Previo Práctica Electro 1

 

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PREVIO PRÁCTICA 1 “FACTORES QUE DETERMINAN LA CALIDAD DE LOS RECUBRIMIENTOS METÁLICOS” OBJETIVOS.

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Determinar la efic Determinar eficiencia iencia de corrie corriente nte (leye (leyess de Faraday), Faraday), poder cubri cubriente ente (Celda Haring-Hull Haring-Hull), ), adherencia mecánica del depósito (pull-off) y resistencia anticorrosiva (resistencia a la polarización Rp) de dos recubrimientos metálicos. Determ Det ermina inarr la inf influe luenci nciaa de la pre prepar paraci ación ón de sup superf erfici icie, e, dis distan tancia cia de ele electr ctrodo odos, s, soluci solución ón y resistencia para depósitos de níquel y cinc para definir parámetros de control.

OBJETIVO PROPIO

Obtener un mejor conocimiento en cuanto a la preparación de superficie del componente y usos de los recubrimientos metálicos.

Antecedentes 1. Investigu Investiguee la preparación preparación de superfici superficies es que se realizan realizan industrialm industrialmente ente para depósito depósitoss electrolític electrolíticos os (Describa el procedimiento por pasos) El objetivo de la preparación y limpieza de la superficie es eliminar impurezas como la grasa y el óx óxid ido o de la supe superf rfic icie ie de la piez piezaa co con n la fina finali lida dad d de aseg asegur urar ar una una buen buenaa ad adhe here renc ncia ia de dell recubrimiento. Para la preparación y limpieza de las superficies, se aplican procedimientos como el pretratamiento mecánico de las superficies (pulido) y los métodos químicos de pretratamiento de superficies: el desengrasado mediante limpiadores alcalinos, hidrocarburos clorados o por vía electrolítica, así como el decapado. Es import important antee que antes de que una pieza se incorp incorpore ore al proce proceso so de pulido pulido,, deseng desengras rasado ado y recubrimiento, debe realizarse una inspección previa para asegurar que la pieza no presente defectos inaceptables que no se puedan corregir durante el recubrimiento. Estos defectos pueden ser rebabas,  bordes, concavidades, moho y otras imperfecciones imperfecciones en la pieza. La preparación de la superficie, la limpieza y la creación de condiciones químicas apropiadas en la  pieza a ser tratada son esenciales para asegurar que el recubrimiento se comporte adecuadamente una vez la pieza entre en uso. Esta limpieza empleada depende de la naturaleza del metal base, la del material con que se va recubrir, así como la cantidad o tipo de impurezas presentes, la forma de la  pieza y su uso final. Para preparar la superficie a limpiar se deben seguir los siguientes pasos: 

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Pulido: Elimina deformaciones superficiales y suciedad gruesa por medio de lijas y pasta abrasiva. Desengrasado: Solventes orgánicos: Elimina grasas y aceite, basta con frotar un paño con o solvente directo en la superficie.  Limpiadores base acuosa: Se conecta catódicamente la pieza dentro de un o tanquee con solvente tanqu solvente.. La corri corriente ente provoca el desprendimie desprendimiento nto de gas hidrógeno que propicia el lavado. Después, se invierten los polos de la celda para limpiar con oxígeno la superficie de la pieza.  

Decapado: Se eliminan las capas de óxido formadas en la superficie de la pieza causado  por el contacto con la intemperie. intemperie. La pieza se sumerge en una solución que puede ser ácida o alcalina:

 

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 Alcalino: Ocupa generalmente sosa cáustica con aditivos detergentes o quelantes. Remueve herrumbre y óxidos.

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 Ácidos: Se utiliz utilizan an dist distint intos os áci ácidos dos,, como como áci ácido do nít nítric rico, o, sul sulfúr fúrico ico,, clorhí clorhídri drico, co, etc., etc., con concen concentra tracio ciones nes ent entre re 2 - 85 % volume volumen. n. Esto depende del tipo de metal o el grado de limpieza necesario. El proceso se lleva a cabo a temperaturas de 20 – 80 °C. Elimina impurezas y óxidos.

2. ¿Defina ¿Defina qué es es el decapado decapado y qué tipos tipos de decapados decapados se realizan realizan industri industrialmen almente? te? El decapado se define como el proceso encarga de eliminar manchas, óxidos u otras impurezas de una superficie debido al contacto entre éstas y la atmósfera. para poder aplicar otro tratamiento. Tenemos 3 tipos de decapados comúnmente empleados en la industria: Decapado Electroquímico. Decapado Mecánico. Decapado Químico.   

En cuanto al decapado químico se realiza sumergiendo la pieza en una solución que puede ser ácida o alcalina dependiendo del tipo de proceso. El decapado con ácido Se utiliza para eliminar impurezas y óxidos a través de un ataque químico, el cual frecuentemente se aplica después de un lavado alcalino. Se utilizan diferentes ácidos, solos o mezclados, como el ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, ácido fluorhídrico y ácido fosfórico con concentraciones de entre 2 y 85%, dependiendo del metal y el grado de limpieza requerida, normalmente a temperaturas de 20ºC a 80°C. El decapado alcalino Se emplea para remover herrumbre y óxido. La solución generalmente consiste en sosa cáustica con aditivos tales como detergentes y agentes quelantes.

3. In Inve vest stigu iguee la ecuac ecuació iónn prop propue uest staa por por “Briti “British sh Stan Standa dard rdss  Instit  Institution” ution” para determinar determinar el poder  cubriente , las suposiciones que realiza y describa experimentación de Haring- Hull para determinar  el poder cubriente de una solución Ecuación para determinar “Poder cubriente” ( Throwing Power – TP). La fórmula se representa de la siguiente forma: %TP

=100 (  L L − R ) /  L

Donde:  

L es la relación entre el cátodo lejano y el cercano. R es la relación de los pesos de los depósitos en los cátodos.

Sin embargo, también existen otras fórmulas que se ocupan ampliamente en la industria las cuales son: “Heatley” % TP =100 ( L− M  ) /( L−1 ) “Field” % TP =100 ( L− M ) /( L + M −2 ) “Subramanian” %TP =100 ( L − M  ) / M  ( L −1)  Nota: la “Field” es la más ocupada, estando incorporada en algunos estándares, como el de British Standards Institution. Para esta fórmula se debe establecer lo siguiente:

 

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L sigue siendo la relación de distancias entre los cátodos, siendo siempre 5:1. M es una variable cuyo valor depende del material analizar, una celda sin metal, por ejemplo, tiene un valor cercano al infinito, por tanto, se ocupa un valor de -100 con la formula “Field”.

Celda Haring-Hull Consta de una caja de placas largas con un ánodo móvil central y dos cátodos colocados a una distancia que varía según el ánodo, generalmente esta relación de distancias es 5 a 1. El diseño de la celda depende del propósito del experimento. El tipo más común de celda costa de un contenedor trapezoidal que ocupa un panel de 10.2 cm de largo como panel catódico, inclinado a 38° con respecto a su lado paralelo. El ánodo es otra placa, de 5 cm de largo, con la capacidad de corrugarse para aumentar el área de electrodo. El sistema es llenado con 5 cm de solución, dando 267 mL de solución dentro del sistema. La celda puede estar hecha de varios materiales, como perspex, polipropileno, porcelana vidriada, etc… Esto Est o depe depend ndee de las las cond condic icio ione ness del del sist sistem ema, a, (T (Tem empe pera ratu tura ra y co corr rros osiv ivid idad ad de dell elec electro trolit lito) o).. Adicio Adi cional nalmen mente te se pue puede de inc inclui luirr un bur burbuj bujead eador or o un ca calen lentad tador or termop termoplás lástic tico o para para contro controlar lar las condiciones dentro del sistema. Se suministra una corriente de 2 A a la celda, lo cual proporciona una densidad de corriente de 2.4/84 A/ft2. La celda se calibra con curvas de calibración, esta proporciona información sobre la distancia entre los electrodos y la densidad de corriente para una alimentación de 1,2 o 3 A. Se debe hacer todo lo posible para eliminar las impurezas de la solución y mantener un proceso de recubrimiento consistente durante 2 o 5 minutos. Al respetar la curva de calibración se aseguran 3 cosas: 1. 2.

3.

Establ Establecer ecer un rrango ango óp óptimo timo de de densidad nsidad d dee corrie corriente nte al recubrim recubrimiento iento,, esto minimiza minimiza los los efectos efectos de estancamiento en el fondo de la celda. Niv Nivele eless de aditi aditivo vo prec precisos isos para esta estable blecer cer zona zonass de depó depósito sito cla claras ras o nivela niveladas das,, ide idealm alment entee localizadas al centro del panel. Generalmente se agregan alícuotas de 0.5/1 g y se observan los resultados. Rec Recono onoce cerr la apa aparic rición ión de efe efecto ctoss atípic atípicos os por la prese presenci nciaa de imp impure urezas zas en solu solució ción n o de degradación de aditivos.

Bibliografía A. Kenne Kenneth th Graham; Graham; H. L. Pinkerton; Pinkerton; “Man “Manual ual de Ingen Ingeniería iería de los Re Recubrim cubrimiento ientoss Electrolítico Electrolíticos”; s”; Traducción de la segunda edición en Ingles; Compañía Editorial Continental S.A.; México; 1967. B. Mel Melénd éndez, ez, L., Ern Ernest esto. o. M. (junio 2006 2006). ). “Ca “Carac racter teriza izació ción n de los proces procesos os de recubrim recubrimien ientos tos metálicos utilizados en la empresa M.D.F. Cromatado S.A. De C.V.” Universidad del Salvador, Facultad de Ingeniería y Arquitectura.