“El óxido, el peor enemigo del metal, surge de la interacción de las moléculas de metales ferrosos con la humedad, lo que provoca la degradación y falla de las piezas mecánicas. El revestimiento de zinc soluciona este problema creando una barrera resistente a la corrosión, mejorando no sólo la estética sino también la durabilidad de los productos”.
¿Has visto algo en la superficie del metal que sea de color marrón anaranjado? Se le conoce como óxido, el peor enemigo del metal, y es el resultado de la reacción de las moléculas de metales ferrosos con la humedad. El óxido provoca la degradación del material y, en última instancia, contribuye al fallo de productos y piezas mecánicas. El revestimiento de zinc se utiliza para abordar el problema de la formación de óxido creando una barrera delgada en la superficie, evitando la corrosión mientras reacciona con el medio ambiente.
Además, el galvanizado electrolítico utiliza corriente eléctrica para depositar una fina capa de zinc sobre una superficie metálica conductora, mejorando la resistencia a la corrosión y el aspecto de la superficie. El galvanizado electrolítico es un método popular de acabado superficial que consiste en la deposición electroquímica de una capa de zinc sobre la superficie del metal. Proporciona un método económico pero muy eficaz para proteger los objetos metálicos de la corrosión, lo que lo convierte en un proceso esencial para muchas industrias.
La galvanización es un acabado de recubrimiento mecánico que consiste en recubrir un metal con una capa de zinc para protegerlo de la corrosión. El zinc es un metal altamente reactivo que forma una barrera protectora cuando entra en contacto con la humedad, el oxígeno u otras sustancias corrosivas. La galvanización se puede realizar en muchos sustratos metálicos, incluidos acero, hierro y aluminio.
En este artículo, recorreremos El funcionamiento del galvanizado, los pasos a seguir, los factores que afectan, las aplicaciones, las ventajas y las limitaciones..
¿Qué es el zincado?
Un método de acabado de superficies para componentes y productos de materiales ferrosos es el galvanizado. Consiste en añadir una fina capa a la superficie sin comprometer la estabilidad dimensional, dejando una superficie lisa y gris opaca. El revestimiento de zinc proporciona un excelente atractivo estético a los productos, pero más que eso, los hace resistentes a la corrosión. El proceso de galvanizado crea una fina capa protectora mediante la electrodeposición de zinc sobre el metal que se recubrirá, también conocido como material de sustrato.
¿Cómo funciona el zincado?
Cuando el revestimiento de zinc se expone al aire, reacciona con el oxígeno como lo hacen los metales ferrosos y produce óxido de zinc (ZnO), que luego se combina con agua para crear hidróxido de zinc (ZnoH).
El giro se produce ahora cuando el dióxido de carbono atmosférico y el óxido de zinc se combinan para formar una fina capa de carbonato de zinc (ZnCO3) que se adhiere al zinc subyacente y lo protege aún más de la corrosión.
Principio de funcionamiento de la galvanoplastia
La galvanoplastia utiliza una corriente eléctrica en una solución electrolítica para depositar zinc sobre un sustrato cargado negativamente, formando una capa protectora de zinc.
El principio básico de funcionamiento de la galvanoplastia de zinc implica la aplicación de una corriente eléctrica a la solución electrolítica.
Cuando una corriente eléctrica pasa a través de la solución electrolítica, hace que los iones de zinc se disuelvan y migren hacia el sustrato metálico cargado negativamente (pieza a recubrir).
A medida que los iones de zinc entran en contacto con el sustrato metálico, se reducen y se depositan sobre la superficie del sustrato en forma de una fina capa de zinc.
Vamos a comprender el principio de funcionamiento del galvanizado electrolítico con el ejemplo del recubrimiento de piezas de acero.
En el ánodo (electrodo positivo):
Zn → Zn2+ + 2e-
En el cátodo (electrodo negativo):
2H+ + 2e- → H2
Reacción general:
Zn + 2H+ → Zn2+ + H2
En este proceso, el zinc metálico se oxida en el ánodo, produciendo iones de zinc en la solución. Estos iones de zinc migran hacia la superficie del acero, donde se reducen en el cátodo, formando una fina capa de zinc metálico sobre la superficie del acero.
Principio de funcionamiento de la galvanización
El principio de funcionamiento de la galvanización se basa en la reacción electroquímica entre el zinc y el sustrato metálico que se recubre. El zinc es un metal más reactivo que el acero, el hierro o el aluminio, que se utilizan comúnmente como sustratos para la galvanización.
Por ejemplo, la siguiente reacción electroquímica ocurre en la interfaz entre el acero y el zinc fundido durante la galvanización de sustratos de acero.
Fe + Zn2+ → Fe2+ + Zn
Los átomos de hierro en el sustrato de la superficie de acero reaccionan con los iones de zinc en el baño de zinc fundido para formar iones ferrosos y átomos de zinc. Luego, los átomos de zinc se difunden en la superficie y reaccionan con los átomos de hierro para formar una capa de compuestos intermetálicos, creando una unión sólida entre el recubrimiento de zinc y el sustrato de acero.
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Pasos involucrados en el galvanizado
Paso 1: Limpieza de la superficie
El primer paso en el galvanizado es limpiar la superficie a revestir para eliminar el polvo, los aceites y el óxido, de modo que la superficie quede recubierta con zinc de manera efectiva. Para la limpieza, los detergentes alcalinos son los mejores agentes que no degradarán la superficie. Sin embargo, se puede aplicar una limpieza ácida antes de utilizar detergentes alcalinos.
Un baño entre 100 y 180 grados C ayuda a eliminar la suciedad antes de usar un detergente alcalino para una limpieza a nivel micro. Después de limpiar con un detergente alcalino, enjuague el área inmediatamente con agua destilada para evitar dañar la superficie primaria del material, que las soluciones alcalinas pueden dañar. Si la limpieza de la superficie no se realiza correctamente, podría provocar que el revestimiento de zinc se despegue o se dañe.
Paso 2: decapado
En la superficie pueden encontrarse numerosos óxidos, incluido el óxido ya formado. Por lo tanto, es fundamental utilizar soluciones ácidas para eliminar estos óxidos e incrustaciones antes de proceder con el zincado. Las dos soluciones más típicas empleadas en este proceso son el ácido sulfúrico y el ácido clorhídrico. Los productos se sumergen en esta solución ácida. El tiempo de inmersión, la temperatura y la concentración de ácidos dependen del tipo de metal y del espesor de las escamas.
Después del decapado sumergiendo los componentes en una solución ácida, límpielos inmediatamente con agua destilada para evitar reacciones violentas y degradación de la superficie.
Paso 3: Preparación del baño de revestimiento
El siguiente paso es preparar la solución electrolítica para el proceso de galvanoplastia, también conocido como baño de galvanoplastia. El baño es una solución de zinc iónico que ayuda a agilizar los procesos de revestimiento. Puede ser zinc ácido o zinc alcalino;
- zinc ácido: Alta eficiencia, deposición rápida, excelente poder cubriente, pero pobre poder de lanzamiento y débil distribución del espesor.
- zinc alcalino: Excelente distribución del espesor con poder de lanzamiento superior, pero menor eficiencia de recubrimiento, menor tasa de electrodeposición,
Paso 4: Configuración de la electrólisis e introducción de la corriente
Configuración de zincado
El proceso de deposición real comienza con la introducción de la corriente eléctrica (CC) después de seleccionar el electrolito según los requisitos y especificaciones del producto. El zinc sirve como ánodo y está acoplado al terminal negativo del sustrato (cátodo). Los iones de zinc se conectan al cátodo (sustrato) a medida que una corriente eléctrica fluye a través de los electrolitos, formando una fina capa de barrera de zinc en la superficie.
Además, existen dos métodos para la electrólisis: enchapado en bastidor y enchapado en barril (revestimiento en bastidor y barril).
- Rejillas: El sustrato se sumerge en el electrolito mientras está sujeto al bastidor. Apropiado para piezas grandes.
- Barril: El sustrato se coloca en el cilindro y luego se gira para obtener un revestimiento uniforme.
Paso 5: Posprocesamiento
Para eliminar cualquier posible contaminación en la superficie, las piezas deben limpiarse con agua destilada varias veces después de terminar el revestimiento. Antes de enviar los productos chapados para su almacenamiento después del lavado, se deben secar. Si es necesario, también se pueden utilizar pasivantes y selladores según los estándares requeridos para el acabado de superficies.
Factores a considerar
Conocer el factor ayudará a regular el proceso y adquirir un emplatado óptimo. Muchos factores afectan el resultado del recubrimiento sobre el sustrato.
Densidad actual
El espesor de la capa de zinc que debe depositarse sobre la superficie del sustrato se ve afectado por la densidad de la corriente que pasa a través de los electrodos. Por lo tanto, una corriente más alta creará una capa más gruesa, mientras que una corriente más baja creará una capa más delgada.
La temperatura de un baño de revestimiento.
Otro factor que influye en el cincado es la temperatura de la solución de electrólisis (baño de cincado). Si la temperatura es más alta, el cátodo consume menos iones de hidrógeno de la solución y, al mismo tiempo, toma más abrillantadores, por lo que el revestimiento de zinc será más brillante debido a la mayor deposición de cristales metálicos de zinc.
La concentración de zinc en el baño de galvanoplastia.
La concentración de zinc en el baño de revestimiento también afecta la textura y el grado de brillo del revestimiento. Por ejemplo, una superficie relativamente rugosa resultará de una alta concentración porque los iones de zinc se distribuirán de manera desigual y se depositarán rápidamente. Por otro lado, una concentración baja dará como resultado un revestimiento más brillante porque los cristales finos se depositarán lentamente.
Otros factores incluyen la posición de los electrodos (ánodo y cátodo), la calidad de la superficie del sustrato, la concentración de tensioactivos y abrillantadores en el baño de revestimiento, contaminaciones, y más.
Diferencias entre el galvanizado electrolítico y el galvanizado convencional
La galvanoplastia proporciona recubrimientos más delgados y precisos, mientras que la galvanización ofrece una protección más gruesa y duradera para uso estructural y en exteriores.
La galvanoplastia con zinc y la galvanización son métodos efectivos para proteger el metal de la corrosión. Sin embargo, existen muchas diferencias en complejidad, espesor de recubrimiento, costo, durabilidad, aplicaciones, precisión, tiempo de proceso y otros aspectos.
Repasemos las principales diferencias a través de una tabla de comparación.
| Criterios | Galvanoplastia de zinc | Galvanización |
| Complejidad: | Requiere equipo especializado y experiencia para el proceso de galvanoplastia. | Un proceso relativamente más sencillo consiste en sumergir el metal en un baño de zinc fundido. |
| Espesor de revestimiento | Recubrimiento generalmente más delgado, típicamente entre 5 y 25 micrones. | Recubrimiento generalmente más grueso, típicamente entre 45 y 200 micrones. |
| Costo | Puede ser más costoso debido al equipo especializado y la mano de obra involucrada en la galvanoplastia. | Generalmente más rentable debido a la simplicidad del proceso. |
| Durabilidad | Proporciona buena resistencia a la corrosión, pero puede no ser adecuado para entornos o aplicaciones hostiles. | Proporciona una excelente resistencia a la corrosión y puede soportar entornos o aplicaciones hostiles. |
| Aplicaciones | Se utiliza para piezas o componentes pequeños que requieren recubrimientos de precisión, como sujetadores o componentes electrónicos. | Se utiliza para componentes más grandes, como acero estructural o cercas, y piezas pequeñas. |
| Precisión | Proporciona un recubrimiento más uniforme y preciso debido al proceso de galvanoplastia. | Puede proporcionar un recubrimiento menos uniforme y preciso en comparación con la galvanoplastia. |
| Tiempo de procesamiento | Por lo general, requiere un tiempo de proceso más largo en comparación con la galvanización debido al proceso de galvanoplastia. | Generalmente requiere menos tiempo debido a la simplicidad del proceso. |
| Otra | Puede proporcionar un acabado estéticamente más agradable debido a la precisión del proceso de galvanoplastia. | Puede dar como resultado un acabado más áspero u opaco en comparación con la galvanoplastia. |
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Ventajas del zincado
Además de prevenir la oxidación, el revestimiento de zinc tiene otros beneficios.; repasemos algunos con una breve descripción.
- Bajo costo: Es el método rentable de acabado de superficies en comparación con otros métodos, incluido el recubrimiento en polvo, el acabado de óxido negro y el plateado.
- Fortalecer: El recubrimiento de zinc sobre metales ferrosos, cobre, latón y otros sustratos ayuda a aumentar la resistencia de esos materiales.
- Estabilidad dimensional: Agregar una capa de zinc no afectará la estabilidad dimensional de los componentes o productos.
- Belleza estética: Después del recubrimiento, la superficie del sustrato se verá brillante y atractiva, y personalizada colores de galvanizado se puede agregar después del procesamiento.
- Ductilidad: Debido a que el zinc es un metal dúctil, darle forma al sustrato subyacente es sencillo.
Limitación del revestimiento de zinc
El galvanizado es un proceso rentable y respetuoso con el medio ambiente para prevenir la oxidación en productos y componentes fabricados con hierro, acero, cobre, latón y otros materiales similares. Sin embargo, no es adecuado para productos petrolíferos, farmacéuticos, aeroespaciales y alimentarios, como los que se sumergen frecuentemente en las soluciones.
Aprende más:Recubrimiento de zinc frente a recubrimiento de níquel: ¿Cuáles son las diferencias?
Aplicaciones de galvanizado
Hilos galvanizados
Componentes metálicos
El revestimiento de zinc desempeña un papel importante en el mantenimiento de las juntas durante un período prolongado. Los tornillos, tuercas, pernos y otros sujetadores tienen un revestimiento de zinc para evitar la oxidación, lo que podría provocar fallas.
Industria automotriz:
El revestimiento de zinc hace que las piezas sean resistentes a la corrosión. Los tubos de freno, las pinzas, las bases y los componentes de la dirección están galvanizados.
Plomería
Debido a que los materiales de plomería interactúan constantemente con el agua, la oxidación es el problema más importante al trabajar con ellos. La durabilidad de las tuberías de acero se ha visto revolucionada por el revestimiento de zinc. Las tuberías galvanizadas tienen una vida útil de más de 65 años.
Militares
Los tanques, vehículos blindados de transporte de personal, vehículos y otros equipos militares utilizan revestimiento de zinc.
Conclusión
El galvanizado es un proceso complejo de acabado de superficies que requiere ingenieros y operadores expertos con tipos de equipos avanzados especializados.
Hemos estado ofreciendo servicios de fabricación bajo un mismo techo, desde el diseño de prototipos hasta el acabado del producto. Utilizando tecnología de revestimiento de zinc, hemos estado proporcionando alta calidad. servicio de galvanizado para productos y piezas de nuestros ingenieros expertos con décadas de experiencia en la industria. No dude en contactarnos. Contactar con nosotros si necesita más servicios relacionados con el galvanizado.
FAQ’s
¿Qué es el zincado?
El revestimiento de zinc es uno de los enfoques de acabado de superficies más destacados, en el que se aplica una fina capa de zinc a la superficie de los productos para hacerlos excelentes resistentes a la corrosión.
¿El revestimiento de zinc solo se puede aplicar sobre aleaciones y metales ferrosos?
No, el revestimiento de zinc se aplica a más metales y aleaciones ferrosas, como cobre y latón.
¿Cuáles son los factores que afectan el proceso de zincado?
Varios factores afectan los resultados del revestimiento de zinc, como la densidad de corriente, la concentración de zinc en el baño de revestimiento, la temperatura, las posiciones de los electrodos y más.
¿Cuáles son los pasos involucrados en el galvanizado?
La limpieza de los productos, el decapado, la preparación del baño de galvanoplastia, la electrólisis y el posprocesamiento son los principales pasos involucrados en el galvanoplastia.
¿Es la galvanización lo mismo que la galvanoplastia con zinc?
No, el zinc se deposita en la superficie de la galvanización sumergiéndolo en una solución de zinc. Mientras que la galvanoplastia utiliza un proceso de electrólisis.
ProleanTech es reconocida por su dedicación a la calidad, prácticas transparentes de abastecimiento y fabricación, así como por los comentarios positivos de los clientes. Sin embargo, es vital considerar que la selección óptima para usted puede verse influenciada por sus preferencias personales y necesidades específicas.
Gracias Leonara!