Enchapado: un enfoque efectivo de acabado de superficies

Rodamientos con acabado galvánico

Acabado de superficies La fabricación de piezas mecanizadas por CNC es un proceso vital en términos de funcionalidad, durabilidad y apariencia. El acabado mecanizado no es aceptable para la mayoría de las aplicaciones y requiere etapas de posprocesamiento.

Se pueden aplicar numerosos enfoques de acabado de superficies para piezas mecanizadas por CNC según los requisitos de material y acabado. El proceso de acabado típico incluye arenado, enchapado, pulido y pintura. Y en este artículo, discutiremos los diferentes procesos de emplatado y su importancia.

¿Qué es un acabado de chapado?

El proceso de enchapado consiste en cubrir las piezas mecanizadas por CNC con una fina capa protectora de un metal diferente. El objetivo principal del revestimiento es alterar las propiedades de la superficie, como la rugosidad, la resistencia a la corrosión, la resistencia al desgaste y al desgarro, y la resistencia. Es posible que sea necesario mejorar las propiedades originales de la superficie del sustrato (partes o material que se necesita enchapar) para las aplicaciones, mientras que el enchapado puede hacer las piezas como se desee.

Hay cuatro tipos de proceso de enchapado: galvanoplastia, galvanoplastia sin electricidad, galvanoplastia mecánica y galvanoplastia por inmersión.

Aprenda más: galvanoplastia vs galvanoplastia sin electricidad

Proceso de galvanoplastia

Pieza con acabados de Galvanoplastia

La galvanoplastia utiliza electrólisis para depositar la fina capa protectora sobre la superficie de las piezas. La solución electrolítica es responsable de la electrodeposición sobre la superficie del sustrato. La galvanoplastia implica la técnica de depositar un metal sobre otro mediante hidrólisis. Este método se utiliza a menudo para mejorar la estética o proteger el metal de la corrosión. Entre las diversas formas se encuentran el revestimiento de cobre, plata y cromo. La imagen de arriba muestra un componente con un impresionante acabado de galvanoplastia, caracterizado por su superficie deslumbrantemente suave y sus encomiables propiedades anticorrosión y antifricción.

¿Cómo funciona la galvanoplastia?

El funcionamiento de la galvanoplastia se basa en el principio de electrólisis. Se compone de fuentes de alimentación de ánodo, cátodo, electrolito y CC.

Comprendamos el funcionamiento del proceso de galvanoplastia con un ejemplo de recubrimiento de cobre en la superficie de zinc.

Galvanoplastia de Cu sobre la superficie de Zn

El cobre puro se conecta en el terminal positivo (ánodo) y el zinc en el terminal negativo (cátodo). Ambos electrodos están sumergidos en la solución electrolítica que contiene iones de cobre (CuSo4). Después del suministro de corriente eléctrica, el cobre (ánodo) pasa por el proceso de oxidación. Los iones de cobre se disuelven en la solución electrolítica y viajan hacia el sustrato de zinc cargado negativamente. El movimiento continuo de iones de cobre (cationes) hacia el zinc construye una capa de cobre sobre la superficie de zinc.

El espesor, la calidad y la uniformidad de la deposición dependen de varias variables de control, como la la magnitud de la corriente, la distancia entre dos electrodos y la temperatura del electrolito.

• Temperatura: La temperatura correcta del electrolito facilita la transferencia de masa y reduce la resistencia a la electrólisis.
• Distancia de los electrodos: Después de la disolución del ion metálico de recubrimiento, viaja al cátodo. Si el espacio es demasiado grande, reduce la tasa de deposición.
• Magnitud actual: La magnitud de la corriente que fluye a través del circuito decide la tasa de oxidación del ánodo y, en consecuencia, produce los iones para la deposición.

Materiales para galvanoplastia

La galvanoplastia se puede aplicar a la Piezas mecanizadas CNC de cualquier material conductor, incluyendo hierro, acero, latón, aluminio, zinc y plata. Sin embargo, la última tecnología también permite su uso en las partes no metálicas.

Relacionados: Materiales comunes para mecanizado CNC

Los siguientes son los materiales más populares utilizados para enchapar varios sustratos.

• Oro
• Cobre
• Plata
• Chromium
• Zinc
• Latón
• Níquel
• Titanio, etc

El mejor material para la galvanoplastia depende del material del sustrato y de las propiedades que desee agregar. Por ejemplo, el cobre es la mejor opción para aumentar la conductividad eléctrica, mientras que el oro puede ser la opción ideal para decorar.

Revestimiento electrolítico

Piezas con acabado electrolítico

Como sugiere el nombre, el revestimiento no electrolítico se refiere al desarrollo de una capa de revestimiento en la superficie del sustrato sin utilizar el proceso de electrólisis. El revestimiento sin electricidad también se denomina revestimiento de conversión o revestimiento autocatalítico.

Es el proceso de creación de una capa protectora empleando la deposición química de iones. Si recuerda, la galvanoplastia funciona bien solo para sustratos conductores. Una de las ventajas más significativas de este enfoque incluye el revestimiento de piezas o materiales no conductores, como los plásticos.

¿Cómo funciona el recubrimiento electrolítico?

El proceso de recubrimiento sin electricidad utiliza un agente reductor para formar los iones del metal de recubrimiento, que se depositan en la superficie del sustrato a través de agentes catalizadores y forman una capa protectora.

Comprendamos el funcionamiento del recubrimiento electrolítico. con un ejemplo de niquelado sobre una superficie de acero. La solución de sulfato de níquel (NiSO₄ [H2O]₆ ) funciona como fuente de iones de níquel y el agente reductor hipofosfito de sodio (NaH₂PO₂ H₂O) oxidar el sulfato de níquel para crear los iones de níquel, que se depositan en la superficie del acero.

Otras soluciones como el citrato de triamonio [(NH₄)₃C₆H₅O₇)] también se utilizan en el proceso como tampón A o agente complejo suave (Marca, 2014)

Materiales para recubrimiento electrolítico

El cobre, el níquel, la plata, el titanio y otros metales pueden recubrir muchos sustratos, incluidas piezas metálicas y no metálicas. El agente reductor, el agente complejo y la solución tampón adecuados son cruciales para obtener un resultado de calidad.

Revestimiento de inmersión

El recubrimiento por inmersión se refiere a recubrir un sustrato con una fina capa protectora de otro metal sumergiéndolo en la solución de ese metal. El requisito principal para el recubrimiento por inmersión es que el metal del sustrato debe ser menos noble que el metal del recubrimiento.

Crea una fina capa protectora en comparación con la electrolítica y la galvanoplastia. Este enfoque de recubrimiento es beneficioso para hacer que las piezas sean resistentes a la corrosión, aumentar la dureza y alterar la conductividad eléctrica.

¿Cómo funciona el recubrimiento por inmersión?

El proceso de recubrimiento por inmersión utiliza una solución que contiene el metal de recubrimiento. La solución de metal de revestimiento desplaza los iones metálicos del sustrato de la superficie. También se conoce como revestimiento por desplazamiento, ya que un metal se desplaza para formar una capa de revestimiento.

El fenómeno ocurre debido al mayor potencial de oxidación del metal desplazado. Comprendamos un ejemplo de recubrimiento de cobre en una superficie de acero. Cuando el acero se sumerge en la solución que contiene iones de cobre, el hierro desplaza al cobre de la solución ya que el cobre tiene más potencial de oxidación que el hierro.

Fe+Cu²⁺ =Cu+Fe²⁺ 【por Stanley HirschCharles Rosenstein]

La deposición del metal de recubrimiento se detiene cuando la superficie del metal base está completamente cubierta. El espesor del recubrimiento se ve influenciado por diferentes variables, como la temperatura, la velocidad de reacción y la calidad de la superficie.

Materiales para el recubrimiento por inmersión

Muchos metales y aleaciones, incluidos el hierro, el acero, el cobre, el zinc y el aluminio, son adecuados para el recubrimiento por inmersión. En aplicaciones industriales, el oro, la plata, el cobre, el estaño, el zinc, el platino, el rodio y el rutenio son los metales más utilizados para crear una capa protectora.

Enchapado Mecánico

Piezas chapadas mecánicamente

El recubrimiento mecánico se realiza sumergiendo el material base en el medio de recubrimiento. Es un enfoque rentable para recubrir muchas piezas rápidamente, con más ventajas que la galvanización. Este proceso requiere piezas metálicas limpias y libres de contaminación y se puede operar a temperatura ambiente. Sin embargo, una temperatura ligeramente alta puede acelerar el proceso.

¿Cómo funciona el recubrimiento mecánico?

El metal base se sumerge en el tambor de recubrimiento que contiene el polvo/solución del metal de recubrimiento. Otros materiales también se encuentran en el tambor de recubrimiento, como bolas de vidrio y partículas de silicio, que martillan el polvo de recubrimiento en la superficie del sustrato una vez que el tambor comience a girar.

Materiales para chapado mecánico

El zinc, el cadmio, el estaño, el cobre y el aluminio son los materiales comunes que se utilizan para recubrir la superficie del sustrato con un enfoque de recubrimiento mecánico. Sin embargo, el zinc es un metal ampliamente utilizado entre estos.

Diferencias entre revestimiento y enchapado

Diferencias entre revestimiento y enchapado

El revestimiento y el enchapado son dos técnicas diferentes de acabado de superficies que se utilizan en diversas industrias, incluidas la metalurgia y la electrónica.

Recubrimiento Gray Diamond Seal® se refiere al proceso de aplicar una capa delgada de material sobre un sustrato para proporcionar el acabado, la protección o la mejora del rendimiento deseados. Los recubrimientos se pueden aplicar usando varios métodos, que incluyen cepillado, rociado, inmersión o aplicación electrostática. Los ejemplos de recubrimientos incluyen pintura, recubrimiento en polvo y anodizado.

Recubrimiento metálico consiste en la deposición de una fina capa de metal sobre un sustrato. El enchapado generalmente se realiza a través de galvanoplastia, donde un objeto de metal se sumerge en una solución que contiene iones del metal que se depositará. Luego se pasa una corriente eléctrica a través de la solución, lo que hace que los iones metálicos se unan a la superficie del objeto. El revestimiento se utiliza para mejorar la apariencia, la resistencia a la corrosión y la conductividad del sustrato.

Importancia del revestimiento de metal

Discutimos cuatro enfoques de metalizado para el acabado de superficies. Los principales beneficios del revestimiento incluyen la resistencia a la corrosión, la mejora de la conductividad y el uso estético. Sin embargo, cada proceso de enchapado tiene ventajas únicas en el acabado superficial de las piezas mecanizadas por CNC. Hablemos de la importancia clave del acabado enchapado.

1. Protección contra la corrosión

Es el único propósito de cualquier acabado de chapado en las piezas mecanizadas CNC. El desarrollo de una capa protectora de metal con una resistencia superior a la corrosión hace que las piezas sean resistentes a la corrosión, incluso en un ambiente húmedo.

2. Atractivo estético

El atractivo estético es esencial en la industria manufacturera, desde simples herramientas mecánicas hasta joyas bien diseñadas que necesitan una apariencia atractiva. Se puede aplicar un acabado enchapado en piezas metálicas y no metálicas para mejorar su apariencia. Por ejemplo, el zincado sobre acero proporciona una superficie plateada brillante.

3. resistencia al desgaste

Recubrir una capa protectora de metal duro en la superficie de los materiales base mejora la dureza y los hace resistentes al desgaste. Por ejemplo, el aluminio se vuelve más resistente a los almidones y al desgaste después de recubrir con zinc la superficie.

4. Mejora de la conductividad eléctrica y térmica

El enchapado es el método más eficiente y económico para mejorar la conductividad térmica y eléctrica de varias partes. Por ejemplo, el revestimiento de cobre se utiliza en piezas electrónicas para hacerlas altamente conductoras de electricidad.

5. Acabado superficial uniforme

El enchapado ofrece un acabado de superficie uniforme y el grosor de la capa de enchapado se desarrolla de manera uniforme en toda la superficie del sustrato. El electrochapado permite la creación de una capa de material de revestimiento con la consistencia deseada en toda la superficie.

Aplicación de chapado

Conclusión

El revestimiento es sin duda uno de los métodos de acabado de superficies más eficaces y económicos para una amplia gama de materiales. Según la especificación del acabado requerido, se pueden recubrir varios metales en piezas creadas a partir de mecanizado CNC u otros métodos de fabricación.

FAQ’s

¿Cuáles son las ventajas del acabado superficial enchapado?

El enchapado es el enfoque rentable para personalizar las propiedades de la superficie del material o las piezas. Ofrece excelente resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste, durabilidad y una apariencia brillante.

¿Cuál es la diferencia entre el recubrimiento electrolítico y el de inmersión?

La diferencia fundamental entre el recubrimiento por inmersión y el electrolítico es que no utiliza ningún agente reductor ni solución catalítica para la deposición.

¿Qué enfoque de enchapado es mejor para mi proyecto de mecanizado CNC?

Depende de varios factores, como el tipo de material, las especificaciones requeridas, el costo, las aplicaciones finales de las piezas y muchos más.

Bibliografía

1. Marca, A. (2014). Contactos de níquel-cobre enchapados en níquel-cobre en c-Si: desde el procesamiento microelectrónico hasta la producción rentable de células solares de silicio. ResearchGate.
2. por Stanley Hirsch y Charles Rosenstein. (Dakota del Norte). REVESTIMIENTO DE INMERSIÓN. Nueva York: Leeam Consultants Ltd., Nueva Rochelle.