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La galvanoplastia

La galvanoplastia se conoce como el proceso de traslado de iones metálicos, los cuales van de un ánodo a un cátodo en un estado líquido (formado por sales metálicas). Dicho proceso es el resultado de la aplicación de corriente eléctrica por medio de un reactor o dispositivo que forma un circuito eléctrico.

También se le conoce como la electrodeposición de un metal en una superficie, que genera una mejora en sus características obteniendo dureza y duración.

Gracias a la galvanoplástica se pueden producir por medios electroquímicos objetos de finos detalles o en diversos metales. Uno de los procesos que incluye la galvanoplastia es el proceso de plateado.

La galvanoplastia o electro plateado es el proceso basado en el traslado de iones metálicos desde un ánodo a un cátodo en un medio líquido, compuesto fundamentalmente por sales metálicas y ligeramente acidulado. Desde el punto de vista de la física, es la electrodeposición de un metal sobre una superficie para mejorar sus características. Con ello se consigue proporcionar dureza, duración, o ambas.

El proceso puede resumirse en el traslado de iones metálicos desde un ánodo (carga positiva) a un cátodo (carga negativa) en un medio líquido (electrolito), compuesto fundamentalmente por sales metálicas y ligeramente acidulado. La deposición de los iones metálicos sobre la superficie preparada para recibirlos se efectúa siguiendo fielmente los detalles que componen dicha superficie, cohesionándose las moléculas al perder su carga positiva y adhiriéndose fuertemente entre ellas, formando así una superficie metálica, con características correspondientes al metal que la compone.

Este proceso, aplicado a una impresión (de silicona), permite una fiel y exacta reproducción de la superficie interior de dicha impresión, en una capa metálica, dura y consistente, que se corresponde perfectamente con el positivo original de donde se obtuvo la impresión.

Proceso electrolítico

El proceso electrolítico es aquel en el que, a través de una corriente eléctrica, se descompone una sustancia sólida en disolución en un fluido, para su uso posterior. La galvanoplastia aprovecha este proceso electrolítico para recubrir cuerpos sólidos con una capa metálica, para su protección ante la corrosión y el desgaste.

Por regla general, este proceso se hace de manera industrial, sumergiendo la pieza que se va a someter a proceso, a modo de cátodo, en una cuba llena de baño electrolítico junto con un ánodo para que el proceso sea completado. El depósito de material se hace de manera general, en una gran superficie de la pieza sometida a proceso.

El proceso galvanoplástico consiste en la aportación del material necesario para reparar esas pequeñas averías que se producen en cilindros, rodillos, camisas, consistentes en ralladuras, golpes y muescas; que no permiten el buen funcionamiento mecánico ni el rendimiento óptimo de sus máquinas.

El proceso se realiza en frío, evitando dilataciones, con limpieza y pulcritud y, lo que es más importante: in situ

Sin desmontaje ni montaje posterior de la pieza en su bancada de trabajo.  Sin costes de transporte al exterior de sus instalaciones. Reduce, considerablemente, el tiempo de inactividad de la máquina.

El proceso galvanoplástico garantiza la total limpieza y pulido de la zona afectada, así como la adherencia de la capa de relleno electrolítico, dejando la maquina dispuesta para su uso inmediato.

Pasos para realizar el procesoEl proceso galvanoplástico se compone de varios pasos que garantizan su eficacia: Limpieza: la zona de trabajo es escrupulosamente limpiada, con un proceso inicial de abrasión y pulido mecánico; y un desengrasado químico con productos específicos, incluyendo un proceso de desengrasado electrolítico

Calculo de parámetros: tras la medición exhaustiva de la zona de trabajo y la valoración de daños, un proceso completamente informatizado calcula los parámetros precisos necesarios para el sistema

La electrolisis: en este paso, se escoge el fluido necesario para el rellenado de material de la zona afectada y se aplica con los parámetros anteriormente obtenidos hasta que el proceso termina, es decir, hasta que la avería desaparece.

El acabado final: tras la reparación de la zona de trabajo, se limpia y se le da el acabado final puliendo la zona hasta dejarla en las condiciones de trabajo normales

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el platino

Es un metal noble blanco, blando y dúctil. Los metales del grupo del platino ( platino, paladio, iridio, rodio , osmio y rutenio) se encuentran ampliamente distribuidos sobre la tierra, pero su dilución extrema imposibilita su recuperación, excepto en circunstancias especiales. Los metales del grupo del platino se utilizan mucho en el campo de la química a causa de su actividad catalítica y de su baja reactividad. Como catalizador, el platino se emplea en las reacciones de hidrogenación, deshidrogenación, isomerización, ciclización, deshidratación, deshalogenación y oxidación.

El platino no es afectado por la atmósfera aun en ambientes industriales con contenido de azufre. Conserva su brillantez y no exhibe película de óxido cuando se calienta, aunque se forma una película fina adherente debajo de los 450ºC (842ºF). El hidrógeno u otras atmósferas reductoras no son peligrosas para el platino a temperaturas elevadas. El platino puede ser maquinado en alambres finos y láminas delgadas y, por procesos especiales, en alambres extremadamente finos.

El platino puede obtenerse en forma esponjosa por descomposición térmica del cloroplatinato de amonio o al reducirlo de una solución acuosa. En esta forma muestra un alto poder de absorción respecto a los gases, especialmente oxígeno, hidrógeno y monóxido de carbono. La alta actividad catalítica del platino está relacionada directamente con esta propiedad. El platino posee una fuerte tendencia a formar compuestos de coordinación

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El plateado

El proceso de plateado consiste en una capa de metal, la cual es depositada sobre una superficie, en este proceso se incluye un método electroquímico.

El método electroquímico del proceso de plateado se refiere a usar la pieza de interés como la superficie del cátodo, la cual se sumerge en una disolución de plata. Dicha disolución logra que pase la corriente a través del sistema. El  ánodo, que es el otro electrodo para el sistema, por lo general es de platino, por ser inerte y este se adquiere a la pieza de interés, logrando el proceso de plateado.

El plateado electrolítico se hace mediante una solución de unos 10 g/l de cianuro de plata, 20 g/l de cianuro sódico y 20 g/l de hidróxido sódico. Los objetos metálicos bien limpios y desengrasados se colocan en el cátodo, como ánodo se emplea plata. Se emplean corrientes de 2 a 5 amp /dm2

El plateado tiene un problema,  emplea cianuro sódico que es tremendamente venenoso.

Estrictamente hablando, el plateado consiste en revestir de plata un objeto. Aunque de una forma más genérica se aplica al recubrimiento del metales o aleaciones de apariencia similar a la plata como el aluminio, aunque el níquel (niquelado) y el cromo (cromado) han producido términos específicos. Cuando el revestimiento es de un color amarillento se emplea el verbo dorar

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Cementacion del acero

Cementación con gases: En este proceso, manteniendo las piezas de 1 a 8  horas en una atmósfera carburante, a temperaturas de 850° a 950°, se obtienen capas cementadas de 0.2 a 1.5 mm de profundidad. Únicamente en casos especiales, como la fabricación de blindajes, se emplean procesos más largos y se obtienen capas cementadas de mayor espesor. Con la cementación gaseosa es posible: 1) obtener la concentración de carbono prefijada en la capa; 2) reducir el tiempo de duración del proceso; 3) automatizarlo totalmente; 4) simplificar el tratamiento térmico erior de la pieza, haciendo un temple directamente en el horno integral. El proceso se realiza en un horno que debe ser hermético a la entrada de aire y mantener uniformidad de temperatura y atmósfera. Se requiere disponer de un gas portador, neutro, que se obtiene en un generador de gases y cuyo caudal debe llenar completamente el horno, y un gas cementante‚ que habitualmente es metano. El potencial de carbono de la atmósfera del horno queda regulado por las proporciones de ingreso de ambos gases. Etapas del proceso de cementación Control de la profundidad de capa Existen dos valores que suelen estar especificados en los planos: – profundidad de capa total: distancia desde la superficie en la que la concentración de carbono es 0,07% mayor que la del acero, y – profundidad de capa efectiva: distancia a la que se alcanza 45 a 50 % de perlita, o su equivalente 0,45% de carbono, o bien, más exactamente, una dureza de HRc 50 en la pieza templada. La profundidad de capa efectiva es lo más usado en la práctica. Su valor queda determinado por el tiempo y la temperatura del proceso. Trabajando con una mezcla de gases que provea un potencial de carbono de 0.8, el tiempo del proceso suele ser muy largo. Por lo tanto, el mismo se desdobla en dos etapas. La primera o etapa de cementación, se efectúa con un potencial de aproximadamente 1.10; eriormente éste se baja a 0.8, llevándose a cabo la denominada etapa de difusión. Protección de las zonas que no se desea endurecer Cuando interesa que ciertas zonas de las piezas queden blandas después de cementadas, hay que evitar que absorban carbono durante la cementación. Para protegerlas de forma adecuada, se utilizan diversos procedimientos. Un método bastante empleado para impedir el total endurecimiento de las piezas, consiste en dejar un exceso de material en las zonas que se quiere que queden blandas, que luego se elimina por mecanizado después de la cementación y antes del temple. Si la  cementación se hace en cajas, se puede evitar el endurecimiento de las roscas u otras superficies fáciles de recubrir, protegiéndolas con varias capas de alambre de hierro, que se enrolla a su alrededor. De esta forma se cementara el alambre, sin que penetre en cambio el carbono en el acero de la pieza. Cuando se trata de agujeros, se suelen rellenar con amianto cementos especiales. El procedimiento que tiene más aceptación de todos, es el cobreado electrolítico. Se comienza pintando las superficies que se van a endurecer con cera, pinturas, lacas, o resinas especiales. Entre las muchas pinturas que se suelen emple una que da muy buenos resultados se prepara con los siguientes componentes: 100 gr de cera, 100 gr de trementina, 25 gr de pez, 25 gr de asfalto y 25 gr de betún de Judea. Luego se desengrasan bien las piezas y a continuación se introducen en un baño de cobreado electrolítico, en el que se precipita una capa de cobre sobre las zonas sin pintar que son las que se deben quedar blandas, quedando sin cobrear las zonas protegidas con pinturas. Finalmente se colocan las piezas en las cajas de cementación y al elevarse la temperatura, se queman las capas protectoras de cera, laca, resina, etc.…, cementándose esas superficies, sin que penetre el carbono atreves de la superficie protegidas por el cobre. El cobreado se suele hacer primero en medio básico para conseguir la máxima adherencia y luego en acido, para aumentar el espesor de la capa. Antes del cobreado deben desengrasarse perfectamente las piezas, limpiándolas con gasolina o mejor todavía, si es posible, con vapor de tricloro-etileno. Algunas veces también se desengrasan electrolíticamente en un baño de cianuro doble de potasio y  cobre, potasa caustica y cianuro potásico, preparado con 40 g de cada una de esas sales en un litro de agua. Después de bien desengrasadas las piezas, se someten al cobreado básico con el que se consigue una delgadísima capa de unos 0.06 mm de espesor de gran adherencia. Un baño muy utilizado para este tratamiento de cobreado es el siguiente: Cianuro de cobre 23 g por litro, cianuro de sodio 46 g por litro, Carbonato de sodio 15 g por litro. La temperatura del baño debe ser próxima a 25°. Se emplean tensiones de 2 a 4 voltios con intensidades de 0.5 a 1.5 amperios por decímetro cuadrado de superficie. La duración de la operación suele variar de 10 minutos a media hora.>

Este procedimiento se emplea para endurecer superficialmente pequeñas piezas de acero. Los baños de cianurar contienen cianuro, carbonato y cianato sódico con o sin cloruro sódico como diluyente. El contenido de cianuro en el baño suele variar de 20 a 50%. El cianato sódico no se añade intencionadamente al baño, sino que se forma por oxidación del cianuro durante el trabajo. Operando a temperaturas de 760° a 950° y empleando baños cubiertos con escamas de grafito, el porcentaje cianato sódico no suele exceder de 3%. El carbonato sódico es el último producto que se forma en los baños por descomposición u oxidación del cianuro por la acción oxidante del aire. La carburación del acero se realiza por la acción del CO que se desprende en el baño y la nitruracion por efecto  del nitrógeno. El cianuro se oxida al reaccionar con el oxígeno del aire,  dando cianato El cianato sódico a la temperatura de trabajo se descompone por  la acción del calor en cianuro sódico, carbonato sódico, óxido de carbono y  nitrógeno naciente. El cianuro formado vuelve nuevamente a comenzar el ciclo, siendo siempre el carbonato el producto final de la transformación.

El óxido de carbono que se libera durante la descomposición del cianato, se descompone carbono naciente y dióxido de carbono que en contacto con el acero caliente se disuelve en el hierro gamma y se difundió en el interior. La formación del carbono se produce en la siguiente forma Siguiendo C el  carbono que pasa al acero. También pasa, como hemos dicho antes, algo del nitrógeno al acero, formando nitruros. El CO producido en las diversas reacciones que acabamos de cit se descompone, siendo en definitiva el carbono naciente que se produce en esa descomposición y el nitrógeno naciente producido también en esas reacciones los que pasan al acero. El carbono forma carburos de hierro o aleados y el nitrógeno forma nitruros. Para que se realice la cianuración es fundamental la formación de una cierta cantidad de cianato. Experimentalmente se ha comprobado que un baño de alto porcentaje en  cianuro sin cianato, no cianura el acero. Esto es difícil que ocurra ya que  en la práctica industrial todos los baños de cianuro contienen siempre algo de cianato, ya que su formación es casi automática al elevarse la temperatura  los baños. Los nitruros que se forman, interfieren y dificultan la penetración del carbono y por su influencia perniciosa no se pueden utilizar los baños de cianuro sin catalizadores para producir económicamente capas duras de más de 0,30 mm de profundidad. En la zona muy periférica, a menos de 0,1 mm del exterior, al elevarse la temperatura de cianuracion desde 700° hasta 925°, los porcentajes de carbono y de nitrógeno disminuyen desde 1 y 2% hasta 0,4 a 0,7%, respectivamente, y hacia el interior, a 0,2 mm de la periferia los contenidos de carbono y nitrógeno aumenta. La composición de la  capa cianurada varia mucho de unos casos a otros. En general, el nitrógeno se  encuentra concentrado en la zona exterior y los contenidos en nitrógeno son más altos que los contenidos en carbono en las zonas periféricas, y en  cambio, en las zonas interiores ocurre el revés, ya que el porcentaje de  nitrógeno es inferior al porcentaje de carbono.se observa que al aumentar la temperatura de tratamiento disminuye en la capa más exterior el porcentaje de carbono y de nitrogeno, y en cambio en la zona interior, al aumentar la temperatura, aumenta el contenido de esos elementos. La influencia de la duración del proceso se acusa más en la composición de la zona interior que en la de la exterior. En la zona interior se ve que al aumentar la duración de la cianuracion de 10 a 50 min, por ejemplo, aumentan mucho los porcentajes de carbono y nitrogeno, y en cambio en la zona exterior el aumento del porcentaje de esos elementos, en especial el del nitrogeno, es muy poco sensible.