Pregunta: Un importante cliente nuestro, para el que hasta ahora sólo galvanizábamos piezas de acero, nos ha preguntado si podríamos galvanizar y pasivar con azul una nueva y gran serie de piezas de fundición inyectada de zinc en tambor. El único sistema de nuestra empresa en el que esto parece posible es un sistema en tambor con un electrolito de zinc débilmente ácido (pH 4,8-5,2). El principal problema es el pretratamiento: está diseñado para piezas de acero y, por tanto, es agresivo. Consiste en un desengrase por decocción altamente alcalina, un decapado con ácido clorhídrico, un desengrase electrolítico y una decapitación con ácido clorhídrico. Tras el pretratamiento, las piezas se transportan a la línea de zinc mediante una unidad de transferencia cruzada. La unidad de transferencia cruzada es un gran depósito lleno de agua circulante.
La razón por la que estamos considerando este sistema es el sistema de control. Nuestros otros sistemas de barricas están puramente controlados por ciclos, por lo que no podemos saltarnos ningún baño. En cambio, el sistema con electrolito de zinc débilmente ácido tiene libertad de movimiento y, por tanto, es muy flexible. Nos gustaría hacer una muestra de un artículo para el cliente, pero no estamos seguros de la secuencia del proceso. ¿Qué procedimiento puede recomendarnos?
Respuesta: Aunque la galvanoplastia de piezas de fundición a presión de zinc se ha tratado intensamente en teoría, sigue siendo un problema importante hoy en día. Muchas piezas no se galvanizan en talleres de galvanotecnia subcontratados, sino en talleres de galvanotecnia de empresas, por diversas razones. Lo ideal es que la fundición, el pretratamiento y el revestimiento estén estrechamente coordinados para minimizar la tasa de rechazo. La comunicación entre la fundición y el taller de galvanizado también desempeña un papel importante.
Definición del problema
En esencia, el revestimiento de piezas moldeadas a presión de zinc gira en torno a tres problemas:
El metal
La fundición a presión de cinc es una aleación denominada Zamak y está compuesta por aproximadamente un 90-95 % de cinc. El potencial del zinc es de -0,76 V. Es un metal amorfo y, por tanto, es atacado por igual por ácidos y bases. A diferencia del cromo, el titanio o el aluminio, no forma una capa de óxido muy densa (capa protectora/capa de barrera), lo que facilita la galvanoplastia pero dificulta el pretratamiento. Con un pretratamiento normal, como el utilizado para el acero, apenas queda material antes de la galvanización porque se disuelve en los agentes desengrasantes y, sobre todo, en el decapante. Por decirlo sin rodeos, este pretratamiento también puede describirse como una "máquina de destrucción del cinc fundido a presión".
La aleación
Las aleaciones se componen de aluminio, cobre y magnesio. A menudo contienen trazas de otros metales como plomo, cadmio y estaño. Es importante que la composición se mantenga lo más constante posible y que la aleación sea lo más homogénea posible. Las fluctuaciones en la aleación pueden tener un efecto negativo en el resultado de la galvanoplastia, por ejemplo debido a un ataque desigual de la superficie o a la formación de sales poco solubles.
La piel de fundición
La fundición a presión de zinc forma una fina piel de fundición sobre la que tiene lugar la galvanoplastia. Dependiendo del material (aleación, proceso de fundición, geometría de la pieza, etc.), la superficie puede tener más o menos poros, estrías y soldaduras en frío, que deben limpiarse durante el pretratamiento hasta tal punto que pueda depositarse una capa adhesiva. La dificultad reside en encontrar el equilibrio adecuado. Hay que limpiar la superficie lo suficiente sin romper la piel de la pieza fundida. Si esto ocurre, quedan expuestos más poros. En estos poros suelen quedar restos de electrolito, lo que provoca la formación de burbujas.
La calidad del estado de la superficie depende del proceso de pulverización. Le recomendamos encarecidamente que archive de cinco a diez piezas en bruto por trabajo cuando recubra productos fabricados en serie. Sólo así podrá incluir el estado inicial a la hora de investigar la causa en caso de reclamación o investigación posterior. En el caso de las piezas recubiertas, ya no es posible determinar si numerosos defectos fueron causados por la galvanoplastia o ya estaban presentes de antemano.
Las tensiones mecánicas también influyen en la piel de fundición. Al cargar los tambores, hay que procurar minimizar la altura de caída para no dañar la superficie. Este aspecto también debe señalarse al cliente o a la fundición.
Tratamiento previo
Existen soluciones suaves especialmente formuladas para el pretratamiento de las piezas moldeadas a presión de zinc. Por regla general, se desengrasan en caliente, se desengrasan electrolíticamente y se decapan. Para su proceso, esto significa que tendría que intercambiar los dos procesos de desengrase en el sistema y omitir el decapado. Si esto no resulta económico o no es factible por otros motivos, puede probar la siguiente secuencia, siempre que el sistema de control lo permita:
A continuación, las piezas pueden recubrirse.
Es aconsejable definir claramente con el cliente las condiciones de entrega. Esto se aplica a los recipientes en general (para una manipulación óptima en el proceso de galvanoplastia), así como a los recipientes sin suciedad para obtener piezas lo más limpias posible.
Galvanización
Otro punto crítico es el convertidor cruzado. Por un lado, porque la calidad del agua puede fluctuar y, por otro, porque los bidones permanecen en él varios minutos antes de ser recogidos, dependiendo del sistema. Esto significa que, incluso con el mejor pretratamiento, obtenemos una superficie que se encuentra en un estado indefinido.
La rotación de los bidones contrarresta un poco esta situación al limpiar mecánicamente la superficie. No obstante, puede ocurrir que penetren en los poros residuos del proceso de descapsulado u otras impurezas. Para contrarrestarlo, no se aplica corriente al producto durante los primeros cinco minutos en el electrolito de zinc. A continuación se limpia la superficie y se enjuagan los poros con el electrolito. Transcurridos cinco minutos, se conecta la corriente y se galvaniza hasta alcanzar el espesor de capa requerido. Si el cálculo se basa únicamente en el tiempo de permanencia, hay que sumar el tiempo sin corriente.
Información práctica adicional
El pH del electrolito se ajusta o se mantiene constante con ácido clorhídrico. Este ajuste debe realizarse antes del recubrimiento. Al pasar de la fundición a presión de acero a la de cinc, debe vaciarse el sistema para cambiar el destaponado y, en caso necesario, reiniciar el aclarado. En cuanto se vacían las estaciones de zinc, el valor de pH se ajusta al valor inferior (4,8) y no debe corregirse durante el galvanizado de la fundición inyectada de zinc. Si, a pesar de todo, fuera necesario, la dosificación de ácido clorhídrico debe ser muy lenta para que el ácido pueda diluirse lo suficiente antes de que exista el riesgo de que el material sea atacado mientras el tambor no está bajo tensión.
No mida el valor del pH con papel de pH, sino con un electrodo calibrado. Algunos papeles de pH no muestran correctamente el valor de pH en electrolitos de zinc débilmente ácidos. La diferencia puede ser de hasta un pH.
Excepto en el caso de una geometría de pieza muy desfavorable, se puede suponer que la superficie ha quedado completamente cubierta por una capa de zinc, por lo que no es necesario prestar atención explícita durante el postratamiento. No obstante, en este caso es aconsejable un aclarado limpio para obtener el mejor resultado posible. Especialmente en el caso de la fundición a presión de zinc y materiales similares, es mejor una superficie sin manchas para poder reconocer fácilmente cualquier defecto, como burbujas, en la inspección final.
