Lição 11.5RevestirCapítulo 11 · Revestimentos e acabamento de superfícies

Galvanoplastia (cromo, níquel, zinco)

A corrente elétrica deposita metal de um banho

A galvanoplastia usa corrente elétrica para revestir uma peça com uma fina camada de outro metal, como cromo, níquel ou zinco. O cromo brilhante de uma torneira de banheiro e o zinco amarelado de um parafuso são ambos galvanizados. Acrescenta aparência, proteção contra ferrugem ou resistência ao desgaste, enquanto a peça mantém sua forma exata.

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

Galvanoplastia · cuba de deposição, fonte de alimentação e uma sequência de cromo decorativoOs números circulados correspondem às etapas abaixo. O detalhe mostra as camadas de um acabamento típico de cromo decorativo, fora de escala.

Como funciona

Limpe e prenda a peça. A peça é desengordurada, enxaguada e mergulhada brevemente em ácido para remover o óxido (ativação). Depois é pendurada em um gabarito ou tamboreada em um barril que conduz eletricidade.
Imerja no eletrólito. A cuba contém um eletrólito (água com um sal dissolvido do metal de revestimento, como sulfato de níquel). O banho muitas vezes é aquecido e agitado.
Ligue a corrente. Uma fonte de corrente contínua (retificador) liga a peça ao lado negativo, tornando-a o cátodo. Barras do metal de revestimento no lado positivo são os ânodos.
Os íons viajam e se depositam. Os íons metálicos têm carga positiva, então migram para a peça. Ali captam elétrons e voltam a ser metal sólido, átomo por átomo, em toda superfície molhada.
O ânodo se dissolve. À medida que o metal sai da solução, o ânodo de níquel ou zinco se dissolve para repô-lo. Nos banhos de cromo os ânodos não se dissolvem, então produtos químicos são adicionados.
Enxágue e repita. A peça é enxaguada entre as cubas; o cromo decorativo passa por banhos de cobre, níquel e cromo em sequência. Peças zincadas costumam receber um banho de passivação (uma fina película de conversão que acrescenta resistência à corrosão e o tom azulado ou amarelado).

A espessura depende da corrente e do tempo: mais corrente ou mais minutos dão uma camada mais grossa. A deposição cresce mais rápido nas bordas e cantos, onde o campo elétrico é mais forte, e mais devagar em furos e reentrâncias.

Dados-chave

Materiais: Revestimentos de cromo, níquel, zinco, cobre, estanho, prata, ouro; sobre aço, latão, cobre, alumínio e plásticos tornados condutores antes
Peças típicas: Torneiras, acabamentos de carros, parafusos, hastes de pistão hidráulico, contatos elétricos, joias
Tamanho da peça: De minúsculos pinos de conectores a cilindros e hastes de vários metros de comprimento; a cuba define o limite
Precisão: Muito fina e controlável: zinco normalmente 5–25 µm, cromo decorativo bem abaixo de 1 µm, cromo duro de dezenas a centenas de µm
Acabamento superficial: Copia a superfície de baixo: peças polidas saem brilhantes como espelho, peças foscas continuam foscas
Tamanho de lote adequado: De reparos avulsos a milhões de fixadores em linhas de barril
Custo de ferramental e máquinas: Gabaritos e dispositivos são baratos; uma linha automatizada de galvanoplastia com cubas, talhas e tratamento de efluentes custa de centenas de milhares a milhões
Velocidade: Minutos para zinco fino ou cromo decorativo, até muitas horas para cromo duro espesso

Pontos fortes e limites

Pontos fortes

Camadas finas e uniformes que mantêm as dimensões da peça
Muitos metais para aparência, corrosão, desgaste ou condutividade
Acabamentos decorativos brilhantes como espelho
Barato por peça em grandes lotes, especialmente em barris

Limites

Irregular em furos profundos e reentrâncias; as bordas acumulam mais
Usa produtos químicos tóxicos (por exemplo banhos de cromo hexavalente e de cianeto) que exigem rigoroso tratamento de efluentes
O hidrogênio gerado durante a deposição pode fragilizar o aço de alta resistência, então as peças são cozidas depois
Cada etapa depende de uma limpeza perfeita; um preparo ruim faz o revestimento descascar ou formar bolhas

Onde é usado

AutomotivoFixadores e suportes zincados, acabamentos cromados, peças niqueladas
Hidráulica e casaTorneiras, chuveiros e maçanetas cromados
Hidráulica e máquinasHastes de pistão, cilindros e moldes com cromo duro
EletrônicaOuro e estanho em conectores, cobre e níquel em placas de circuito
AeroespacialCádmio ou zinco-níquel em peças de trem de pouso e fixadores
Joias e moedasBanho de ouro e prata sobre metais mais baratos

Como reconhecê-lo

Uma camada muito fina que segue cada detalhe, risco e marca de polimento da peça de baixo.
Cromo brilhante como espelho com um leve tom azulado, ou o brilho arco-íris, amarelo ou azul do zinco passivado em parafusos.
Marcas de contato: um pequeno ponto nu ou fosco onde a peça tocou o gabarito.
Quando falha, minúsculas cavidades ou bolhas sob o brilho, ou descascamento nas bordas vivas.

Compare com

Galvanização por imersão a quente11.4zinco de um banho fundido em vez de corrente; muito mais grossa e duradoura ao ar livre, mas não precisa.Anodização11.6também é um banho eletroquímico, mas a peça é o ânodo e a própria superfície vira óxido em vez de receber metal novo.Eletroformação11.7a mesma química rodando por muito mais tempo para construir uma peça metálica autônoma sobre um molde.

Assista

VIEW CHEM · Ânodo, cátodo e fluxo de íons animados

Mayer Motorsports · Um passeio por uma oficina: polimento, depois cobre, níquel e cromo

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

Riley Surface World · Uma linha automática de zincagem em barril com seu pórtico e suas cubas

Veja fotos reais

Wikipedia: Galvanoplastia — diagramas do princípio e fotos de linhas de galvanoplastia
Wikipedia: Cromagem — peças cromadas de carros e motos, cromo decorativo versus cromo duro
Busca de fotos no Wikimedia Commons

Lembre-se

A peça é o eletrodo negativo; os íons metálicos positivos do banho pousam nela e viram metal.
A corrente e o tempo definem a espessura, de menos de 1 µm a centenas de µm.
Peças limpas e manuseio seguro de banhos tóxicos é o que faz ou desfaz a galvanoplastia.