PROCESO PRODUCTIVO

1 Recubrimientos electrolíticos

El principio básico de los procesos de recubrimientos electrolíticos consiste en la conversión del metal del ánodo en iones metálicos que se distribuyen en la solución. Estos iones se depositan en el cátodo (pieza que será recubierta) formando una capa metálica en su superficie. Existen en galvanotecnia procesos en los cuales el metal se deposita sin fuente externa de corriente eléctrica.

En ambos procesos de recubrimientos la capa depositada forma cristales metálicos. En función del tipo de estructura cristalina se derivan las diferentes propiedades del recubrimiento y así los campos de aplicación más adecuados.

El recubrimiento electrolítico de las piezas se produce casi exclusivamente por inmersión en un baño. Para ello se introducen las piezas en las cubas donde se encuentra el electrolito, se les aplica la corriente como cátodo, se recubren y se secan. Al extraer las piezas del baño arrastran una cantidad del electrolito sobre la superficie de las piezas. Esa película superficial arrastrada se elimina en un proceso de lavado posterior para que no interfiera en las siguientes operaciones o presente las condiciones de acabado exigidas.

 

Esquema de la deposición electrolítica

Figura 1. Principio de la deposición electrolítica. Como ejemplo se presenta el caso del cobre, que se disuelve del ánodo y deposita sobre la pieza con ayuda de corriente eléctrica. Fuente: Ihobe

 

Una línea de recubrimientos electrolíticos está compuesta por numerosas operaciones que, en función de las exigencias de calidad y el campo de aplicación seleccionado pueden agruparse del siguiente modo:

a) Pretratamientos mecánicos. El pretratamiento mecánico arranca de la superficie de la pieza una fina capa. Incluye procesos como el cepillado, pulido y rectificado, que permiten eliminar asperezas o defectos de las superficies. En menor medida se aplica la técnica del chorreado que permite eliminar junto con las asperezas y defectos de la superficie, los aceites, óxidos y restos de finos de mecanizado. Tras estas operaciones es necesario someter a las piezas a un proceso de lavado, puesto que durante el mismo se deposita sobre la superficie de las piezas una parte de la grasa y del abrasivo utilizado, así como polvo metálico.

b) Desengrase En la fabricación de piezas se emplean grasas, taladrinas, aceites y sustancias similares como refrigerantes y lubricantes. A menudo también se engrasan las piezas como protección anticorrosiva temporal. El desengrase puede efectuarse básicamente de dos formas: con disolventes orgánicos o en soluciones acuosas alcalinas con poder emulsificador.

c) Decapado. El contacto entre atmósfera y piezas metálicas provoca la formación de capas de óxido. El objeto del decapado es su eliminación. El baño de decapado contendrá diversos tipos de metal en solución en función del tipo de material base y del grado de mantenimiento y desmetalizado de los contactos de bombos y bastidores.

[Ver Anexo C]

d) Neutralizado. El proceso de activado, también llamado neutralizado o decapado suave, se utiliza para eliminar esa pequeña capa de óxido que se ha formado sobre la superficie del metal una vez que la superficie ha sido tratada o lavada en sucesivas etapas. Esa pequeña capa de óxido hace que la superficie sea pasiva y por lo tanto mala conductora. Las soluciones empleadas son, por lo general, ácidos muy diluidos. Los activados permiten asimismo eliminar velos y manchas generados por compuestos orgánicos y/o inorgánicos.

e) Desmetalización. La operación de desmetalizado va diriga a eliminar los recubrimientos de piezas rechazadas o de los contactos de los bastidores sin producir daños en el metal base. Los primeros tienen una composición similar a un electrolito y los segundos suelen contener complejantes fuertes que pueden generar problemas en los tratamientos de aguas residuales.

 

Los materiales en el proceso electrolítico

Figura nº 2. Balance de materiales para la operación de recubrimiento electrolítico. Fuente: Ihobe

 

2 Baños galvánicos

El galvanizado en caliente por inmersión consiste en un proceso de recubrimiento que se utiliza para proteger las superficies metálicas de la corrosión. Este tratamiento específico se realiza para la inmersión de piezas de acero o fundición en un baño de cinc fundido.

El galvanizado en caliente se suele realizar en piezas, en laminados, en tubos y en alambres.

El proceso de galvanizado por inmersión en cinc fundido se realiza mediante un ataque químico de una serie de capas de aleaciones cinc-hierro (Zn-Fe) de gran adherencia con la superficie. La capa de Zn-Fe, dura y relativamente quebradiza, sirve de protección galvánica frente a la corrosión, del metal base. Sin embargo, aún y cuando la superficie cincada se pasive rápidamente, el espesor de la capa de cinc va reduciéndose progresivamente en función de las condiciones externas.

El proceso de recubrimiento galvánico sigue el siguiente proceso:

a) Desengrase: es necesario un baño de desengrase ácido o alcalino, para eliminar y limpiar las piezas de aceites y grasas.

Cuando el desengrase es alcalino, suele existir un lavado intermedio previo a la siguiente etapa. Seguidamente, se procede a la eliminación del óxido y la cascarilla que pudieran estar adheridos a las piezas mediante baños de decapado. Por lo general, se trata de baños de ácido clorhídrico. En caso de que las piezas a galvanizar sean piezas defectuosamente galvanizadas o piezas cuyo recubrimiento de cinc deba ser renovado, se introducen también en esta etapa del proceso.

b) Mordentado. La siguiente fase del proceso consiste en el tratamiento de las piezas con mordientes cuya composición fundamental son sales de cloruro de cinc y de amonio. El objetivo de esta etapa es el conseguir una mejor adherencia del recubrimiento de cinc.

c) Galvanizado. Es recomendable secar las piezas antes de ser galvanizadas. Posteriormente, al sumergir las piezas en el baño de cinc fundido (Tª = 450ºC), se produce la evaporación del mordiente que arrastran las piezas, formándose nubes de polvo que deben eliminarse mediante un sistema adecuado de captación de humos. Por último, tiene lugar el enfriamiento de las piezas, el cual puede ser al aire o sumergiéndolas en un baño estanco de agua.

[Para mayor información consultar Anexos D, E, F].