Lección 11.5RecubrirCapítulo 11 · Recubrimientos y acabado superficial

Galvanizado electrolítico (cromo, níquel, zinc)

La corriente eléctrica deposita metal desde un baño

El galvanizado electrolítico usa corriente eléctrica para recubrir una pieza con una capa fina de otro metal, como cromo, níquel o zinc. El cromo brillante de un grifo de baño y el zinc amarillento de un perno son ambos recubrimientos galvánicos. Añade aspecto, protección contra el óxido o resistencia al desgaste mientras la pieza conserva su forma exacta.

Foto: Encik Tekateki, CC BY-SA 4.0, vía Wikimedia Commons

Galvanizado electrolítico · cuba de recubrimiento, fuente de alimentación y una pila decorativa de cromoLos números en círculo corresponden a los pasos de abajo. El recuadro muestra las capas de un acabado cromado decorativo típico, sin escala.

Cómo funciona

Limpia y cuelga la pieza. La pieza se desengrasa, se aclara y se sumerge brevemente en ácido para eliminar el óxido (activación). Después se cuelga de un bastidor o se hace girar en un tambor que conduce la electricidad.
Sumérgela en el electrolito. La cuba contiene un electrolito (agua con una sal disuelta del metal del recubrimiento, como el sulfato de níquel). El baño suele calentarse y agitarse.
Conecta la corriente. Una fuente de corriente continua (rectificador) conecta la pieza al lado negativo, haciéndola el cátodo. Barras del metal del recubrimiento en el lado positivo son los ánodos.
Los iones viajan y se depositan. Los iones metálicos llevan carga positiva, así que se desplazan hacia la pieza. Allí captan electrones y vuelven a convertirse en metal sólido, átomo a átomo, en cada superficie mojada.
El ánodo se disuelve. A medida que el metal sale de la solución, el ánodo de níquel o zinc se disuelve para reponerlo. En los baños de cromo los ánodos no se disuelven, así que se añaden productos químicos.
Aclara y repite. La pieza se aclara entre cubas; el cromo decorativo pasa por baños de cobre, níquel y cromo uno tras otro. Las piezas cincadas suelen recibir un baño de pasivado (una película fina de conversión que añade resistencia a la corrosión y el tono azul o amarillo).

El espesor depende de la corriente y del tiempo: más corriente o más minutos dan una capa más gruesa. El recubrimiento se acumula más rápido en bordes y esquinas, donde el campo eléctrico es más intenso, y más despacio en agujeros y huecos.

Datos clave

Materiales: Recubrimientos de cromo, níquel, zinc, cobre, estaño, plata, oro; sobre acero, latón, cobre, aluminio y plásticos hechos conductores antes
Piezas típicas: Grifos, molduras de coche, pernos y tornillos, vástagos de pistón hidráulico, contactos eléctricos, joyería
Tamaño de pieza: Desde diminutos pines de conectores hasta rodillos y barras de varios metros de largo; la cuba fija el límite
Precisión: Muy fino y controlable: zinc normalmente 5–25 µm, cromo decorativo muy por debajo de 1 µm, cromo duro de decenas a cientos de µm
Acabado superficial: Copia la superficie de debajo: las piezas pulidas salen brillantes como un espejo, las mates siguen mates
Tamaño de lote adecuado: Desde reparaciones sueltas hasta millones de elementos de fijación en líneas de tambor
Coste de utillaje y máquina: Los bastidores y utillajes son baratos; una línea de recubrimiento automatizada con cubas, polipastos y tratamiento de residuos cuesta de cientos de miles a millones
Velocidad: Minutos para zinc fino o cromo decorativo, hasta muchas horas para cromo duro grueso

Ventajas y límites

Ventajas

Capas finas y uniformes que conservan las dimensiones de la pieza
Muchos metales para aspecto, corrosión, desgaste o conductividad
Acabados decorativos brillantes como un espejo
Barato por pieza en lotes grandes, sobre todo en tambor

Límites

Desigual en agujeros profundos y huecos; los bordes acumulan más
Usa productos químicos tóxicos (por ejemplo cromo hexavalente y baños de cianuro) que exigen un tratamiento de residuos estricto
El hidrógeno generado durante el recubrimiento puede fragilizar el acero de alta resistencia, así que las piezas se hornean después
Cada paso depende de una limpieza perfecta; una mala preparación hace que la capa se pele o se ampolle

Dónde se usa

AutomociónElementos de fijación y soportes cincados, molduras cromadas, piezas niqueladas
Fontanería y hogarGrifos cromados, alcachofas de ducha, manillas de puertas
Hidráulica y maquinariaVástagos de pistón de cromo duro, rodillos, moldes
ElectrónicaOro y estaño en conectores, cobre y níquel en placas de circuito
AeroespacialCadmio o zinc-níquel en piezas de tren de aterrizaje y elementos de fijación
Joyería y monedasRecubrimiento de oro y plata sobre metales más baratos

Cómo reconocerlo

Una capa muy fina que sigue cada detalle, arañazo y línea de pulido de la pieza de debajo.
Cromo brillante como un espejo con un ligero tono azul, o el brillo irisado, amarillo o azul del zinc pasivado en los tornillos.
Marcas de contacto: un pequeño punto sin recubrir o mate donde la pieza tocaba el bastidor.
Cuando falla, diminutas picaduras o ampollas bajo el brillo, o descascarillado en los bordes vivos.

Compáralo con

Galvanizado en caliente11.4zinc de un baño fundido en vez de corriente; mucho más grueso y duradero a la intemperie, pero no preciso.Anodizado11.6también es un baño electroquímico, pero la pieza es el ánodo y su propia superficie se convierte en óxido en lugar de recibir metal nuevo.Electroformado11.7la misma química funcionando mucho más tiempo para construir una pieza metálica independiente sobre un molde.

Míralo

VIEW CHEM · Ánodo, cátodo y flujo de iones animados

Mayer Motorsports · Un recorrido por un taller: pulido, y luego cobre, níquel y cromo

Proinvest Group | Unlimited Steel Solutions · Cromo duro industrial en barras hidráulicas

Riley Surface World · Una línea automática de zincado en tambor con su pórtico y sus cubas

Ver fotos reales

Wikipedia: Galvanoplastia — diagramas del principio y fotos de líneas de recubrimiento
Wikipedia: Cromado — piezas cromadas de coche y moto, cromo decorativo frente a cromo duro
Búsqueda de fotos en Wikimedia Commons

Recuerda

La pieza es el electrodo negativo; los iones metálicos positivos del baño caen sobre ella y se convierten en metal.
La corriente y el tiempo fijan el espesor, desde menos de 1 µm hasta cientos de µm.
Las piezas limpias y el manejo seguro de los baños tóxicos son lo que hace triunfar o fracasar un recubrimiento.