¿Qué es el revestimiento de metales? Guía de tratamiento de superficies

Los diferentes materiales tienen diferentes propiedades y características que los hacen especiales para aplicaciones específicas. A veces un solo material no es suficiente para determinadas aplicaciones por lo que tenemos que combinar las propiedades de un material con otro. Los metalúrgicos y los ingenieros de materiales utilizan diferentes técnicas para combinar materiales y mejorar las propiedades totalmente selectivas para determinadas aplicaciones.

La forma más barata, sencilla y eficiente es la técnica de revestimiento de metal, en la que la mejora del metal se realiza recubriendo una fina capa de metal caro sobre metal barato para lograr propiedades combinadas de ambos materiales adecuadas para determinadas aplicaciones. Existen muchas técnicas de enchapado de metales, que incluyen anodizado, CVD/PVD, recubrimiento por plasma y revestimiento, y la mejora del metal más efectiva y económica para el acabado estético de la superficie es la galvanoplastia.

Los procesos de acabado de metales se utilizan para el acabado de superficies de accesorios de moda, joyería galvanizada y revestimiento de color en herrajes decorativos y funcionales. Recubrimiento de electrolitos en piezas de automóviles, como acabado de galvanoplastia de titanio y cromo, para protección contra el calor y la corrosión. Acabado de metales en dispositivos médicos, industrias aeroespaciales y de aviación. El revestimiento de electrolitos se puede realizar con diferentes metales como acero, oro, plata, cobre, níquel, zinc, estaño, cadmio y latón.

¿Qué es el metalizado?

Las técnicas de enchapado de metales implican una fina capa de realce de metal sobre otro metal. El proceso de revestimiento proporciona un acabado superficial para mejorar las propiedades de los materiales baratos, como resistencia al desgaste, resistencia al rayado, conducción, protección contra la corrosión y apariencia estética. Existe un proceso de enchapado que brinda una fina mejora del metal de cobertura total, pero es un metal muy costoso como PVD/CVD y el recubrimiento de plasma que se utiliza para enchapar superficies de aplicaciones de alta tecnología. Por otro lado, algunas técnicas de revestimiento de metales son fáciles, rápidas y efectivas, como la galvanoplastia, el galvanizado, el revestimiento y el anodizado, que se utilizan para el revestimiento metálico comercial a gran escala.

Las técnicas de enchapado de metales se enumeran sobre la base de un aumento en el costo.

que es la galvanoplastia

El proceso de acabado de superficies de galvanoplastia es eficiente, confiable y económico y proporciona un acabado metálico en una amplia variedad de tamaños y formas. En el proceso de galvanoplastia, la mejora se realiza mediante la deposición de una fina capa de átomos de metal sobre otro material. El material de revestimiento metálico se denomina material de sustrato y el que debe recubrirse se denomina material de deposición. El acabado de la superficie de galvanoplastia mejora las propiedades químicas, mecánicas y eléctricas del material del sustrato.

¿Cómo funciona la galvanoplastia?

Baño de galvanoplastia: un recipiente que contiene todo el equipo necesario para el proceso de galvanoplastia, lleno de una solución electrolítica que contiene los iones metálicos de la superficie de galvanoplastia.

Electrodos: La superficie de recubrimiento se conecta al terminal negativo, convirtiéndose en el cátodo (menos reactivo), mientras que el recubrimiento metálico depositado se conecta al terminal positivo, convirtiéndose en el ánodo, que es el metal activo.

Fuente de alimentación de CC: que proporciona voltaje. Se conecta entre dos electrodos para la conducción de electrones en el proceso de recubrimiento electrolítico.

Configuración de galvanoplastia

Vídeo de YouTube que explica el concepto del proceso de galvanoplastia.

https://www.youtube.com/watch?v=PZKEavdDcyM&pp=ygUYZWxlY3Ryb3BsYXRpbmcgcHJpbmNpcGxl

Tipos de galvanoplastia

Recubrimiento electrolítico masivo : Este recubrimiento electrolítico se utiliza en aplicaciones de producción en masa. El recubrimiento electrolítico masivo, que permite el acabado superficial de metales delgados, se realiza mediante un sistema de recubrimiento por tambor. Este proceso es económico para el recubrimiento metálico a gran escala de piezas pequeñas. El recubrimiento electrolítico por tambor no es adecuado para aplicaciones de alta tecnología que requieren acabados electrolíticos precisos, sin marcas ni rayones.

Vídeo de YouTube del proceso de enchapado en barril.

https://youtu.be/7pC6BQZK-8Q

Galvanoplastia en bastidor: En este proceso, las piezas de mayor tamaño se montan en bastidores y se sumergen en un baño de galvanoplastia. Si bien este proceso es costoso, ofrece un acabado superficial uniforme y de alta calidad. La galvanoplastia en bastidor se utiliza para piezas delicadas, frágiles y complejas que requieren recubrimientos de oro, plata, estaño, cobre y níquel.

Vídeo de YouTube del proceso de revestimiento en rejilla.

https://youtu.be/h4D3oYHRTOA

Galvanoplastia continua: Este proceso de recubrimiento metal-plástico se utiliza para el acabado superficial de piezas largas como tubos, tiras y cables metálicos. Este recubrimiento también se conoce como recubrimiento rollo a rollo, en el que el material de sustrato se recubre con el color del material de deposición haciéndolo pasar a una velocidad específica a través de un baño químico.

Vídeo de YouTube del proceso de revestimiento continuo.

https://www.youtube.com/watch?v=Il6mNOkY5VU&pp=ygUgY29udGlub3VzIGVsZWN0cm9wbGF0aW5nIHByb2Nlc3M%3

Recubrimiento en línea: Esta técnica de recubrimiento metálico mejora el acabado del metal mediante una línea de montaje. El acabado superficial se realiza haciendo pasar las piezas por diferentes estaciones y líneas de operación automatizadas. Este proceso se utiliza habitualmente para cobre, cromo, cadmio y zinc.

Vídeo de YouTube del proceso de revestimiento en línea.

https://www.youtube.com/watch?v=eAzG74MfDuQ&pp=ygUbbGluZSBlbGVjdHJvcGxhdGluZyBwcm9jZXNz

 ¿Qué metales se pueden galvanizar?

Generalmente, el requisito básico del material de galvanoplastia es que sea conductor, pero no es tan simple que todos los materiales conductores no puedan recubrirse sobre otros. El acabado galvánico del metal puede requerir ciertos criterios en función de los cuales se seleccionan el cátodo y el ánodo. La celda galvánica de galvanoplastia debe organizarse observando el potencial de electrodo estándar de los metales que se enumeran a continuación en la figura. Este conjunto de potencial de electrodo estándar ayuda al químico a establecer una diferencia de potencial eléctrico efectiva entre los cátodos para un revestimiento electrolítico efectivo.

Tabla que muestra el potencial del electrodo estándar a 25

Hay un conjunto de metales que no se pueden galvanizar fácilmente, sino que sólo se recubren mediante métodos especiales. El cromo, el aluminio, el titanio, el acero inoxidable, el estaño y los materiales refractarios como el tungsteno tienen capas de óxido estables que proporcionan una excelente protección contra la corrosión, lo que dificulta su galvanoplastia. El cromo puede tener un color dorado metálico en galvanoplastia mediante un electrolito de oro especial.

Revestimiento de acero

El acero puede galvanizarse con zinc, que actúa como ánodo de sacrificio y proporciona protección contra la corrosión al acero. El revestimiento metálico cromado proporciona un acabado superficial altamente reflectante y duradero con alta protección contra la corrosión. Acero galvanizado con cobre para proporcionar un color chapado en cobre conductor adhesivo fuerte y duradero. El acero inoxidable es una aleación de hierro con níquel-cromo para aumentar la protección contra la corrosión y contiene en promedio un 18% de cromo y un 10% de Nikel. La presencia de cromo dificulta el acabado metálico mediante galvanoplastia.

Una forma sencilla de realizar un revestimiento electrolítico de oro con cianuro ácido fuerte provoca un color metálico dorado en el acero inoxidable. Este color metálico chapado en oro de acero inoxidable se utiliza en joyería galvanizada casual, accesorios de decoración y juegos de vajilla.

Acero inoxidable galvanizado con cobre que le da un color chapado en cobre brillante.

 Chapado en oro

El color chapado en oro metálico es el revestimiento más exigente en la fabricación de joyas y accesorios de decoración. El acabado de galvanoplastia de oro proporciona buena soldabilidad, buena protección contra la corrosión y buena resistencia al desgaste cuando se alea con cobalto.

Especificaciones del proceso de chapado en oro

Tipo 1: utilizado para uso general, soldabilidad, alta fiabilidad de contacto eléctrico y conectores de envoltura de alambre. Contiene un 97 % de oro con grados de dureza A, B y C.

Tipo 2: el agente endurecedor en la superficie del chapado de oro se oxida, por lo que este chapado metálico no se puede utilizar en aplicaciones de alta temperatura. Con un mínimo de 99.0 % de oro y grados de dureza B, C, D y A.

Tipo 3: Este grado de acabado de metales se utiliza para ingeniería nuclear, semiconductores, unión de termocompresores y para aplicaciones donde se requiere alta temperatura. Mínimo 99.9% de oro con una dureza de grado A únicamente.

El requisito de soldadura se logra en gran medida cuando se logra un espesor de recubrimiento de oro de 0.00005 a 0.0001 pulgadas. Las superficies ricas en cobre, como el berilio, el bronce y el latón, cuando se recubren con un color metálico chapado en oro, el cobre se difunde dentro del recubrimiento de oro, lo que provoca una disminución de las propiedades no oxidantes y de la dureza. Se recomienda sulfamato de níquel debajo del revestimiento metálico antes de la superficie chapada en oro. El baño de oro se utiliza mucho para la joyería electrochapada.

Color metálico dorado en objetos debido a la galvanoplastia de oro.

Chapado en plata

El revestimiento electrolítico de plata proporciona una superficie altamente conductora de electricidad. El acabado de metal plateado es mejor para fines de ingeniería para la caracterización de contactos eléctricos, conductividad térmica, resistencia al desgaste, reflectividad espectral, unión por termocompresión y protección contra la corrosión. Hay dos grados de proceso de plateado.

1. Tratamiento antideslustre incluido adicionalmente.
2. Tratamiento antideslustre adicionalmente no incluido.

El proceso de plateado debe incluir un recubrimiento de níquel para realzar el metal fino del acero, cobre, zinc y sus aleaciones.

Baño de plata sobre cuchara.

Enchapado de cobre

El cobre es la segunda superficie de revestimiento de metal más popular detrás del níquel. Proporciona buena conductividad eléctrica, superficie soldable con superficie suave, roja, dúctil y duradera. El acabado de galvanoplastia de cobre se deslustra fácilmente, por lo que se utiliza principalmente como revestimiento inferior para otros metales de galvanoplastia. El zinc fundido a presión sólo se puede galvanizar con cobre. Normalmente, tiene una capa inferior con un espesor de 100 a 200 micropulgadas y proporciona una cobertura suave y uniforme al metal base.

Niquelado

Metal duro de color chapado en blanco y níquel con brillo brillante. Tiene una resistencia al desgaste muy alta y no se puede construir sobre bordes. El níquel puede dar un acabado chapado uniforme a agujeros ciegos y cavidades. Alta protección contra la corrosión gracias a un alto porcentaje de fósforo. El acabado de níquel metálico es liso y uniforme y se utiliza como barrera para atacar el metal base mediante electrolitos metálicos como plata, cobre y cianuro.

Recubrimiento metálico duradero de níquel.

chapado en latón

El latón se utiliza para galvanizar joyas y otros accesorios decorativos debido a su fino acabado metálico. Las aplicaciones de ingeniería, como el acabado de galvanoplastia en el rodamiento, la adhesión de los neumáticos de las correas de acero al caucho se mejora con el acero enchapado en latón, y el revestimiento anti-excoriación utiliza galvanoplastia de níquel. En primer lugar, la superficie se recubre electrolíticamente con níquel y luego con latón durante 35-90 segundos. Este acabado superficial muy fino se utiliza en corderos decorativos, herrajes para muebles de joyería galvanizados y herrajes para constructores. El acabado de galvanoplastia que se puede oxidar, pulir y bruñir se puede recubrir fuertemente con latón de 0.0003 a 0.0006 pulgadas.

Latón envejecido color chapado en oro.

Galvanizado

El revestimiento de zinc, también conocido como galvanizado, ayuda al material base a mejorar la protección contra la corrosión, el atractivo estético y la protección del sacrificio. El acabado de galvanoplastia de zinc y plata se puede realizar mediante una producción en masa rentable y a gran escala de formas complejas. El acabado de superficies con revestimiento de zinc se utiliza en la industria automotriz, la construcción, la ferretería, los equipos agrícolas y la industria marina [16].

Acabado superficial de galvanoplastia de zinc.

Estañado

Color estañado plateado cuya principal aplicación es desoldar o soldar material base. El estaño se puede recubrir electrolíticamente con buena cobertura para una amplia gama de formas complejas. Las superficies de acabado de galvanoplastia de estaño no son tóxicas ni cancerígenas, por lo que se utilizan en aplicaciones de contenedores de alimentos. El estaño también se empaña fácilmente de esa manera y no se puede utilizar en aplicaciones de decoración. El acabado de la superficie suave y dúctil del estaño se puede rayar fácilmente. La aleación de estaño con plomo se realiza para evitar el rechinido y reducir su punto de fusión para la aplicación de soldadura.

Galvanoplastia metálica de estaño en latas de alimentos.

Revestimiento de cadmio

El cadmio es un material pesado tóxico que ha planteado muchos problemas de salud. Además, su revestimiento electrolítico proporciona protección contra la corrosión, lubricidad, conductividad y soldabilidad al material base. La galvanoplastia con cadmio se utiliza en equipos militares, aparatos electrónicos, frenos, resortes y sujetadores de automóviles y componentes aeroespaciales.

Tornillos con recubrimiento de cadmio

Cuadro resumen de metales chapados

Cómo platear metal: proceso y pasos

La galvanoplastia comienza con la preparación de la muestra. Supongamos que desea realizar un revestimiento metálico de cobre sobre acero inoxidable. Primero tenemos que desengrasar en caliente. Luego enjuague la superficie con abundante agua y seque. El siguiente paso en esta técnica de revestimiento de metal es activar la superficie, para ello sumergimos la solución en una solución que contiene sal de níquel para que el ión níquel se absorba en la superficie y lo active para el revestimiento de zinc. Después de eso, el electrodo se conecta al terminal negativo de la celda electrolítica para galvanoplastia. Seleccione el parámetro según el espesor deseado del revestimiento. Después de enjuagarlo con agua para eliminar nuevamente los residuos de electrolito, se prepara la siguiente configuración de galvanoplastia para el recubrimiento de cobre. Nuevamente, los parámetros de galvanoplastia se configuran según el espesor del recubrimiento. Después de eso, lávelo nuevamente a fondo y séquelo. La superficie lisa de galvanoplastia está lista.

Diagrama de flujo del proceso de galvanoplastia.

Colores de galvanoplastia de metal.

1. Color plateado debido al revestimiento de metal plateado.
2. Gama de colores chapados de amarillo pálido a amarillo intenso mediante revestimiento electrolítico de oro sobre diferentes materiales base.
3. Color plateado blanco mediante galvanoplastia de níquel.
4. Color plateado rubor brillante y reflectante mediante acabado de galvanoplastia de cromo.
5. Color marrón rojizo por acabado galvanoplastia de cobre.

Ejemplos de galvanoplastia

La galvanoplastia se utiliza en diferentes industrias que se enumeran a continuación.

1. Industria de la joyería
2. Industria automotriz
3. industria electrónica
4. Industria decorativa y de mesa.
5. Instrumentos medicos
6. Accesorios de moda
7. Construcción y arquitectura
8. Industria militar y de defensa

Factores que afectan la galvanoplastia.

Preparación de la superficie : la superficie debe limpiarse; de ​​lo contrario, afectará la adherencia del recubrimiento al sustrato.

Composición de la solución electrolítica: la concentración de iones metálicos y el nivel de pH afectan la apariencia final, la adhesión y la velocidad de electrodeposición.

Densidad de corriente: depende de la fuente de alimentación; una fuente de alimentación alta puede causar un recubrimiento irregular e incluso la quema del sustrato o del recubrimiento.

Temperatura: influye en la uniformidad, la adhesión y la velocidad de galvanoplastia.

Agitación: ayuda a mantener la concentración de iones y la temperatura dentro del baño electrolítico de recubrimiento. Una agitación insuficiente puede causar problemas en la sedimentación de iones cerca del sustrato y, por lo tanto, reducir el tiempo de recubrimiento.

Tiempo de galvanoplastia: desempeña un papel clave en el control del espesor del recubrimiento electrolítico.

Diferentes parámetros de galvanoplastia de materiales.

Ventajas y desventajas de la soldadura de CA frente a CC

La Ventaja

Durabilidad : Conocida por su durabilidad y capacidad para soportar cargas pesadas, la chapa metálica es ideal para aplicaciones en la construcción, el transporte y la industria.

Resistencia : Las placas metálicas son fuertes y resistentes a temperaturas extremas, productos químicos y elementos corrosivos.

Coste : La chapa metálica es relativamente económica en comparación con otros metales, lo que la convierte en una opción rentable para muchas aplicaciones.

Versatilidad : La chapa metálica se puede moldear en diversas formas y tamaños para una amplia gama de usos.

Reparación sencilla : La chapa metálica se puede reparar fácilmente mediante soldadura u otras técnicas, lo que reduce el tiempo de inactividad y los costes de mantenimiento.

Desventajas

Peso : La chapa metálica puede ser pesada, lo que puede dificultar su transporte o manipulación en algunas aplicaciones.

Frágil : Si se manipula incorrectamente o se somete a una tensión extrema, la chapa metálica puede ser frágil y romperse o agrietarse.

Elasticidad : la chapa metálica puede no ser tan flexible como otros metales, lo que puede limitar su uso en algunas aplicaciones donde la flexibilidad es importante.

Conductividad térmica : Las placas metálicas conducen mal el calor, lo que puede afectar su rendimiento en determinados entornos o aplicaciones donde se requiere una buena disipación del calor.

Impacto ambiental : La producción de chapa metálica puede tener impactos ambientales negativos, como la contaminación del aire y del agua, la deforestación y las emisiones de gases de efecto invernadero.

¿Por qué elegir China Tuofa para el servicio de tratamiento de superficies metálicas?

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Preguntas Frecuentes

que es replantear

El rechapado se realiza cuando una superficie ya galvanizada después de un tiempo se empaña u oxida. En este caso la eliminación completa del revestimiento existente es más importante que una limpieza profunda de la superficie para que no queden restos de revestimiento en la superficie. Luego, se siguen los mismos pasos de galvanoplastia para obtener un recubrimiento completamente nuevo.

¿Cómo se utiliza la electricidad en el proceso de enchapado?

La electricidad ayuda a la conducción de electrones entre el cátodo y el ánodo. Este movimiento de electrones hacia el cátodo hace que los iones metálicos del electrolito tomen electrones y se depositen en forma de átomos metálicos en la superficie del cátodo. Sin el movimiento de los electrones hacia el cátodo, los iones metálicos no se depositan en la superficie del cátodo en la técnica de galvanoplastia.

Cómo galvanizar metal en casa.

Con la ayuda de cualquier batería de juguete pequeña en el hogar, puede configurar una pequeña configuración de electrodeposición. Toma un alambre de cobre y una cadena de acero de tus joyas y límpialos. Conecte el cable de cobre al terminal positivo de la batería y encadene al terminal negativo de la batería. En un pequeño baño de plástico, prepare una solución de agua y sal de sulfuro de cobre y coloque otros conjuntos en el baño de manera que los electrodos se sumerjan completamente en la solución. Después de cierto tiempo, verá que su cadena se baña en un color de cobre marrón rojizo.