cromados electroliticos

Cromado: Proceso electroquímico de adherencia a superficies desde metales hasta plásticos para mejorar su apariencia, resistencia y durabilidad. Se realiza en piscinas de PVC y fibra de vidrio.
El recubrimiento electrolítico con cromo es extensivamente usado en la industria para proteger metales de la corrosión y mejorar su aspecto. También se emplea para restaurar piezas metálicas o conseguir superficies muy duraderas y con bajo coeficiente de rozamiento (cromo duro). El cromo duro y el cromo brillante son exactamente iguales, lo único que ocurre es que la capa de cromo duro suele ser mucho mas gruesa y se aplican mayores intensidades para que este mayor espesor se consiga antes.
El llamado cromo duro son depósitos electrolíticos de espesores relativamente grandes ( 0,1 mm) que se depositan en piezas que deben soportar grandes esfuerzos de desgaste. Se realizan este tipo de depósitos especialmente en asientos de válvulas, cojinetes cigüeñales ejes de pistones hidráulicos y en general en lugares donde se requiera bastante precisión. El cromo duro se emplea especialmente en el rectificado de motores de explosión. Los cigüeñales y otras piezas fundamentales de los motores de explosión sufren desgastes que se manifiestan como holguras en sus rodamientos y que pueden comprometer su funcionamiento. Por ello antes de que exista una rotura grave se reponen las partes de metal perdidas mediante cromo electrolítico. Generalmente la capa de cromo depositada no es totalmente uniforme por lo cual se da espesor mayor del necesario y después se rectifican las piezas para conseguir las dimensiones y acabado adecuadas.
El cromo brillante o decorativo son finas capas de cromo que se depositan sobre cobre o níquel para mejorar el aspecto de algunos objetos. El famoso niquelado de paragolpes y otros embellecedores de coche suele consistir en una capa de níquel terminada con un Flash de cromo de algunas micras de espesor. El color del cromo es mas azulado y reflectante que el níquel y es mucho mas resistente a la corrosión ya que inmediatamente se forma una fina e imperceptible capa de oxido que protege al metal.

Historia:
Los primeros indicios de cromados fueron los encontrados en las espadas de los guerreros de Terracota de la dinastía Qin de China, que a pesar de estar hace 2000 años enterrados, presentaban muy poca corrosión. En 1924 se mejora la técnica del cromado en EE.UU dado los hallazgos de un gran depósito de cromita (mineral oxidado FeCr2O4). Desde ese entonces comenzaron a ocuparse muebles cromados y artículos decorativos, incluyendo joyas. Es entonces que los británicos adoptan el cromado como recubrimiento de protección y embellecimiento.
Este procedimiento realizado con cromo es extensivamente usado en la industria para proteger metales de la corrosión y mejorar su aspecto. También se emplea para restaurar piezas metálicas o conseguir superficies muy duraderas y con bajo coeficiente de rozamiento (cromo duro).

El único problema que puede afectar al cromo es la degradación del níquel depositado como base, por lo que la calidad del cromado está determinada por el grosor de la capa de níquel.

El cromo tiene poco poder cubriente, menos aún si las capas que se depositan son tan finas como una micra. Por ello las superficies a cubrir deben estar bien pulidas, brillantes y desengrasadas ya que el cromo no va a tapar ninguna imperfección. Es por esto por lo que frecuentemente las piezas que se croman con objeto decorativo se recubren con cobre y níquel antes de ser cromadas. El cromo se aplica bien sobre el cobre, el níquel y el acero

PROCESO
Pulido: para los cromados se requiere buen acabado, por lo que se realiza un pulido previo a la pieza.
En caso de que la rugosidad y ondulación sean muy altas, se realiza un esmerilado antes del pulido, lo que se reconoce a través de comparaciones visotáctiles. Si es igual o superior a N8 se realiza el esmerilado. Cuando este no sea necesario, el pulido se realiza en Pulidoras de Pedestal con doble eje, en las cuales en un eje se coloca un disco de paño y en el otro un disco de escobilla de fibra de tampico (México) a la cual se le aplica aceite para evitar que se caliente y dañe la pieza. Luego se lava en parafina y se seca en aserrín para pasar por el control de calidad antes de ir al proceso de cromado.
Desengrase anódico
De este depende que los metales se adhieran bien a la superficie de la pieza. Si se realiza mal, quedarán partes de la pieza que no se recubrirán correctamente, por lo que se desprenderá la capa protectora. Este proceso, consiste en sacar el aceite que aún le queda a la pieza del pulido. Existen varias formas de desengrase, pero el principal ocupado en Chile es el Desengrase Electrolítico: Este se realiza en una piscina con una solucion electrolitica. El hidroxido de sodio es disuelto con agua para disociarlo en iones sodio e hidroxilo. Sobre el tanque, se coloca una barra que actua como ánado y en otra se cuelga el objeto a desengrasar funcionando como cátodo. Se hace pasar la corriente electrica, el cátodo es cargado negativamente despendiendo H2 producto de la reaccion de electrolisis del agua (4H2O + 4e- —> 4OH + 2H2) . Conjuntamente cuando la grasa entra en contacto con la solucion alcalina ocurre la saponificación (Convertir en jabón un cuerpo graso por la reacción de sus ácidos con un alcalina) donde ésta reacciona teniendo como productos, jabon y glicerina. Es decir, se hace que la pieza actúe como electrodo de una pila y este electrodo se pone en inmersión en una solución alcalina. Los iones sodio (Na+ ) son rápidamente atraídos por el cátodo. Debido a la atracción electroquímica que se produce en todos los iones sodio presentes, este procedimiento es muy eficaz, y dado su total aprovechamiento, las concentraciones que se precisan del producto desengrasante suelen ser pequeñas. Por contra requiere un gasto energético elevado debido a la corriente eléctrica que se precisa. 
Condiciones: Este se trabaja a la temperatura ambiente con 6-8 V y una densidad de corriente de 6 A/dm2 aproximadamente. El tiempo de desengrasado es sólo de 1 a 5 minutos.
(Después de realizado el enjuague, se sumergen en agua ácida, la cual se prepara diluyendo ácido sulfúrico, se enjuaga otra vez en agua corriente, y entonces, la pieza quedará preparada para continuar el proceso. La inmersión en ácido sulfúrico diluido, tiene la finalidad de evitar transporte de residuos alcalinos a otros baños.)

Cobrizado
Niquelado:
Este proceso se lleva a cabo mediante una corriente continua aplicada a los electrodos, lo cual disocia en iones la solución, produciéndose un depósito de níquel metálico sobre e! cátodo (negativo), y disolución de níquel sobre el ánodo (positivo). (El ánodo de níquel se disuelve en el electrólito en forma de iones de níquel. Los iones viajan a través de la solución y se depositan en el cátodo)
El sulfato de níquel es la fuente de iones más importante en una formulación de este tipo, y su concentración limita la densidad de corriente del baño. En general, aumentando la cantidad de sulfato, se incrementará la densidad de corriente, y debido a ello, se obtendrán mayores velocidades de depósito. El cloruro de níquel, incrementa la corrosión anódica (disolución del ánodo para formar iones níquel) y la conductividad del electrolito. Al incrementar la conducción de la solución, se puede reducir el voltaje para lograr la misma densidad de corriente. (el cloruro de níquel mejora el proceso debido a la contenido de cloruro de la disolución anódica. El ácido bórico actúa para mantener el pH dentro del rango de trabajo, ya que si el pH baja, baja también la eficiencia catódica)
La solución sulfato de niquel se disocia y entrega iones Ni+ que se pegan a la pieza que es el catodo, simultáneamente, el cloruro de niquel se disocia y el ion cloruro ataca al anodo de niquel, formando más cloruro de niquel en la solución, el cual se disocia y genera mas iones Ni+ que se pegan al catodo para hacer el recubrimiento de la pieza. Y el ácido borico actua manteniendo el pH dentro de los rangos de trabajo óptimos.
Las aplicaciones en ingeniería, utilizan electrolitos que depositan níquel puro, y las características habitualmente necesarias para este tipo de aplicaciones son:
1. Alta resistencia a la corrosión.
2. Resistencia a la abrasión.
3. Soldabilidad.
4. Propiedades magnéticas.
Los elementos que componen a una solución, son llamados aditivos. Para un proceso de níquel brillante de acuerdo a los expertos en el campo, son los siguientes: Sulfato de níquel: constituye la principal fuente de iones de níquel, además de controlar los límites admisibles de densidad de corriente. Cloruro de níquel: suministra los iones cloruro necesarios para asegurar la corrosión de los ánodos de níquel. También es una fuente secundaria de iones níquel. Las concentraciones altas de iones de cloruro de níquel extienden el rango de operación de densidad de corriente e incrementa la conductividad del baño. Ácido Bórico: actúa como un agente protector para mantener el pH en la solución, también sirve para conservar el brillo, la ductilidad y la adhesión del depósito de níquel, por lo que su contenido nunca debe ser menor a 45 g / l .
Agitación: Frecuentemente se recomienda la agitación en las soluciones galvánicas para aumentar la uniformidad de la composición y permitir el uso de densidades más altas de corriente. La agitación mecánica, puede lograrse ya sea por movimiento de los ánodos o de los cátodos, o de la solución por medio de revolvedores fuera del circuito. Para agitación mecánica el rango de movimiento debe ser de 4 6m min

- Reacción de Disolución/Disociación: NiSO4 =>Ni2+ + SO4 2-
- Reacción Catódica: Ni2+ + 2e- Ni0 (niquel metálico)
- Reacción de disociación NiCl2=> Ni2+(aq) + 2Cl (aq)
-Reacción Anódica: 2Cl- Cl2 + 2e-
- Ácido bórico: B(OH)3
Condiciones: El pH 3-4, la densidad de corriente 5 A/dm2 , entre 4-3 Volt y la temperatura 60°C





Cromado
La solución que se utiliza para el recubrimiento de cromo es de ácido crómico (CrO3 +H2O H2CrO4) y como catalizador (que acelera la reacción pero no participa de ella) ácido sulfúrico (H2SO4). Al igual que en los procesos anteriores, el cátodo es la pieza y el ánodo esta vez, es una barra de plomo. Para conseguir un baño electrolítico de cromo se disuelve ácido crómico en agua y ácido sulfúrico. Se emplea como ánodo un electrodo de plomo, ya que se forma una placa de oxido de plomo que es conductor pero que impide que se siga corroyendo por oxidación anódica. Al contrario que en otros baños como los del níquel, el cromo que se deposita en el cátodo procede del ácido crómico disuelto y no del ánodo, por lo que poco a poco se va empobreciendo en cromo la solución. Con el uso el cromo se va agotando y hay que reponerlo añadiendo mas ácido crómico pero no de ácido sulfúrico. Si el ácido crómico se añade en mayor proporción que la indicada en la fórmula, el punto de trabajo se hace más crítico con respecto al acabado brillante; y lo mismo debe decirse si se aumenta la proporción de ácido sulfúrico. A veces el depósito no es de cromo, sino de impurezas contenidas en el baño; por esto se debe procurar el empleo de materiales puros (ácido sulfúrico y ácido crómico) y lavar bien los objetos que se trata de cromar, sobre todo si antes hubiesen estado en otro baño. El ácido crómico se descompone por la corriente eléctrica en cromo metálico que se deposita en el cátodo y oxígeno que se desprende en el ánodo.
El oxido de cromo VI reacciona con el agua y forma: CrO3 + H2O -> H2CrO4
Ácido crómico se disocia: H2CrO4 => 2H+ + CrO42- , luego :
En el cátodo tienen lugar las siguientes reacciones:
(a)El cromo VI (hexavalente)pasa a cromo metal:

(b)envejecimiento: Se forma cromo trivalente: Cr6+ + 3e => Cr3+
(c)2H+ + 2e => H2
En este mecanismo, el ion (SO4)2- controla la creación de la película cromática en el catodo, retardando su formación y ejerciendo una acción catalítica acelerando la reducción de los iones cromo a cromo metalico.

En el ánodo las reacciones son:
(d)oxidación: Cr3+ => Cr6+ + 3e
(e)oxidación: 2H2O => O2 + 4H+ + 4e

El propósito del envejecimiento es acelerar (b) y retrasar (d) lo que se consigue al tener más cátodo que ánodo. Una vez que se obtiene la concentración de cromo (III) necesaria, se debe trabajar en las condiciones precisas para que la concentración permanezca lo más constante posible, ya que si aumenta, disminuye la adherencia del cromo a la pieza.



SE PODRAN CROMAR LOS SIGUIENTES METALES: Laton , Plata , Cobre , Bronce , Niquel . Si se quiere cromar hierro , hay que darle previamente un baño de niquel o cobreado para que el cromo se prenda mejor a la superficie. 
SE PUEDEN CROMAR ELEMENTOS DE PLASTICO ??????? Si. Los japoneses lo hacen en muchos artículos . En el caso de los relojes , la empresa Casio , lo hace frecuentemente. Utilizan un sistema previo de inmercion sobre pintura conductiva de plata . Posteriormente, le dan una placa de cobre , para terminar con el baño de cromo
Las aguas de enjuague como tienen metales pesados, ácidos y álcalis, deben ser llevadas a una planta depuradora antes de ser vertidas al alcantarillado.
Baños para cromo decorativo.
Acido crómico comercial 200 a 300 gr/ litro
Acido sulfúrico 1 a 3 gr /litro
Temperatura de trabajo de 36¡5 a 45 ºC
Densidad de corriente de 6 a 12 A/dm2
 
Baños para cromo duro.
Acido crómico comercial 250 a 400 gr/ litro
Acido sulfúrico 1 a 2 gr /litro
Temperatura de trabajo de 45 a 65 ºC
Densidad de corriente de 15 a 50 A/dm2

La polémica de usar cromo
Así como son ampliamente conocidos los beneficios del cromado en la industria, también lo son los efectos nocivos que provocan los desechos del proceso y que provienen directamente de uno de los dos estados de valencias estables en las que se encuentra el elemento en la naturaleza: el hexavalente. se ha establecido que el cromo puede causar irritación cutánea al contacto con altas dosis que pueden atravesar una o más capas de la piel o de las membranas mucosas, irritar el tracto intestinal, causar perforación del tabique nasal y provocar carcinoma. Ya, en el campo ambiental, diversos centros de investigación europeos y norteamericanos han confirmado que el proceso de cromado hexavalente es uno de los principales contaminantes del agua y el aire.