Recubrimiento de zinc y níquel: una descripción completa
El recubrimiento de níquel-cinc es uno de los métodos de recubrimiento más utilizados en la industria automotriz, electrónica y otras industrias. Además, es muy eficaz para proporcionar altas propiedades anticorrosivas y mayor durabilidad. En vista de los crecientes requisitos de protección de los metales en condiciones bastante agresivas, los recubrimientos de zinc-níquel son muy apreciados por sus valiosas características. En este artículo, explicaremos qué es el recubrimiento de níquel-cinc, cómo se puede realizar, las ventajas de utilizar este tipo de recubrimiento y qué lo diferencia del recubrimiento de zinc.
¿Qué es el niquelado de zinc?
El niquelado de zinc es un proceso de acabado de superficies en el que se deposita una capa de aleación de zinc y níquel sobre una superficie determinada. Suele tener entre un 85 y un 93 % de zinc TP5T y entre un 7 y un 15 % de níquel TP5T. Además, supera al niquelado de zinc normal en términos de protección contra la corrosión, por lo que el producto es útil para numerosas aplicaciones, como la industria aeroespacial, la automoción y la producción de equipos pesados. El niquelado de zinc se utiliza cuando un objeto funciona en un entorno hostil que puede someterlo a una corrosión grave o a variaciones importantes de temperatura.
¿Cuál es la principal diferencia entre el enchapado de zinc-níquel y el enchapado de zinc?
El enchapado de zinc y el enchapado de zinc-níquel se diferencian por sus composiciones, por lo que también tienen diferentes procesos y aplicaciones en numerosas industrias. Exploremos las principales diferencias entre ellos; consulte para saber más sobre niquelado.
| Característica | Recubrimiento de zinc y níquel | Recubrimiento de zinc |
| Composición | 85-93% Zinc, 7-15% Níquel | 100% Zinc |
| Resistencia a la corrosión | Hasta 1000 horas (ASTM B117) | 72-200 horas (ASTM B117) |
| Espesor del revestimiento | 8-20 micrones | 5-12 micrones |
| Resistencia a la temperatura | Hasta 120 °C (248 °F) | Hasta 70°C (158°F) |
| Dureza | 350-400 V de alto voltaje (Vickers) | 70-120 V de alto voltaje (Vickers) |
| Resistencia al desgaste | Excelente | Moderado |
| Apariencia | Brillante, mate, varios colores. | Plata, amarillo, azul |
| Resistencia ambiental | Alto (agua salada, químicos) | Moderado |
| Costo | Más alto | Más bajo |
| Aplicaciones | Automotriz, aeroespacial, marina | Sujetadores, pernos, herrajes en general |
Diferentes tipos de técnicas de enchapado de zinc y níquel
Entonces, aquí hay diferentes tipos de técnicas que podemos utilizar para el enchapado de zinc-níquel;
1. Galvanoplastia
Aquí sumergimos el sustrato en una solución electrolítica de zinc-níquel y pasamos una corriente eléctrica a la solución. De esta manera, se puede depositar la aleación de zinc-níquel sobre la superficie del metal para brindar un control preciso sobre el espesor del recubrimiento. Puede ir a cromado de plástico Página para saber más sobre el proceso de galvanoplastia para productos plásticos.
2. Revestimiento de barril
Esta técnica es ideal para piezas pequeñas y consiste en colocar los componentes en un cilindro giratorio lleno de solución de recubrimiento. La acción de volteo garantiza una cobertura uniforme del recubrimiento de zinc-níquel en todas las superficies, lo que la hace eficiente para la producción de gran volumen.
3. Revestimiento en bastidor
Se utiliza para piezas más grandes o complejas; los elementos se montan de forma segura en bastidores sumergidos en la solución de recubrimiento. Este método permite un mejor control y recubrimientos más gruesos. Además, es muy adecuado para aplicaciones aeroespaciales y automotrices.
4. Recubrimiento por pulsos
Una técnica avanzada que utiliza pulsos de corriente alterna durante la galvanoplastia. Esto mejora la calidad del recubrimiento y el acabado de la superficie al permitir un control más preciso sobre la velocidad de deposición. Por lo tanto, resulta ideal para diseños intrincados.
5. Recubrimiento continuo
Un método de producción de gran volumen en el que las piezas se introducen continuamente a través de una línea de recubrimiento. Este enfoque maximiza la eficiencia y garantiza un recubrimiento uniforme, utilizado en la fabricación de automóviles.
6. Recubrimiento por inmersión
Se trata de sumergir las piezas en una solución de zinc-níquel sin corriente eléctrica. Este método menos común se basa en las propiedades químicas de la solución para depositar la aleación, y suele utilizarse como paso previo al tratamiento.
Proceso completo de recubrimiento de zinc-níquel
Los siguientes son pasos cruciales para lograr un depósito uniforme y fuerte de revestimiento de zinc-níquel, buena adhesión y resistencia a la corrosión, así como una superficie resistente al desgaste.
1. Preparación de la superficie
El primer proceso del proceso de enchapado de zinc-níquel es la preparación cuidadosa de la superficie del metal para el tratamiento, con el fin de producir una adhesión adecuada del acabado superficial. Los contaminantes como la suciedad, el aceite, la grasa y el óxido se eliminan mediante técnicas como:
- Desengrasante: Se utilizan disolventes o limpiadores alcalinos para eliminar los aceites y las grasas.
- Limpieza con ácido: Esto ayuda a eliminar el óxido o los óxidos de la superficie, es decir, del metal.
- Granallado abrasivo: Para contaminantes persistentes, se aplica una superficie rugosa mediante chorro abrasivo para eliminar la corrosión o la formación de sarro.
2. Activación
El metal se sumerge en ácido, lo que ayuda a limpiar nuevamente la superficie debido a la posibilidad de que aún quede alguna capa de óxido. Por lo tanto, mejora la reactividad química en la superficie para que se forme una unión fuerte entre la superficie y la capa de zinc-níquel galvanizada.
3. Galvanoplastia
En este caso, el metal activado se sumerge en un baño galvánico que contiene una solución electrolítica de cinc y níquel. Se utiliza la electrólisis, en la que se hace pasar una corriente eléctrica a través del baño a través de un cátodo que atrae y adhiere los iones de cinc y níquel a la superficie del metal. Esto conduce a la formación de una capa protectora uniforme de aleación de cinc y níquel sobre la superficie del metal, que proporciona, además de protección contra la corrosión, una mayor vida útil.
4. Postratamiento
Después de la galvanoplastia, se realizan tratamientos posteriores principalmente para mejorar la calidad del depósito formado sobre el sustrato. Estos pueden incluir:
- Pasivación: Este proceso también proporciona una capa muy fina de zinc que ayuda a prevenir la corrosión.
- Cromatina: Es uno de los tratamientos habituales que mejoran las propiedades anticorrosivas del recubrimiento así como su aspecto, está disponible en diferentes colores.
- Recubrimiento sellador: Por último, se puede utilizar una capa superior para mejorar la durabilidad del revestimiento, especialmente para aquellos que se utilizan en entornos muy corrosivos.
Herramientas utilizadas en el enchapado de zinc
A continuación se detallan los nombres de las distintas herramientas y su descripción;
- Baño de enchapado: Recipiente en el que se almacena la solución de recubrimiento de zinc-níquel y desde el que se sumerge el sustrato a recubrir.
- Fuente de alimentación: Un convertidor de CA a CC o una unidad de fuente de alimentación que suministra la corriente correcta para la galvanoplastia.
- Ánodos: Los ánodos de zinc o de aleación de zinc se utilizan en el baño de recubrimiento y dispersan los iones metálicos para el proceso de recubrimiento.
- Cátodos: En el proceso de galvanoplastia, el sustrato que se va a recubrir ocupa el sitio reductor de la semicelda o actúa como cátodo.
- Medidor de pH: Un elemento utilizado para medir el pH de la solución de enchapado porque tiene una influencia directa en la calidad del enchapado.
- Elementos calefactores: Anteriormente se utilizaba para controlar la temperatura requerida de la solución de recubrimiento para lograr la velocidad de deposición adecuada.
- Equipo de agitación: Boquillas de descarga especiales o agitadores mecánicos que mantienen la solución dentro del baño de galvanoplastia en movimiento de tal manera que se obtenga una deposición metálica uniforme y, por igual, los iones metálicos de galvanoplastia.
- Equipo de limpieza: Equipos como limpiadores ultrasónicos, cepillos o cabinas de granallado que son la superficie de preparación general antes del proceso de enchapado.
- Equipo de prueba: Aparatos como medidores de espesor y comprobadores de niebla salina, que miden el espesor y la capacidad de corrosión de la superficie revestida respectivamente.
Especificaciones de la aleación de alto contenido de zinc y níquel
La resistencia a la corrosión de la aleación de zinc-níquel con un mayor contenido de Ni es incluso mejor que la de la aleación anterior. La aleación de zinc-níquel con un alto contenido de Ni se utiliza en industrias que exigen la máxima resistencia, como en equipos de perforación petrolera en alta mar y otros usos militares.
| Parámetro | Especificación |
| Dureza | 350-400 alto voltaje |
| Contenido de níquel | 7-15% |
| Espesor | 8-20 micrones |
| Aplicaciones | Automotriz, aeroespacial, marina |
| Resistencia a la corrosión | Hasta 1000 horas (ASTM B117) |
| Contenido de zinc | 85-93% |
| Finalizar | Brillante, mate, cromato. |
| Resistencia a la temperatura | Hasta 120°C |
¿Qué es el color del galvanizado?
El galvanizado real puede ser de cualquier color, lo que se determina mediante el tratamiento posterior a la galvanoplastia que se le da al artículo galvanizado. Por lo tanto, los colores más comunes incluyen:
- Claro: Un acabado plateado brillante.
- Amarillo: Un color naranja que generalmente se obtiene después de los tratamientos con cromato.
- Negro: Adición de cromato negro que aumenta su capacidad anticorrosiva.
- Verde oliva: Un color verde opaco para aplicaciones industriales.
¿Cuál es la principal diferencia entre el cromado y el niquelado?
La siguiente tabla describe de forma concisa los principales aspectos de comparación del cromado y del galvanizado-níquel;
| Característica | Recubrimiento de cromo | Recubrimiento de zinc y níquel |
| Composición | Principalmente cromo | 85-93% Zinc, 7-15% Níquel |
| Resistencia a la corrosión | Moderado (hasta 200-500 horas) | Superior (hasta 1000 horas, ASTM B117) |
| Espesor del revestimiento | Generalmente entre 0,5 y 10 micrones | 8-20 micrones |
| Dureza | Muy duro (800-1000 HV) | Duro (350-400 HV) |
| Apariencia | Acabado brillante, similar al espejo. | Acabados brillantes, mate o coloreados. |
| Resistencia al desgaste | Excelente (alta durabilidad y resistencia al rayado) | Excelente (buena durabilidad y resistencia al desgaste) |
| Resistencia ambiental | Bueno, pero propenso a picaduras en entornos extremos. | Alto, resistente al agua salada y a los productos químicos. |
| Costo | Superior gracias al cromo y al acabado. | Moderado |
| Aplicaciones | Decorativo (molduras de automóviles, herramientas), industrial (pistones, moldes) | Automotriz, aeroespacial, marina |
| Impacto ambiental | Productos químicos tóxicos, regulaciones estrictas | Más respetuoso con el medio ambiente |
Ventajas del niquelado de zinc
Las siguientes son las diferentes ventajas/méritos del recubrimiento de zinc-níquel:
- Alta resistencia a la corrosión.
- Mejor resistencia a los efectos del clima y otras condiciones adversas.
- Alta resistencia al calor.
- Mejores propiedades de adhesión.
- Se puede utilizar junto con muchos tratamientos posteriores, como la pasivación o la aplicación de un recubrimiento de cromado.
Desventajas del niquelado con zinc
A continuación se presentan algunas de las limitaciones del recubrimiento de níquel-zinc:
- La principal desventaja es el coste relativamente más alto de practicar el niquelado electrolítico que el típico galvanizado.
- Requiere más tiempo y, sobre todo, necesita una tripulación experimentada al mando.
- Esta información no está disponible gratuitamente en las diferentes regiones.
- Posibles efectos adversos del níquel en el medio ambiente.
- Requiere un método especial de descarga de los desechos del baño.
Aplicaciones del niquelado de zinc
Teniendo en cuenta los numerosos beneficios del enchapado de zinc-níquel, exploremos las diferentes aplicaciones del enchapado de zinc-níquel en diversas industrias;
- Componentes automotrices: Esta aplicación resiste la oxidación en condiciones de alta humedad.
- Piezas aeroespaciales: Sirve como escudo contra factores atmosféricos severos.
- Equipo marino: Altos niveles de estándar de resistencia a la corrosión del agua salada.
- Electrónica: Se utiliza para recubrir conectores y sujetadores para proporcionar una capa protectora.
- Maquinaria pesada: Ofrece protección a las piezas que deben someterse a procedimientos abrasivos.
¿Por qué el zinc-níquel es resistente a la corrosión?
Debido a su alto contenido de níquel, el enchapado de zinc-níquel se endurece para desarrollar una protección para el metal base contra los factores corrosivos. Esta aleación forma un escudo que resiste las soluciones químicas, el agua salada y el clima severo, razón por la cual es popular en industrias con características corrosivas.
¿Por qué se debe utilizar zinc-níquel y cómo recubrir el zinc-níquel correctamente?
El recubrimiento de cinc-níquel es adecuado en aquellos casos en los que se espera que las soluciones de recubrimiento habituales se deterioren como resultado de la corrosión. Para utilizar el cinc-níquel de manera eficaz, el tratamiento de la superficie y los procesos de galvanoplastia deben realizarse con cuidado. El baño de galvanoplastia debe mantenerse cuidadosamente, el valor de la corriente debe controlarse adecuadamente y los tratamientos posteriores de protección deben utilizarse correctamente. De esta manera, se puede lograr un acabado de alta calidad y una protección duradera.
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Conclusión
En conclusión, el enchapado de zinc-níquel ofrece una sólida ventaja para las industrias que requieren aplicaciones anticorrosivas robustas. Tiene un alto rendimiento de impacto en entornos hostiles, además de que es más duradero y se puede producir en varias variantes de color que pueden adaptarse a un fabricante en particular. Al decidir entre el enchapado de zinc estándar y optar por las características avanzadas del zinc-níquel, se pueden considerar mejor las aplicaciones y el proceso.
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son las diferencias entre el galvanizado y el galvanizado-níquel?
En comparación con el revestimiento de zinc solo, el revestimiento de zinc-níquel combina una mejor resistencia a la corrosión hasta 7 a 10 veces superior.
¿Cuál es el uso general del recubrimiento de zinc-níquel?
Alta protección contra la corrosión, mayor resistencia al calor y estabilidad del material en condiciones de proceso severas.
¿Se puede aplicar el recubrimiento de zinc-níquel sobre cualquier tipo de metal?
Se obtienen resultados óptimos en acero y hierro, pero el método puede utilizarse en otros tipos de metales si han sido tratados previamente adecuadamente.
¿Qué industrias utilizan el recubrimiento de zinc-níquel?
Este revestimiento es ampliamente utilizado en la industria automotriz, aeroespacial, electrónica y marina.
¿Cuál es la durabilidad del recubrimiento de zinc-níquel?
Cuando se mantiene adecuadamente y se aplica correctamente, el zinc-níquel enchapado Puede funcionar durante muchos años, incluso en ciertos entornos difíciles.