A més de recobriment en pols, la galvanoplàstia és un procés popular de tractament de superfícies per a l'acabat de metalls que s'utilitza sovint en diverses indústries. Aleshores, què és la galvanoplàstia, com funciona i a quines indústries es pot aplicar? Aquest article us donarà les respostes.
Què és la galvanoplàstia?
La galvanització és el procés d'aplicar un recobriment metàl·lic a un element per a diversos propòsits. Normalment, la galvanització es fa per alterar l'atractiu estètic d'un objecte, augmentar la durabilitat, millorar la resistència a la corrosió i millorar la conductivitat elèctrica. La galvanització és una forma d'electròlisi on els ions metàl·lics es dipositen sobre el substrat en forma d'una capa fina i uniforme.
En gran part, indústries com l'automoció i l'electrònica utilitzen la galvanoplàstia en els seus processos per millorar la funcionalitat i la vida útil dels seus productes. Per exemple, les joies fetes amb un recobriment d'or no són susceptibles a patir entelament, mentre que els components de crom per a automòbils suporten ambients extrems.
Quin és l'objectiu de la galvanoplàstia?
- Protecció: Prevé la corrosió, els danys físics i l'exposició a productes químics.
- Estètica: Proporciona un acabat decoratiu a peces de joieria, peces de cotxes i fins i tot articles per a la llar.
- Funcionalitat: Augmenta la conductivitat dels components electrònics o redueix la fricció dins de les peces mecàniques.
Què és el procés de galvanoplàstia?
El procés de galvanoplàstia es divideix en quatre passos:
Pas 1 – Preparació de la superfície • El substrat (material base) passa per un procés de neteja que elimina els òxids, el greix o la brutícia. Les opcions inclouen el sorrejat abrasiu, la immersió en àcid o la neteja per ultrasons.
Pas dos – Preparació de la solució d'electròlits • La preparació de l'electròlit implica preparar una solució que contingui tots els ions dissolts del metall de recobriment. Per exemple, la solució de sulfamat de níquel s'utilitza com a electròlit en el niquelat.
Pas tercer – Electròlisi • El substrat (càtode) i el metall de recobriment (ànode) es submergeixen en l'electròlit. • El substrat i el metall de recobriment es submergeixen en la solució electrolítica. • Es passa un corrent continu (CC), amb el substrat a potencial negatiu i el metall de recobriment a potencial positiu. Els ions del metall comencen a migrar cap al càtode i a unir-s'hi.
Pas quatre – Procés de posttractament • L'objecte final se sotmet a un esbandit, polit o tractament tèrmic per millorar l'adherència i l'acabat superficial.
Metalls més utilitzats per a la galvanoplàstia
Els diferents metalls satisfan necessitats diferents a causa de les propietats distintives que posseeixen.
• Níquel: S'utilitza en acabats d'automòbils i estris de cuina. Proporciona un acabat suau juntament amb resistència a la corrosió.
• Or: S'utilitza en joieria i electrònica (connectors, plaques de circuits) per la seva conductivitat i brillantor exemplars.
• Plata: S'utilitza en miralls i coberts per la seva bella reflectància, així com per a contactes elèctrics de baixa resistència.
• Crom: Es troba en eines, aixetes i peces de cotxes a causa del seu aspecte brillant i la seva duresa afegida.
• Zinc: S'utilitza econòmicament en la galvanització d'acer per fer-lo resistent a l'oxidació, tot i que sovint no és el més eficaç.
• Coure: S'utilitza com a capa base en recobriments multicapa per a una millor adherència.
Quins factors afecten la galvanoplàstia?
Diverses variables influeixen en la qualitat i l'eficiència de la galvanoplàstia:
Densitat de corrent
Un corrent més alt accelera el recobriment però corre el risc de dipòsits desiguals. Organitzacions com la Associació Nacional per a l'Acabat de Superfícies (NASF) emfatitzar l'optimització del corrent per a la consistència. Per exemple, les peces complexes poden requerir corrents pulsats per garantir un recobriment uniforme a les zones encastades.
Temperatura
La temperatura de la solució electrolítica afecta la mobilitat dels ions i les reaccions químiques. Les solucions més càlides (normalment de 40 a 60 °C per al niquelat) milloren el moviment dels ions, donant lloc a recobriments més suaus i densos. Tanmateix, la calor excessiva pot degradar els additius orgànics de l'electròlit, causant defectes com ara picadura o decoloració. El control de la temperatura és crític en processos com el crom, on desviacions de fins a 2 °C poden alterar la duresa del recobriment, com s'assenyala a B650 d'ASTM International estàndard per a acabats decoratius de crom.
Composició d'electròlits
La composició química de l'electròlit determina l'eficiència del recobriment i les propietats del recobriment. Les impureses (per exemple, metalls dissolts o contaminants orgànics) alteren l'equilibri iònic, donant lloc a acabats apagats o porosos. Per exemple, els banys de galvanoplàstia de coure requereixen proporcions precises de sulfat a coure per mantenir la conductivitat.
Preparació de superfícies
Una superfície de substrat impecable és imprescindible per a una forta adherència. Els olis, els òxids o les restes microscòpiques creen barreres entre el substrat i el recobriment, cosa que provoca pelat o formació de butllofes. Els passos de pretractament com el desgreixatge alcalí, el decapatge àcid i la neteja per ultrasons són estàndard.
Aplicacions de la galvanoplastia
Indústria de l'automòbil
El procediment de galvanoplàstia també millora l'atractiu estètic dels motors amb guarniments cromats per a un atractiu estètic, juntament amb l'addició de galvanoplàstia que ajuda a prevenir l'òxid als frens. El níquel recobert en una peça del motor ajuda a reduir el desgast, permetent un augment de la vida útil i el rendiment del vehicle en entorns durs.
Electrònica
Per a telèfons intel·ligents i plaques de circuits, la transmissió fiable de senyals s'aconsegueix amb connectors d'or. La conductivitat dels semiconductors, que són importants per a la tecnologia 5G i la computació ràpida, es millora amb la galvanoplàstia de plata.
Dispositius Metges
Els instruments quirúrgics recoberts de plata són estèrils i antibacterians. L'ús de recobriments de titani en implants ossis i cardíacs millora el grau de biocompatibilitat i redueix el risc de rebuig. Els recobriments radioopacs en màquines de raigs X també es fan mitjançant galvanoplàstia.
Joieria i articles de luxe
Per obtenir una brillantor resistent a les ratllades, s'utilitza rodi en un recobriment sobre l'or blanc, elevant així la bellesa d'un anell d'or blanc. Els rellotges i les ulleres de disseny tenen un recobriment afegit d'or o platí, donant-li classe atemporal alhora que millora la durabilitat.
aeroespacial
Les pales de la turbina estan recobertes amb aliatges de cobalt-níquel per protegir-les de la corrosió a altes temperatures. El cadmi s'utilitza en els elements de fixació dels avions per evitar la corrosió deguda a l'exposició a l'aigua salada.
Decoració i ferreteria per a la llar
Les aixetes i els tiradors de les portes fets de crom no s'entelen. El coure afegeix un atractiu vintage als llums i, a més, evita l'oxidació.
Sector energètic
Per evitar que els cargols dels aerogeneradors s'oxidin a les zones costaneres, s'utilitzen recobriments de zinc-níquel. Els contactes dels panells solars electroplacats milloren considerablement l'eficiència afegint elements que disminueixen la resistència elèctrica dels contactes.
Defensa i militar
El recobriment de crom dur dels canons de les armes de foc augmenta la durabilitat contra el desgast. Els recobriments de níquel electrolític de les peces dels submarins protegeixen contra la corrosió de l'aigua de mar.
Indústria òptica
Els recobriments antireflectants de plata o alumini a les lents de les càmeres i als oculars dels telescopis milloren la transmissió de la llum. La fosa electrolítica també reforça els components làser de precisió.
Beneficis de la galvanoplàstia
• Resistència a la corrosió: Millora la durabilitat en condicions difícils.
• Atractiu estètic: Proporciona superfícies brillants i decoratives.
• Conductivitat millorada: important per a les peces elèctriques i electròniques.
• Resistència al desgast: Els recobriments resistents a l'abrasió protegeixen els equips.
• Eficiència en costos: Els recobriments metàl·lics són més econòmics que els components metàl·lics sòlids.
• Sostenibilitat: Es redueix el consum de residus i recursos mitjançant recobriments reciclables.
Millora els teus productes amb la galvanoplàstia experta
El galvanoplàstia professional pot fer que els vostres productes siguin més resistents a la corrosió i estiguin millor protegits. A punt per millorar els vostres productes? Poseu-vos en contacte amb els nostres especialistes en galvanoplàstia avui mateix per obtenir una solució personalitzada que compleixi els estàndards més exigents de la vostra indústria.
Preguntes més freqüents (FAQ)
P: Quant dura un recobriment electrodepositat?
A: La vida útil depèn del metall, el gruix i l'entorn. Per exemple, els recobriments de zinc dels cargols duren entre 5 i 20 anys, mentre que el crom dur de la maquinària industrial pot durar dècades amb un manteniment adequat.
P: Quina diferència hi ha entre la galvanoplàstia i la galvanoplàstia sense electròlits?
A: La galvanització requereix un component extern corrent elèctric, mentre que el recobriment electrolític utilitza reaccions químiques per a la deposició. Els mètodes electrolítics (per exemple, níquel-fòsfor) ofereixen recobriments uniformes en formes complexes, però són més lents i costosos.
P: Pot la galvanoplàstia millorar la conductivitat elèctrica?
R: Absolutament! El recobriment d'or o plata dels connectors redueix la resistència, cosa fonamental per a l'electrònica d'alta velocitat i els sistemes d'energia renovable com els panells solars.
P: Quins són els impactes ambientals de la galvanoplàstia?
A: Les plantes de galvanoplàstia modernes compleixen amb les normatives per al tractament d'aigües residuals i la recuperació de metalls, i organitzacions com la NASF promouen pràctiques respectuoses amb el medi ambient com el crom trivalent en lloc del crom hexavalent.
P: Es pot utilitzar la galvanoplàstia en superfícies no metàl·liques?
R: Sí! Els plàstics, les ceràmiques i els materials compostos es poden galvanitzar després d'un tractament previ (per exemple, gravat o recobriments conductors). Això és habitual en els acabats d'automòbils i les carcasses d'electrònica.
