l Cloruro de níquel 60 g/l Acido bórico 10 g/l Sacarina 1,5 g/l Humectante 0,5 g/l Tener en cuenta que si se pretende que el acabado sea de calidad espejo la placa base debe estar pulido con esa calidad, una capa de
87
níquel brillante es brillante y lisa si es muy fina, si se pretende dar una capa gruesa no quedara brillante porque empezaran a surgir imperfecciones conforme conforme aumenta el grueso de la capa. Que es conveniente agitar para evitar las burbujas y para que la capa de níquel sea uniforme. La temperatura óptima de trabajo está entre 40 y 50 ºC, pero se puede trabajar bien a la temperatura ambiente. Notas La sacarina se emplea como agente abrillantador, yo he empleado sacarina de uso domestico y funciona bien. Tener en cuenta que no todos los edulcorantes edulcorantes son sacarina. Como agente humectante y a falta de encontrar otro mejor he empleado Mimosin. Niquelados diluidos Los baños anteriores son baños muy concentrados empleados industrialmente, industrialmente, la alta concentración de sales busca que el rendimiento en energía eléctrica sea muy alto, que la velocidad de deposición sea muy alta y que se puedan trabajar con altas intensidades de corriente para que la producción sea muy alta. A escala domestica domestica o de laboratorio laboratorio se pueden pueden sin ningún ningún problema diluir los baños añadiendo otro tanto de agua desgonzada. Eso si vigilar el pH para que este entre 4 y 5. El rendimiento de este baño es menor y burbujean mas porque no toda la corriente eléctrica se destina a la producción de níquel pero es suficientemente bueno. En todos los baños anteriores se emplea un ánodo de níquel que se va disolviendo conforme se va depositando depositando níquel en el cátodo. Por esto la concentración de sales en el baño en teoría no debe variar y esos baños pueden estar mucho tiempo en activo sin necesidad de añadirles sales.
88
Si en vez de emplear un ánodo de níquel se emplea un ánodo que no se disuelva en el baño (platino, plomo) las sales de níquel se convertirán por efecto de la electrólisis paulatinamente en sus ácidos libres, sulfúrico y clorhídrico, con lo que se producirán dos fenómenos, una disminución del pH (aumento de la acidez) y una disminución de la concentración de sales, esto llevara a la progresiva perdida de eficiencia del baño. Por esto los baños con ánodo inactivo no pueden aprovechar todo el níquel que llevan en disolución y cuando han consumido aproximadamente el 50% del níquel en sales disueltas se tornan ineficientes y sus depósitos no son buenos. Por ello, y aunque se pueden emplear, se recomienda que siempre se emplee ánodo de níquel. El empleo de baños con ánodo inactivo solo es recomendable cuando el baño de níquel se emplea pocas veces o se desaprovecha mucho baño. Conviene de todas maneras y a pesar de su poca eficiencia emplear baños bastante diluidos. Si se tiene dificultades en obtener níquel metálico para emplearlo como baño siempre se puede acudir al desguace de una batería de níquel cadmio o de hidruro metálico. FORMULA BASICA: Sulfato doble de Ni 900 gr Agua hirviendo 10 Lt Cloruro doble 300 gr Agua caliente 10 Lt Se disuelve por separado ambas sales y luego se mezclan. CUBA de PVC / ANODOS: Ni puro en placas gruesas. Luego de preparar, siempre debemos colar para evitar impurezas. SOLUCIÓN DE WATTS: Sulfato doble de Ni 240 gr Cloruro de Ni 45 gr 89
Agua destilada Corriente 100 Lt Ácido bórico 30 gr PH 4-5 Temperatura 43° C CE, Densidad 2-7 amp OTRA FORMULA: Sulfato doble de NI 10 p Ácido bórico refinad. 4 p Agua destilada 150 a 200 p La sal y el ácido se disuelven por separado en agua hirviendo y luego se completa el resto del agua. Todo lo demás es igual. OBSERVACIONES PARA EL NIQUELADO: 1. Los ánodos pueden ser placas de Níquel puro y fundido colocados hacia ambos lados del objeto pero no tan próximos. 2. Los ganchos, si son de cobre, no deben contactarse con el baño de Níquel porque lo corroe. 3. Cuando el depósito resulta empañado, puede deberse a exceso de la C.E y se presenta granulado, transparente y débil es por falta de C.E. 4. El desengrase de las piernas a recubrir, se realiza en una solución concentrada y caliente de Potasa cáustica. Luego de enjuagar, se baña en otra solución de ácido sulfúrico al 10% y nuevamente se enjuaga. 5. Rápidamente se sumerge en el baño de Níquel sin tocar a nada ni mucho menos con las manos. 6. Una vez que las piernas ya están recubiertas, se sumergen en agua caliente para que evapore rápidamente. Tampoco se toca con las manos.
90
7. Durante el baño se debe mover lenta y constantemente hasta terminar con el depósito. 8. OTRA FÓRMULA muy buena para aficionados: 9. El baño de Níquel no se adhiere fácilmente sobre el mismo níquel, por lo que es conveniente primero desniquelar antes de recubrirlo nuevamente. 10. Cuando baja el grado de concentración, se repone 4gr/Lt este debe diluirse en agua destilada caliente (60 C) y luego colar en tela de una lana limpia. 11. Cuando el depósito se desenmascara puede deberse a: a) Limpieza deficiente del objeto b) Corriente interrumpida durante el proceso c) Deposición sobre níquel 12. Cuando el depósito es muy brillante y también se desenmascara, puede deberse a que el baño está muy ácido. Analizar el PH y corregir agregando Carbonato de Níquel. 13. Cuando el depósito es oscuro, polvoriento y también se desenmascara, puede deberse a falta de acidez. En este caso, se analiza el PH y se corrige con ácido sulfúrico en la proporción de 1cc/ 4 Lt. 14. Cuando el depósito es negro, probablemente el baño contiene cobre en disolución. Cambiar el baño. 15. Cuando el depósito presenta estrías grises, el baño puede contener zinc. Cambiar el baño. 16. Estas y otras reacciones pueden presentarse en el transcurso del proceso. No desesperarse. Simplemente hay que analizar todo y deducir por lógica. Deposición catalítica de níquel Los procedimientos mas comunes parta recubrir un metal con otro son: la electrolisis, en la que se descomponen las sales de un metal 91
por la corriente eléctrica; la sustitución, en la que las sales del metal a depositar se reducen por el metal soporte y la reducción de sales de un metal por procedimientos catalíticos. Si tomamos un clavo de hierro y lo introducimos en una solución de sulfato de cobre en pocos segundos la superficie de hierro se recubre de una capa de cobre. En este caso se esta llevando una reacción de sustitución, el hierro del clavo sustituye al cobre. Otras reacciones similares se pueden llevar a cabo para dorar, platear, estañar etc. Este tipo de deposición es muy cómodo pero esta muy limitado porque el metal a depositar debe ser siempre mas electrositivo que el metal base, y la capa que se consigue por este procedimiento es siempre muy fina puesto que una vez que toda la superficie del metal base tiene una capa que lo proteja, la reacción se para. La deposición catalítica sigue otro proceso. Una disolución de sales de un metal se mezcla con un agente reductor, pero la reducción de ese metal necesita la acción de un catalizador para que actué. Si la superficie de un metal actúa como catalizador entonces el metal base se recubre del metal en cuestión. En el caso que exponemos el metal base es níquel en forma de cloruro de níquel, el reductor es una disolución de hipofosfito de sodio. Mezclando ambas disoluciones no se lleva a cabo ninguna reacción incluso aunque elevemos la temperatura a ebullición, salvo que actué un catalizador como el paladio o el propio níquel. Una formula práctica. Una sencilla, fácil de obtener, y de operar, con resultados satisfactorios. Cloruro de níquel 30 gramos Hipofosfito de sodio 10 gramos Citrato de sodio 100 gramos. 92
Ajustar el pH a 8-9 añadiendo amoniaco. Operar a 90ºC. Como hemos nombrado si disponemos de la solución anterior incluso a la temperatura mencionada no se produce ninguna reacción. Necesitamos de la acción de un catalizador. Para probar que la solución funciona podemos introducir un objeto de níquel, digo níquel porque es mucho mas barato que el paladio. Al introducir un objeto de níquel bien limpio comienzan a producirse burbujas y se deposita níquel. En la reacción se produce hidrogeno y las burbujas mencionadas, que son de hidrogeno, indican que se esta reduciendo níquel. Como es normal no parece muy necesario recubrir de níquel un objeto de níquel. ¿Que pasa con otros metales? Cobre. El cobre no tiene efecto catalítico sobre ese baño, así que si introducimos un objeto de cobre no pasa nada. Pero si tocamos durante unos instantes el objeto de cobre mediante un objeto de hierro bien limpio, se produce un par galvanico y la superficie de cobre se recubre de una finísima capa de níquel. A partir de este momento el poco níquel depositado cataliza la reacción y continuara la deposición en la superficie de cobre recubriéndola totalmente. Zinc. El zinc tampoco actúa como catalizador en este baño, pero al introducirlo el la solución se produce una reacción de sustitución y el zinc se recubre parcialmente de níquel, después esta superficie cataliza la reacción continuando la deposición.
93
Latón. El efecto es similar al caso del zinc ya que el latón esta formado por zinc y cobre. Hierro. El caso es similar al del zinc, pero hay que tener en cuenta que el hierro no debe estar pasivado, la superficie debe estar muy limpia y ligeramente atacada con ácido clorhídrico para que entre en reacción. También se pueden recubrir de níquel el acero inoxidable, el aluminio y otros aunque requieren tratamientos previos especiales que se describirán en otra ocasión. Operación Como se ha nombrado, el baño debe operar a unos 90ºC de temperatura manteniendo el pH entre 8 y 9. La velocidad de deposición del níquel de entre 10 y 20 micras por hora, siempre que se mantengan las condiciones especificadas. Como se deposita níquel metal el baño se va haciendo cada vez mas ácido y por ello hay que ir neutralizando la acidez mediante una solución de hidróxido amónico. De la misma manera el hipofosfito se va agotando y conviene reponerlo. Para reducir totalmente el níquel del baño expuesto se necesita al menos 150 gramos de hipofosfito, aunque lo general es que cuando se haya agotado la mitad del níquel el baño este muy contaminado y convenga reponerlo totalmente. Pero cuando veamos que la reacción se enlentece y que las burbujas se forman muy lentamente hay añadir hipofosfito. Si se añade hipofosfito en exceso puede que se precipite en níquel en forma de hipofosfito insoluble. El efecto del citrato de sodio es evitar la formación del hipofosfito y además ayudar a mantener el pH.
94
El níquel que se deposita en esta reacción contiene de 5 al 10% de fósforo y resulta bastante resistente a la corrosión y al desgaste. Una ventaja del niquelado catalítico es que la velocidad de deposición es bastante uniforme en todos los lugares de una pieza, por ello, manteniendo una agitación adecuada se pueden niquelar piezas muy complicadas con la garantía de que se niquelaran los lugares mas inaccesible. Por el contrario el níquel electrolítico ofrece un acabado mas brillante.
95
CAPITULO 6: CROMADO Introducción al cromado El cromado, hasta ahora, ha sido una de aquellas artes místicas que es seguida por todos tipos de mitos en cuanto a las dificultades de hacer el trabajo, aún de hecho, el proceso no es más difícil que ningún otro procedimiento de revestimiento. El más común es la de seguridad y disposición de las sustancias químicas, y dirigiremos ambos asuntos ahora. Si tratamos con muy pequeñas cantidades de sustancia química comparada a las fábricas de revestimiento, entonces los problemas de la disposición son casi inexistentes. El ácido crómico tiene una cantidad tan grande de autentico cromo en ello, que esto por lo general toma varios años para la mayor parte de la gente desgastarlo, siendo raras veces es eliminado. Siempre que usted sigue las instrucciones explícitamente, creemos que cualquier peligro en el uso de estos químicos será minimizado y mucha satisfacción será obtenida de sus esfuerzos.
96
Instrucciones de limpieza para el cromo duro Las superficies para ser cromadas deben ser limpias y libres de la herrumbre. Para limpiar el trabajo antes del revestimiento, el procedimiento siguiente general será suficiente en la mayoría de los casos: 1. Desengrasar la superficie de trabajo a fondo con la utilización de un vapor comercial desengrasante, la acetona o laca thinner. 2. Fregar todas las superficies con Limpiador Abrasivo suave. 3. Trabajo de aclarado a fondo en agua limpia inmediatamente. HAGA LA PRUEBA DE ROMPER EL AGUA Películas continuas de agua son una buena indicación de superficies correctamente limpiadas. Sumerjas el trabajo en el agua y busque la distribución de agua sobre la superficie para ser plateada. Las gotitas o superficies donde el agua no se adherirá indicarán una superficie aceitosa no conveniente para el revestimiento. Óxidos comerciales y aquellos nítricos resultantes de herramientas o partes y otras impurezas persistentes pueden ser quitados con eficacia por la inmersión en una solución del 25 % (por vol.) ácido muriático durante 15 minutos seguidos por un enjuague de agua fría antes del revestimiento. PRECAUCIÓN: Debe tener cuidado para no destruir terminaciones metálicas por el tratamiento también prolongado o severo. Un enjuague de agua fría debería seguir antes del revestimiento. En la mayoría de los casos estas superficies son libres de impurezas superficiales y requieren simplemente el desengrasar seguido con la inmersión en desengrasante. Después deberían dar a la superficie un enjuague de agua fría. Protegiendo Superficies Limpias Si por cualquier razón, la superficie de trabajo ya limpiada no puede ser cromada inmediatamente después de la limpieza, la inmersión en desengrasante prevendrá la oxidación de la superficie limpiada. El trabajo entonces puede permanecer en la atmósfera hasta períodos de 97
una hora o menos. Cuando este listo para el revestimiento, las piezas deberían ser enjuagadas en agua limpia. LA TÉCNICA DEL CROMADO El cromado se ha extendido notablemente en estos últimos tiempos, por su color brillante lustroso de metal blanco, con ligero tinte azulado, .aplicable a los más variados objetos, a los que da una apariencia de platino pulido, sumamente resistente a la oxidación. Pero la práctica del cromado difiere bastante de la práctica de otros revestimientos electrolíticos, como cobreado, niquelado, plateado, etc. En estos últimos revestimientos, después de unos pocos ensayos se obtienen, de ley ordinaria, resultados satisfactorios, porque la composición del baño electrolítico está ya completamente .estandarizado»; no así con respecto al cromado. Con todo, no deben considerarse como definitivos los primeros fracasos que puedan ocurrir; la experiencia adquirida en los primeros ensayos servirá para progresar, hasta llegar a la meta deseada.
La mejor manera de conseguir superficies duras, capaces de resistir el desgaste del uso, es el cromado: las herramientas de acero tienen una 98
dureza que oscila entre 5 y 7, mientras que la del cromo llega a 9, sólo superada por el diamante, que llega a 10. Una herramienta de acero cromado puede usarse cuatro veces más tiempo que de ordinario, antes de volverla a afilar. a) Condiciones para un buen cromado. Para que nadie que intente cromar por vez primera se vea sorprendido en sus fracasos iniciales, indicaremos algunas de las cosas adversas que pueden ocurrir. Cuando se trabaja con otros metales (cobre, níquel, plata, etc.), la tensión e intensidad de la corriente empleada regulan la cantidad de metal que se va depositando. Ahora bien, esto no suele ocurrir con el cromo. Puede suceder que no haya depósito alguno de cromo, si la corriente es muy pequeña, porque el ácido crómico de la solución o baño electrolítico se convierte en bicromato de cromo; mientras que, al aumentar la corriente, se suele producir una rápida formación de hidrógeno en el cátodo. Trabajando con otros metales, se debe evitar cuidadosamente la producción de hidrógeno; no así en el cromado, antes al contrario, se ha de procurar producirla, por ser indicio de la corrección del trabajo que se está efectuando. La intensidad de la corriente, que debe emplearse en el cromado, depende de la concentración y temperatura del baño y de la naturaleza del objeto que se trata de recubrir. Al principio empieza por formarse un depósito de aspecto lechoso, y al observar esto, deberá aumentarse la intensidad de la corriente. Cuando la corriente está en su punto, se observará que el depósito se pone brillante. A partir de este momento, no se requieren más ajustes para que la operación continúe de la misma forma hasta el fin. Los factores decisivos que deben tenerse muy en cuenta en el cromado son la temperatura y la concentración del baño; de ellos depende que el depósito de cromo sea firme, brillante y duradero. El punto crítico de la intensidad de la corriente se revela por la 99
formación de un depósito brillante; y si se pasa este punto, el cromado ofrece un color blanco mate, que luego deberá pulirse para que resulte brillante. Para el cromado se requiere una armazón de madera o metal con base de madera sobre la que se asienta un calentador eléctrico o un hornillo de gas para calentar un recipiente de agua que hace las veces de baño de María. Dentro de este recipiente va otro de vidrio o porcelana, con la solución de cromar mantenida a temperatura uniforme por medio del agua caliente del recipiente exterior. Es conveniente colocar sobre el pequeño recipiente del interior del baño unos bloques para evitar el contacto directo con el fondo del recipiente mayor. La armazón sirve para sostener el mango-ánodo, dispuesto de manera que pueda sumergirse lentamente en la solución de cromar, hasta que la corriente de flujo adquiera la intensidad de medio amperio. Cuando el mango-ánodo, que debe ser de plomo, se halla sumergido hasta el punto requerido, se fija en esta posición, que debe mantenerse hasta terminar la operación de cromar. Si han de ser muchos los trabajos de cromado, es conveniente emplear un conmutador, regulado por un termostato en el baño de agua, que mantenga uniforme automáticamente la temperatura, cerrando y abriendo la corriente del calentador. Al cromar, la solución produce gran cantidad de gases, que no deben respirarse por ser muy nocivos a la nariz y garganta; por esto conviene colocar un ventilador entre el recipiente y el operador que empuje los gases hacia la ventana, o mejor aún un extractor de capacidad suficiente para extraer en forma segura los gases formados. También puede usarse una máscara con filtro de carbón. Otra precaución conviene todavía tomar, y es untarse la nariz por dentro de vaselina, sobre todo si se ha de trabajar mucho tiempo, y además usar guantes de goma.
100
Si por cualquier accidente la solución salpicase a las manos o cara, lávense inmediatamente las partes afectadas con agua corriente. Además es condición indispensable que no haya fuego ni ningún elemento que pueda encender los gases desprendidos, ya que el baño de cromado es uno de los que más hidrógeno produce. Las piezas que se han de cromar deben estar exentas de orín u óxido, si bien en este caso la limpieza no ha de ser tan escrupulosa como para los otros baños metálicos, puesto que el mismo ácido del baño es más efectivo que el jabón o cualquier otro disolvente. La desoxidación de los objetos se practica sumergiéndolos en solución diluida de ácido clorhídrico (1 parte de ácido por 10 de agua) (volcar ácido sobre agua, jamás al revés) llevada a la temperatura de 50°. Si la capa de orín es tenue, en 10 minutos queda disuelta, pero si es algo gruesa, se necesita por lo menos una hora. Después de este tiempo, se sacan los objetos del baño, se frotan bien y se enjuagan. Antes de proceder al cromado se deben alisar bien los objetos, sirviéndose de una piedra de amolar adecuada; luego se pulen con pulidor rotativo, hecho de algodón, cargado primero de sílice en manteca y después de trípoli. Para el pulido final se usa un pulidor de franela, cargado de trípoli y dotado de gran velocidad de rotación. Los agujeros, como los de las tijeras, suelen resistir al cromado, porque el hidrógeno producido repele al cromo de las superficies contiguas; por esto estos agujeros deben obstruirse con arena, arcilla plástica o corcho.
Motor para Pulir con discos intercambiables
101
b) Práctica del cromado. 1. Para cromar se requiere un baño preparado según la siguiente FÓRMULA: Agua destilada ..... 475 cc. Ácido crómico ....... 255 gramos Ácido sulfúrico ...... 14 cc. El buen resultado del cromado depende de saber mantener en la solución el sulfato dentro de los límites requeridos, conservar la temperatura del baño constantemente a 35°C y mantener la corriente a razón de 75 amperios por cada 9 decímetros cuadrados de superficie que se está cromando. El ácido crómico del comercio contiene muy escasa cantidad de sulfato y por esto se le ha de añadir algo de ácido sulfúrico. Cuando la cantidad de sulfato es correcta, se produce un depósito brillante de cromo a la temperatura de 55°, con tal de que el amperaje sea el conveniente. La mejor manera de conocer si la cantidad de sulfato es la conveniente, consiste en añadir gota a gota ácido sulfúrico, mientras se está cromando una pieza de muestra. Importante: nunca vuelce el agua sobre al ácido, siempre el ácido sobre el agua. La corriente puede ser suministrada por una batería de acumuladores de 6 voltios, con el polo negativo conectado al objeto que se trata de cromar y el positivo va al ánodo, después de pasar por un amperímetro. Conviene usar alambre grueso de cobre, bien protegido con goma, para que no se caliente excesivamente cuando pase por él una corriente considerable. La corriente requerida ha de ser de 75 amperios por nueve decímetros cuadrados (un pie) de superficie del cuerpo que se trata de cromar. He aquí las fracciones de corriente cuando se trata de cromar objetos pequeños: 1 cm2 requiere 0.0833 amperios; 5 cm2, 0.4165 amperios; 10 cm2, 0.833 amperios; 50 cm2, 4.165 amperios. y 100 cm2, 8.33 amperios. 102
Si falla cualquiera de los factores antes indicados: concentración del baño, temperatura y densidad de corriente, el depósito de cromo resulta escamoso o defectuoso. Los primeros 5 segundos determinan el tipo de depósito, pero generalmente no se forma una capa de cromo de espesor satisfactorio sino a los 20 minutos. Si al principio el depósito no aparece correcto, se debe sacar el objeto y sumergirlo en la solución caliente de ácido clorhídrico para quitarle mejor el orín. 2. Otro baño electrolítico muy a propósito para el cromado se prepara a base de la siguiente FÓRMULA: Agua . ...................4 litros Ácido crómico ..1000 gramos Ácido sulfúrico . 10 gramos A medida que el trabajo progresa, la solución se empobrece en cromo, por lo cual es menester reponer el cromo desaparecido con adiciones escalonadas de ácido crómico, pero no de ácido sulfúrico. Si el ácido crómico se añade en mayor proporción que la indicada en la fórmula, el punto de trabajo se hace más crítico con respecto al acabado brillante; y lo mismo debe decirse si se aumenta la proporción de ácido sulfúrico. A veces el depósito no es de cromo. sino de impurezas contenidas en el baño; por esto débese procurar el empleo de materiales puros (ácido sulfúrico y ácido crómico) y lavar bien los objetos que se trata de cromar, sobre todo si antes hubiesen estado en otro baño. El cromado requiere una corriente eléctrica bastante intensa; por esto debe contarse para ello con una buena batería de acumuladores, o lo que es mejor, servirse de la corriente de la línea, ya directamente, si es continua, ya indirectamente, por medio de un convertidor. La densidad de la corriente ha de ser de 0.9 a 1.5 amperios por cada centímetro cuadrado de superficie que se trata de cromar. Esto, pues, exigirá disponer de un amperímetro. 103
La temperatura mejor del baño es la que oscila entre 35 y 45 grados. Si la temperatura desciende a 30°, ya no se forma depósito brillante, a no ser que se reduzca notablemente la densidad de la corriente. Por el contrario, si la temperatura excede de los 50° aumenta el depósito, pero éste nunca queda del todo brillante, sino algo opaco. Aun trabajando en las condiciones ideales, el cromo se deposita siempre con dificultad en las oquedades; lo contrario de lo que hace el cobre, que, en este aspecto, es un metal ideal. El ácido crómico, que entra en la composición del baño, por razón de su carácter corrosivo, obliga a conectar la corriente antes de introducir el objeto, a fin de que el depósito comience a formarse cuanto antes. El cromado difiere todavía bajo otros conceptos de los otros revestimientos metálicos, por ejemplo en la eficacia de la corriente. Así, en el cobreado la mayor parte de la corriente se invierte en depositar el metal; en cambio, en el cromado sólo el 15 por ciento de la energía eléctrica se emplea en depositar el cromo, pues el 85 por ciento restante se invierte en la producción de hidrógeno, que se forma abundante alrededor del objeto, para luego desprenderse en forma de burbujas. Cuanta más alta es la temperatura, tanto mayor es el desprendimiento, de hidrógeno. El cromo metálico es bastante caro, y suele usarse en polvo prensado en forma de panes o terrones, pues no hay especial ventaja en emplearlo como ánodo bajo la apariencia metálica. Pero, para poder utilizar este polvo de cromo, hay que convertirla en ácido crómico. Para reducir los gastos del cromado, suele ponerse como ánodo una placa insoluble, que al parecer podría ser de carbón; pero la experiencia ha demostrado ser poco eficaz, pues se desintegra muy rápidamente. Otros han recurrido al acero, con éxito sólo hasta cierto punto, porque al disolverse forma bicromato de hierro, que entorpece la formación del depósito de cromo. En la actualidad se utilizan casi universalmente 104
los ánodos de plomo y, por cierto, con gran éxito, con tal de que se saquen de cuando en cuando. La razón de ello se da en el párrafo siguiente. c) Instrucciones de carácter práctico. A medida que progresa el cromado se forma sobre el plomo una delgada película de materia insoluble, que ofrece gran resistencia al paso de la corriente y absorbe inútilmente no poca energía eléctrica. Este inconveniente se evita, sacando de cuando en cuando las placas de ánodo y raspando la película formada. Asimismo debe sacarse el ánodo del baño cuando no está en uso, porque produce una pequeña inversión de corriente. Hay también otro medio para obviar el inconveniente que acabamos de apuntar, de carácter preventivo, el cual consiste en recubrir el plomo de una capa de bióxido de plomo, para impedir la formación del cromato de plomo insoluble; esta capa de bióxido es buena conductora de la electricidad, y para obtenerla se sumerge el plomo en un recipiente con ácido sulfúrico diluido, haciendo las veces de ánodo, y se pone otro plomo como cátodo: a los pocos momentos del paso de la corriente, el plomo del ánodo se habrá recubierto de una capa de bióxido, de color marrón. Conviene tener presente que la superficie de los ánodos no debe ser mayor que la de los objetos que se trata de cromar, sino más bien menor, siempre que el baño no sea muy fuerte. Además, conviene que el ánodo esté dispuesto lo más uniformemente posible frente al cátodo, y si se colocan ánodos de menor tamaño frente a las concavidades de los objetos, el depósito de cromo se realiza en forma más uniforme. Los conductores eléctricos destinados al cromado deben ser algo gruesos y conectados lo más firmemente posible a los objetos que se trata de cromar, teniendo en cuenta que debe pasar una corriente de 17 amperios por decímetro cuadrado de superficie destinada al cromado.
105
La mejor conexión es la soldadura, pero como ésta no es siempre posible, si el objeto se suspende de alambres se procurará cambiarlo de sitio de cuando en cuando, para evitar la formación de marcas o rayas. En el cromado hay ciertas operaciones que deben efectuarse a ojo, como la adición de ácido crómico, a medida que se empobrece la solución; esta operación debe efectuarse con sumo cuidado teniendo en cuenta el estado del cromado y la mayor o menor facilidad en la formación de un depósito brillante. La pobreza del baño en ácido sulfúrico, se traduce en la formación sobre los objetos de manchas de color marrón, de hidróxido crómico, cuando la proporción de ion sulfato es pequeña con respecto a la proporción de ácido crómico. En cambio, si la proporción de ácido crómico es excesiva, con respecto a la del ion sulfato, el baño no trabaja. También tiene importancia la concentración del baño: si éste es poco concentrado, o sea si tiene demasiada agua, el espesor del depósito de cromo es muy tenue. El que trabaja en cromar debe tener la precaución de no aspirar las emanaciones que salen del baño junto con el hidrógeno, por ser nocivas al organismo. Por esto conviene tener a mano un buen extractor de aire, cuando el cromado tiene lugar en gran escala, o poder tapar las cubas durante la operación. Tampoco puede tocarse con las manos el baño, pues el ácido crómico produce heridas en la piel, por lo cual se debe trabajar con guantes, o cuando menos tener las manos untadas con aceite o vaselina. Por lo común el cromado se aplica directamente sobre el hierro o el acero a manera de protección mecánica, a fin de obtener una superficie de mayor dureza. Pero el cromado expuesto al aire, por ser de naturaleza algo porosa, no libra a los objetos de hierro de la corrosión. Por esto, para tener un cromado duradero, los objetos de hierro o acero deben primero cobrearse lo más perfectamente posible, y si se trata de aleaciones de cobre, lo más práctico consiste en darles un revestimiento de níquel, antes de aplicarles el revestimiento exterior de cromo.
106
La batea o cuba para el baño electrolítico ha sido objeto de minucioso estudio. Las cubas de vidrio o de loza suelen excluirse por ser demasiado caras y frágiles. Lo más práctico consiste en hacer las cubas de acero, pero revestidas interiormente con vidrio reforzado con tejido de alambre, o bien de algún material plástico, que las inmunicen de la corrosión y de los cortocircuitos. Cubas con ganchera y regulador de velocidad incluido Tanque modelo AMT0. Totalmente construído en polipropileno soldado a extrusora y con capacidad para 50 litros de solución, permite diversos usos intercambiables: ganchera fija, movimiento catódico de ganchera (com várias piezas), carretel rotativo (para piezas pequeñas interligadas, etc,) y soporte para TAMBOR ROTATIVO Todos los movimientos cuentan con ajuste fino de velocidad.
Actualmente existe entre los cromadores la tendencia a reducir algún tanto la densidad de la corriente, o sea que oscile entre 8 y 11 amperios por decímetro cuadrado, la temperatura de 20 a 40 grados. Se ha visto también que el electrolito que trabaja en condiciones ideales tiene la composición de 250 gramos de ácido crómico por 2.5 gramos de ácido sulfúrico en un litro de agua. Cuando se trata de cromar pequeños objetos ornamentales, como cuando la película de cromo ha de ser delgada y sobrepuesta a otra de níquel, el baño debe componerse de 250 gramos de ácido crómico por 3.3 de ácido sulfúrico en un litro de agua, y la corriente ha de ser de 11 a 16.5 amperios por decímetro cuadrado de superficie que se trate de cromar, en un tiempo que no ha de exceder de 25 minutos.
107
La capa preliminar de níquel debe aplicarse con una densidad de corriente no superior a 0.33 amperio por decímetro cuadrado y una temperatura de 37°C. d) Cromado en colores. A partir del año 1937 se ha introducido en la industria el cromado en colores; este cromado, además del toque artístico que comunica a los objetos, posee un acabado sumamente lustroso y de gran resistencia a la oxidación. El procedimiento ha sido aplicado a los más variados objetos ornamentales de uso doméstico, y los tintes o tonos poseen gran fijeza, por no entrar en ellos tinturas o anilinas. Los datos prácticos para el cromado en colores no son todavía del dominio público, por el secreto con que los guardan sus descubridores, si bien ya han comenzado a lanzarse al mercado algunos reactivos apropiados de naturaleza orgánica, dispuestos para ser agregados sin ninguna clase de requisitos al electrólito común. En síntesis, el procedimiento consiste en ejecutar el cromado en la forma antes descripta, y después de pulir y bruñir el objeto, se vuelve a introducir, durante unos pocos minutos, en un baño nuevo que contiene el reactivo antes indicado. La corriente en este caso debe ser muy débil, o sea de 0.10 a 0.35 amperio por decímetro cuadrado, y la temperatura del baño ha de mantenerse alrededor de los 22°. La duración del proceso tiene gran importancia, no sólo sobre la profundidad, frescura y brillo del tinte obtenido, sino también sobre el propio color, pues se citan casos en que la diferencia de 2 minutos ha cambiado la coloración del verde en anaranjado. Por esto en algunos establecimientos dedicados al cromado en colores, se han dispuesto instalaciones con interruptores automáticos gobernados por relojes, a fin de cortar la corriente en el preciso momento de alcanzarse el tono deseado.
108
e) Determinación de la composición del baño: Por ser de tanta importancia en el cromado el contenido de ácido crómico y de ion sulfato, conviene conocer alguno de los procedimientos rápidos para su determinación. Para hallar el total de cromo, se toma una muestra del baño de 10 cc. que se diluye hasta llegar a los 100 cc., y luego se la vierte en una solución común de acetato de plomo, que contenga 20 gramos de sal por litro. Se echa mano de una placa de toque, con nitrato de plata como indicador, el cual señala el exceso de plomo por el color rojo neto que toma el nitrato de plata. El color rojo se debe a la presencia de cromo y sulfato, que son precipitados por el acetato de plomo antes de que se coloree el indicador de nitrato de plata. Las conexiones para el baño pueden hacerse por el conocido método de los dos conductores o barras maestras, una positiva y otra negativa. Pero el sistema de distribución de tres cables o de voltaje múltiple permite mayor flexibilidad; por esto se construyen ya generadores de doble colector, que dan tensiones distintas y cuentan con un negativo común; y luego por reóstatos se obtienen los voltajes intermedios. Cuando se trata de cromar una gran variedad de artículos, se hace muy difícil distribuirlos de manera que cada barra posea igual resistencia. Por otra parte, la intensidad de la corriente que circula por uno cualquiera de cierto número de circuitos en paralelo, depende de la resistencia de los mismos. Todavía esta situación se complica cuando la distribución se refiere a varios baños con distribución de voltaje múltiple. Para obviar estas dificultades, se puede emplear un reóstato para cada baño, conectado en serie con el mismo, a fin de poder regular la tensión, y por ende, la corriente. Tal es el modo de cromar cualquier cantidad de objetos, de los más variados tamaños y formas, sin pérdidas sensibles de corriente.
109
Cromador industrial - para cromado en serie Actualmente se prefieren cromadores mas pequeños, En las grandes fábricas se utiliza este tipo de equipo en línea por su mayor soporte al desgaste y gran eficiencia.
Los reóstatos comúnmente empleados en esta clase de trabajos permiten regular la tensión hasta una fracción de voltio. En conexión con los baños suelen emplearse medidores de amperios-horas, graduados de suerte que den directamente el peso del metal depositado durante la operación. Con este truco, si se trata, por ejemplo, de cromar una gruesa de cucharas, y se conoce el peso total del metal que se desea depositar, cuando el índice del medidor llega a marcar el amperaje correspondiente a dicho peso, suena una campanilla o se enciende una luz, que indica la terminación del trabajo. Los equipos rotativos automáticos ofrecen la indiscutible ventaja que las burbujas de hidrógeno formadas sobre el cátodo se desprenden 110
inmediatamente por acción del movimiento de los mismos, lo cual permite el empleo de corrientes más intensas, con la consiguiente reducción del tiempo de inmersión de las piezas en el baño. Si el mismo aumento de corriente se aplicase a un baño inmóvil, las burbujas comunicarían al cromado un aspecto tosco, conocido vulgarmente con el nombre de superficie quemada. Con las instalaciones automáticas se logra, en un tiempo prefijado de funcionamiento mayor uniformidad en el trabajo, sin necesidad de tener personal muy experto, aparte de que con menor espacio se consigue mucha mayor cantidad de trabajo. El sistema automático se hace del todo indispensable cuando se trata de producir en masa artículos determinados, como los usados, por ejemplo, en la industria del automóvil. f) Cromado de objetos de forma particular. Cuando los objetos destinados al cromado presentan alguna conformación especial, el ánodo debe también revestir forma peculiar, dado que el cromo se deposita primero y más en las partes del objeto próximas al ánodo. Las superficies de curva uniforme, como los reflectores, se hacen girar dentro del baño unos pocos grados cada minuto, manteniendo este movimiento constante mientras se croma. Como el flujo de la corriente queda determinado por el área de plomo sumergida en el baño, es necesario practicar ensayos preliminares para determinar el diámetro requerido, para dar el amperaje correcto al área destinada a cromar. Si las superficies son grandes, la fuerte corriente requerida exige buenos contactos entre los objetos y el alambre. Siempre que se pueda, se suelda el alambre a la pieza; cuando esto no es posible, se utiliza una pinza de resorte, que se hace cambiar de posición durante el cromado, a fin de que no quede ningún punto sin cromar.
111
En este caso, el área de la pinza debe sumarse a la del material en el cálculo de la corriente necesaria.
Las figurillas y los ornamentos se croman mejor en solución diluida, y se comienza la operación con una densidad de corriente inferior a la indicada en la serie anterior, pero aumentándola gradualmente hasta el máximo durante el cromado. Los objetos de formas irregulares, que no permiten ánodos especiales, deben mantenerse en constante movimiento dentro del baño para asegurar una capa de cromo uniforme en todas sus partes.
De suyo el niquelado propuesto sólo sirve para objetos de acero, cobre o níquel. Si se quiere cromar objetos de otros metales, antes deben éstos ser niquelados o sometidos a un baño de cobre. Para obtener dureza de filo o resistencia al uso en las herramientas, basta un cromado de una décima de milímetro o poco más. Cuando se trata de cromar herramientas débese antes calcular un excedente para afilar la superficie de suerte que forme un filo bien cortante, lo cual requiere un depósito bastante grueso.
112
Una vez terminado el cromado, por ser suficiente el espesor del depósito, se lava el objeto en agua corriente y se introduce en aserrín para que lo seque e impida la formación de manchas debidas al agua. La solución de cromar, después de usada, contiene una mayor cantidad de sulfato, y para que pueda volverse a emplear, débese eliminar el exceso de sulfato mediante la adición de carbonato de bario, que forma sulfato de bario muy insoluble. Se agita, se deja reposar y se decanta el líquido claro que sobrenada. Este líquido, con adición de ácido crómico y un poco de ácido sulfúrico, puede dar una solución igualmente apta que la primitiva. g) Cromado duro. – CROMO DURO INSTRUCCIONES GENERALES Mantener la corriente removedora de 1 amperio. Cuando los primeros signos de un constante burbujeado de acción en el trabajo emergen o cuando una gota abrupta es observada en la lectura del amperímetro, el removedor debería ser finalizado. El trabajo entonces debería ser retirado de la solución para examinarlo.
113
Si después de la inspección de la superficie de trabajo el cromo no es quitado, el trabajo debería ser sumergido de nuevo y quitado hasta que todos los signos de cromo hayan desaparecido. Como la placa de cromo es quitado por remoción en una forma bastante más rápido de lo que ello es depositado, la extrema precaución debería ser ejercida al quietar el cromo. PINCIPIOS DEL CROMO DURO "Las líneas de acción " pueden ser asumidas para viajar en una línea directa (mostrado aquí) desde la superficie del ánodo a la superficie de trabajo o el cátodo.
La dirección y el control " de las líneas de acción " son necesarios para éxito del trabajo de revestimiento, en cuanto a la uniformidad de deposición y la eliminación de desarrollos excesivos. Sin este control, las incontroladas las líneas de acción " superponen la paralela produciendo acumulaciones indeseables como es mostrado aquí. El control direccional de estas " las líneas de acción " en realidad es obtenido por la eliminación de aquellas no necesarias para lograr el trabajo de revestimiento. Esta eliminación es alcanzada aislando las superficies del trabajo de las ciertas partes del tanque o la superficie de ánodo con materiales 114
no conductores y ácidos resistentes como en el caso del ajustador de nivel líquido. El grosor de depósito es controlado al tiempo de inmersión en el baño de revestimiento en un nivel de densidad recomendada con la solución en la temperatura ambiente ambiental. La corriente recomendada (el amperaje) es determinada por aproximación sobre la superficie de pulgadas cuadradas del área de trabajo donde la placa es deseada y admitir 2 amperios. Mirar el nivel de Deposición. Nivel Líquido ajustador Para mantener tolerancias cercanas y evitar excesivo aumento de placa de cromo duro sobre ciertos puntos o áreas del trabajo del objeto requieren un control direccional de las “líneas de acción”. Note en la figura de abajo que el paralelo (horizontal) y las no paralelas "líneas de acción " se concentran en la parte mas baja del trabajo.
Esto resulta en la acumulación excesiva de placa de cromo duro en la parte inferior del trabajo como mostrado en la debajo.
115
Un método simple y conveniente de aliviar esta condición es el empleo de un dispositivo conocido como el ajustador de nivel líquido. Mostramos un diseño típico aquí. El dispositivo entero es hecho de Plexiglass.
La plataforma del ajustador puede ser levantada o bajada mediante la vuelta de las barras roscadas plásticas. Note en la debajo, que la plataforma de ajustador de nivel líquida ha sido localizada en la posición correcta para este uso particular. En la mayoría de los casos, la pieza de trabajo debería descansar plateando sobre la plataforma de ajustador. En consecuencia la plataforma de ajustador de nivel líquido elimina las indeseables (o las no paralelas) " Líneas de Acción " sin el cual, este
116
control direccional produciría efectos indeseables de depósito desigual y el fuerte exceso como es mostrado en la Figura 8. Sin embargo, por la colocación correcta de la plataforma de ajustador de nivel líquido (ver Figura debajo), el resultado deseado es obtenido como se encuentra ilustrado en la última figura.
Piezas e instrumentos puede ser plateados individualmente por este método a tolerancia dimensional exacta. Para múltiples revestimientos de herramientas o piezas serán a una tolerancia dimensional crítica.
Resultado deseado satisfactoriamente.
117
Especificaciones del cromo duro El cromado duro tiene un coeficiente de rozamiento muy bajo, y ahora se ha encontrado un sistema para depositarlo local o totalmente sobre todo metal de hierro y casi sobre todas las materias comunes. Los números de dureza con máquina de entallar diamantífera con carga de 5 kilogramos fueron de 850 a 1000, bajando a 850 si se calentaba a 100° y a 800 bajo 200°. Los mecánicos apreciarán al punto esta utilidad en las superficies expuestas a mucha corrosión, abrasión y fricción. En caso de gran fricción se aumenta la capa depositada, con lo que se economizan gastos de conservación. Por esto en la actualidad muchos industriales emplean el sistema monocromo para recubrir cilindros, válvulas, balancines, cigüeñales, etc., de cromo duro. En ciertos casos se obtiene un aumento de duración que alcanza el 500 por ciento, por lo que es apropiado para cojinetes semisecos, como los de las máquinas de alimentos e industrias tintóreas, por su bajo coeficiente friccional. Una aplicación muy reciente consiste en depositar directamente el cromo sobre el aluminio o aleaciones de este metal, con lo que se reduce el peso de los objetos y se suprime la corrosión, cuando hay contacto con agua salada o de lluvia. Otra aplicación es el reacondicionamiento de calibres, con sólo depositar una capa de cromo y luego esmerilarlo hasta las dimensiones exactas requeridas. Esto último es especialmente ventajoso cuando se trata de piezas de aluminio, que, como se sabe, tienen un elevado coeficiente de dilatación, pero si se emplean calibres de aluminio, no habrá discrepancia alguna, como sucedería si éstos fuesen de acero.
118
TANQUES BABY para BIJUTERI, cromo, etc. : Sistemas modulares con tanques unificados, sistema eléctrico contínuo de movimiento ajustable de carretel o ganchera.
Tanques en polipropileno sin movimiento automático y rectificadores digitales de bajo costo, fáciles de utilizar y dotados de ajustes automáticos y manuales precisos. Los retificadores modelos AM50/100/200 usan un mismo gabinete para potencias de 50 a 200 Ampéres. Dotados de timer, contador de Amperes y contador de micrones, permite, através de entradas por un teclado de membrana, definir el espesor a ser aplicado, el tiempo necesario y cuando será necesaria la reposicion de aditivos al baño.
Resumen de las operaciones para el Cromado sobre Hierro o Acero y sobre Bronce y Cobre
119
Hierro o Acero 1. - Pulimento. 2. - Desengrase (disolvente). 3. - Enjuague con agua fría. 4. - Niquelar 5 a 15 minutos. 5. - Enjuague con agua fría. 6.- Cobreado (ácido) 45'-60'. 7. - Enjuague en agua fría. 8. - Secado en aserrín. 9. - Pulimento. 10. - Desengrase. 11. - Enjuague en agua fría. 12. - Niquelado (35' mínimo). 13. - Enjuague en agua fría. 14. - Enjuague en agua caliente. 15. - Secado en aserrín. 16. - Abrillantado. 17. - Desengrase. 18. - Enjuague en agua fría. 19. - Enjuague en agua caliente. 20. - Cromado 2'. 21. - Inmersión en agua caliente 50°-60°C. 22. - Inmersión en agua fría. 23. - Neutralización en eso. de Soda Solvay a 33 grs./lt. 24. - Enjuague en agua fría. 25. - Enjuague en agua caliente. 26. - Secado. 27. - Abrillantado. Bronce y Cobre 1. - Pulimento. 2. - Desengrase (disolvente). 3. - Enjuague con agua fría. 4. - Inmersión en Cianuro de Sodio al 5 %. 5. - Enjuague en agua fría. 6. - Inmersión en Ácido Sulfúrico al 5 %. 7. - Enjuague en agua fría 8. - Niquelado 35' mínimo. 120
9. - Enjuague en agua fría. 10 - Enjuague en agua caliente. 11 - Abrillantado. 12 - Desengrase. 13.- Enjuague en agua fría. 14 - Enjuague en agua caliente. 15 - Cromado 2'. 16 - Inmersión en agua caliente. 17 - Inmersión en agua fría. 18 - Neutralización en solución de Soda Solvay (33 grs/lt.). 19 - Enjuague en agua fría. 20 - Enjuague en agua caliente. 21 - Secado. 22 - Abrillantado. Cuando no funciona adecuadamente el baño, se puede observar: Síntomas de funcionamiento
mal
Posible causa
Remedio
Falta de penetración
Falta o exceso de Analizar. acidez
El depósito lechoso
Falta de corriente
es
Aumentarla
El depósito es áspero Demasiada corriente Disminuirla. y quemado La pieza no tiene Temperatura brillo estando bien la demasiado baja corriente
Aumentarla.
Calentamiento de los baños electrolíticos. Para las aplicaciones galvanoplásticas se requiere una cuba electrolítica que posea un electrodo apropiado y cuyo cátodo esté
121
constituido por el mismo objeto al cual se aplica el proceso electrolítico. En la mayoría de los casos la concentración del elemento metálico en el electrólito se mantiene constante empleando un ánodo del mismo metal que el depósito que se trata de obtener. Este sistema lleva consigo la migración de los iones metálicos desde el ánodo al cátodo a través de la solución electrolítica. 1. Imp ortancia del calentamiento de los b añ o s :
El calentamiento de los baños electrolíticos tiene, entre otros efectos, el acrecentar la movilidad de los iones y, como consecuencia de ello, el reducir la resistividad del medio. Por cada grado centígrado de aumento de temperatura del electrolito, la resistividad decrece en un 2 por ciento. Por consiguiente, cuando la aplicación de una solución caliente produce depósitos cuyas propiedades sean las requeridas, el calentamiento de la solución importa una gran economía de energía eléctrica.
Resistencia revestida en teflon y termostato para garantizar una temperatura ideal y constante.
Los expertos concuerdan en afirmar que los efectos del calentamiento de una solución galvanoplástica son múltiples y variados, provechosos unos y perjudiciales otros, según las particularidades de cada solución. Sin embargo, cada condición de aplicación tiene generalmente su temperatura ideal, que a menudo es superior a la del medio ambiente. De aquí puede inferirse que los mejores resultados se obtienen con la aplicación de unidades termoeléctricas en las soluciónes 122
galvanoplásticas. Hablando en general, el aumento de temperatura del electrolito no origina nuevos núcleos, sino más bien estimula la cristalización. En una solución caliente el depósito metálico suele ser más uniforme, debido a la mayor velocidad que desarrollan los iones metálicos, y si se produce alguna irregularidad, ésta tiene lugar con menor rapidez que en las soluciónes frías, a causa de la mayor conductibilidad del electrólito y de que las líneas de fuerza eléctrica son dirigidas con menor intensidad hacia los puntos prominentes. Una temperatura moderada produce de ordinario depósitos más uniformes, si bien los granos suelen ser algo más toscos. Por esto la determinación de la temperatura adecuada depende de la naturaleza de las soluciónes químicas empleadas. 2. Ventajas d e la aplicación d el calor:
La aplicación del calor a los baños electrolíticos tiene, entre otras, las siguientes ventajas: 1ª Comunicar mayor solubilidad a las sales, lo cual lleva como consecuencia inmediata el permitir trabajar bajo mayor concentración y con mayores densidades de corriente, sin reducir mucho el contenido metálico cerca del cátodo.
2ª Aumentar la conductividad eléctrica del baño, lo cual, además de
restringir la tendencia a la formación de depósitos en algunos puntos, tiene la virtud de producir altas densidades de corriente a un voltaje dado, factores ambos que contribuyen a reducir el volumen de la cristalización. 123
3ª Reducir la oclusión de hidrógeno.
Precisamente el. hidrógeno ocluido en los depósitos metálicos es una de las causas principales de la formación de grietas, particularmente en el niquelado. Por regla general, los baños electrolíticos pueden calentarse por vapor o por unidades termoeléctricas de inmersión. Este último método resulta más práctico y económico, donde se dispone de equipos de vapor para otras necesidades de la industria. Las unidades termoeléctricas deben instalarse de manera que puedan sacarse con facilidad cuando no se necesita su aplicación.
Las unidades termoeléctricas de inmersión con revestimiento metálico son las que mejor se adaptan para el calentamiento de baños electrolíticos, los cuales constan de una resistencia adecuada, devanado y encastrado en una aislación de óxido de carbono, altamente compacto y completamente cubierto por una vaina metálica. El metal utilizado como vaina debe ser de tal naturaleza que pueda resistir la acción del líquido electrolítico y de tanta solidez y ductilidad que no sufra detrimento alguno en los distintos procesos de fabricación. Hay materiales que se adaptan bien para satisfacer la primera condición; otros, en cambio, satisfacen mejor la segunda. El plomo, por ejemplo, si bien resiste eficazmente la acción de ciertos ácidos, tiene poca solidez. Este material aplicado al revestimiento de las unidades de inmersión, debe tener debajo una capa de acero, fundido alrededor de la unidad e insertado dentro de una vaina de plomo. 124
3. Instalacion es de las un idades termo elé ctric as:
Cuando el tamaño y la forma del baño lo permiten, el método más adecuado para la instalación de unidades termoeléctricas consiste en colgar la unidad sobre la pared lateral de la cuba, de suerte que pueda inspeccionarse y limpiarse con facilidad y removerse del baño cuando ha de estar varios días sin funcionar. El paso de la corriente eléctrica a través del electrolito produce siempre cierto calor, cuya intensidad depende de la resistencia de la solución y de la intensidad de la corriente, factores ambos que, en algunos casos, pueden bastar para mantener la temperatura apropiada del baño una vez obtenida la estabilidad de las condiciones. En este caso las unidades termoeléctricas resultan sumamente útiles para el desarrollo de una temperatura adecuada a la solución, pues una vez que el baño funcione satisfactoriamente, pueden retirarse las unidades termoeléctricas para retardar la corrosión de su revestimiento metálico. Prácticamente todas las soluciónes galvanoplásticas son más o menos corrosivas, sobre todo las del cromado, que llegan a corroer al plomo, por lo cual conviene que las unidades termoeléctricas permanezcan en dichas soluciónes el menor tiempo posible, o sea cuando han de funcionar. Por otra parte la aplicación de un baño de cromado que no haya sido debidamente calentado se reflejaría en la calidad del trabajo, puesto 125
que la aplicación de una temperatura superior a la del ambiente permite el empleo de mayores densidades de corriente, lo cual no sólo aumenta la eficacia del cátodo, sino además la dureza y brillo del depósito de cromo. La porosidad de este depósito es tanto menor cuanto más alta sea la temperatura, debido a la mayor tendencia del hidrógeno a salirse del baño caliente. CUBAS La elección del material a utilizar para las cubas se basa en su resistencia a la acción corrosiva del ácido crómico. Se han usado cubas de vidrio, de cerámica y hierro con revestimiento de esmalte o plomo y en la actualidad se generalizó la cuba de chapa de hierro revestida con placas de vidrio inastillable »o resinas sintéticas. La corrosión de la cuba por ácido crómico no tiene lugar si el electrolito se mantiene libre de impurezas, pero ataca químicamente la chapa de hierro si está contaminado. No obstante las cubas de hierro desnudas no se han impuesto por causa de la polarización anódica de las mismas, sea por falsos contactos con la barra anódica o por corrientes parásitas de la cuba, que atacan el hierro y lo disuelven incorporándolo al electrolito. Los lugares más fácilmente atacables son las uniones soldadas y la superficie libre del baño. Mediante un revestimiento de plomo podría esperarse un 100% de protección siempre que éste se mantenga en condiciones, pero con el tiempo experimenta fallas. Poca diferencia existe entre el plomo fundido y el plomo antimonio duro. De llegar a sufrir el revestimiento de plomo descomposición en un solo punto, basta para que se forme una pila entre el hierro de la cuba y el plomo del revestimiento y sea necesario dejar fuera de servicio ese baño.
126
Una cuba de cromado en sección de chapas de hierro revestido con vidrio presenta en la parte inferior una doble envoltura, de chapa de hierro también, llena de agua con serpentines de calefacción, sirviendo de baño-maría, que tiene la ventaja de no albergar los calefactores dentro del electrolito, anulando así los perniciosos efectos de las corrientes parásitas. Además en el borde lleva las cámaras aspiradoras de los vapores nocivos de ácido crómico, diseñadas en forma tal que no afecta la libre operación de ánodos y piezas a cromar. De adoptarse calefacción eléctrica, la única que sirve es la corriente continua pues la alternada genera corrientes inducidas que producen el ataque de la chapa de hierro en cuanto aparece polarización anódica en un punto. Las barras anódicas y catódicas deben ser apoyadas firmemente sobre aisladores, fijadas a 15 cm de la envuelta y mantenidas prolijamente limpias de toda suciedad, en particular la corrosión debida al ácido crómico. Debido a los procedimientos mecánicos utilizados para eliminar los gases y las nieblas, cuyo efecto se extiende hasta una distancia de 40-50 cm del borde del baño, o que puede hacerse desde el centro del baño, conviene que el nivel del líquido se encuentre a 20-25 cm más bajo que el borde del recipiente. Esta diferencia de nivel que equivale a una pérdida de volumen del
127
recipiente no es necesaria si se recubre la superficie del líquido con sustancias o cuerpos cobertores. Para mantener la temperatura y reducir la evaporación del electrolito, se acostumbra introducir en el baño trozos de tubos livianos, que flotan en su superficie. Su proporción es de 50 g por decímetro cuadrado de superficie del electrolito. La extracción mínima de aire por cada 10 dm2 de superficie de baño está calculada en 4,5- dm3 por minuto; si la longitud de la cuba es mayor de 50 cm debe tener doble cámara aspiradora, ubicadas sobre los lados longitudinales de la cuba. La velocidad de aspiración de los gases debe calcularse en 600 cm/minuto y el ancho del pasaje no menor de 2,5 cm. Algunas instalaciones disponen de ventilador para cada baño de cromo, pues se aconseja darle escape independiente de los demás tanques. Revestimiento Decorativo . Las piezas a recubrir con una película puramente decorativa pueden ser tratadas en el siguiente baño: Acido crómico ...........................400 g/l Acido sulfúrico ..............................4 g/l Peso específico ................. 31°Baumé Temperatura .......................... 38-50°C Densidad ampérica ...... 8-20 amp/dm2 Tensión .... ..........................3,5-6 voltios Velocidad de recubrimiento . 0,0125 mm/hora
128
Si se deseara trabajar con menos ácido crómico, debe aumentarse la tensión para una densidad ampérica dada. No se verifica el pH porque la gran acidez de este electrolito lo coloca fuera de medida. Las impurezas son difíciles de eliminar y por eso se recomienda renovarlo si se comprobara la presencia de gran cantidad de hierro, cobre, níquel, zinc, cloruros, nitratos, etc. Aditivos en el baño Otras sustancias que se recomienda agregar al baño son las siguientes: a) Yoduro de sodio en proporción de 0,5 g/l para aumentar la adherencia del recubrimiento b) El ácido silícico mejora el efecto de profundidad c) El bicromato de potasio aumenta la dispersión en baños que contienen 1 % de ácido sulfúrico d) El ácido bórico proporciona depósitos de una blancura inmaculada, pero carece de efecto si se pretende sustituir con él al ácido sulfúrico e) El ácido clorhídrico (con ácido sulfúrico no sobrepasará el 1,6% debe incrementar el rendimiento de la corriente. El arsénico y las sales del ácido arsénico se han recomendado para los baños fríos. En el mismo sentido se utilizan las sales de cerio
129
f) Tanto el fosfato como el perclorato de sodio tienen solamente un efecto de despolarización para el hidrógeno g) El fluoruro de sodio en proporción de 8 g/l parece ampliar el campo de variabilidad dentro del cual se obtienen depósitos brillantes de cromo; h) Un agregado de 0,05-5 gramos por litro de hidroquinona, benzoquinona, antraquinona o naftaquinona parecen producir una mejor dispersión en profundidad y disminuyen la temperatura necesaria para lograr un recubrimiento brillante parecen evitarse las "quemaduras" en las aristas de las piezas, agregando hidróxido de sodio en proporción al ácido crómico tal que se produzca tetracromato de este elemento. Al disminuir el contenido en ácido crómico aumentan el rendimiento de la corriente y el efecto de profundidad pero tiene el inconveniente de incrementar la resistencia del baño. Si por el contrario aumenta el contenido en ácido crómico, se compensa el reducido rendimiento de la corriente, por permitir una mayor conductividad densidades de corriente más elevadas. Llegando la concentración a 500 g/l es menor el intervalo de temperatura, dentro del cual todavía puede conseguirse un depósito brillante, particularmente si la densidad ampérica es alta. Para una concentración media de 250 g/l aumenta ese intervalo con creciente densidad ampérica. Los baños con una concentración más alta son menos sensibles a los cambios de la relación ácido crómico-sulfato. El rendimiento de la corriente aumenta alrededor del 25 % al pasar la concentración de 100 g/l a 300 g/I y desciende nuevamente al valor correspondiente a 100 g/l para una concentración de 500 g/l. La conductividad crece con la concentración hasta 220 g/l, luego lo hace lentamente hasta llegar a 500 g/1. La dispersión es mayor en las soluciónes diluídas y decrece lentamente al principio y después notablemente cuando la concentración sobrepasa los 250 g/l. En EE. UU. se ha considerado 130
mucho tiempo como normal un contenido de 250 g/l, mientras que en Alemania se prefieren concentraciones superiores a 300 g/l, puesto que entre 300 y 400 g/l en general los baños trabajan mejor, teniendo en cuenta la aplicación de los ánodos insolubles, lo que conduce a una inevitable disminución de la concentración. Por el contrario si se comienza con 250 g/l muy pronto la concentración del baño es insuficiente. Es posible obtener recubrimientos con baños aun más pobres; por ejemplo en Inglaterra se trabaja con concentraciones de 500-550 g/l. Según LIEBREICH la concentración del ácido sulfúrico no debe sobrepasar el 1,2 % de la del ácido crómico; en EE. UU. se considera normal mantener esa concentración alrededor del 1 %. Conviene sin embargo reducirla aun más y aconsejándose entre 0,6 y 0,8 %. Cuanta más alta es la acidificación mayor es la densidad ampérica. Se pueden lograr depósitos de cromo sobrepasando el límite indicado por LIEBREICH pero entonces el rendimiento de la corriente y el efecto de profundidad decrecen rápidamente. FINAL DESPUÉS DE REVESTIMIENTO DE CROMO DURO Pulido Para mejorar el brillo sobre las partes que requieren este tipo de acabado final, las piezas pueden ser pulidas ligeramente usando una rueda de fieltro, o tela blanda con la adición de comercial pulir y sacando lustre a compuestos. En muchos casos, las partes pueden ser lustradas a mano, usando un paño húmedo con levigated alumina. En algunos casos, es necesario salvar piezas que están excesivamente gastadas o irregulares. En esta aplicación, las partes deben ser trabajadas a máquina lamida o moler en una superficie suave y plana antes del cromado. h) CROMADO NEGRO. Constituye una variación cromática del cromado y se realiza en los baños comunes que carecen en absoluto de ácido sulfúrico o en 131
aquellos, en los que la concentración de este ácido es muy pequeña, trabajando con altas densidades ampéricas. El recubrimiento parece estar constituído por cromo metálico (70-80 %) y el resto es óxido de cromo. Se obtienen depósitos de este color empleando un electrolito formado por 250-400 g/l de ácido crómico y 1,5 cm3/litros de acido acético, con 80-100 amp/dm2 y 8-12 voltios de tensión, no debiendo sobrepasar la temperatura de 20°C. Como la densidad ampérica es alta, se .calienta el electrolito y es necesario enfriar el baño, para que no ascienda la temperatura por encima de ese límite. Este recubrimiento se adhiere también sobre el cromo brillante. Si se deseara emplear un baño de cromo brillante para obtener cromado negro, debe eliminarse primeramente los sulfatos con hidróxido o carbonato de bario y luego trabajar con elevadas densidades ampéricas a 12-16 voltios. El cromado negro se puede aplicar directamente sobre el hierro o mediante capa de níquel previa y si se desea también sobre un recubrimiento brillante. CROMADOS DEFECTUOSOS Muchos recubrimientos defectuosos se deben a un pulido insuficiente de la pieza antes de introducirla en el baño. Tampoco se obtiene el cromado si después de niqueladas las piezas son dejadas expuestas al ambiente durante cierto tiempo. Para subsanar este Inconveniente se las sumerge en una solución que contiene 100 g/l de ácido clorhídrico y 1 g/l de ácido nítrico. Si la dispersión del baño en profundidad no es suficiente, deberá aurnentarse primeramente la distancia del ánodo elevando al mismo tiempo el voltaje, después la densidad ampérica y si esto no fuera suficiente se agregará cromato o carbonato de cromo. Debído al reducido efecto de profundidad de los baños de cromo producen siempre grandes dificultades las piezas de configuración irregular; las de cobre o latón son más fáciles de recubrir que las de fundición de 132
acero o níquel. Saliendo las piezas del baño con tonalidad mate debe pensarse en insuficiente concentración o baja temperatura. Si ese efecto aparece sólo en las partes salientes de la pieza o en los bordes, habrá que disminuir la densidad de corriente o interceptar la corriente de esas partes de la pieza mediante láminas de plástico o ubicando las piezas más próximas. No obteniendo aún en estas condiciones el recubrimiento, deberán examinarse primeramente los contactos y después el electrolito, tratando de averiguar si no es excesivo el contenido de sulfato y de cromato de cromo. Eventualmente se examina en un litro de electrolito si el error puede evitarse agregando ácido sulfúrico o crómico. El contenido de ácido crómico puede fijarse aproximadamente de acuerdo con las tablas para temperatura ambiente siempre que la contracción del hierro y del cromo trivalente sean pequeños. El contenido en sulfato se obtiene sencillamente mediante el cátodo angular que consta de una lámina de cobre doblada a 45 grados sumergida en un baño experimental, de 1-2 litros de capacidad, agregando una solución al 10 % de ácido sulfúrico. La investigación consiste en averiguar qué agregado produce el mejor efecto de profundidad. Si éste disminuye al aumentar el ácido sulfúrico, se toma una nueva prueba a la que se adiciona ácido crómico hasta obtener el mejor efecto de profundidad. Se puede suprimir un exceso eventual de sulfato agregando, por cada gramo de ácido sulfúrico en exceso 2 gramos de carbonato de bario finamente pulverizado y revolviendo bien. Se puede precipitar el hierro siempre que una gran parte del ácido crómico se combine para formar cromato de hierro o se reduzca a cromo trivalente; ninguno de estos dos caminos parece presentar ventajas económicas. Los depósitos defectuosos pueden eliminarse sumergiendo la pieza en una solución diluída de ácido clorhídrico (1 parte de ácido clorhídrico y 1 parte de agua) o anódicamente en una lejía que contenga de 35-50 g/l de hidróxido de sodio, trabajando con 6 voltios a una temperatura 133
de 80 a 95°C. El cromado constituye una de las operaciones galvánicas más complejas. Tratándose de la aplicación final, todos los defectos anteriores influyen. Deberá trabajarse meticulosamente para prevenir inconvenientes al final del trabajo de recubrimiento. hi - CROMADO POROSO. Las extraordinarias virtudes que posee un cromado duro que permiten su utilización en gran número de casos en medios corrosivos, su pequeño coeficiente de fricción. y elevada dureza han ampliado el campo de aplicación industrial del cromado contribuyendo a reducir el desgaste.
La erosión que se produce en dos superficies que rozan puede ser reducida si se aumenta la dureza superficial de una de ellas en desmedro de la otra, esta última más fácil de construir o reponer. Esto se logró con el cromado duro pero al no retener la película de cromo el aceite de lubricación necesario en mecanismos que apoyan uno sobre otro, fue necesario estudiar la causa. 134
HENDRICH VAN DER HORST fue el que inició la aplicación del cromado duro para motores, revistiendo internamente los cilindros para reducir su desgaste. Llegó a la' conclusión que no bástaba gran dureza sino que la superficie cromada tenía que poseer características particulares. para retener la película de aceite de lubricación. Así se comenzó a hablar de "porosidad" (I) conjunto de estrías, huecos y depresiones que permiten el deslizamiento de una pieza sobre una superficie recubierta con cromado poroso sin peligro de engranadura. Con posterioridad a la Segunda Guerra Mundial se desarrolló intensamente la aplicación de gruesas películas de cromado poroso sobre mecanismos donde la lubricación es de capital importancia. Donde resultó particularmente valiosa su adopción fue en cilindros y aros de pistones de motores, prolongando la vida útil de los mismos. También se lo utiliza para ejes cigüeñales y piezas de fundición, acero y aluminio fuertemente solicitadas. El cromado poroso constituye una variedad del cromado duro o industrial. El cromado poroso brinda, pues, un recubrimiento de dureza igual al cromado industrial, de menor espesor y sección irregular. Como la superficie adecuada para retener la película de aceite debe ser discontinua, sé adoptaron tres procedimientos distintos. Uno de ellos se basa en la aplicación de la película de cromo sobre una superficie preparada mecánicamente, que se llama " tipo mecánico" y se basa en que un recubrimiento electrolítico reproduce fielmente las irregularidades de la superficie de una pieza torneada, desbastada o arenada. Una superficie rugosa que tenga las características necesarias para retener el aceite y permitir el deslizamiento fácil de una pieza sobre otra.. Es el recubrimiento que posee la mayor superficie de apoyo pero una menor retención de aceite. En los otros dos métodos el preparado de la superficie se hace sobre la película de cromado aplicada, sea por vía química o electrolítica. El ataque de la película de cromo duro deja a ésta con el aspecto de un conjunto de estrías, poros,.fisuras, etc. Según sea la naturaleza del ataque se distingue el tipo "pocket" p "pit" y el tipo "channel". 135
En el tipo pocket el electrolito está formado por 250 g/l de ácido crómico con una relación Cr03/SO4 de 100/1 y trabajando con 50°C. Este cromado poroso es utilizado en motores Diesel marinos, para camiones, ómnibus, locomotoras, usinas y motores industriales a nafta (compresores y bombas). Para obtener una porosidad tipo channel se emplea un electrolito de 250 g/l de concentración, con una relación CrO3/SO4 de 115/1 calentado a 60°C, con densidad ampérica igual a la del cromado duro. El aspecto de la porosidad tipo channel se observa constituida por figuras poligonales de distinta configuración según el empleo en motores para avión o tanques de guerra. Los recubrimientos de cromado poroso son atacados por alguno de los tantos métodos químicos de ataque o disolventes del cromo Uno de los más empleados es el tratamiento anódico en solución de ácido crómico. También se utiliza el ataque catódico con ácido clorhídrico, sulfúrico, fosfórico y oxálico. La duración del ataque quedará condicionado a obtener porosidad solamente o a reducir el espesor de la película fijada. Esto se logra revirtiendo la corriente, o sea en vez de producir un recubrimiento, se decapa la pieza iniciando la perdida de cromo en las zonas más débiles, donde se forman burbujas de hidrógeno que le dan la apariencia al microscopio de rugosidades en toda la superficie del cromado. Lógicamente si se continúa con la corriente reversal se perderá toda la capa formada, por lo que se debe ir revisando el espesor y porosidad logradas, tomando en cuenta que en el pulido final, se pierden generalmente de 0.05 milímetros. Consideraciones finales: En todos los casos usar en las soluciónes agua pura, destilada y desionizada. 136
Importante: Debido a que en estos baños pueden presentarse emanaciones de gases tóxicos, en especial el de CROMADO, es esencial tener un buen equipo de extracción de aire, ademas de proteger al obrero con las mascaras correspondientes (específicamente se recomiendan las máscaras con filtro de carbón), al igual que en la manipulación de ácidos, se debe trabajar con gafas, guantes y delantales gruesos, para evitar accidentes por salpicaduras. Es imprescindible contar con un buen botiquín a mano de primeros auxilios y equipo matafuegos preparados para químicos y electricidad. Por otra parte, como la mayor parte de los insumos químicos son venenosos, se debe tener etiquetado correctamente cada recipiente, trabajando con guantes, y manteniendo el stock en un lugar seco, oscuro y de temperatura media, cerrado y fuera del alcance de nooperarios, niños o mascotas. En el caso de derrames de ácido, volcarle encima despacio ARENA (nunca agua directa), una vez bien cubierto, ir diluyendo en pequeñas porciones de agua, para escurrir. Recordar siempre que el ácido se vuelca sobre el agua, jamás al revés. PROCEDIMIENTO PARA RETIRAR LA PLACA DE CROMO El método mas satisfactorio para retirar depósitos de cromo depende del grosor de depósito, y la base de material metálico. En circunstancias normales, es decir que comienzan con un nuevo instrumento o parte limpiada a fondo como es recomendado, el retiro de la placa de cromo después de la utilización de cromo duro, es raras veces necesario debido al control cercano fácil de conseguir sobre el depósito. En aquellos casos donde un resultado pobre es causado por la limpieza impropia etc., es esencial que todo el cromo sea quitado y que el trabajo sea limpiado de nuevamente antes del nuevo revestimiento.
137
Además, si el trabajo recibido por el operador de cromo antes ha sido plateado con cromo convencional industrial o ha sido devuelto después del empleo para platear de nuevo con el Cromo, el trabajo debería ser procesado para quitar todos los rastros de cromo antes del nuevo revestimiento. Retirar placa de cromo de Acero Industrial. Depósitos Pesados Los depósitos pesados de cromo (.002" o más) son quitados convenientemente usando la electrólisis. Algunos ácidos quitarán depósitos de cromo, pero el usuario es advertido contra el uso de ácidos para retirar cromo de aceros industriales, debido al efecto dañino que puede tener sobre el metal. La salida de corriente continua de la unidad de cromo es usada como una fuente de poder al utilizar limpiadores alcalinos. Una buena solución de limpieza alcalina está preparada con 5-6 onz. añadido a un galón del agua. Esta solución puede ser usada en temperatura ambiente, pero, el tiempo que se remueve es lento. La calefacción de la solución alcalina con una temperatura de 160º, aumenta bastante la forma de remoción del cromo. La técnica de pincel de plateado es ideal para el empleo con esta solución, sobre todo para el retiro de placa de cromo decorativo. Una estructuración típica para quitar el cromo electrolíticmente es detallada a continuación.
138
1. Conectar la pieza para ser removida al ánodo (positivo) de su unidad de poder, y sumergir y anodizar el trabajo en Solución removedora de cromo. 2. Conectar el GP al terminal negativo de su fuente de energía. 3. Ajustar la corriente hasta una densidad de 1/2 a 1 amperio. Mantenga esta densidad corriente durante aproximadamente cinco minutos. 4. Quitar el trabajo e inspeccionar para ver si todo el cromo ha sido quitado. Si no, repita el ciclo como se ha mencionado anteriormente. 5. Trabajo de aclarado de agua y trabajo limpio según INSTRUCCIONES DE LIMPIEZA recomendadas ANTES DE REVESTIMIENTO P 108. La parte está entonces esta lista para el revestimiento. Nota: Recomendamos al susodicho procedimiento para el retiro de depósitos pesados de cromo (.002" o mayor), que haya sido depositado sobre el níquel. PRECAUCIÓN: QUITAR EL EXCESIVO METAL BAJO DESPUÉS DE QUE EL CROMO HA SIDO RETIRADO NO ES RECOMIENDABLE. ESTO SE APLICA EN PARTICULAR A ALTOS ACEROS DE CARBÓN. SE RECOMIENDA UNA INSPECCIÓN DE UNOS CINCO MINUTOS PERIÓDICOS DE LA SUPERFICIE DE TRABAJO. 139
Depósitos livianos y pesados - el ácido hidroclórico concentrado o diluido puede ser usado para el remover cromo del cobre, el cobre o el níquel. En este caso, ninguna corriente eléctrica es necesaria, sólo requieren la inmersión en el ácido. Recomendamos al Ácido concentrado Hidroclórico para el retiro de cromo del cobre, el bronce, el cobre y o el níquel. El Ácido Concentrado Hidroclórico siempre es usado en temperatura ambiente, siendo sumergido el trabajo en la solución durante el tiempo suficiente para quitar todo el depósito de cromo. La Solución Diluida Hidroclórica Ácida, consistiendo en 1 pintura de Ácido Hidroclórico, lentamente y con cuidado agregar 1 galón de agua, también puede ser usada de ser deseado. La forma de retirar el cromo que usa la solución diluida puede ser aumentada por mayor temperatura de la solución. Por lo general, soluciones Hidroclóricas Ácidas son calentadas a aproximadamente 125º. Use contenedores ácidos resistentes y manténgalos cubiertos. PRECAUCIÓN: Un cuidado extremo debería ser ejercido en la mezcla de la Solución Hidroclórica Ácida. SIEMPRE AÑADA EL ÁCIDO AL AGUA DESPACIO Y CON MUCHO CUIDADO.
140
CAPITULO 7: PLASTICOS Y MATERIALES NO CONDUCTORES
El plástico, que es un no conductor, tiene que ser hecho conductor para poder adherir una placa a su superficie. El proceso de hacer esto comercialmente es demasiado complejo para uno, entonces hemos incluido varias técnicas diferentes aquí. POLVO CONDUCTOR Mezcle una cantidad pequeña de polvo conductor con un poco de acetona y páselo por todas partes para lavar el polvo. Esto retira el aditivo protector. Vierta lejos el líquido y extienda el polvo para desecarse a fondo. 1 cucharada de cualquier pegamento conveniente plástico, con 2 cucharadas de ACETONA fresca o M.E.K. Añada 1 cucharada de POLVO CONDUCTOR. Mezcla a fondo. El pegamento debería ser compatible con el tipo de plástico. Muchos pegamentos de cañerías son convenientes, como el PVC o pegamentos ABS plásticos. Usted también puede usar esta técnica con cualquier laca clara, epoxi o barniz, proporcionando a su empleo un solvente compatible y mantener las proporciones (epoxi/pegamento etc.) al polvo al solvente. 1:1:2 141
Conecte cables en la parte para ser plateada, para conducir la electricidad a la parte para revestir. Es importante que usted haga esto ANTES de permitir a la capa entrar en contacto con el cable. Usando un cepillo fino, cepille esto en rebanadas finas sobre la superficie del plástico. Espolvoree la superficie con el POLVO CONDUCTOR y permita secar a fondo. Lave la parte en agua caliente para quitar cualquier exceso de polvo. Un método alternativo es usar la misma mezcla, pero aplicar un par de capas muy delgadas con un pequeño aerógrafo, permitiéndole secar. No hay por lo general ninguna necesidad de espolvorear con el Polvo Conductor después de rociar. Algunos plásticos pueden ser ablandados cuando ellos son sumergidos en un solvente como la laca, la acetona o MEK. Esto presenta otro modo simple de aplicar una superficie conductora a la parte. Espere hasta que la superficie del plástico este lo suficientemente ablandada, de modo que sea ligeramente pegajoso al tocar. Usando un pimentero, rocíe el polvo de cobre sobre la parte hasta que este completamente cubierto, y luego deje de lado para permitir al solvente secar el plástico. El polvo será pegado a la superficie suave plástica lo suficiente para hacer la parte conductora. Asegúrese que usted prelava al polvo en el mismo solvente para quitar el conservante, luego ponerlo sobre algún papel (periódico) para secar.
142
PINTURA DE ROCÍO CONDUCTORA Rápido Secado – base de Laca Para empleo sobre materiales frágiles no conductores antes del revestimiento de cobre. Instrucciones Adjunte un cable de cobre al objeto al conducir la corriente eléctrica. Sacuda el frasco enérgicamente durante al menos dos minutos. Vierta el líquido en el aerógrafo y revise el sedimento de cobre en el contenedor original y en el objeto, mezcle de nuevo la solución hasta que todo el sedimento de cobre sea suspendido en la misma. Usted puede agregar hasta el 5 % de acetona o laca para ayudar el rociado con un aerógrafo. Rocíe un recubrimiento en la parte, y permita secar durante al menos 5 minutos. Rocíe una segunda vez más pesado, en aproximadamente 12 " del objeto, asegurándole rociar hasta y sobre el cobre que platea el cable. Permita secar durante al menos 15 minutos. Limpie la superficie pintada con un limpiador abrasivo suave. Esto quitará una pequeña cantidad de resina en la película de pintura, exponiendo más el polvo conductor. PINTURA SPRAY CONDUCTORA Específicamente formulado para ser usado en un aerógrafo o pistola de spray en cuero, esculturas de cera, arcilla modelada, cristal, cerámica, hojas, y platear metales difíciles.
143
Para mejorar la capacidad de revestimiento, usted también puede bajar la solución de plateado durante 1 minuto, entonces aumente a 1.5 - 2 voltios para cualquier momento que requiera. Platee la parte 1 voltio durante aprox. 30 minutos, luego aumente a 1.5 - 2 voltios para cualquier tiempo que usted necesite. Las partes platearán aprox. 1/1000 " por hora. Una vez plateado con cobre usted puede pulir ligeramente. PINCEL CONDUCTOR Y BAÑO DE PINTURA Agua base - sin vapores - ecológico. Para empleo sobre materiales frágiles no conductores antes del revestimiento de cobre, como: el cuero, la arcilla moldeada, vidrio, cerámica, objetos de madera, y objetos difíciles de platear con detalles finos Adjunte un cable de cobre al objeto para conducir la corriente eléctrica. Sacuda el contenedor enérgicamente durante al menos dos minutos. Baño Bañe el objeto para ser plateado en la pintura y luego sacuda con cuidado para quitar la humedad de exceso. Póngalo al revés para gotear seco. Si la capa aparece pesada o grumosa, emplee un pincel de pintura fino y suave hacia fuera de la película. Después de aproximadamente 5 minutos, compruebe para ver si cualquier goteo se ha formado sobre el inferior del objeto y con cuidado los quita con un pincel de pintura. Permita secar durante al 144
menos 2 horas. Aplique un segundo aplique con la misma técnica, luego deje secar durante al menos 8 horas antes del revestimiento Uso del pincel Usando un pincel de pintura fino, aplique un revestimiento delgado con golpes lisos. Dejar secar durante al menos 12 horas. TÉCNICA DE NITRATO DE PLATA La técnica siguiente es útil cuando requieren detalles finos del original. La pieza deberá ser capaz de ser mojada uniformemente ya que esto es un proceso de inmersión. Algunos objetos pueden tener que ser desecados primero. Colóquelos en un tarro con gel de silicona, o carbonato de potasio durante varios días. Constituya una solución de: 1/4 el Nitrato de Plata de onz. - disponible en la comercios de fotografía. Alcohol de 90 grados de 5 onz. - disponible en farmacias. 5 fl oz. de agua destilada. El rocío o baño la parte en la solución, y permita secarse. El nitrato de plata ahora tiene que estar convertido a la plata sulfide para hacerla una superficie conductora. Coloque aproximadamente 2 onz. de solución bronceadora en un recipiente de cristal. Cuelgue la pieza sobre un hilo en el contenedor. En un área bien ventilada, vierta 1 onz. fluida de solución de ácido de batería en la solución bronceadora. Inmediatamente cubra el contenedor. Vapores desagradables serán emitidos. Los vapores entonces convertirán la capa en una superficie conductora.
145
Después de 5 minutos, quite el objeto y continúe el revestimiento con cobre. TECNICA DE PLATEADO QUIMICO (ESPEJOS) Los espejos fueron en la antigüedad objetos escasos caros y muy apreciados. Durante el siglo XVIII se desarrollo la técnica para hacer cristales de calidad que permitiesen hacer grandes espejos con lo que adornar salones. Hoy si alguien quiere un espejo va y lo compra, salvo que necesites un espejo especial para tus experimentos. Para algunos casos la mentalización química con plata además de ser mucho más sencilla y accesible puede ser interesante. Aquí vamos a describir un procedimiento para hacerlo. Productos necesarios Nitrato de plata. Hidróxido armónico (Amoniaco). Hidróxido potásico o Sodico. Glucosa. Agua desionizada. Procedimiento. Solución de plateado. Se disuelven 10 gramos de nitrato de plata en 50 cc de agua, a esta solución la llamaremos A. Por otra parte se disuelve un gramo de nitrato de plata en 25 cc de agua, a esta solución la llamaremos B. Por otro lado 7 gramos de hidróxido potásico en 50 cc de agua, a esta solución la llamaremos C. Al realizar esta disolución el agua se calienta por lo que como hay que dejarla enfriar conviene hacerla con suficiente anticipación. Añadimos a la solución A, gota a gota amoniaco concentrado, veremos que la solución se pone turbia y se produce un precipitado de oxido de plata, al seguir añadiendo veremos que el oxido de plata se
146
redisuelve y que la solución se aclara. Seguir añadiendo gota a gota y agitando con una varilla de vidrio hasta que la solución quede totalmente clara. Con un cuentagotas añadimos poco a poco y agitando con una varilla un poco de la solución B hasta que se enturbie ligeramente. El objetivo de esta acción es evitar que haya un exceso de amoniaco en el compuesto. La operación a continuación entraña un cierto peligro, por lo que deben usarse gafas y guantes de protección. El problema es que si se puede formar accidentalmente fulminato de plata que es explosivo y salpicar los líquidos. Asegurarse que la solución C esta fría y añadirla lentamente y agitando. En esta operación de nuevo se enturbiará el líquido. El fulminato de plata es un polvo negro que explota con solo tocarlo. Puede formarse en este momento o posteriormente al reposar la solución. Añadir gota a gota amoniaco y agitando hasta que de nuevo la solución se aclare prácticamente. Cuidar de no añadir amoniaco de más tratando de dejar totalmente clara la solución. Es preferible quedarse corto que pasarse. Con un cuentagotas de nuevo añadir lentamente y agitando liquido de la solución B hasta que se enturbie ligeramente y se forme un poco de precipitado marrón o negro. Filtrar esta solución completar hasta 250 cc y guardarla en un frasco al abrigo de la luz. No dejar que se seque porque el fulminato seco puede explotar accidentalmente. Esta solución tiene la plata lista para emplearse pero para que la plata disuelta se deposite necesita un reductor. En el filtro pueden quedar restos de fulminato de plata. La solución preparada para platear solamente puede almacenarse unas pocas semanas, así que se recomienda fabricar únicamente la necesaria. Durante el almacenamiento puede depositarse de nuevo fulminato de plata negro. 147
Solución reductora: Disolver 4 gramos de glucosa en 50 cc de agua. Si la solución se va a utilizar inmediatamente completar con agua hasta alcanzar 125 cc. Si se quiere guardar la solución añadir 40 cc de alcohol etílico y completar con agua hasta 125 cc. El alcohol tiene como objeto evitar que la solución de glucosa fermente si se guarda. Operación. Colocar el objeto a muy bien limpio platear en el fondo de una vasija de vidrio. Mezclar dos partes de la solución de plateado y una parte de la solución reductora en cantidades suficientes para cubrir al menos con un centímetro de líquido la superficie a platear. A los pocos segundos de mezclar las dos soluciones se empieza a oscurecer, primero adoptando un color marrón hasta alcanzar el negro, entonces se ven aparecer los primeros brillos de la plata, la deposición de plata continua durante unos 10 minutos en los que la solución empieza a adoptar un color grisáceo o marrón. Entonces ya se puede descartar la solución porque la plata que se deposite no será adherente. Si no se requieren capas muy gruesas se pueden diluir las soluciones una o dos veces. La solución una vez empleada no puede reutilizarse. Una vez depositada la plata quitar el líquido de plateado, enjuagar el objeto y dejarlo con agua durante media hora para que la plata se asiente bien. Aunque se haya depositado una gruesa capa de plata al principio es bastante blanda y se puede desprender fácilmente así que manejarla con precaución. Las últimas capas de plata depositadas son mates o pulvurentas y es conveniente eliminarlas frotándolas suavemente con un algodón humedecido. Si se requiere que la plata quede mas brillante aun puede pulirse con material para abrillantar lentes.
148
Vaso de precipitados plateado. Precauciones. El fulminato de plata es tremendamente inestable, seco explota accidentalmente sin ninguna razón aparente, húmedo puede explotar al removerlo con una varilla de vidrio. En pequeñas cantidades la explosión se asemeja a la de un petardo de los que se meten en los cigarrillos para gastar bromas, y aunque no desprende llamas ni humos la explosión es lo suficientemente fuerte como para salpicar líquidos y ?platearte la cara?, así que es imprescindible emplear unas gafas protectoras. La probabilidad de que se forme fulminato es mayor cuando las concentraciones de líquidos y temperaturas sean mayores. Un mes después de hacer estas pruebas, repentinamente estallo el frasco donde había guardado la solución de plata. Yo pensaba que era estable pero esta es la realidad. Al estallar mancho de negro un círculo de 1 metro de radio, tiro varios frascos y me dejo el laboratorio hecho unos zorros. Atención: La solución de plateado químico es inestable. Durante su preparación pueden producirse salpicaduras. El almacenamiento de 149
esta solución esta absolutamente desaconsejado ya que al descomponerse puede hacer estallar el frasco en que se almacene. Puede incluso producir explosiones que rompan otros frascos. Hacer únicamente la cantidad necesaria para platear la superficie deseada. REVESTIMIENTO DE VAJILLA DE VIDRIO Y CRISTAL ORO Y PLATA Un ejemplo típico de revestimiento sobre el vidrio es el dorado o el plateado de copas de cristal. La técnica siguiente sólo debería ser considerada para la mejor cristalería de calidad. 1. En primer lugar un esmalte de borato principal está preparado de la siguiente manera 2. Disolver una pequeña cantidad de ACETATO DE PLOMO en una cantidad de agua destilada caliente. 3. Disolverse e igualar la cantidad de SODIO TETRABORATO en una cantidad de agua destilada caliente. 4. Mezclar las dos soluciones juntas. Como ellas son mezcladas, un precipitado blanco se formará inmediatamente. Filtre esto con un filtro de café para quitar el agua y luego secar el precipitado blanco. Caliente esto en un pequeño crisol, hasta que se derrita, luego verterlo en agua fría para granularlo. 5. Secar los gránulos y luego pulverícelos. Esto es PLOMO BORATO 6. Dependiendo según cual metal usted desea platear, agregar 2 partes de PLATA O ORO EN POLVO a una parte del PLOMO BORATO (el polvo de cobre podría ser usado, pero por favor tenga en cuenta que el color de cobre podría ser visto en la parte de abajo del cristal) 7. Añadir una pequeña cantidad del ACEITE DE LAVANDA, suficiente hacer la mezcla bastante espesa para manipular cómodamente sobre una brocha fina.
150
Aplicación de la capa. Aplique un revestimiento pesado de esmalte, y permita secar durante un día. Diseños pequeños y bordes de cristal pueden ser disparados sobre la llama de un soplete de mano si no tiene cuidado. La pieza debe ser llevada a un calor embotado, en el cual el esmalte se funde. Permita al objeto enfriarse muy despacio para evitar rajarse. Cepille la superficie ligeramente de residuos y bañe en una solución de cianuro. Siga plateando con cualquier metal que usted requiera. Las técnicas de pincel de platear trabajan bien aquí. METALIZADO DE PLÁSTICOS DEPOSICIÓN QUIMICA DE NÍQUEL La principal diferencia entre los sustratos metálicos y los no metálicos para la deposición química del níquel reside en la naturaleza de la unión entre el sustrato y el recubrimiento metálico. La adhesión entre el metal a recubrir y el que se deposita, es de naturaleza atómica, mientras que cuando el sustrato no es metálico, dicha adhesión es solo mecánica. Por tanto, para obtener una buena unión metal-sustrato no metálico, será necesario someter la pieza a tratamientos químicos y mecánicos. Como las superficies no metálicas, orgánicas e inorgánicas, carecen de propiedades catalíticas, requieren de tratamientos de activado para convertirlas en catalíticas. El principal objetivo de metalizado por deposición química de níquel es formar una capa conductora sobre el sustrato de plástico, cerámica o vidrio, con el fin de preparar la pieza para el posterior metalizado por vía electroquímica. Las partes de vidrio o cerámica metalizadas se emplean para aplicaciones en uniones y soldaduras. Sin embargo, el metalizado de níquel por vía química sobre piezas de cerámica, vidrio o silicio se emplea sobre todo en la industria electrónica. El metalizado de plásticos y productos no conductores se realiza desde hace ya muchos años. En un principio se utilizaba para objetos de decoración, pero la adhesión de la capa metálica era pobre. A principios de los años sesenta, y gracias a los avances tecnológicos
151
en las técnicas de procesos químicos, el metalizado de plásticos pasó a desarrollarse a escala industrial. Entre las aplicaciones más importantes de los plásticos metalizados cabe citar la industria automotriz, fontanería, maquinaria y electrónica. Uno de los primeros plásticos en ser metalizado en gran escala fue el polipropileno, con una buena adhesión, pero tenía el inconveniente de que se volvía muy quebradizo. Actualmente, además de éste, entre los plásticos más frecuentemente empleados para su metalizado se encuentran: ABS, polisulfona, polietersulfona, polieterimida, teflón, poliarileter, policarbonato, poliacetal, urea, formaldehído, etc. Algunas razones por las que las industrias se interesan en el metalizado de plásticos son: Bajo coste. No necesita procesos posteriores, como pueden ser abrillantado o pintado. Gran variedad de diseños, al poderse fabricar moldes de gran complejidad. Reducción de peso frente a los metales. Esta es la razón más importante en la industria del automóvil, para conseguir un ahorro en el consumo de combustible. Algunos de los plásticos anteriores tienen una pobre adhesión y/o acabado inaceptable para poder ser metalizadas. Pero de todos ellos, el ABS (acrilonitrilobutadieno-estireno) es el plástico que mejor aceptación tiene en la industria del metalizado. El ABS es un termoplástico con una matriz de acrilonitrilo-estireno, con el butadieno formando enlaces entre estas cadenas, tal como puede verse en la Figura II. 1. Algunas de las características que convierten al ABS en el polímero idóneo para su metalizado son: bajo coste bajo coeficiente de expansión térmica fácil de moldear buena adhesión metal-sustrato 152
buen aspecto tras el metalizado
Figura II. 1. Estructura del ABS. El butadieno puede ser atacado y eliminado fuera de la matriz, dejando agujeros microscópicos utilizados como enlaces para el metalizado electroquímico. El proceso de metalizado electrolítico de plásticos viene caracterizado por las siguientes etapas: moldeado, premetalizado, limpieza, mordentado, neutralización, preactivado, activado, aceleración y metalizado. MOLDEADO Consiste en convertir los gránulos del plástico en la pieza deseada mediante la fabricación de un molde. Esta etapa es muy importante para asegurar que la futura pieza tenga la calidad necesaria para el metalizado. El diseño del molde así como los parámetros del moldeado son vitales para que la pieza a metalizar esté libre de tensiones y de imperfecciones. Una vez moldeadas las partes, ya están preparadas para el metalizado por vía química (premetalizado), puesto que los plásticos no necesitan operaciones secundarias. PREMETALIZADO Se trata de metalizar por deposición química la pieza de plástico con el fin de convertirla en un material conductor. Las fases que componen 153
esta etapa son: limpieza, mordentado, neutralización, preactivado, activado, aceleración, y metalizado por deposición química. LIMPIEZA Esta fase, consiste en eliminar las impurezas que puede contener la pieza, para ello se emplean limpiadores alcalinos. La limpieza se puede obviar cuando el material está razonablemente limpio. MORDENTADO En la etapa de mordentado se trata el ABS con una disolución mezcla de ácido sulfúrico y ácido crómico de elevada concentración. El baño de mordentado utilizado comúnmente en el caso del ABS contiene: Trióxido de cromo (CrO3), donde el cromo está presente en su forma hexavalente, en concentraciones entre 375 y 450 g/l y ácido sulfúrico entre 335 y 360 g/l [6]. Los baños de mordentado son soluciones fuertemente oxidantes, que atacan la superficie del plástico en diferentes grados, consiguiéndose de esta forma dos objetivos: Por un lado, se aumenta el área específica en gran medida, haciendo además que la superficie pase de ser hidrofóbica a hidrofílica. Por otro lado, los agujeros microscópicos que dejan en la superficie del plástico son utilizados como puntos de anclaje para el metal que se va a depositar. Sin estos puntos de anclaje, la adhesión entre el plástico y la capa del metal sería muy pobre. Cuando el ABS se expone a un baño de mordentado, el butadieno es eliminado selectivamente, gracias a lo cual aparecen los puntos de anclaje o de enlace, tal como se muestra en la Figura II. 2. Además se recomienda añadir cromo trivalente en una concentración cercana a los 40 g/l para evitar un ataque excesivo sobre el ABS, que deteriora el acabado superficial obtenido. El baño de mordentado, para el caso concreto del ABS, actúa entre 4 y 10 minutos a una temperatura entre 60 y 70 0C. Otros plásticos requieren otros rangos de temperatura y tiempos. Por ejemplo, en los policarbonatos se aplica durante 10 minutos a 75 0C,
154
mientras que en el nylon reformado-mineralizado (MRN) se aplica a 40 0C durante dos minutos. El baño de mordentado es la etapa crítica en la obtención de un acabado superficial aceptable. Una parte del objeto poco atacada se traduce en una adhesión de la capa metálica muy pobre, que puede llevar en último extremo al desprendimiento de la misma. Por otro lado, si se ataca demasiado una parte de la pieza, se puede degradar la superficie provocando también un descenso de la adhesión.
Figura II. 2. Acción del mordentado sobre el ABS. En la Tabla se muestran algunos problemas que pueden encontrarse en esta etapa de mordentado, en el caso especial de la electrodeposición del níquel. Tabla Problemas y posibles soluciones para el baño de mordentado en la electrodeposición del níquel.
155
Problema Partes brillantes tras la electrodeposición de níquel Adhesión pobre
Causa Ataque insuficiente Alto contenido en Cr+3
Partes grises o ennegrecidas tras la Ataque excesivo electrodeposición de níquel Adhesión pobre con una capa negra en el metal y el plástico Ligera rugosidad en zonas
Trazas de dióxido de titanio
Estequiometría correcta, pero hay zonas en la que la adhesión es baja Moldeado incorrecto o y la superficie queda mala separación de la brillante tras la pieza del molde electrodeposición de níquel Temperatura o Partes curvadas quedan tensiones internas fuera del mordentado excesivas La adición de óxido de Demasiada cromo no se refleja en el concentración en ácido análisis sulfúrico o el óxido de cromo se pierde como sal Adhesión pobre en la zona de entrada de material al molde
Tensiones internas en la zona
Solución Aumentar el tiempo o la temperatura del baño Comprobar estequiometría Disminuir el tiempo o la temperatura del baño Comprobar la estequiometría Instalar rociadores de lavado tras el mordentado
Comprobar las tensiones internas
Bajar la temperatura o comprobar las tensiones internas Comprobar la estequiometría y volver a balancear el baño Comprobar con ácido acético glacial para confirmarlo. Reducir la temperatura y/o el tiempo del mordentado. Utilizar disolventes.
Como los baños de mordentado contienen cromo hexavalente, como consecuencia del ataque de la superficie del ABS, se produce la reacción de reducción siguiente: Cr2O7 – 2 + 14 H+ + 6 e- 2 Cr+ 3 + 7 H2O (II-4) →
156
El cromo hexavalente de la disolución inicial se convierte en cromo trivalente. Tras un aumento en la concentración de Cr+3 por encima de los 40 g/l, el baño comienza a perder su actividad para trabajar correctamente, es decir, comienza a agotarse. Con el paso del tiempo se llega a un punto en el que el baño no puede seguir siendo utilizado, es decir el baño se ha agotado, y debe ser tratado antes de su vertido. Si se añade más Cr(VI) al baño en forma de óxido de cromo, se consigue alargar un poco la vida útil del baño, aunque es preferible eliminar el exceso de cromo trivalente. Para solucionar este problema existen en la actualidad dos vías: Método Físico: Decantar una parte del cromo hexavalente y regenerarlo, aunque este método conlleva un grave problema medioambiental si no se gestionan los residuos adecuadamente. Método Electroquímico: El exceso de cromo trivalente puede regenerarse electroquímicamente. Para ello se utilizan recipientes porosos que contienen un electrolito de entre un 10 y un 50% en volumen de ácido sulfúrico. Los cátodos utilizados son de cobre o de acero inoxidable, mientras que para los ánodos se utilizan tiras de plomo o el mismo tanque del baño, si está fabricado con plomo. El ratio más usual ánodo – cátodo es de 2:1. El voltaje utilizado se encuentra entre 9 y 12 V mientras que la temperatura se sitúa entre 38 y 68 0C. La corriente que atraviesa el montaje oscila entre 100 y 150 amperios (para un recipiente poroso de 15 cm de diámetro y 45 cm de alto). El rendimiento de esta operación es pobre, aunque se mejora cuando en la disolución se encuentran más de 20 g/l de cromo trivalente. La reacción de oxidación que se produce en el ánodo es: 2Cr+ 3 + 7 H2 O Cr2 O7 – 2 + 14 H+ + 6 e-(II-5) →
Si se utiliza este segundo método junto con un evaporador flash para concentrar la solución resultante, se logra un sistema con retroalimentación. El problema de éste método reside en que todas las impurezas del baño de mordentado, como pueden ser metales 157
disueltos o dióxidos de titanio (del material de relleno), son recirculados de nuevo al baño. Esto causa un aumento de las impurezas que lleva a problemas como el denominado “stardusting”, con el que aparecen ligeras rugosidades en partes de las piezas. Debido a este problema, trataremos de regenerar el baño de mordentado mediante la oxidación del cromo trivalente a la forma hexavalente, pero evitando en lo posible la acumulación de impurezas, y así conseguir un método que aumente, en la medida de lo posible, el rendimiento de la operación. Para ello no se utilizará un recipiente poroso, sino que se trabajará con un reactor electroquímico continuo de compartimentos separados por separadores cerámicos microporosos. En concreto se tratará de regenerar el baño de mordentado mediante la oxidación del Cr(III) a Cr(VI) de modo que se pueda alargar su vida útil y disminuir el impacto ambiental, además de conseguir un ahorro en materias primas. NEUTRALIZACIÓN Tras el mordentado la pieza es lavada y sometida a un neutralizado. En esta fase se emplean materiales reductores como bisulfito sódico, que elimina el exceso de cromo de la etapa anterior mediante su reducción química. La presencia del cromo hexavalente procedente de la etapa de mordentado anterior podría perjudicar la calidad del depósito de níquel formado. PREACTIVADO Los preactivadores se utilizan para facilitar el activado posterior y actúan facilitando la absorción del metal activador de la etapa posterior. Para ello, los preactivadores actúan convirtiendo a las resinas no metalizables en metalizables bien mediante el acondicionamiento de su superficie, formando capas o películas, o bien modificando su carga superficial. Los parámetros usuales de trabajo de este baño son entre 21 y 49 0C y entre 1 y 3 minutos.
158
ACTIVADO Los sustratos no metálicos carecen de propiedades catalíticas, por tanto requieren procesos de activado para convertirse en catalíticos. Los activadores, o catalizadores, como suelen llamarse en ocasiones, son sustancias que en la mayoría de los casos contienen metales preciosos como pueden ser el paladio, el platino o el oro. El objetivo principal de esta fase es proporcionar centros con actividad catalítica sobre la superficie del plástico. Las condiciones normales de operación del baño de activado son 27-29 0C durante un intervalo de tiempo entre dos y cinco minutos. Una primera versión del baño de activado fue un proceso en dos etapas. La primera de ellas es una disolución de cloruro de estaño (II) y ácido clorhídrico (10100 g/l de SnCl2.2H2O) en la que el ión estañoso (Sn+2) es adsorbido sobre la superficie. Entre esta etapa y la segunda se pasa la pieza por un aclarado. La segunda etapa es una disolución de cloruro de paladio y ácido clorhídrico mediante la cual, en las piezas sumergidas anteriormente en la disolución con estaño, se reduce el ión paladio (Pd+2) a paladio metal (Pd0) según la siguiente reacción: Sn + 2 + Pd + 2 Sn + 4 + Pd 0 (II-6) →
Los enclaves de paladio así obtenidos forman la superficie catalítica necesaria para depositar el níquel. Actualmente, los catalizadores son esencialmente las dos etapas combinadas. Es decir, el cloruro de paladio, el cloruro de estaño y el ácido clorhídrico se encuentran en una misma disolución. Así se obtiene un hidrosol de paladio-estaño, una solución de iones complejos y partículas coloidales cuya actividad y estabilidad dependen de la concentración en iones Cl-y Sn+2. El envejecimiento de esta disolución se traduce en una oxidación del Sn(II) seguida de una aglomeración de partículas y posterior precipitación, haciendo inservible dicha disolución. El baño de activado típico de trabajo contiene los siguientes compuestos y concentraciones: Cloruro de estaño (II), en una concentración de 6 g/l 159
Paladio (metal), entre 20 y 100 ppm Ión cloruro en una concentración entre 2.5 y 3.5 N (aportado con ácido clorhídrico o cloruro sódico). En el proceso de metalizado de una pieza, el primer cambio se hace evidente tras el baño de activación, ya que la superficie toma un color marrón (a no ser que la pieza sea de color negro), indicio de que el baño de activación ha actuado. Si no se observa esta coloración, puede que la capa metálica posterior no se adhiera bien. Este es el baño más caro de todo el proceso de premetalizado, por lo que se analiza regularmente para conocer exactamente su estequiometría. Además, si el baño no se utiliza durante algún tiempo, se debe analizar el estaño, porque se oxida con el tiempo a Sn+4 y si todo el estaño pasa a su estado de oxidación más alto, el baño se agota. Tras el proceso de activado, el paladio queda depositado sobre los microporos formados en la etapa de mordentado. El paladio depositado se halla rodeado de Sn(II) que le confiere estabilidad, tal y como se muestra en la Figura II. 3
Figura II. 3. Proceso de activado del ABS. ACELERACIÓN Tras lavar la pieza después del proceso de activado, el paladio metálico se encuentra presente en la superficie de la misma rodeado por hidróxido de estaño (II) hidrolizado. Este debe ser eliminado de la superficie antes de que el paladio comience a desarrollar su actividad catalítica.
160
Los aceleradores se encargan precisamente de esto, es decir, eliminan el exceso de estaño de la pieza dejando los sitios ocupados por el paladio preparados para el baño de deposición química. La presencia de estaño en la superficie inhibiría la acción de dicho baño y por tanto no sería posible el metalizado. Los baños de aceleración están formados normalmente por ácidos orgánicos o minerales. El principal problema de estos baños es el efecto de la contaminación metálica, que en el caso del cromo, el hierro y otros metales, puede provocar que el acelerador se convierta en demasiado agresivo, y además del estaño elimine el paladio. METALIZADO Tras el lavado de la pieza polimérica, ésta es sometida al metalizado por deposición química de níquel, que se considera como la última etapa del proceso de premetalizado. El baño de deposición química tiene como objetivo depositar una capa fina y adherente de metal, normalmente níquel, aunque en ocasiones también se emplea el cobre, sobre la superficie del plástico mediante su reducción química. En este proceso interviene la sal del metal a depositar, un agente reductor, un agente complejante del metal, un agente estabilizador y un regulador de pH. Para la mayoría de las aplicaciones, se prefiere el níquel al cobre, entre otras causas porque los baños de cobre son más difíciles de controlar. Sólo en aplicaciones específicas, como en la industria del automóvil en ocasiones se emplea el cobre. Los recubrimientos de níquel obtenidos tienen un espesor comprendido entre 0.2 y 0.3 µm, mientras que cuando se emplea cobre, los espesores de los recubrimientos varían entre 0.5 y 1.3 µm. En ambos casos se forma una capa uniforme de metal, como la que se muestra en la Figura II.4.
161
