Medición de parámetros en el proceso de galvanoplastia con niquel
¿Qué es la galvanoplastia?
La galvanoplastia es el traslado de iones metálicos que se desprenden de un ánodo a un cátodo en su forma líquida, esto se logra con la aplicación de corriente eléctrica proporcionada por un rectificador de corriente. Tiene como beneficios aumentar la resistencia y durabilidad del objeto recubierto, además de detener y evitar la corrosión y oxidación del metal, a bajos costos.
Hablando específicamente de la galvanoplastia con níquel (o niquelado) es un proceso de deposición electrolítica donde se aplica una capa delgada de níquel sobre una superficie metálica. Esta capa de níquel puede ser decorativa, proporcionar resistencia a la corrosión y al desgaste, o utilizarse para reparar piezas dañadas.
El proceso de galvanoplastia con niquel consiste en la preparación de la superficie, esta se debe limpiar y preparar para la deposición de níquel. Una vez preparada la pieza, se debe de sumergir en un baño electrolítico, el cual consiste en una solución que contiene iones de níquel. Y finalmente se aplica una corriente eléctrica, lo que causa que los iones de níquel se depositen sobre la superficie del objeto, formando una capa de níquel.
Aplicaciones más comunes de los procesos de galvanoplastia con niquel:
- Industria automotriz: En componentes de motores, transmisiones, sistemas de frenado, se usa para recubrir componentes como parachoques, llantas, y piezas decorativas, tubos de escape y molduras.
- Industria aeroespacial: En componentes de aviones, cohetes y satélites, ya que se utiliza para recubrir componentes que deben resistir condiciones extremas, como altas temperaturas y presión.
- Electrónica: En conectores, placas de circuitos y otros componentes que requieren una buena conductividad eléctrica y protección. También se utiliza en la fabricación de baterías recargables, como las de níquel-cadmio (NiCd) y níquel-metal hidruro (NiMH).
- Industria de la construcción: En tuberías, válvulas y otros componentes metálicos.
- Industria de joyería: En la fabricación de joyas y accesorios, es un recurso popular debido a su brillo atractivo y resistencia al desgaste
- Industria química y del petróleo y gas, ingeniería en general: Válvulas, tuberías, herramientas, moldes y componentes de máquinas, esto se debe a que las herramientas niqueladas son más resistentes al desgaste. Por esto, se usan en entornos industriales difíciles.
- Hogar y electrodomésticos: Grifos, manijas, utensilios de cocina. Pues mejoran la durabilidad de estos productos.
- Aleaciones metálicas: Esto tiene que ver en gran medida con sus características magnéticas y, por lo tanto, al integrarse con otros elementos en aleaciones diversas, resulta sumamente resistente al deterioro natural, a la corrosión y al calor. Por ejemplo, el acero al carbono, acero inoxidable, aleaciones de aluminio, cobre y latón.
- Monedas y acuñación: Fabricación de las monedas
- Fabricación de materiales quirúrgicos: Esto se debe esencialmente a su capacidad de generar acero inoxidable, el cual se utiliza para fabricar muchos de los elementos médicos y quirúrgicos que se conocen, debido a que es un material que no provoca reacciones alérgicas ni rechazo por parte del cuerpo humano.
La medición de parámetros en el proceso de galvanoplastia con níquel es fundamental para garantizar la calidad, rendimiento, adherencia y apariencia del recubrimiento metálico sobre una pieza, estos incluyen el espesor del recubrimiento, la composición química, la uniformidad, la dureza, la resistencia a la corrosión y las propiedades físicas y mecánicas.
Los principales parámetros que se deben medir y controlar en este proceso son:
1. Parámetros eléctricos
- Densidad de corriente (A/dm² o A/in²): Afecta directamente la velocidad de deposición y la calidad del recubrimiento. Si es muy alta: el recubrimiento puede quedar rugoso o quemado, en cambio, si es muy baja: puede haber una deposición no uniforme.
- Corriente 2-10ª/dm2
- Voltaje (V): Relacionado con la densidad de corriente, normalmente suele estar en un intervalo de 2 a 6 V
2. Parámetros del baño electrolítico
- pH del baño: normalmente se esperan valores entre 4.7 y 5.1, ya que este parámetro afecta la estructura del depósito, su dureza y brillo.
- Temperatura: usualmente se emplea entre 45 °C y 65 °C pues la temperatura influye en la velocidad de deposición, el consumo de energía y la solubilidad de las sales de níquel, es decir, temperaturas altas mejoran la uniformidad del depósito, sin embargo, aumentan el riesgo de evaporación o descomposición de aditivos.
- Concentración de sales: por ejemplo, sulfato de níquel o cloruro de níquel, estas pueden afectar la conductividad del baño y la calidad del depósito. Se miden en g/L y se controlan regularmente con análisis químicos.
- Contenido de aditivos: estos se utilizan para modificar el acabado (brillante o mate), mejorar la nivelación y prevenir defectos.
3. Parámetros del depósito
- Espesor del recubrimiento (μm): Se mide mediante instrumentos como el micrómetro, rugosímetro, o métodos no destructivos como la espectrometría por fluorescencia de rayos X (XRF). Este parámetro varía según la aplicación
- Adherencia: Se evalúa mediante pruebas mecánicas (ensayo de corte o doblado).
Hanna Instruments ofrece equipos como el HI726, un Checker HC® para niquel intervalo alto (0.00 a 7.00 g/L), el cual cuenta con un diseño pequeño y portátil para llevarlo a cualquier parte. Este colorímetro de mano proporciona una manera simple, exacta y rentable de medir níquel.
La operación del equipo es simple ya que un solo botón facilita el uso de nuestro colorímetro.
Garantiza resultados uniformes en todas las muestras con el temporizador de reacción integrado.
Este equipo está recomendado para la fabricación de acero, las industrias de galvanoplastia y la producción de productos electrónicos.
Especificaciones del HI726
| Intervalo | 0.00 a 7.00 g/L |
| Resolución | 0.01 g/L |
| Exactitud @25°C/77°F | ± 0.10 g/L ± 5% de la lectura |
| Fuente de luz | LED @ 575 nm |
| Detector de luz | Fotocelda de silicio |
| Método | Adaptación del método fotométrico |
| Condiciones ambientales | 0 a 50°C (32 a 122°F); HR max 95% no condensante |
| Tipo de Batería | (1) 1.5 V AAA |
| Apagado automático | Después de diez minutos de inactividad |
| Dimensiones | 81.5 mm x 61 mm x 37.5 mm (3.2 “x 2.4” x 1.5 “) |
| Peso | 64 g (2.25 onzas) |
| Información para ordenar | El Checker® HI726 se suministra con celdas para muestras con tapas(2), kit de reactivos de arranque para níquel IA para 6 pruebas (6 paquetes de reactivos en polvo), batería, manual de instrucciones y guía rápida. |