CROMADO – FOSFATADO – PAVONADO – ANODIZADO

J AV I E R E S P I N O Z AF R A N C I S C A U R R U T I A

M A C A R E N A L E Ó NS O F I A O L I VA R E S

RECUBRIMIENTOS POR CONVERSIÓN QUÍMICA

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Electrodeposición de Cromo

¿Que es?

Es el depósito de una película de Cromo sobre la superficie de una pieza en manufactura mediante la aplicación de un baño de Cromo estimulado con potencial eléctrico.

Tipos de Cromado

DecorativoIngenieril

Para que un recubrimiento de cromo sea verdaderamente “duro” es necesario que el espesor del recubrimiento sea de, al menos, de 4µm a 6µm.

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Electrodeposición de Cromo

¿Para qué concha sirve?

Brillo: 60% a 75% de reflexión.

Dureza: extremadamente duro, 600 HV promedio

Fricción: 0.17µe y 0.16µd, (0.5 veces media acero)

Corrosión: resistencia a la oxidación (dependiendo del espesor, material subyacente y fisurado)

Lo malo

.

Fragilidad: H2 atrapado , incluso retiene

lubricantes.Vulnerable al ataque de

ácidos minerales y de soluciones reductoras

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Como se obtiene?

Tabla II. Formulación de electrolito de Cromo hexavalente y condiciones de trabajo. Compuestos

 Concentraciones (g/L)

   1

 2

 3

 Ácido Crómico (CrO3)

 Ácido Sulfúrico (H2SO4)

 

 245

 2,5

 400

 4

 300

 3

 Parámetro

 Valor

 Temperatura (°C) Densidad de CorrientesA/dm2

 

 45 

15

 35 – 38

 10

 45 

15

El electrólito (baño) tradicionalmente utilizado para la obtención de recubrimientos de cromo ha sido el formulado a partir del denominado ácido crómico (CrO3), en el que el ión metálico está en forma de Cr6+ (hexavalente) y al que se añade, como catalizador, ácido sulfúrico (H2SO4), sin cuya adición no se obtendría el electrodepósito de este metal.

Como el medio es ácido, en realidad el ácido crómico existirá en forma de ion dicromato (Cr2O7

2-).

La formulación 1 se suele utilizar cuando se desea una mayor rapidez de deposición.

La formulación 2 se utiliza cuando se precisa una conductividad mayor o un mejor poder de cubrición en piezas de formas complejas.

La formulación 3 se suele adoptar para cromar artículos de formas regulares no complicadas en dimensión ni en peso.

Cr6+ + 6e → Cr0

Cr6+ + 3e → Cr3+

Cr3+ + 1e → Cr2+

Cr2+ + 2e → Cr0

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Como se obtiene?

Tabla V. Formulaciones del electrolito de cromo trivalente y condiciones de trabajo Compuestos

 Concentraciones g/L

  1 2 3 4 5 Sulfato de cromo (Cr2(SO4)3 crist.)

 Cloruro de cromo (CrCl3 crist.)

 Cloruro potásico (KCl) o sódico Cloruro Amónico (NH4Cl)

 Ácido Bórico (H3BO3)

 Fluoruro sódico (NaF) Formiato potásico (HCOOK) o crómico Dimetil-formamida  

 138

  -  

76  

54  

40  -  

30 – 80   -  

0,2

 -  

300  

36  

26  2  -  -   

350 – 400  -

 -  

106  

75  -  

40  -  

53   -  

0,2

 100

  -  

75  

90  

50  -  

60   -  

0,2

 120

  -  -  

30  

40  

10 – 20  -   -  

0,2

 Parámetro

 Valores

 pH Temperatura (°C) Densidad de corrientes (A/dm2) 

 2,6 – 2,8

 23 – 28

 3 – 12

 

 1,1 – 1,3

 20 – 30

 10 – 15

 

 2,5 – 3,6

 20 – 25

 10 – 15

 

 1 – 3,5

 20 – 40

 10 – 15

  

 1,5 – 4,0

 25 

5 – 15 

Para que se produzca una buena electrodeposición de cromo es necesario “entrenar” el baño recién preparado, es decir, hacerlo “trabajar” durante cierto período de tiempo, como objeto de que se forme cromo (III) en el mismo.

este tipo de baño posee los siguientes inconvenientes:

Espesor de recubrimiento limitado a unos 20µm - 25µm (a diferencia del cromado con electrolito de cromo (VI) que permiten alcanzar los 100µm.

Recubrimiento de color algo más oscuro

Coste inicialmente mayor del electrólito

Sensibilidad acusada del baño a la presencia de impurezas, especialmente a la del cromo (VI) (que afecta al rendimiento del baño y al espesor del recubrimiento obtenido)

Escrupuloso cuidado de la concentración de cromo (III) en el electrólito, con el consiguiente control analítico continuado de ese baño.

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¿Para qué sirve?

En la industria aeronáutica el cromado duro es utilizado por su gran resistencia al calor y al desgaste. Cuando se trata de motores a pistón se usa para recuperar cigüeñales, arboles de transmisión, etc., depositándose en un espesor de recubrimiento de hasta 500µm. Cuando en aeronáutica se usa piezas nuevas, el espesor requerido es mucho menor, oscilando de 15µm a 380µm.

En la industria de calibres. Aquí el espesor del recubrimiento es muy pequeño, soliendo estar comprendido de 4µm a 6µm.

En la industria de moldes de plástico. Cuando se trata de moldes pequeños el espesor de cromo depositado suele ser de 7,5µm a 13µm, cuando los moldes son de tamaño mediano el espesor oscila entre 13µm y 18µm, y cuando los moldes son de tamaño grande el espesor aplicado puede alcanzas los 26µm.

En la industria de las herramientas de corte. En este caso, a fin de que el borde cortante de la herramienta no sea romo el espesor debe ser pequeño: de 1,3µm a 2,5µm.

En la industria de motores de cualquier tipo y tamaño. En la actualidad, como proceso habitual standard para la conservación de motores diesel se suele aplicar un recubrimiento de cromo duro de hasta 2.900µm. En algunos casos, se combina con el primer recubrimiento de níquel sobre el que después se deposita entre 125µm y 2.500µm de cromo según los casos.

En algunas industrias de útiles domésticos y de materiales blandos y diversos. En piezas y mecanismos donde se desea aprovechar la particularidad de los recubrimientos de

cromo duro sin suprimir las vibraciones, como en los asientos de cojinete que deben operar en condiciones críticas exentas de vibraciones.

En la indumentaria militar. En el caso del cromado negro.

FOSFATADO

Objetivos: Barrera química frente a la corrosión Generar la adhesión de la pintura a la pieza Retener aceites lubricantes del metal.

Tipos de Fosfatados Fosfatado al zinc

65°c - 0,3 a 0,7 g/m2. Fosfatado al manganeso Fosfatado al Hierro 30°C a 75°C - 0,3 a 0,6 g/m2

Proceso típico de Fosfatado Limpieza de la superficie del metal Activación de la superficie Fosfatado Lavado Final Lavado de neutralización (opcional) Secado Aplicación de recubrimientos complementarios: cromatado,

sellado, aceitado, etc.Ventaja

Capacidad anticorrosiva Uniformidad en la superficie Protección contra ralladura

Desventajas

FOSFATADO

Usos y Aplicaciones

FOSFATADO

Tipos de Fosfatos Aplicaciones industriales

Fosfato de Hierro Previo pintura en talleres de automóvil, piezas industriales, electrodomésticos.

Fosfato de Cinc Líneas de deformación en frio de aceros planos y productos tubulares, trefilado de alambres y varillas.

Fosfato de Manganeso

Como tratamiento antifricción en roscas y transmisiones.

PAVONADO

Principios Aplicación de una capa de óxido abrillantado en piezas metálicas

para protegerlas. Aplicable en Hierro y Acero.Proceso Previo

Limpiar y Pulir la pieza a pavonar (sacando la mayor cantidad de impurezas y grasa).

Tipos Inmersión: Mezcla de Nitrato de Potasio y Nitrato de Sodio. Calentamiento: Calientan a 400°C y se cubre con asfalto o barniz. Otros, Caseros: Azul, Castaño, Para Fusiles, otros.

Condiciones de Seguridad Guantes, Mascarilla y Lentes.

Aceros Pavonados Chapas laminadas en frío que sometidas a un proceso de oxidación.

PAVONADO

Aplicaciones Moldes de Repostería y Pastelería. Placas para horneado. Revestimiento de hornos de panadería a escala industrial.

Ventajas Recubrimiento a piezas que no pueden ser tratadas con otros

procesos. Magnetita resiste plegado y embutición moderada. Superficie Limpia y acabado decorativo. Buena resistencia a corrosión en interiores.

Desventajas No se recomienda para ambientes salinos ni exteriores. No se adhiere tan fuertemente.

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ANODIZADO

Principio Proceso electroquímico que crea una capa de oxido, utilizado

para otorgarle al material Protección.Formación de capas porosas

Comienzo de Poros: Puntos de ataque en la superficie, por efecto de disolución de película.

Cada punto es fuente de corriente de la cual se desarrolla un campo potencial.

Tipos de Anodizado A. Blando: Espesores de capa ≤ 30 µm. Aplicaciones estéticas

y decorativas. A. Duro: Espesores de capa de 30 hasta 100 µm. Aplicaciones

industriales.

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ANODIZADO

Etapas Desengrase: Elimina grasa vegetal y mineral. Decapado: Eliminar óxidos anteriores. Neutralizado: Elimina óxidos y se blanquea material. Anodizado: Depósito de capa protectora de óxido. Electrocoloreado: Se da color electroquímicamente a la

superficie. Sellado: Taponamiento de poros para fijar color.

Usos y Aplicaciones Acabado de aparatos electrónicos. Coloración de diversos objetos. Fabricación de películas dieléctricas. Base y anclaje para pintura.

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ANODIZADO

Beneficios Durabilidad: Resistencia al desgaste y la corrosión No es afectado por luz solar Bajo costo de mantenimiento: Métodos de limpieza simples. Estética: Diversidad de tonos, colores y texturas brillantes o

Mate Seguridad: Químicamente estable. Combustible sobre 600°C Reciclable: No altera propiedades de aluminio. Aislante eléctrico: Voltaje de ruptura: 500-600 V

Desventajas Impacto ambiental negativo: Producción de aguas

contaminadas y vapores tóxicos. Poca flexibilidad: Por aumentar la dureza.

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Piezas Cromadas Piezas Fosfatadas

Piezas Empavonadas Piezas Anodizadas

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CROMADO – FOSFATADO – PAVONADO – ANODIZADO

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