Pregunta: Llevamos semanas teniendo problemas para ajustar nuestro electrolito de cobre ácido. Tras la nueva preparación, aparecen brotes en el rango de alta densidad de corriente. Esto se puede reproducir en la célula Hull, por lo que descartamos la influencia de los ánodos. Las placas se hacen funcionar durante 10 minutos a 2 A. Los brotes aparecen hasta aprox. 5 mm desde la izquierda hacia el centro.
También detectamos falta de materia orgánica en la célula del casco. Tras añadirlas, los defectos desaparecieron, pero reaparecen al cabo de muy poco tiempo.
Según los análisis, el contenido de cobre y ácido sulfúrico son correctos. No podemos determinar analíticamente el contenido de cloruro, pero no vemos signos de desviación. Al principio, pudimos explicar el problema orgánico porque accidentalmente teníamos cartuchos de carbón activado en las bombas de filtrado. Se retiraron, pero el problema persiste.
Respuesta: Su descripción del problema, así como sus análisis y las hojas de células del casco, nos permiten sacar varias conclusiones. Lamentablemente, desconocemos la finalidad de la aplicación o el motivo del nuevo enfoque. Tal vez sea necesario comprobar si el electrolito es adecuado para la aplicación o la densidad de corriente.
Orgánicos al límite
La suposición obvia por nuestra parte es que usted está al límite con los orgánicos. Como ya ha descrito, tenía cartuchos de carbón activado en la bomba del filtro después del nuevo lote y, por lo tanto, eliminó una parte considerable de los orgánicos. Si sólo lo comprueba con la célula Hull y, por tanto, no tiene valores de análisis para los componentes orgánicos, existe el riesgo de que siempre sume hasta el valor inferior y, por tanto, vuelva a caer por debajo de él tras unos días de producción.
Con varios aditivos, también existe la posibilidad de que uno de ellos sea especialmente bajo, mientras que el resto se concentra con cada adición. Esto ocurre cuando algunos de los aditivos sólo se adhieren ligeramente al carbón activo, mientras que otro aditivo tiene una afinidad muy alta.
En nuestra opinión, debería enviar una muestra al fabricante del baño para obtener un análisis completo. A continuación, podrá ajustar el baño por completo y tener así un punto en el tiempo x en el que todo debería estar en orden. A partir de ese momento, es importante vigilar de cerca todos los parámetros, cambios e influencias para poder intervenir en consecuencia en cuanto vuelva a producirse el error. También es importante tomar otra muestra para el laboratorio en cuanto se produzca el fallo, para que pueda ser analizada por el fabricante del baño. Así podrá ver qué parámetros están realmente fuera de control.
Ya en el primer análisis, debería hacer analizar la muestra en busca de impurezas, tanto metales extraños y aniones como partículas de cloruro de cobre. Es posible que ya obtenga información valiosa sobre el problema aquí descrito.
Densidad de corriente
En primer lugar, debe darse cuenta de que tiene una densidad de corriente local de 13 a 28 amperios en la zona descrita de la célula de casco. Dependiendo del electrolito, la tecnología del proceso y la dirección del flujo, la densidad de corriente debería estar entre 0,5 y 5 A/dm2, con la excepción de los procesos de galvanoplastia en banda y galvanoplastia por puntos. De lo contrario, es de esperar que se produzcan defectos en el rango de alta densidad de corriente en la célula del casco.
El hecho de que también se produzcan brotes en la producción y de que usted se queje de un consumo muy elevado de aditivos orgánicos sugiere que la densidad de corriente en el rango catódico y anódico es demasiado alta. En general, se sabe que, además del efecto de nivelación de los aditivos orgánicos del baño, por ejemplo al añadir tiourea o polietilenglicol, en determinadas condiciones de electrólisis durante la deposición de cobre pueden producirse condiciones coexistentes en el cátodo que provocan rugosidad y formación de yemas [1].
La alta densidad de corriente puede causar problemas tanto en el cátodo como en el ánodo. Si la densidad de corriente anódica es demasiado alta, el cátodo puede volverse pasivo, causando problemas posteriores. Esto también puede ocurrir si la temperatura del baño es demasiado baja, no hay suficiente movimiento del baño y los contactos son deficientes, así como si el contenido de cloruro o sulfato es demasiado alto.
Si el problema se produce en todo el cátodo, deberá reducir considerablemente la densidad de corriente. Si sólo se produce en las puntas y los bordes de las piezas de la gradilla, un método habitual sería el blanking, en cuyo caso también habría que reconsiderar la densidad de corriente.
Bibliografía
[1] Prof. Dr.-Ing. Roland Kammer, Uwe Landau y Manfred Mayer: Dissolution and deposition behaviour of copper in sulphate electrolytes with organic bath additives, Galvanotechnik 09/1984 p. 1082
