Electroquimica

TSU. enMantto. Ind.

sufri un buen pero nada es imposible

* OBJETIVO

La finalidad del presente trabajo, es presentar al interesado, información de tratamientos electroquímicos para la industria en general, en especial de electroformado, limpieza electrolítica, galvanizado y electropulido.

* DEFINICIÓN

Los tratamientos electroquímicos utilizan la transformación entre la energía eléctrica y la energía química.[ ]En otras palabras, las reacciones químicas que se dan en la interface de un conductor eléctrico (llamado electrodo, que puede ser un metal o un semiconductor) y un conductor iónico (el electrolito) pudiendo ser una disolución y en algunos casos especiales, un sólido.

Varias son las ventajas de los tratamientos electroquímica, entre otras:

- El metal se recupera en su forma de mayor valor.

- No se necesitan agentes extras, el agua se puede reciclar.

- Se puede lograr control electroquímico del pH de la solución (importante para el caso del cromo ya que se requiere precipitarlo como Cr(OH)3).

- Se minimiza la producción de lodos.

- Se puede lograr la deposición selectiva de metales.

- Se puede lograr la deposición de algunas aleaciones.

- Costo de operación bajos.

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* COMO SE LLEVAN ACABO LOS TRATAMIENTOS

EL ELECTROFORMADO

El electroformado es un proceso por el cuál se pueden construir piezas o moldes por electrodeposición de metales, reproduciendo con exactitud formas y texturas imposibles de obtener por otros métodos.

Las primeras aplicaciones de esta tecnología estaban relacionadas a la elaboración de réplicas de obras de arte peroactualmente se le utiliza en la industria aeroespacial para la fabricación de guías de onda de forma intrincada, en la producción de discos compactos y de video y para la elaboración de micro-componentes en la industria electrónica.

El proceso de electroformado tiene las siguientes ventajas comparativas respecto a otros procesos de elaboración de piezas o moldes:

* Reproducción fidedigna de detalles y texturas.

* Modificación de las propiedades mecánicas de los productos electroformados, por medio del ajuste de parámetros del baño de electroformación.

* Elaboración de piezas con geometrías internas complejas, imposibles de obtener por otras tecnologías.

Los inconvenientes, asociados a la naturaleza de estos procesos son:

* En general es más costoso que otros métodos.

* Los tiempos de proceso suelen ser largos (días, semanas).

* Existen limitaciones en el diseño de piezas con recesos profundos o ángulos afilados.

* Los depósitos pueden presentar tensiones internas.

Si bien el proceso de electroformación es conocido y utilizado en el mundo, debe tenerse presente que cada pieza a elaborar es un problema nuevo y se requiere de un desarrollo particular para obtenerla. Es necesario seleccionar las etapas, los baños y las condiciones de operación que aseguren:

* Metalizado homogéneo, adherente y muy delgado de la pieza a copiar ("master").

* Fácil separación de la pieza electroformada del "master".

* Propiedades mecánicas de la pieza o molde, adecuadas a las condiciones de servicio (presión, temperatura, etc.).

LIMPIEZA ELECTROLÍTICA

Estemétodo de limpieza de precisión se suele aplicar como último paso de limpieza previo al galvanizado electrolítico y posterior a una pre-limpieza con disolventes o baños alcalinos. Las capas de los contaminantes no deben ser muy gruesas, pues de ser así la corriente eléctrica se vería obstaculizada.

El componente pasa a ser parte de un circuito y es utilizado como ánodo o cátodo según el tipo de metal. Junto con el electrodo correspondiente, se sumerge en el baño, que contiene un electrolito. Se aplica un voltaje CC; el ánodo comienza a producir oxígeno y el cátodo burbujas de hidrógeno.

Estas burbujas se originan directamente en la superficie del metal bajo la capa del contaminante. Levantan así la suciedad que luego puede disolverse o emulsionarse en el baño. Este tipo de limpieza puede aplicarse en todos los materiales conductores de la electricidad. El tiempo de limpieza suele ser inferior a los dos minutos.

GALVANIZADO

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

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

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

El proceso de recubrimiento galvánico sigue el siguiente proceso:

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

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

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

ELECTROPULIDO

El electropulido es un tratamiento superficial mediante el cual el metal a ser pulido actúa como ánodo en una celda electrolítica, disolviéndose. Con la aplicación de corriente, se forma un film polarizado en la superficie metálica bajo tratamiento, permitiendo a los iones metálicos difundir a través de dicho film. Las micro y macro proyecciones, o puntos altos de la superficie rugosa, lo mismo

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