INTRODUCCION AL GALVANIZADO

8/4/2019 INTRODUCCION AL GALVANIZADO

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Universidad de San Carlos de Guatemala

Facultad de Ingeniera

Escuela de Ingeniera Mecnica

GUA PARA LA IMPLEMENTACIN DEL PROCESO DE

GALVANOPLASTIA, EN EL LABORATORIO DE METALURGIA Y

METALOGRAFA DE LA FACULTAD DE INGENIERA, USAC

Eddy Reynaldo Garca Oliva

Asesorado por el Ing. Mecnico Hugo Leonel Ramrez Ortiz

Guatemala, septiembre de 2009


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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERA

GUA PARA LA IMPLEMENTACIN DEL PROCESO DE

GALVANOPLASTIA, EN EL LABORATORIO DE METALURGIA Y

METALOGRAFA DE LA FACULTAD DE INGENIERA, USAC

TRABAJO DE GRADUACIN

PRESENTADO A JUNDA DIRECTIVA DE LA


POR:

EDDY REYNALDO GARCA OLIVA

ASESORADO POR EL ING. MECNICO HUGO LEONEL RAMREZ ORTZ

AL CONFERRSELE EL TTULO DE

INGENIERO MECNICO

GUATEMALA, SEPTIEMBRE DE 2009


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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA


NMINA DE JUNTA DIRECTIVA

DECANO Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos

VOCAL I Inga. Glenda Patricia Garca Soria

VOCAL II Inga. Alba Maritza Guerrero de Lpez

VOCAL III Ing. Miguel Angel Dvila Caldern

VOCAL IV Br. Jos Milton De Len Bran

VOCAL V Br. Isaac Sultn Meja

SECRETARIA Inga. Marcia Ivnne Vliz Vargas

TRIBUNAL QUE PRACTIC EL EXMEN GENERAL PRIVADO

DECANO Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos

EXAMINADOR Ing. Willy Alfredo Contreras Morales

EXAMINADOR Ing. Edwin Estuardo Sarceo Zepeda

EXAMINADOR Ing. Jos Ismael Vliz Padilla

SECRETARIA Inga. Marcia Ivnne Vliz Vargas


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DEDICATORIA Y AGRADECIMIENTOS A:

DIOS Por ser gua, amigo y fortaleza en mi camino,

porque nada es imposible para l.

MIS PADRES Juan Jos Garca Gonzlez y Berta Oliva de

Garca, por su amor, paciencia y apoyo

incondicional desde el da en que nac.

MIS HERMANOS Hctor y Mario, gracias por sus consejos y sus

palabras de aliento en los momentos difciles.

A MIS FAMILIARES Gracias por estar a mi lado.

MI ASESOR Y AMIGO Ing. Hugo Leonel Ramrez Ortiz, por sus

consejos y orientacin en este trabajo de

graduacin.

MIS AMIGOS Grupo Kahu, Walter, Omar, Otto, Alex,

Andrea, Luis, Elmer, Csar, Delmi, Alejandro,

Jos Luis, Wendy, Karin, Raquel.

USTED Apreciable amigo.


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I

NDICE GENERAL

NDICE DE ILUSTRACIONES V

LISTA DE SMBOLOS VII

GLOSARIO IX

RESUMEN XIII

OBJETIVOS XV

INSTRODUCCIN XVII

1. GENERALIDADES

1.1. Desgaste de los metales 1

1.1.1. Mecanismo de desgaste 2

1.1.2. Factores que influyen en el desgaste 4

1.1.3. Proteccin contra el desgaste 6

1.2. Corrosin de los metales 7

1.2.1. Principios electroqumicos 8

1.2.2. Factores que influyen en la corrosin 10

1.2.3. Mtodos para combatir la corrosin 11

1.2.3.1. Utilizacin de metales de alto grado de pureza 11

1.2.3.2. Empleo de adiciones de aleacin 11

1.2.3.3. Utilizacin de tratamientos trmicos especiales 12

1.2.3.4. Diseo adecuado 12

1.2.3.5. Proteccin catdica 12

1.2.3.6. Empleo de inhibidores 13

1.2.3.7. Revestimientos superficiales 13

1.3. Electrlisis 13


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II

2. TEORA DE ELECTRODEPOSICIN O GALVANOPLASTIA

2.1. Equipos y materiales 15

2.1.1. Cubas electrolticas 15

2.1.2. Calefactores elctricos 18

2.1.3. Sistema de agua corriente para enjuague 19

2.1.4. nodos: tipos y caractersticas 20

2.1.5. Fuentes de corriente continua 22

2.1.6. Equipo de proteccin personal 24

2.1.7. Otros equipos y materiales 27

2.2. Tratamientos previos a la electrodeposicin de metales 302.2.1. Decapado 30

2.2.1.1. cidos usados 31

2.2.1.2. Formacin de lodo 33

2.2.1.3. Agentes humectantes en el decapado 34

2.2.1.4. Lavado despus del decapado 34

2.2.1.5. Instalaciones de decapado y su funcionamiento 36

2.2.1.6. Recubrimientos de proteccin 38

2.2.1.7. Sistemas de aspiracin 38

2.2.1.8. Agitacin de la solucin 40

2.2.2. Desengrase 41

2.2.2.1. Desengrasado por disolventes 43

2.2.2.2. Desengrasado en caliente 44

2.2.2.3. Desengrasado electroltico 45

2.3. Tratamientos posteriores a la electrodeposicin de metales 47

2.3.1. Pulido 47

3. PRCTICAS DE LABORATORIO

3.1. Prctica nm. 1: cobreado electroltico 51


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III

3.1.1. Solucin electroltica 52

3.1.2. nodos 53

3.1.3. Temperatura 53

3.1.4. Rendimiento y densidad de corriente 54

3.1.5. Defectos en el cobreado 54

3.2. Prctica nm. 2: niquelado electroltico 57


3.2.2. nodos 59


3.2.4. Rendimiento y densidad de corriente 603.2.5. Defectos en el niquelado 60

3.3. Prctica nm. 3: cromado electroltico 64


3.3.2. nodos 65


3.3.4. Rendimiento y densidad de corriente 65

3.3.5. Defectos en el cromado 66

CONCLUSIONES 71

RECOMENDACIONES 73

BIBLIOGRAFA 75


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IV


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V

NDICE DE ILUSTRACIONES

FIGURAS

1 Desgaste adhesivo

2 Desgaste abrasivo

3 Corrosin en una tubera de vapor

4 Cuba electroltica con agitacin horizontal

5 Calefactores elctricos por inmersin6 Ubicacin ideal de los nodos en el proceso de galvanoplastia

7 Fuente de CC para industria de galvanoplastia

8 Distintos diseos de ganchos para suspender piezas

9 Sistema de agitacin por oscilacin vertical

10 Proceso de decapado en barriles tipo retorno automtico

11 Sistema de aspiracin de vapores

12 Agitacin por medio de inyeccin de aire

13 Instalacin para un proceso de desengrase en lnea recta

14 Diagrama de flujo para el proceso de cobreado

15 Diagrama de flujo para el proceso de niquelado

16 Diagrama de flujo para el proceso de cromado

TABLAS

I Condiciones para el cobreado en bao cido tipo UBAC

II Composicin de la solucin electroltica para el cobreado

III Condiciones para el niquelado mate en bao tipo Watts


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VI

IV Composicin de la solucin electroltica para el niquelado mate

V Condiciones para el niquelado brillante

VI Composicin de la solucin electroltica para el niquelado brillante

VII Condiciones para el cromado decorativo

VIII Composicin de la solucin electroltica para el cromado decorativo

IX Condiciones para el cromado duro

X Composicin de la solucin electroltica para el cromado duro


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VII

LISTA DE SMBOLOS

OH- In hidroxilo negativamente cargado

H+ In hidrgeno positivamente cargado

F Grados Fahrenheit

PVC Cloruro de polivinilo

mm Milmetro

C Grados Celsius o grados centgrados

CC Corriente continuaFe203 xido frrico

Fe304 xido ferroso frrico

FeO xido ferroso

H2SO4 cido sulfrico

HCl cido clorhdrico

CFM Pies cbicos por minuto

NaOH Soda custica

KOH Potasa custica

A Amperio

dm2 Decmetro cuadrado

pH Potencial de hidrgeno

CuSO4 Sulfato de cobre

H2O2 Perxido de hidrgeno

KMnO4 Permanganato de potasio

cm Centmetro

g Gramo

lt Litro

NiSO4 Sulfato de nquel

NiCl Cloruro de nquel


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VIII

H3BO3 cido brico

SLS Lauril sulfato sdico

cm3 centmetro cbico

NiCO3 Carbonato de nquel

CrO3 Acido crmico

PbCrO4 Cromato de plomo

Pb Plomo

Sb Estao


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IX

GLOSARIO

Abrasin Accin mecnica de rozamiento y desgaste.

Adhesin Propiedad de la materia por la cual se unen dos

superficies de sustancias iguales o diferentes cuando

entran en contacto, y se mantienen juntas por fuerzas

intermoleculares.

Anin In negativo.

nodo Electrodo positivo de una clula electroltica hacia el

que se dirigen los iones negativos dentro del

electrolito.

Catin In positivo.

Ctodo Electrodo negativo de una clula electroltica hacia el

que se dirigen los iones positivos.

Cianuro El cianuro es un anin monovalente de

representacin CN-. El mismo contiene el grupo

cianuro (CN), que consiste en un tomo de carbono

con un enlace triple con un tomo de nitrgeno.

Decapado Es un proceso mediante el cual se limpian las

superficies de un elemento, previo a la aplicacin de


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X

una pintura o cualquier recubrimiento incluidos los

generados por un proceso galvnico.

Electrodeposicin Es un proceso electroqumico en el que se usa una

corriente elctrica para reducir cationes en una

solucin acuosa que los contiene para propiciar la

precipitacin de estos, que suelen ser metales, sobre

un objeto conductivo que ser el ctodo de la celda,

creando un fino recubrimiento alrededor de este con

el material reducido.

Electrlisis Mtodo de separacin de los elementos que forman

un compuesto aplicando electricidad.

Emulsin Formacin de una mezcla de lquidos que no se

separan en capas al reposar.

Erosin Proceso de sustraccin de material o desgaste de

una pieza por accin de procesos exgenos como las

corrientes superficiales de agua, el viento, los

cambios de temperatura o la accin de los seres

vivos.

In Es un tomo o una molcula cargada elctricamente.

Paladiado Proceso de electrodeposicin de paladio sobre un

metal.


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XI

Peptizacin Reduccin de partculas slidas de suciedad en una

forma finamente dividida.

Saponificacin Formacin de jabn.

Soldabilidad Es la propiedad de unin de dos metales hasta

constituir una sola unidad.

Tea Especie de pino cuya madera es muy resinosa, de

color rojizo, compacta y dura. Se usa para suelos,puertas, balcones y obras semejantes.

Tenacidad Es la energa total que absorbe un material antes de

alcanzar la rotura, por acumulacin de dislocaciones.


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XII


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XIII

RESUMEN

El contenido terico y prctico de esta gua ofrece los conocimientos

generales del proceso de galvanoplastia a un nivel didctico y demostrativo con

la finalidad de incluir dicho proceso como una prctica ms en el laboratorio de

metalurgia y metalografa de la Facultad de Ingeniera.

El desarrollo de este trabajo de graduacin inicia con un corto anlisis

sobre el desgaste y corrosin de los metales, puntos tratados en el captulo 1, ycomplementados con una breve explicacin sobre la electrlisis.

El captulo 2 abarca la teora de electrodeposicin o galvanoplastia,

concepto medular en el desarrollo de esta gua. Es en este captulo donde se

describen y ejemplifican los equipos y materiales utilizados en los distintos

procesos de electrodeposicin metlica, las tareas previas a someter un metal a

electrodeposicin (decapado y desengrase) y los tratamientos posteriores que

recibe una pieza que ha sido trabajada.

Por ltimo, en el captulo 3 se enumeran las prcticas de laboratorio de

los procesos en los que se ha centrado esta gua: cobreado, niquelado y

cromado. Cada uno de estos procesos industriales, citados individualmente,

presenta los conceptos tericos sobre soluciones electrolticas, nodos,

temperatura y posibles defectos, a la vez que incluyen las tablas que muestran

las proporciones de las variables involucradas en cada uno de ellos.


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XIV


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XV

OBJETIVOS

General:

Implementar una gua para el proceso de galvanoplastia en el laboratorio de

metalurgia y metalografa de la Facultad de Ingeniera.

Especficos:

1. Conocer las causas del desgaste y corrosin de los metales, sus

consecuencias y las formas de evitar su propagacin.

2. Definir los procesos y condiciones de aplicacin de depsitos

catdicos en diferentes tipos de metales.

3. Comprender las variables involucradas en cada uno de los diferentes

tipos de electrochapado, cmo manejarlas y cmo adecuarlas para

obtener los mejores resultados en nuestras prcticas de

galvanoplastia.

4. Elaborar los diagramas de flujo bsicos y concisos de los procesos de

cobreado, niquelado y cromado de metales.


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XVI


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XVII

INTRODUCCIN

El desgaste de los metales, particularmente debido a la corrosin, es la

causa de millonarias prdidas econmicas en la industria mundial. Un estudio

efectuado por el National Bureau of Standards de los Estados Unidos seala

que, tomando como base el ao 1975, los costos totales de la corrosin

metlica pueden estimarse en el orden de los 70 billones de dlares; el estudio

seala que aproximadamente un 15%, es decir, 10.5 billones de dlares, pudo

haberse evitado.

Los problemas generados por la corrosin se dejan sentir en tres reas

principales:

1. econmica (prdidas directas e indirectas)

2. conservacin de los recursos (agotamiento de las reservas naturales)

3. seguridad humana (fallos fatales en medios de transporte, por

ejemplo)

Pero se preguntar el lector de este trabajo de graduacin: qu papel

juega la industria galvanoplstica en la reduccin de costos por corrosin de

metales?

Para obtener una respuesta a esta interrogante bastar con llevar a

nuestra mente imgenes de objetos metlicos que comnmente utilizamos y

que han sido elaborados bajo procesos galvanoplsticos: la estantera metlica

de nuestros libros, el grifo del lavatrastos, las patas de la silla que est en la

oficina, la engrapadora, las llaves de nuestro auto, la cadena de oro que

llevamos al cuello, muchas de las piezas de la motocicleta o del auto, en fin,


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XVIII

nunca nos imaginamos lo relacionados que estamos con este proceso poco

conocido en nuestra regin.

Es ms fcil ubicar los procesos galvanoplsticos por separado, as, el

cromado, niquelado, zincado, paladiado, cobreado, etc. son trminos ms

amigables y conocidos.

A diferencia de otros procesos de proteccin de metales contra la

corrosin, como la galvanizacin por inmersin, la galvanoplastia ofrece un

valor agregado a la proteccin en s, y es la esttica del acabado final. Desdepiezas muy pequeas como dispositivos electrnicos, hasta estructuras grandes

como torres o estanteras, pasando por muebles, adornos, accesorios y

prendas de vestir, la industria galvanoplstica coadyuva a la reduccin de

costos por efectos de la corrosin de los metales siendo, hasta hace muy pocos

aos, una tcnica o proceso desarrollado artesanalmente.


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1

1. GENERALIDADES

1.1 Desgaste de los metales

La calidad de la mayora de los productos de metal depende de la

condicin de sus superficies y del deterioro de la superficie debido al uso. Este

deterioro es importante tambin en la prctica de la Ingeniera; suele ser el

factor principal que limita la vida y el desempeo de las componentes de una

mquina. El desgaste se puede definir como el deterioro no intencional

resultante del empleo o del ambiente; puede considerarse esencialmente comoun fenmeno de superficie. El desgaste es una de las influencias ms

destructivas a que estn expuestos los metales, y la importancia de la

resistencia al desgaste no necesita ampliarse.

El desplazamiento y la separacin de las partculas mecnicas de una

superficie mecnica puede producirse por contacto con: a) otro metal (desgaste

adhesivo metlico), b) un abrasivo metlico o uno no metlico (abrasin), o c)

lquidos o gases en movimiento (erosin). La erosin se acompaa

generalmente por alguna forma de corrosin. Los tipos de desgaste

mencionados pueden subdividirse en desgaste por friccin rodante o por

friccin deslizante y, adems, de cuerdo a si puede utilizarse o no la lubricacin.

El desgaste que implica un solo tipo es raro, y en la mayora de los casos

ocurren el desgaste abrasivo y el adhesivo. Cada forma de desgaste est

afectada por una variedad de condiciones, incluyendo ambiente, tipo de carga

aplicada, velocidades relativas de las piezas que se acoplan, lubricante,

temperatura, dureza, terminado de la superficie, presencia de partculas

extraas, y su composicin y compatibilidad de las piezas de acoplamiento

implicadas. Como en la mayora de las aplicaciones mecnicas, el desgaste


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2

rara vez puede evitarse por completo an con la mejor lubricacin; es prctica

comn utilizar un metal duro y uno relativamente blando en forma conjunta. El

material ms suave se emplea (como en un cojinete) para la pieza ms

econmica de reemplazar.

1.1.1 Mecanismo de desgaste

En el desgaste adhesivo, tambin llamado rayado, erosin, prendimiento

y ludimiento de las superficies, pequesimas salientes producen friccin por

interferencia mecnica, con movimiento relativo de las superficies en contactoque incrementan la resistencia para movimiento ulterior. Como puede verse en

la figura 1, si la fuerza de impulso es suficiente para mantener el movimiento,

las partculas interlazadas se deforman. Si son de un material frgil, pueden

arrancarse de lo cual se llega a la conclusin de que la resistencia al desgaste

se mejorar evitando el contacto metal - metal e incrementando la dureza para

resistir el mellado inicial, aumentando la tenacidad para resistir la separacin

violenta de las partculas metlicas, e incrementando la uniformidad de la

superficie para eliminar las salientes.


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3

Figura 1. Desgaste adhesivo

Fuente: www.austenit.com/mecanismodefallo.htm, junio 2009

En la figura 2 observamos que el desgaste abrasivo ocurre cuando

partculas duras se deslizan o ruedan bajo presin a travs de una superficie, o

cuando una superficie dura se frota a travs de otra. Las partculas

desgastadas por rozamiento del objeto ms duro tienden a rasguar o acanalar

al material ms suave. Estas partculas duras tambin pueden penetrar al

metal ms suave y producir la violenta separacin de las partculas metlicas.

La facilidad con que el metal deformado puede arrancarse violentamente

depende de la tenacidad; por tanto, la dureza y la tenacidad, las mismas

propiedades que influyen en el desgaste adhesivo, tambin determinan el

desgaste abrasivo. De estos dos factores, la dureza es probablemente el msimportante.


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4

Figura 2. Desgaste abrasivo

Fuente: www.austenit.com/mecanismodefallo.htm, junio 2009

1.1.2 Factores que influyen en el desgaste

La lubricacin es un factor de contribucin importante para la resistencia

al desgaste, sobre todo en desgaste adhesivo. En lubricacin de pelcula

gruesa, una pelcula de lubricacin suficientemente gruesa elimina por

completo el contacto metlico, y el desgaste metlico se reduce a una cantidad

despreciable; sin embargo, esta es la condicin ideal y se da con ms

frecuencia la lubricacin lmite. Esta es la condicin de contacto metlico

intermitente que ocurre cuando la pelcula de aceite no puede mantenersecontinuamente. En condiciones lmite, la cantidad de desgaste depende de la

velocidad, de la presin, de la naturaleza de las superficies de apareamiento y

de la eficacia de la pelcula residual de aceite; empero, en muchos casos, la

lubricacin no es prctica, o no se necesita, como en el sistema de frenos.


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5

Aunque la fusin (derretimiento) verdadera del metal ocurre slo en

casos raros, el efecto del calor producido por desgaste seco puede reducir la

resistencia al desgaste en diversas formas. Puede revenir estructuras

endurecidas, producir cambios de fase que incrementan la dureza y la fragilidad

y disminuir las propiedades mecnicas, y acelerar las reacciones de corrosin.

El factor dominante producido por friccin en los materiales no metlicos

se cree que sea la soldadura. Los tomos de metales iguales o

cristalogrficamente similares tienen fuerzas de cohesin muy intensas.

Cuando dos superficies limpias del mismo metal se tocan efectivamente entres, se soldarn debido a la atraccin atmica. Si, por friccin, se aplica

suficiente presin para romper a travs de cualquier material residual de

separacin, tal como aceite, polvo o humedad absorbida, y las superficies estn

en contacto suficiente para que tenga lugar una deformacin elstica o plstica,

tiene lugar el aferramiento o la soldadura. El suavizamiento de metales por

altas temperaturas incrementa la facilidad de deformacin plstica u facilita la

soldadura. La adhesin puede causar que el movimiento se detenga por

completo o, si no se evita el movimiento relativo, pueden arrancarse algunos

pedazos de la cara opuesta. La protuberancia resultante puede producir

rasguado, daado y excesivo desgaste local.

Muchos mtodos pueden utilizarse para minimizar el peligro de adhesin.

Uno es emplear capas delgadas de material duro de revestimiento. La

utilizacin de por lo menos un metal que forme alguna clase de pelcula de

lubricacin o un revestimiento delgado, de xido, sulfuro o fosfuro

estrechamente adherible suele ser til. El xido de aluminio es muy efectivo

para evitar la soldadura. Para piezas que funcionan bajo presiones tan altas

que la deformacin elstica permite contacto ntimo, el mejor mtodo preventivo

es un lubricante que se combine con la superficie del metal a fin de formar un


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6

producto de corrosin de suficiente resistencia para mantener las superficies

separadas. El uso de materiales de lmite elstico alto minimizar la adherencia

debido al contacto ntimo producido por deformacin plstica.

El impacto es un factor en el desgaste, ya que la carga aplicada

repentinamente puede producir flujo plstico y un cambio en forma. Un diseo

adecuado debe proporcionar una resistencia a la cadencia compresiva en la

superficie, superior al esfuerzo compresivo producido por las cargas aplicadas

con impacto y suficiente soporte, de manera que no ocurra flujo subsuperficial.

La falla por fatiga se incluye en un estudio de desgaste, ya que es una

deterioracin gradual debida al uso. Un diseo adecuado para eliminar las

concentraciones de esfuerzos en muescas y ngulos agudos incrementar la

resistencia a la fatiga. Como las fallas por fatiga se deben siempre a esfuerzos

tensiles, un esfuerzo residual compresivo en la superficie proporcionar

proteccin adicional. Esto puede llevarse a cabo por endurecimiento superficial

como carburizacin y por picamiento con un chorro de perdigones.

1.1.3 Proteccin contra el desgaste

Hay disponibles muchos materiales y mtodos para proteger contra el

desgaste. La seleccin de un material y proceso especficos requiere un

anlisis concienzudo de las condiciones reales de servicio, un conocimiento de

la aplicabilidad y limitaciones del material y proceso particulares, y datos

referentes al costo implicado. La falta de datos de ingeniera disponibles para

comparaciones impone la necesidad de que el ingeniero o el tcnico que

selecciona los materiales para soportar el desgaste tenga un buen juicio.


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1.2 Corrosin de los metales

En sentido amplio, la corrosin puede definirse como la destruccin de

un material por interaccin qumica, electroqumica o metalrgica entre el medio

y el material. Generalmente es lenta, pero de carcter persistente. En algunos

ejemplos, los productos de la corrosin existen como una pelcula delgada

adherente que solo mancha o empaa el metal y puede actual como un

retardador para ulterior accin corrosiva. En otros casos, los productos de la

corrosin son de carcter voluminoso y poroso, sin ofrecer ninguna proteccin.

La principal causa de la corrosin es la inestabilidad de los metales en

sus formas refinadas; los mismos tienden a volver a sus estados originales a

travs de los procesos de corrosin.

En la figura 3 podemos observar un ejemplo de corrosin originada en el

interior de una tubera de vapor y, debido a falta de mantenimiento, se

exterioriz, causando con ello una degradacin mucho ms acelerada de la

tubera.


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Figura 3. Corrosin en una tubera de vapor

Fuente: www.materialsengineer.com/CA-corrosion.htm, junio 2009

1.2.1 Principios electroqumicos

La corrosin es esencialmente un proceso electroqumico que origina

parte o el total del metal que est transformndose del estado metlico al

inico. La corrosin requiere un flujo de electricidad entre ciertas reas de la

superficie de un metal a travs de un electrolito, el cual es cualquier solucin

que contiene iones. Los iones son tomos o grupos de tomos elctricamente

cargados; por ejemplo, el agua pura contiene iones hidrgeno positivamente

cargados (H+) y iones hidrxilo negativamente cargados (OH-) en cantidades

iguales. Por tanto, el electrolito puede ser agua pura, agua salada, o soluciones

cidas o alcalinas de cualquier concentracin. Para completar el circuito

elctrico, debe haber dos electrodos, un nodo y un ctodo, mismos que deben


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9

conectarse. Los electrodos pueden ser dos diferentes clases de metales o

distintas reas sobre la misma pieza de metal. La conexin entre el nodo y el

ctodo puede ser mediante un puente metlico, pero en la corrosin se lleva a

cabo simplemente por contacto. Para que fluya la electricidad, debe haber una

diferencia de potencial entre los electrodos.

Si una pieza de hierro comn se coloca en una solucin de cido

hidroclrico, se observar un vigoroso burbujeo de gas hidrgeno. Sobre la

superficie del metal hay numerosas y pequesimas reas ctodo y nodo

producidas por las inclusiones en el metal, las imperfecciones superficiales, losesfuerzos localizados, la orientacin de los granos o quiz las variaciones en el

medio. En el nodo, los tomos de hierro positivamente cargados se separan

por s mismos de la superficie slida y entran a la solucin como iones

positivos, mientras que las cargas negativas, en la forma de electrones, se

dejan atrs en el metal. En el ctodo, los electrones chocan y neutralizan

algunos iones hidrgeno positivamente cargados, los cuales han llegado a la

superficie a travs del electrolito. Al perder su carga, los iones positivos llegan

a ser tomos neutrales nuevamente y se combinan para formar gas hidrgeno.

As, conforme este proceso avanza, la oxidacin y la corrosin del hierro se

presentan en los nodos, y el desvestimiento de hidrgeno ocurre en los

ctodos. La cantidad de metal que se disuelve es proporcional al nmero de

electrones que fluyen, lo cual a su vez depende del potencial y de la resistencia

del metal.

Para que la corrosin prosiga, es necesario eliminar los productos de

corrosin del nodo y del ctodo. En algunos casos, la evolucin del gas

hidrgeno en el ctodo es muy lenta, y la acumulacin de una capa de

hidrgenos sobre el metal retarda la reaccin, lo cual se conoce como

polarizacin catdica; sin embargo, el oxgeno disuelto en el electrolito puede


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reaccionar con hidrgeno acumulado para formar agua, permitiendo de este

modo que la corrosin avance. Para hierro y agua, la rapidez de eliminacin de

la pelcula depende de la concentracin efectiva de oxgeno disuelto en agua

adyacente al ctodo. Esta concentracin efectiva depende, a su vez del grado

de aceleracin, de la cantidad de movimiento, de la temperatura, de la

presencia de sales disueltas y de otros factores.

Los productos de los procesos del nodo y del ctodo frecuentemente

chocan y entran en reacciones ulteriores que dan muchos de los comunes y

visibles productos de corrosin; por ejemplo, con hierro en agua, los ioneshidrxilo formados por la reaccin catdica, en su migracin a travs del

electrolito hacia el nodo, encuentran iones ferrosos que se mueven en la

direccin opuesta, y se combinan para formar hidrxido frrico, el cual se

precipita como en forma de herrumbre de hierro. Dependiendo de la

alcalinidad, del contenido de oxgeno y de la agitacin de la solucin, esta

herrumbre se puede formar ya sea lejos de la superficie de hierro o muy

prxima a ella, donde puede ejercer ms influencia sobre el ulterior progreso de

corrosin.

1.2.2 Factores que influyen en la corrosin

Uno de los factores ms importantes que influyen en la corrosin es la

diferencia en potencial elctrico de metales no similares cuando estn

acoplados conjuntamente y sumergidos en un electrolito. Este potencial se

debe a las naturalezas qumicas de las regiones andica y catdica.


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11

1.2.3 Mtodos para combatir la corrosin

Muchos mtodos se emplean industrialmente para evitar la corrosin

mediante la seleccin de la aleacin y estructura propias o por medio de

proteccin de la superficie de un material dado. Los mtodos ms importantes

son:

1.2.3.1 Utilizacin de metales de alto grado de pureza

En la mayora de los casos, la utilizacin de metales con alto grado depureza tiende a reducir la corrosin por agujeros en la superficie, minimizando

las inhomogeneidades, con lo cual se mejora la resistencia a la corrosin.

1.2.3.2 Empleo de adiciones de aleacin

Las adiciones de aleacin pueden reducir la corrosin mediante diversos

mtodos; por ejemplo, los aceros austenticos inoxidables, cuando se enfran a

travs de un intervalo de temperatura desde unos 900 hasta 1,400 F,

precipitan carburos de cromo en las fronteras del grano, precipitacin que agota

el cromo en las fronteras y las hace susceptibles a corrosin intergranular. Este

tipo de corrosin puede evitarse ya sea reduciendo el contenido de carbono a

un valor bajo (inferior a 0.03%) o convirtiendo el carburo a una forma ms

estable. El ltimo mtodo se utiliza ms ampliamente e incluye la adicin de

titanio o columbio. Estos elementos tienen gran afinidad por el carbono,

produciendo carburos muy estables que no son solubles en austenita a alta

temperatura. Esto deja muy poco carbono disponible para combinarlo con el

cromo y da como resultado lo que se conoce como acero inoxidable

estabilizado. Algunas adiciones de aleacin mejoran la resistencia a la

corrosin formando pelculas de xido superficial no porosas y adherentes o


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12

ayudando a su formacin. Esto es particularmente cierto en adiciones de

manganeso y aluminio a aleaciones al cobre, en adiciones de molibdeno a

aceros inoxidables, y en adiciones de magnesio a aluminio.

1.2.3.3 Utilizacin de tratamientos trmicos especiales

El tratamiento trmico que origina la homogenizacin de soluciones

slidas, especialmente en aleaciones fundidas que estn sujetas a una

composicin variable de cristales individuales a travs de la pieza fundida,

tiende a mejorar la resistencia a la corrosin. Los tratamientos para suprimir lastensiones ocasionadas por el trabajo en fro se aplican mucho para mejorar la

resistencia de las aleaciones susceptibles a corrosin por esfuerzo.

1.2.3.4 Diseo adecuado

El diseo adecuado debe mantener contacto con el agente de corrosin

a un mnimo. Las uniones deben disearse adecuadamente para reducir la

tendencia a que los lquidos entren y sean retenidos. El contacto entre

materiales alejados en la serie electromotriz debe evitarse; en caso contrario,

deben separarse por hule o plstico para reducir la posibilidad de corrosin

galvnica.

1.2.3.5 Proteccin catdica

La proteccin catdica se obtiene colocando el metal, que normalmente

sera corrodo, en contacto elctrico con uno que est encima de l en la serie

galvnica o, en otras palabras, uno ms electronegativo. De este modo, el

metal ms activo llega a ser el nodo, lo cual es esencialmente una batera

galvnica en la que el metal corroble se hace para funcionar como el ctodo.


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Los metales utilizados generalmente para proporcionar este tipo de proteccin

son el zinc y el magnesio.

1.2.3.6 Empleo de inhibidores

Los inhibidores son agentes qumicos que cuando se aaden a la

solucin corrosiva, reducen o eliminan su efecto corrosivo. En la mayora de los

casos, el inhibidor formar una capa protectora sobre la superficie del metal.

Los inhibidores se agregan a las mezclas anticongelantes utilizadas en los

radiadores de los automviles. Cuando se agrega a la solucin corrosiva, losagentes de oxidacin producirn pelculas de xido sobre aluminio, cromo y

manganeso.

1.2.3.7 Revestimientos superficiales

Los revestimientos de las superficies abarcan pinturas, pelculas de xido

y de sal y revestimientos metlicos.

1.3 Electrlisis

La electrlisis es un mtodo de separacin de los elementos que forman

un compuesto aplicando electricidad: se produce en primer lugar la

descomposicin en iones, seguido de diversos efectos o reacciones

secundarios segn los casos concretos.

Electrlisis procede de dos radicales: electro, que hace referencia a

electricidad, y lisis, que quiere decir rotura.


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El proceso electroltico consiste en lo siguiente: se disuelve una

sustancia en un determinado disolvente, con el fin de que los iones que

constituyen dicha sustancia estn presentes en la disolucin. Posteriormente se

aplica una corriente elctrica a un par de electrodos conductores colocados en

la disolucin. El electrodo cargado negativamente se conoce como ctodo, y el

cargado positivamente como nodo. Cada electrodo atrae a los iones de carga

opuesta. As, los iones positivos, o cationes, son atrados al ctodo, mientras

que los iones negativos, o aniones, se desplazan hacia el nodo. La energa

necesaria para separar a los iones e incrementar su concentracin en los

electrodos, proviene de una fuente de potencia elctrica que mantiene ladiferencia de potencial en los electrodos.

En los electrodos, los electrones son absorbidos o emitidos por los iones,

formando concentraciones de los elementos o compuestos deseados. Por

ejemplo, en la electrlisis del agua, se forma hidrgeno en el ctodo, y oxgeno

en el nodo. Esto fue descubierto en 1820 por el fsico y qumico ingls Michael

Faraday.

La electrlisis no depende de la transferencia de calor, aunque ste

puede ser producido en un proceso electroltico, por tanto, la eficiencia del

proceso puede ser cercana al 100%.


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2. TEORA DE ELECTRODEPOSICIN O GALVANOPLASTIA

La galvanoplastia es el proceso basado en el traslado de iones metlicos

desde un nodo a un ctodo en un medio lquido, compuesto

fundamentalmente por sales metlicas y ligeramente acidulado.

Desde el punto de vista de la fsica, es la electrodeposicin de un metal

sobre una superficie para mejorar sus caractersticas. Con ello se consigue

proporcionar dureza, duracin, o ambas.

2.1 Equipos y materiales

2.1.1 Cubas electrolticas

Las cubas o bateas, deben reunir ciertas condiciones que son

fundamentales: deben resistir el ataque de los cidos, no contaminar el

electrolito, no ser conductoras de la corriente elctrica y, adems, debern

quedar separadas del piso para no sufrir los efectos corrosivos de los lquidos

derramados.

En general son utilizadas cubas confeccionadas de chapa de hierro

revestidas interiormente con ebonita, o cubas de polietileno o polipropileno, o de

resina polister o epxi con fibra de vidrio. Tambin suelen utilizarse, con

buenos resultados en funcin de su aplicacin, las cubas de hierro recubiertas

con PVC o con pinturas anticidas.

Actualmente, se utiliza en muchos casos la cuba metlica, 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 andicas y


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catdicas. Estas cubas van siempre recubiertas interiormente. Los forros

metlicos estn formados generalmente por plomo en plancha, soldadas las

uniones con soldadura autgena pero empleando plomo sin estao como

material de unin.

En general las dimensiones de las cubas (largo, ancho y altura),

obedecen a razones de orden prctico, ya que deben tenerse en cuenta todos

los implementos que debern ir necesariamente sumergidos, como

calentadores, nodos, intercambiadores de calor, nodos auxiliares, etctera.

Tambin se debe considerar el tamao de las piezas a procesar, como astambin la produccin que se desea obtener. Es un dato a tener muy en cuenta

en el diseo, 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

electrlisis. Este proceso de engomado es conocido normalmente como

ebonitado. Si bien es cierto que su preparacin exige mano de obra

especializada, la larga duracin de los baos protegidos con goma, compensa

el elevado costo relativo de los mismos. Su uso no es general, y por eso se

recomienda informarse antes de encarar la construccin de una cuba para su

posterior ebonitado.

La precaucin que se debe tener con los recubrimientos de ebonita, es la

de efectuar un correcto curado superficial antes de su utilizacin. Esto se realiza

llenando el interior de la batea con una solucin diluida al 5 o 10 % de cido

sulfrico o clorhdrico, y dejndolo reaccionar durante 12 a 24 horas. Esta

accin le produce un curado a nivel superficial, retirndole a la misma, restos de

impurezas orgnicas y/o metlicas, que podran llegar a provocar

contaminaciones, especialmente cuando se use con baos de nquel.


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2.1.2 Calefactores elctricos

La calefaccin elctrica es el sistema que fue ampliamente adoptado

como mtodo ms prctico, an sin ser el ms econmico.

La gran ventaja de este sistema es la precisin en alcanzar una

temperatura predeterminada, con un margen de tolerancia muy reducido, del

orden de 3C, mediante un simple sistema termost tico mecnico o

electrnico.

Los calefactores elctricos son resistencias, construidas en vainas

metlicas, de cuarzo o vidrio trmico. Su uso se ha generalizado por ser fcil su

montaje en cualquier zona de la batea, como tambin por su relacin costo-

beneficio relativamente baja.

Es muy importante para los baos que funcionan a temperatura

ambiente, que la misma no sea inferior a 17C, ya q ue en algunos baos

alcalinos, se producen efectos de cristalizacin y, por ende, disminucin de la

densidad. Para solucionar este inconveniente, se puede calentar una porcin

del electrolito retirndola de la cuba, para elevar as, la temperatura de todo el

conjunto, o bien disponer de un calentador elctrico auxiliar, para compensar en

forma rpida un enfriamiento anormal de los baos.


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Figura 5. Calefactores elctricos por inmersin

Fuente: Metal Finishing, guidebook and directory 08/09, p. 571

2.1.3 Sistema de agua corriente para enjuague

El taller debe contar con una instalacin completa de agua corriente, para

enjuague de piezas y limpieza en general.

Es muy importante estudiar la ubicacin de los baos siguiendo el orden

operativo del trabajo. Se deben disponer los distintos tipos de cubas

(desengrase, decapado, enjuague, secado, etctera) de tal forma que no

impliquen un trastorno operativo.

Cerca de cada bao, electroltico o no, se deber colocar un recipiente

de enjuague, normalmente denominado enjuague de recuperacin, ya que en l

se concentrarn los restos de la solucin de la cual provienen las piezas, y se

puede utilizar esta para suplir el electrolito evaporado del correspondiente bao.


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Adems de los enjuagues mencionados, se deber disponer de cubas de

enjuague con agua circulante o corriente, la cual deber renovarse

continuamente para evitar posibles contaminaciones por transporte de residuos

de distintos electrolitos o soluciones.

Este sistema podr ser ideado con un mtodo de desborde o cascada de

tres cubas, las que se montarn a distinta altura, formando una escalera. La

cuba superior, ser alimentada por agua corriente, y las inferiores, recogern el

desborde de la primera. Los enjuagues se realizarn partiendo de la cuba

inferior hasta llegar a la ms alta, la que contendr agua totalmente limpia ylibre de residuos.

2.1.4 nodos: tipos y caractersticas

En todos los procesos electrolticos se deben utilizar nodos, los cuales

pueden ser segn la aplicacin, solubles, insolubles inertes o insolubles

catalizables. En la gran mayora de los baos, el metal depositado proviene de

nodos solubles, que aportan a la solucin, el material necesario para que las

sales disociadas en la misma se vuelvan a formar luego de haberse adherido

sobre el ctodo sus iones metlicos. El rendimiento catdico ptimo es del

100%, lo que quiere decir que por una cantidad determinada de metal

depositado, la misma cantidad ser disuelta de los nodos. Generalmente, el

rendimiento andico no es el ptimo, sino que posee valores inferiores,

dependiendo esto de las condiciones de trabajo, del electrolito y de la agitacin

catdica y de la solucin.

En el caso de nodos insolubles, estos cumplen la funcin de cerrar el

circuito elctrico a travs de la solucin con el ctodo, pero al no disolverse, no

aportan metal al electrolito, provocando una merma de dicho contenido en el


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bao a medida que se incrementa el espesor del depsito. Esto genera,

adems, problemas adicionales respecto a la concentracin y degradacin de

sales que el mismo contenga.

En los baos electrolticos, los nodos deben estar recubiertos con

fundas de tela resistente a los distintos productos qumicos utilizados en

galvanoplastia. La razn es evitar en la solucin partculas metlicas en

suspensin, producto del ataque de los nodos. De esta forma, estos slidos

quedan retenidos en las fundas, sin perjuicio de la solucin ni de su depsito.

En casos muy especficos, es necesario recurrir al uso de nodos

auxiliares, los que son muy tiles para realizar recubrimientos electrolticos en

interiores, para la obtencin de una buena distribucin del depsito,

incrementando las caractersticas de penetracin del bao utilizado.


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Figura 6. Ubicacin ideal de los nodos en el proceso de galvanoplastia

nodo Pieza nodo


2.1.5 Fuentes de corriente continua

Se denominan comnmente rectificadores a las fuentes de corriente

continua encargadas de proveer la energa elctrica necesaria para realizar los

diversos procesos galvnicos.

Los equipos rectificadores estn constituidos bsicamente por un

transformador y un puente rectificador, tal y como vemos en la figura 7. El

transformador cumple la funcin de separar la lnea de entrada de la salida de

baja tensin. El puente rectificador, convierte la corriente alterna en corriente


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continua. Dependiendo del tipo de puente rectificador, la corriente continua ser

de mayor o menor calidad. La variacin que pueda quedar sobre la corriente

continua as 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 mnimo posible. La corriente

continua obtenida de un equipo trifsico es mucho ms pura que la de uno

monofsico.

Figura 7. Fuente de CC para industria de galvanoplastia



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2.1.6 Equipo de proteccin personal

En toda empresa existen situaciones inquebrantables de peligro y, ante

esta ineludible situacin, los empresarios, tcnicos, gerentes y dems personal

tcnico y obrero, han diseado estrategias a objeto de evitar el constante ndice

de accidentes laborales en la industria en general; sin embargo, a pesar de que

se recomienda buscar el epicentro del problema para atacar y solucionar el

mismo de raz, esto no siempre es posible. Es por tal motivo que los

dispositivos de proteccin personal juegan un rol fundamental en la higiene y

seguridad del operario, ya que los mismos se encargan de evitar el contactodirecto con superficies, ambiente, y cualquier otro ente que pueda afectar

negativamente su existencia, aparte de crear comodidad en el sitio de trabajo.

El equipo de proteccin personal que se mencionar a continuacin tiene

como propsito principal prevenir los accidentes que pudieran alterar la salud

de los estudiantes en el desarrollo de las prcticas de galvanoplastia en el

laboratorio de metalurgia y metalografa.

Este equipo se utilizar en reas donde los riesgos a los que se est

expuesto no pueden evitarse de otra forma. Sin embargo, es muy importante

tener en cuenta que este equipo de seguridad no va a desaparecer los riesgos

presentes, sino que junto con actitudes responsables (como el tener la

informacin necesaria para el manejo de materiales peligrosos y manejo de

equipos) y buenas instalaciones, se asegurar la seguridad y salud de los

usuarios.

Los riesgos a los que se puede estar expuesto en las reas de trabajo

pueden ser:


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Riesgos fsicos, como temperaturas extremas, material

punzocortante o abrasivo, etctera.

Riesgos qumicos que implica el manejo de productos qumicos

peligrosos como cidos, bases, productos inflamables,

explosivos y txicos, entre otros.

El equipo de seguridad personal a usarse en el rea de trabajo debe

seleccionarse en base a los siguientes puntos:

Identificar los riesgos en el rea de trabajo y determinar si parastos se requiere del uso de cierto tipo de equipo de proteccin.

Debe considerarse que un riesgo puede traer consigo otros, por

lo que este punto debe analizarse con cuidado.

Elegir el equipo de seguridad en base a la informacin

proporcionada por el proveedor con sus limitaciones, ya que el

equipo seleccionado debe proporcionar un grado de proteccin

mayor que el requerido. Un ejemplo a este respecto es laeleccin de guantes para un trabajo constante con cido

sulfrico concentrado, deben elegirse aquellos elaborados con

neopreno, nitrilo o tyvek, entre otros, pero no usar guantes de

cirujano o de hule natural en general, ya que este material no es

resistente al cido. De aqu la importancia de tener en cuenta

que los materiales utilizados en la elaboracin del equipo de

seguridad tienen especificaciones muy especiales. Otro factor

importante en la eleccin podra ser el costo de los diferentes

materiales.

El equipo debe ser lo ms confortable posible, una talla

inadecuada o falta de visibilidad podra causar accidentes serios

o no dar la proteccin adecuada.


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El mantener este equipo limpio y en buenas condiciones es un punto muy

importante que debe tenerse en cuenta, pues si esto no se cumple, pueden

tenerse problemas que agudicen los riesgos inherentes en el trabajo diario. As,

por ejemplo, una limpieza pobre en los lentes de seguridad puede generar

infecciones o alergias en los ojos o reas alrededor de ellos. Si no se revisan

constantemente las condiciones en que se encuentran los guantes utilizados al

manejar productos qumicos, estos pueden penetrar poco o poco y generar, a la

larga, lesiones graves en las manos. Como estos casos pueden citarse varios

ejemplos con cada uno de los diferentes tipos de equipo de seguridad personal,pero estos pueden ser suficientes para resaltar la importancia de este punto.

De manera general

Usar bata y lentes de seguridad siempre que se realicen

prcticas de galvanoplastia.

Usar las campanas de extraccin de gases siempre que setrabaje con productos que desprendan vapores inflamables,

txicos o de olor desagradable.

Usar zapatos cerrados evitando que sean de tela; nunca

zapatos abiertos.

Usar el equipo de seguridad proporcionado, revisndolo antes

de que sea usado, para asegurarse que se encuentra en

buenas condiciones.

Cuidar el equipo de proteccin que se proporciona y mantenerlo

limpio.

Utilizar el equipo de proteccin cuidadosamente de manera que

no se contamine uno mismo con l.

Lavarse las manos antes de salir del laboratorio.


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No comer, beber ni almacenar alimentos en las reas de

trabajo.

No utilizar el equipo de laboratorio para contener alimentos.

Evitar el uso de lentes de contacto.

Mantener limpia y ordenada el rea de trabajo.

Mantener despejadas las salidas de las reas de trabajo y las

instalaciones de emergencia como extintores, regaderas y

lavaojos.

No tirar residuos de productos peligrosos al drenaje. Para

algunos de ellos ser necesario un tratamiento previo, otros

debern de confinarse.

Conocer los peligros potenciales que se tienen en las reas de

trabajo y del equipo de proteccin con que se cuenta. Adems

de lo que debe hacerse en caso de emergencia.

2.1.7 Otros equipos y materiales: ganchos, bastidores, etctera.

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 diseo y construccin (ver figura 8), las cuales

debern ajustarse al formato y tamao de las piezas, y a la produccin que se

deba obtener de ellas.


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Figura 8. Distintos diseos de ganchos para suspender piezas


Es importante tener en cuenta en el momento del diseo, que se debe

respetar la distancia entre las piezas y los electrodos, y se deben contemplar

tambin los sistemas de agitacin catdica, los cuales reducen el largo til total

de la barra. Un ejemplo de agitacin catdica es el sistema de agitacin por

oscilacin vertical, visible en la figura 9.


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Figura 9. Sistema de agitacin por oscilacin vertical


Bsicamente, las gancheras estn confeccionadas en diversos metales,

los que se recubren con una pintura aislante y resistente a los productos

qumicos utilizados en las soluciones galvnicas. Por lo general, los bastidores

son utilizados en procesos andicos o catdicos indistintamente.

En los procesos andicos, se prefiere la utilizacin de soportes de titanio,

ya que si bien es ms costoso que cualquier otro material, resulta inatacable

con los productos qumicos. Adems, pueden utilizarse como ganchos para

nodos, ya que este material, si bien no posee gran conductividad, no se ataca


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con los productos qumicos accionando electrolticamente, o si lo hace, es en

forma mnima e imperceptible.

Los bastidores utilizados para electrodeposicin, suelen acumular metal

sobre los contactos, por lo que es necesario en forma peridica, realizar una

operacin de desplaque electroltico para eliminar dicha capa metlica.

2.2 Tratamientos previos a la electrodeposicin de metales

2.2.1 Decapado

En el decapado de los metales ferrosos se considera, en general, que el

xido formado al calentar el hierro est constituido por tres capas distintas:

a) La capa ms externa, que es relativamente delgada y que contiene la

mayor proporcin de oxgeno y consiste en xido frrico (Fe203).

b) Una capa intermedia, que es ms bien gruesa y est compuesta de

xido ferroso - frrico (Fe304).

c) Una capa relativamente compacta en la proximidad del hierro

inalterado que contiene la mayor proporcin de este elemento, y su

composicin corresponde aproximadamente a la frmula FeO. Es

probable que esta capa no consista en el compuesto FeO, sino que sea

una solucin slida denominada wustitaque se descompone por debajo

de 570C en un eutectoide de hierro y xido ferros o - frrico. En el caso

de la herrumbre formada por debajo de esta temperatura de transicin, la

capa ms interna de la misma contiene Fe203 o Fe304, o una mezcla de

ambos.


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2.2.1.1 cidos usados

La eliminacin de la herrumbre de los metales ferrosos se lleva a cabo

decapandolos en una solucin de cido sulfrico (H2SO4) o clorhdrico (HCl).

La eliminacin de la herrumbre se produce como resultado de:

a) La disolucin qumica de la capa de herrumbre.

b) El desprendimiento del gas originado al reaccionar el cido con elmetal base.

Durante el decapado, el cido penetra hasta la capa de FeO a travs de

los poros y fisuras de la herrumbre, y de esta manera la disolucin del FeO en

el cido da por resultado el desprendimiento de las capas superficiales de

herrumbre.

En el decapado, la cantidad de herrumbre eliminada por desprendimiento

es, en comparacin con la cantidad eliminada por disolucin qumica, mayor en

el caso del cido sulfrico que en el caso del cido clorhdrico. ste es un factor

que tiende a provocar una mayor economa de cido cuando se emplea el

primero de los citados. El contacto entre la herrumbre y el metal desempea

tambin un importante papel en el proceso del decapado, a causa de la

diferencia de potencial existente entre el metal y el xido, que facilita, a causa

de las clulas electroqumicas formadas en presencia del cido, la accin

disolvente del mismo.

En el caso del cido sulfrico, una elevacin de temperatura para

incrementar la velocidad de disolucin del metal y del xido es menos eficaz


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que en el caso del cido clorhdrico. El hierro metlico es mucho ms soluble en

este ltimo que el xido, y esta diferencia se acenta al emplear cido sulfrico.

cido sulfrico (H2SO4)

El mejor cido sulfrico comercial tiene una concentracin del 95 %; su

accin sobre el hierro y el acero es pequea. Empezando con una baja

concentracin de cido, se observa que al aumentar la misma, disminuye el

tiempo de decapado, hasta que alcanza un mximo cuando la concentracin

est prxima al 25 %; despus, la velocidad del decapado disminuyerpidamente. El decapado con cido sulfrico deber llevarse a cabo con cido

caliente; as podr lograrse un mayor rendimiento.

La velocidad del decapado disminuye a medida que aumenta en la

solucin el contenido en sulfato ferroso.

El efecto retardador de las sales ferrosas es menor a elevadas que a

bajas temperaturas, tanto en el caso del cido sulfrico como en el del cido

clorhdrico, y es debido a la mayor solubilidad de las sales a alta temperatura.

Con bajas concentraciones de cido sulfrico el efecto es menos marcado que

con las elevadas. Las sales frricas aceleran la velocidad de decapado.

Aunque en el caso del cido clorhdrico la presencia del hierro puede

acelerar la velocidad de decapado, dentro de ciertos lmites de temperatura y

concentracin del cido, una concentracin excesiva de sales de hierro en toda

clase de soluciones cidas reduce muy considerablemente la velocidad de

decapado


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cido clorhdrico (HCl)

El cido clorhdrico comercial consiste en una solucin acuosa al 30 - 35

% de cido clorhdrico gaseoso. La volatilidad del cido hace impracticable su

empleo a elevadas temperaturas; a temperaturas superiores a 40 C, la

velocidad de volatilizacin del cido es realmente muy rpida. En la prctica

actual, la velocidad de decapado se incrementa ms con elevadas

concentraciones de cido que con una elevacin de la temperatura.

Las concentraciones tienen poca influencia, y el principal mtodo paraincrementar las velocidades de decapado consiste en una elevacin de la

temperatura. La escasa volatilidad del cido sulfrico y su bajo precio hacen de

l el cido ms empleado para el decapado. A veces se practica la adicin de

cido clorhdrico al cido sulfrico. Con tales adiciones se acelera el decapado,

y la mayor solubilidad del cloruro ferroso hace posible usar la solucin mucho

ms tiempo.

2.2.1.2 Formacin de lodo

Despus del decapado, queda sobre la superficie del metal una capa de

lodo adherente; mucho de este lodo se acumula tambin en la parte superior

del depsito. En el decapado con cido sulfrico, el depsito contiene hasta un

0,6 % del hierro disuelto en el cido; con cido clorhdrico, la cantidad de lodo

producida es menor. Este lodo contiene tambin una alta proporcin de los

metales nobles contenidos como trazas en el metal que se decapa, los cuales

se precipitan sobre la superficie del acero.

El uso del cido clorhdrico tiende, de esta manera, a dar una superficie

ms blanca y pulida que la producida por el cido sulfrico y es por ello


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preferido en algunas operaciones de estaado a pesar de su elevado costo y de

su accin ms lenta.

Es importante el lavado cuidadoso del metal decapado para quitar estos

depsitos.

2.2.1.3 Agentes humectantes en el decapado

Hay una gran cantidad de materiales capaces de provocar una

considerable reduccin de la tensin superficial de las soluciones acuosas, auncuando se aadan a stas en cantidades muy pequeas.

Los agentes humectantes para decapado deben ser estables en medio

cido y no deben resultar excesivamente espumantes. Disminuyendo la tensin

superficial del cido de decapado se consigue una mejor penetracin de ste en

la capa de herrumbre, y las burbujas de hidrgeno se desprenden ms

fcilmente; con ello se consigue que el cido alcance la superficie del metal de

un modo ms rpido y uniforme y, por otra parte, se reduce la tendencia de los

barros a adherirse. Finalmente, se pierde menos cido por arrastre, con lo que

se logra una reduccin en el consumo total de cido.

2.2.1.4 Lavado despus del decapado

Es esencial un lavado cuidadoso despus del decapado, pues cuando se

retira el metal de la solucin, se adhieren al mismo considerables cantidades de

sales de hierro conteniendo cido interpuesto. Si se efecta un lavado

imperfecto, estas sales provocan la corrosin, y contaminan los depsitos con

substancias perjudiciales para los tratamientos siguientes. Las sales residuales


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pueden acumularse tambin en los poros del metal y exudar despus,

perjudicando a cualquier recubrimiento que se aplique posteriormente.

El metal decapado deber lavarse primero en una corriente de agua fra,

preferentemente en chorros pulverizados a alta presin. Deber lavarse luego

en otro depsito de agua corriente; este segundo depsito se mantendr

prcticamente aislado de la llegada de residuos cidos. El metal ser despus

sumergido en agua muy caliente para disolver las sales residuales,

permaneciendo en el depsito el tiempo suficiente para que adquiera la

temperatura del agua. Esto tiene por efecto quitar de los poros del metal lamayor parte del cido. El metal retendr tambin suficiente calor para secarse

espontneamente cuando se le saque del bao, a menos que tenga muy

escasa seccin.

Al sacarlo del agua, el acero decapado est expuesto a oxidarse muy

fcilmente; generalmente se reduce esta tendencia adicionando cal al agua

caliente del lavado final. Incluso se puede obtener una mayor proteccin

temporal adicionando cerca de un 1 % de cido fosfrico al agua, lo que da por

resultado la formacin de una delgada capa de fosfato sobre la superficie del

acero.

El cido fosfrico puede usarse solo como cido de decapado para el

acero; en este caso se emplea con una concentracin aproximada del 15 % y a

una temperatura cercana a los 71C, pero el elevad o coste del mismo se opone

a la generalizacin de su empleo. Tiene la ventaja de que cualquier traza de

cido que pueda quedar en el material no provocar, en general, la corrosin,

dada la insolubilidad y falta de higroscopicidad de los fosfatos de los metales

pesados.


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2.2.1.5 Instalaciones de decapado y su funcionamiento

Las primeras instalaciones consistan en depsitos de madera de pino

tea, unida y ajustada mediante refuerzos de metal. Los depsitos de decapado

se han construido tambin de pizarra, piedra, o incluso hormign cubierto con

betunes o productos asflticos. stos tuvieron cierto xito, pero haba siempre

el inconveniente de las juntas. Las composiciones para juntas resistentes a los

cidos existentes en el mercado, raras veces son capaces de sufrir las

contracciones y dilataciones de los depsitos citados y de resistir la penetracin

del cido, especialmente cuando se usa cido sulfrico caliente.

Cuando se utiliza el cido sulfrico como medio de decapado, los

depsitos de madera se recubren con plomo para asegurar la impermeabilidad

respecto al cido; los depsitos recubiertos de plomo no son apropiados para el

cido clorhdrico, aunque pueden ser usados con los decapantes a base de

cido fluorhdrico. El interior de los depsitos se cubre generalmente con tablas

de madera aplicadas sobre el plomo para prevenir de deterioros mecnicos al

recubrimiento metlico blando. Los depsitos de acero se recubren, de una

manera similar, de plomo, pero, as como la perforacin del recubrimiento de

plomo de un depsito de madera produce escasos perjuicios al depsito

propiamente dicho y puede ser reparado con facilidad cuando la filtracin del

cido es patente, un depsito de acero puede ser seriamente perjudicado por

una filtracin de cido a travs del recubrimiento.

Frecuentemente, se construyen los nuevos tipos de tanques de

decapado con ladrillos resistentes a los cidos, impermeables al lquido y

unidos mediante un cemento especial. Tales ladrillos y composiciones se

emplean tambin para los suelos de las salas de decapado y para las

instalaciones de drenaje.


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Un posterior perfeccionamiento consiste en el empleo de tanques de

decapado de materiales no metlicos, construidos con varias clases de

materiales fibrosos laminados e impregnados de resinas sintticas,

generalmente termoplsticas, del tipo fenol-formaldehdo. stas son inatacables

por los cidos de decapado (excepto por los cidos fuertemente oxidantes) y

pueden soportar las temperaturas empleadas en los procesos de decapado.

Estos materiales se emplean tambin con xito en la construccin de los cestos

de decapado y bastidores para transportar los objetos que deben ser

decapados.

Figura 10. Proceso de decapado en barriles tipo retorno automtico



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2.2.1.6 Recubrimientos de proteccin

Una importante mejora de las instalaciones de decapado ha sido la

introduccin de los recubrimientos de caucho y de ebonita. stos se aplican

generalmente al acero, depositndolos homogneamente sobre el metal; dichos

depsitos son de una gran resistencia y tenacidad. Se emplean varios

cementos, tales como derivados sulfonados del caucho obtenidos amasando,

con los molinos de rodillos propios de la industria del caucho, cido sulfrico y

goma.

En el recubrimiento de tanques, otro perfeccionamiento importante ha

sido el empleo, en vez de goma, de plsticos apropiados (como el Vinilite, un

vinlico-polmero), en forma de hojas. Estos plsticos tienen sobre el caucho la

ventaja de no ser alterados por los cidos oxidantes en la mayor parte de las

condiciones habituales a estas operaciones.

2.2.1.7 Sistemas de aspiracin

Es esencial poder disponer de un sistema realmente efectivo para la

eliminacin de los humos de los tanques. Las modernas instalaciones, como la

mostrada en la figura 11, usan una aspiracin cruzada (es decir tangencial) a

travs de un estrecho conducto situado a un lado del tanque, o, si ste es

ancho, los hay en ambos lados. El conducto puede construirse de madera

recubierta de plomo, de acero recubierto de caucho, etctera. Para efectos

demostrativos, la capacidad de extraccin del sistema ilustrado en la figura 11

es de 5,000 cfm.

Se han usado tambin conductos de asbesto, pero tienen la desventaja

de ser quebradizos. Los aspiradores deben tener una potencia adecuada y


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aspas de plstico laminadas o de acero protegido por un recubrimiento

resistente a los cidos, que puede ser de resina o de caucho. Los conductos de

humos se construyen con preferencia de acero recubierto de caucho; este tipo

de construccin da gran flexibilidad al conjunto y facilita la instalacin de un

sistema de extraccin de humos que asegure un trabajo libre de perturbaciones

durante un muy largo perodo de tiempo.

Figura 11. Sistema de aspiracin de vapores



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2.2.1.8 Agitacin de la solucin

Es conveniente disponer de alguna forma de agitacin del bao de

decapado, puesto que ello ayuda a eliminar el hidrgeno de la superficie del

metal y favorece que nuevas cantidades de cido alcancen constantemente

dicha superficie.

Las soluciones fras de cido clorhdrico son propensas a estratificarse, a

menos que se recurra a alguna forma de agitacin: sta es recomendable,

incluso tratndose de soluciones calientes. Una de las razones del mejorcomportamiento prctico de las soluciones de cido sulfrico caliente,

comparadas con las de cido clorhdrico a baja temperatura, se relaciona

probablemente con el mejor grado de circulacin del cido como resultado del

calentamiento.

El movimiento de la solucin puede obtenerse por un mtodo mecnico

apropiado, balanceando los cestos de decapado en una direccin vertical,

mediante el empleo de roscas o paletas movidas elctricamente en la solucin,

o por aire comprimido (ver figura 12). El primer mtodo es el ms

corrientemente usado, pero muchas de las instalaciones pequeas trabajan sin

estos mecanismos.


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Figura 12. Agitacin por medio de inyeccin de aire


2.2.2 Desengrase

De la eficacia de los procesos de desengrase depende la adherencia del

depsito metlico. La eliminacin de todo rastro de grasa es vital si los artculosestn destinados a recibir un depsito electroltico.

La eliminacin defectuosa de la grasa superficial del artculo a procesar,

conduce a la formacin de ampollas y/o depsitos poco adherentes que se

desprenden o pelan. El proceso de desengrase previo consiste en quitar la


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grasa y aceite, ya sea del estampado, trefilado, embutido o pulido de la

superficie de la pieza. Se puede realizar de diferentes mtodos. Manualmente,

se puede realizar mediante el cepillado con cal viva dolomtica. Tambin se

puede usar un cepillo de bronce y cepillar mojando la pieza en una solucin

jabonosa. Se suelen utilizar solventes para realizar la limpieza previa, pero

resultan txicos y voltiles.

Los mtodos mencionados actan de tres maneras diferentes: emulsin,

peptizacin y saponificacin.

1) Por emulsin se entiende la formacin de una mezcla de lquidos que

no se separan en capas al reposar. La leche es el ejemplo ms corriente de una

emulsin. En el caso del desengrase de metales, la emulsin se compone de

pequeos glbulos de aceite en suspensin en la solucin empleada.

2) Peptizacin es el trmino dado a la reduccin de partculas slidas de

suciedad en una forma finamente dividida, con lo cual se eliminan fcilmente.

Esto significa que cada molcula de tierra de pulir, grasa, restos de aceite de

maquinado, etctera, queda mojada y completamente rodeada de una capa de

solucin.

3) Saponificacin es el nombre cientfico para la formacin de jabn, que

resulta de la accin qumica del lcali con grasas y aceites animales y

vegetales. Los jabones as formados son solubles en agua, por lo cual, el

artculo queda perfectamente limpio con un buen enjuague en agua.

Son los disolventes clorados los que desde hace treinta aos vienen

conquistando el mercado. El tetracloruro de carbono, el cloroformo y el

pentacloroetano son excesivamente txicos para su uso generalizado. En


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ciertos casos se utilizan como potenciadores de otros disolventes menos

activos.

2.2.2.1 Desengrasado por disolventes

El desengrase ms simple es el que usa disolventes. Los films de grasa

que han sido adsorbidos se disuelven, pero hay otras sustancias que no pueden

ser eliminadas por ellos, e incluso con las grasas tienen una limitacin

cuantitativa.

Los disolventes actan por reacciones moleculares y para juzgar de las

ventajas e inconvenientes han de considerarse unos principios bsicos de su

actuacin:

1. Con el uso se incrementa la contaminacin del disolvente que ha

de ser regenerado por destilacin.

2. Al retirar las piezas metlicas queda sobre su superficie una

pelcula de disolvente y una fraccin de grasa disuelta que no

evapora con el disolvente.

Cuando se trata de procesar piezas por cantidad, la opcin elegida es el

desengrase por inmersin en una solucin alcalina caliente compuesta por 50 a

100 gr/L de soda custica (NaOH) a una temperatura de 60C.

En el proceso de desengrase por emulsin, es de uso convencional

utilizar hidrocarburos o productos derivados clorados disueltos en agua.


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2.2.2.2 Desengrasado en caliente

Por lo general, el desengrase en caliente es el mtodo ms difundido y

comn de los normalmente utilizados, especialmente en la primera eliminacin

de gruesas capas de aceite mineral.

En ciertos casos se adoptan mtodos adicionales de acuerdo con el

metal de base del que se trate.

Todava se practica, proveniente de la ms vieja escuela de plateros, eluso de la potasa custica (KOH) como desengrasante general. Sus

propiedades detersivas son excelentes, pero debe emplearse con habilidad y

cautela, ya que para algunos materiales puede resultar muy agresiva.

El estao, el plomo, el metal ingls y el peltre tienden a disolverse en la

solucin de potasa, y el latn es manchado por ella si se deja en contacto

demasiado tiempo.

Tambin es muy frecuente trabajar las soluciones desengrasantes con

temperatura y con electricidad, aumentando de esta forma considerablemente

su eficiencia. Debe tenerse en cuenta que cada metal debe trabajarse con

distinta concentracin y en distintas condiciones, ya que los procesos que

funcionan bien para ciertos metales, no lo hacen con otros.

Para la preparacin de las soluciones de desengrase, deben usarse

siempre aguas blandas (desmineralizadas), ya que las aguas duras poseen

hexametafosfato de sodio, cuya sal incorporada a las formulas detalladas har

que el comportamiento cambie desfavorablemente.


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La solucin desengrasante se puede usar caliente o fra, segn el caso,

en un tanque de hierro soldado, que deber tener algn tipo de recubrimiento

interno de ebonita, el cual no deber ser atacado por los productos qumicos de

la formulacin elegida. El calentamiento puede realizarse mediante bao Mara,

con calentadores de inmersin elctricos, con serpentinas de vapor o bien con

intercambiadores de calor.

Los artculos se cuelgan en la barra catdica o andica, segn el tipo de

tratamiento. Con una tensin de 6 voltios a una temperatura de 82 a 93C, se

obtendr una densidad de corriente catdica de 2 a 5 A/dm2

En estas condiciones se produce un burbujeo de la pieza en forma

continua.

Normalmente, para realizar un correcto desengrase, son necesarios 2 a 3

minutos de inmersin. Para evitar problemas con las soluciones

desengrasantes, se recomienda retirar la materia grasa en suspensin, ya que

de no hacerlo, puede volver a adherirse a nivel superficial sobre las piezas al

retirarlas del mismo.

2.2.2.3 Desengrasado electroltico

Resulta ms conveniente que los artculos de latn, cobre y alpaca,

despus del desengrasante caliente usual sean tratados en un bao de

desengrase electroltico en fro.

Se emplea una tensin de 4 a 12 voltios y una densidad de corriente,

segn la formulacin elegida, de 1 a 43 A/dm2. Los artculos quedarn

desengrasados con un proceso de 2 a 3 minutos de duracin. Luego del


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desengrase, se enjuagan bien en agua corriente, limpia y fra, agitando

enrgicamente. Debe tenerse especial cuidado con piezas huecas, ya que

suelen llenarse de lquido, habiendo transporte de solucin y pudiendo causar

ello la contaminacin de los baos subsiguientes.

Despus de realizado el enjuague, se sumergen en agua cida, la cual

se prepara diluyendo cido sulfrico al 10%, se enjuaga otra vez en agua

corriente, y entonces, la pieza quedar preparada para continuar el proceso. La

inmersin en cido sulfrico diluido, tiene la finalidad de evitar transporte de

residuos alcalinos a otros baos, y es imprescindible su realizacin paraobtener un neutralizado perfecto. Esta operacin, adems, acta como proceso

superficial de activacin, especialmente cuando debe depositarse algn metal

sobre una base de nquel o niquelada, aunque posee las mismas propiedades

sobre la gran mayora de los metales de base.

Si los artculos deben recibir algn tratamiento en un bao cianurado o

de pH superior a 7 (cobre al cianuro, latn, cadmio alcalino, etctera), entonces,

es muy aconsejable una inmersin en alguna solucin alcalina (tales como

cianuro, hidrxido, carbonato, etctera) inmediatamente despus del enjuague

en agua y antes de sumergirlos en el bao galvnico. La funcin de este

enjuague alcalino previo es eliminar restos posibles del enjuague cido anterior.

Se debe ser cuidadoso de no transportar restos de cido a los baos alcalinos,

ya que estos se estropearn irreversiblemente, debido a la formacin de sales

como sulfocianuros.

Los artculos a desengrasar se cuelgan de la barra catdica o andica,

segn el tipo de tratamiento especificado (ver figura 13).


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Debe tenerse en cuenta si el proceso es andico o catdico, ya que de

aplicar la polaridad inadecuada, la pieza se estropear irreversiblemente.

Figura 13. Instalacin para un proceso de desengrase en lnea recta


2.3 Tratamientos posteriores a la electrodeposicin de metales

2.3.1 Pulido

Cuando se requiere un buen acabado, es necesario pulir los artculos mediante

un abrasivo apropiado. Los discos de pulir o las muelas deben montarse en un


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torno apropiado. El torno moderno para pulido a mano tiene generalmente dos

muelas, que son movidas por un solo motor; por lo general, se acopla el motor

directamente al eje, el cual suele tener un soporte extra en un cojinete colocado

al final de la cubierta. La muela pulidora propiamente dicha se une al eje, ya sea

por medio de un plato mordaza que pasa sobre su extremo roscado, o, mejor,

mediante un final de eje cnico roscado sobre el que se fija directamente la

muela. Este ltimo dispositivo es muy rpido en su empleo y no necesita una

posterior fijacin, puesto que la velocidad de rotacin del eje tiende a sujetar la

muela sobre l. El cambio de muela se efecta muy rpidamente.

Actualmente, una gran parte del trabajo de pulido de metales se efecta

en mquinas automticas, proyectadas a menudo para el pulido de la

produccin en masa de determinados artculos, tales como parachoques de

automvil, tapacubos, tubos, chapas de metal, etctera.

Los discos para pulir se construyen de diversos materiales, tales como

tejido, fieltro, cuero, etctera. Los discos de tejido se construyen con piezas de

lona, percal o indiana, etctera, amordazadas y cosidas juntas. El arte de pulir

los metales exige el empleo cuidadoso de una apropiada tcnica de pulido

cruzado, por medio del cual cualquiera de los araazos dejados por los medios

de pulido grosero se eliminan a cada nuevo paso.

La inmediata operacin se efecta con un tipo de discos sin cabeza

formada, sobre las cuales se aplica el abrasivo pulidor sosteniendo una barra

de una composicin de pulir apropiada contra el disco mientras gira ste

rpidamente. Finalmente, para conseguir el ms alto grado de pulido, se realiza

una operacin de acabado empleando discos blandos con composiciones finas,

tales como rojo de pulir, cal, etctera.


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Los siguientes tipos de discos de pulir se encuentran entre los mejores

que se emplean en la industria:

a) Discos comprimidos: Estos discos se construyen con piezas de

lona, cuero, fieltro, etctera, montados en la periferia de una

rueda, que puede ser de acero o de madera. Son sumamente

duraderos y conservan su consistencia y forma original durante

largos perodos de tiempo.

b) Discos de fieltro: Estos discos se emplean con los abrasivos degrano ms fino, y son extremadamente flexibles. Se emplean

cuando se requiere un alto grado de pulido. Sostienen bien el

abrasivo y pueden hacerse de formas especiales para tratar

piezas de formas intrincadas.

c) Discos recubiertos: Estos discos consisten en una parte central de

madera alrededor de la cual se coloca una capa de piel o de

fieltro. La madera suministra una base slida que hace a este tipo

de discos especialmente apropiados para pulir artculos planos.

Las pieles gruesas, como son las pieles de morsa, cuero de la piel

del cuello de toro y otros tipos especialmente seleccionados y

curtidos son los que, a causa de su flexibilidad, se prefieren para

tales ruedas.

d) Discos para abrillantar: Los discos para abrillantar no utilizan

cabezas pegadas; la composicin abrasiva se les aplica estando el

disco en rotacin y apretando sta contra ellos en forma de barra.

Los discos para abrillantar se construyen de un cierto nmero de


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discos de algodn, cuero, etctera, mantenidos juntos para dar un

disco de pulir ms slido.

Los discos de trozos cosidos se elaboran con retales de material, en

lugar de hacerlos de discos completos de tela. Son considerablemente ms

baratos que los discos completos de pulir.


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3. PRCTICAS DE LABORATORIO

El mdulo de prctica del proceso de galvanoplastia fue creado con fines

demostrativos y didcticos, con el propsito fundamental de que los estudiantes

del curso de Metalurgia y Metalografa lleven a la prctica los conceptos sobre

proteccin de metales por medio de la electrodeposicin de otros metales.

Consta de elementos y equipo que reproduce, a escala menor, los

procesos industriales de cromado, niquelado, zincado y cobreado que podemos

observar en las plantas industriales que se dedican en lleno a estos procesos.

Objetivos:

Al finalizar cada una de las siguientes prcticas el estudiante ser capaz

de:

Identificar los diferentes equipos, instrumentos, materiales y solucionesutilizadas en el proceso elegido.

Establecer las diferencias fsicas de un objeto antes y despus de haber

sido protegido por un metal electrodepositado.

Distinguir los posibles errores que podran reducir la calidad de un objeto

que ha sido protegido por el proceso de galvanoplastia.

Comprobar las condiciones fsicas, qumicas y elctricas que rigen los

procesos de galvanoplastia.


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3.1 Prctica 1: cobreado electroltico

El cobreado es un proceso electroltico que se emplea como

recubrimiento final y tambin como etapa intermedia del niquelado. Se aplica

sobre todo tipo de piezas metlicas, para dar apariencia de cobre, y sus

terminaciones pueden ser cobre brillante, satinado o envejecido.

Slo dos son los tipos de solucin que se utilizan en gran escala para

cobrear piezas: las soluciones de cianuro y las soluciones cidas. El primer tipo

consiste esencialmente en una solucin de cianuro cuproso en un cianuro demetal alcalino, con o sin varios agentes de adicin. Las soluciones de cianuro

tienen un excelente poder de penetracin; no obstante, en general, son

inapropiadas para la obtencin de depsitos de un espesor apreciable, pero

tienen la ventaja de poder ser aplicadas directamente a los metales ferrosos.

Las soluciones cidas consisten en una solucin de sulfato de cobre y cido

sulfrico, y se utilizan principalmente para recubrir aquellos metales que no son

atacados qumicamente por la solucin, y especialmente cuando se requiere un

espesor apreciable; es este tipo de soluciones en las que se enfocar esta

prctica, utilizando el mtodo UBAC (Udylite Bright Acid Cooper).

3.1.1 Solucin electroltica

El cobreado cido se efecta a partir de una solucin que consiste

fundamentalmente en sulfato de cobre (CuSO4) y cido sulfrico (H2SO4). Este

tipo de soluciones tiene un bajo costo de preparacin.

El depsito de cobre logrado con este tipo de soluciones suele ser de

color mate, y si se precisa una superficie brillante, requiere un considerable

trabajo de afino.


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Es preciso limpiar mucho ms cuidadosamente el metal de base antes de

proceder al cobreado en bao cido de lo que precisan las soluciones de

cianuro, pues, a diferencia de estas ltimas, la solucin de sulfato no posee

propiedades detergentes.

La presencia del cido sulfrico es esencial, pues evita la formacin de

precipitados de sales bsicas de cobre y tambin aumenta la ionizacin y, por

consiguiente, aumenta la conductibilidad de la solucin, reduce la posibilidad de

que los electrodos se polaricen y ahorra el consumo de fuerza. Reduciendo la

concentracin de iones cobre de la solucin, el cido tiene tambin el efecto deproducir depsitos lisos de pequeo tamao de grano.

3.1.2 nodos

Para realizar esta prctica se emplea un nodo de cobre que, para

efectos de estudio en laboratorio, ser una seccin de alambre, lmina o tubo

de cobre que se va disolviendo conforme se va depositando en el ctodo. Es

INTRODUCCION AL GALVANIZADO

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