¿Cuáles son las clasificaciones del proceso de galvanoplastia?

La galvanoplastia es el proceso mediante el cual se deposita una fina capa de otros metales o aleaciones sobre la superficie de ciertos metales, utilizando el principio de la electrólisis. Según la composición de la capa de recubrimiento, el proceso de galvanoplastia puede dividirse en cinco categorías: cromado, cobreado, cadmiado, estañado y zincado. A continuación, abordaré con detalle los principios y las características de estas cinco principales categorías del proceso de galvanoplastia.

1. Cromo

El cromo es un metal de color blanco plateado con un leve tono azulado. Aunque su potencial electroquímico es muy negativo, presenta una fuerte capacidad de pasivación. Se pasaiva rápidamente en la atmósfera y exhibe propiedades similares a las de los metales nobles. Por ello, el chapado de cromo sobre piezas de hierro se realiza como un chapado catódico. La capa de cromo es muy estable en la atmósfera y puede conservar su brillo durante largo tiempo. Es extremadamente resistente en medios corrosivos como álcalis, ácido nítrico, sulfuros, carbonatos y ácidos orgánicos; sin embargo, resulta soluble en ácidos halhídricos, como el ácido clorhídrico, y en ácido sulfúrico concentrado caliente.

La capa de cromo presenta una elevada dureza, buena resistencia a la abrasión, una fuerte capacidad reflectante y una buena resistencia al calor. No se observa un cambio significativo en el brillo ni en la dureza por debajo de 500 °C; la decoloración oxidativa comienza a temperaturas superiores a 500 °C; y empieza a ablandarse por encima de 700 °C. Gracias a las excelentes propiedades de la capa de cromado, esta se utiliza ampliamente para proteger la capa superficial exterior y la capa de recubrimiento funcional en sistemas de pintura decorativa.

2. Chapado de cobre

La capa de chapado en cobre es de color rosado, blanda y presenta buena ductilidad, conductividad eléctrica y conductividad térmica. Es fácil de pulir. Tras un tratamiento químico adecuado, puede adquirir colores decorativos como el bronce, la pátina, el negro y tonalidades naturales. El chapado en cobre tiende a perder su brillo al contacto con el aire y reacciona con el dióxido de carbono o los cloruros, formándose en la superficie una capa de carbonato básico de cobre o de cloruro de cobre. La acción del sulfuro produce sulfuro de cobre de color marrón o negro. Por ello, resulta especialmente decorativo. La capa de chapado en cobre debe recubrirse con una película orgánica en su superficie.

3. Chapado de cadmio

El cadmio es un metal blando, de color blanco plateado y brillante. Su dureza es superior a la del estaño y inferior a la del zinc; presenta buena plasticidad y es fácil de forjar y laminar. Las propiedades químicas del cadmio son similares a las del zinc, pero no se disuelve en lejía; sí se disuelve en ácido nítrico y en nitrato de amonio, y se disuelve muy lentamente en ácido sulfúrico diluido y en ácido clorhídrico diluido. El vapor de cadmio y las sales solubles de cadmio son tóxicos, por lo que es necesario prevenir estrictamente la contaminación por cadmio.

Dado que la contaminación por cadmio es muy perjudicial y costosa, suele emplearse el galvanizado con zinc o con aleaciones para sustituir el recubrimiento de cadmio. Los tipos de soluciones de galvanizado con cadmio utilizados en la producción nacional son: galvanizado con cadmio mediante complejos de carboxilato amónico, galvanizado con cadmio en medio sulfúrico ácido y galvanizado con cadmio en medio cianurado. Además, existen también el galvanizado con cadmio a base de pirofosfato, el galvanizado con cadmio en medio alcalino con trietanolamina y el galvanizado con cadmio a base de HEDP.

4. Enlatado

El estaño presenta un aspecto blanco plateado, con un peso atómico de 118,7, una densidad de 7,3 g/cm³, un punto de fusión de 231,89 °C y valencias atómicas divalente y tetravalente; por ello, sus equivalentes electroquímicos son 2,12 g/A·h y 1,107 g/A·h, respectivamente. El estaño posee ventajas como la resistencia a la corrosión, la no toxicidad, la facilidad de soldadura sobre hierro, la blandura y una buena ductilidad. El chapado en estaño presenta las siguientes características y aplicaciones:

(1.) Alta estabilidad química;

(2.) El potencial estándar del estaño en la serie de electrificación es inferior al del hierro, por lo que constituye un recubrimiento catódico para el acero. Solo puede proteger eficazmente el sustrato cuando el recubrimiento no presenta poros;

(3.) El estaño presenta una buena conductividad eléctrica y es fácil de soldar;

(4.) La cristalización del estaño comienza a transformarse a partir de −130 °C, y se convierte por completo en un isómero cristalino, conocido comúnmente como “peste del estaño”, momento en el cual las propiedades del estaño se han perdido por completo;

(5.) El estaño, al igual que los recubrimientos de zinc y cadmio, puede desarrollar “barbas” bajo condiciones de alta temperatura, humedad y confinamiento; este fenómeno se denomina “pelo largo”. 6. Tras el chapado en estaño, éste puede volver a disolverse en aceite caliente a temperaturas superiores a 231,89 °C, obteniéndose así una capa de estaño con un acabado brillante, la cual puede emplearse como recubrimiento decorativo en artículos de uso cotidiano.

5. Galvanizado

El zinc es fácilmente soluble en ácidos y en bases, por lo que se denomina metal anfótero. En aire seco, el zinc prácticamente no se altera. En aire húmedo, se forma sobre su superficie una película de carbonato básico de zinc. En atmósferas que contienen dióxido de azufre, sulfuro de hidrógeno y ambiente marino, la resistencia a la corrosión del zinc es baja. Especialmente en ambientes de alta temperatura y alta humedad que contienen ácidos orgánicos, el recubrimiento de zinc se corroe con facilidad. El potencial estándar de electrodo del zinc es de -0,76 V. Para el sustrato de acero, el recubrimiento de zinc actúa como un recubrimiento anódico. Se utiliza principalmente para prevenir la corrosión del acero. Su eficacia protectora está estrechamente relacionada con el espesor del recubrimiento.

Una vez que el recubrimiento de zinc se ha pasivado, teñido o recubierto con un protector ligero, puede mejorar de manera significativa su protección y su aspecto decorativo. Con el desarrollo de la tecnología de galvanización y la utilización de abrillantadores de alta eficacia, la galvanización ha pasado de tener únicamente fines protectores a incorporarse en aplicaciones de carácter protector‑decorativo.

Existen dos tipos de soluciones para el chapado de zinc: baño cianurado y baño libre de cianuro. La solución de chapado cianurada se clasifica en ligeramente cianurada, baja en cianuro, media en cianuro y alta en cianuro. Las soluciones de chapado sin cianuro incluyen la solución de chapado alcalina con zincato, la solución de chapado con sales de amonio, la solución de chapado con sulfato y la solución de chapado con cloruro libre de amoníaco. La solución de chapado de zinc cianurada presenta una excelente uniformidad del recubrimiento, que resulta liso y fino, y ha sido utilizada durante largo tiempo en la producción. Sin embargo, dado que el cianuro es altamente tóxico y contamina gravemente el medio ambiente, se ha tendido a emplear soluciones de chapado de zinc con bajo contenido de cianuro, ligeramente cianuradas y libres de cianuro.

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