El niquelado es el depósito electrolítico de un recubrimiento de níquel sobre un sustrato. El niquelado es una mezcla única que funciona tanto para la resistencia al desgaste como a la corrosión. También se utiliza para propósitos de dureza, lubricidad y magnéticos. Aparte de eso, puede mejorar la luminosidad, el brillo y el atractivo. También tiene buenas características adhesivas para capas de revestimiento sucesivas, por lo que el níquel se utiliza con frecuencia como "capa base" para otros revestimientos como el cromo y el aluminio.
Por lo general, tiene un aspecto gris suave y monótono cuando se usa en operaciones de ingeniería. El níquel funciona como una barrera de difusión para otros metales como el oro y la plata, evitando la migración del sustrato a la capa superior. En la misma línea, en este artículo, discutiremos los tipos de niquelado en varios procesos industriales, junto con sus aplicaciones; continúe leyendo para obtener más información.
Una breve explicación del niquelado
El procedimiento de recubrir con níquel un objeto de metal se conoce como niquelado. Puede referirse a galvanoplastia con niquelado o niquelado electrolítico. El método de galvanoplastia de una capa delgada de níquel sobre un artículo de metal se conoce como galvanoplastia de níquel. En comparación, el niquelado no electrolítico es un proceso autocatalítico que deposita un recubrimiento de níquel sobre un sustrato.
A diferencia de la galvanoplastia, no se necesita corriente eléctrica para viajar a través de la solución para generar un depósito. El niquelado electrolítico ofrece ventajas sobre el electrochapado. El método permanece libre de problemas de densidad de flujo y suministro de energía, proporciona un depósito uniforme independientemente de la forma de la pieza de trabajo y puede depositarse en superficies no conductoras con el catalizador de placa previa correcto.
El recubrimiento de níquel se puede aplicar a todos los metales y aleaciones ampliamente utilizados. Los sustratos incluyen cobre y aleaciones de cobre, plásticos, zinc y aleaciones de aluminio, latón y, por último, acero sin alear y de baja aleación. Antes del niquelado, el sustrato debe estar libre de aceite, incrustaciones, óxido o grasa. Aparte de eso, los sustratos específicos como el zinc, el acero inoxidable, las aleaciones de aluminio y los plásticos deben someterse a tratamientos previos especializados antes del procedimiento de niquelado.
Tipos de niquelado
Aquí discutimos los tipos de niquelado más utilizados:
Galvanoplastia de níquel
La galvanoplastia es un proceso que implica la aplicación de una capa delgada de metal o aleación de metal para alterar los aspectos físicos o técnicos de la superficie del objeto que se está recubriendo. Estas propiedades pueden incluir conductividad eléctrica, apariencia, durabilidad y rendimiento.
La técnica de galvanoplastia de níquel ha avanzado significativamente en los últimos cincuenta años, considerando la producción eficiente de una amplia gama de recubrimientos industriales para aplicaciones funcionales y decorativas. El níquel electrochapado tiene importancia comercial, con hasta 150 000 toneladas depositadas en todo el mundo cada año que pasa. Esta amplia aplicación demuestra las ventajosas cualidades y la adaptabilidad de este metal como material de revestimiento. La capacidad de adaptar las propiedades y la apariencia del níquel a propósitos individuales es un aspecto único de la galvanoplastia, que se logra alterando la composición del electrolito y los parámetros operativos.
El níquel galvanizado tiene amplias aplicaciones. Por lo general, se utiliza para mejorar la usabilidad, el valor y el atractivo estético de los productos terminados, como los bienes de consumo. No solo eso, sino que los recubrimientos de níquel mejoran las características físicas de varias partes y componentes, como la resistencia al desgaste, la resistencia al calor y la resistencia a la corrosión. Muchas aplicaciones críticas de la galvanoplastia de níquel tienen dos propósitos. Estos incorporan una mejor resistencia a la corrosión y otras propiedades funcionales y proporcionan un acabado brillante y atractivo.
La creciente aplicación de recubrimientos duraderos de níquel-cromo en componentes de plástico y aluminio ha sido uno de los avances más notables y recientes en el niquelado. Los revestimientos brillantes, satinados, negros y perlados son famosos por los componentes de motocicletas, automóviles y vehículos comerciales, junto con grifos y accesorios de baño, muebles de metal, accesorios de puertas y gabinetes, electrodomésticos y productos electrónicos de consumo.
Niquelado electrolítico
El niquelado sin corriente implica recubrir una superficie con níquel mediante un proceso químico regulado o reducción, que no depende de una corriente aplicada. Por lo tanto, incluso cuando se aplica el recubrimiento a artículos con formas complicadas, permanece notablemente consistente y uniforme. Las unidades de disco duro son una aplicación común para las computadoras. Sin embargo, otros ejemplos son la metalización de plásticos para galvanoplastia, cilindros de frenos de automóviles, válvulas, bombas y diversos productos de ingeniería.
El niquelado electrolítico relaciona la resistencia al desgaste y la corrosión con una adhesión excepcional a todos los metales. Además, esta técnica incluye metales de bajo peso como el aluminio, que se está volviendo popular en las industrias aeroespacial y automotriz debido a su peso ligero.
Estos recubrimientos son la mejor opción para prevenir la corrosión de materiales y elementos esenciales en ambientes severos. Por ejemplo, estos incluyen los materiales en los sistemas de combustible de automóviles, partes de cajas de cambios, turbocompresores y sistemas de frenos. Se utiliza en la aviación para recubrir servoválvulas electrohidráulicas, soportes de motores, álabes de compresores, trenes de aterrizaje y otros componentes críticos.
electroformado
El electroformado alude a un proceso industrial necesario que emplea sulfonato de níquel y cloruro de níquel. Esencialmente, es una técnica de fabricación aditiva que consiste en depositar níquel en un molde o patrón preformado llamado mandril. Posteriormente, se elimina el mandril, quedando un producto de níquel que se adapta perfectamente a la textura y forma del sustrato original. Sus diferentes aplicaciones incluyen estampadoras para DVDs y hologramas, CDs, pantallas rotativas de impresión textil, guías de ondas de radar, espumas de níquel para baterías, sellos postales y documentos oficiales, impresión de seguridad para billetes, etc.
Aplicaciones del niquelado
En esta sección, discutiremos las diversas aplicaciones del niquelado en diversas industrias:
Niquelado en acuñación
Niquelado utilizado en la acuñación ofrece una moneda de "color plateado" brillante, atractiva y duradera. Las monedas de plata generalmente se refieren al acero niquelado para transmitir su valor a los ciudadanos a través de su apariencia brillante y pulida. Los gobiernos y las casas de la moneda disfrutan del bajo costo de las superficies de níquel que toman impresiones de tinte para una claridad fina y detalles que, sin duda, durarán décadas. Mientras tanto, los fabricantes y operadores de máquinas expendedoras confían en la firma magnética del níquel para autenticar la moneda y permitir únicamente transacciones legales. Cuando las monedas completan su vida útil, el níquel y el acero regresan y se reciclan y reutilizan.
Niquelado en la industria automotriz
El niquelado se emplea ampliamente en la industria automotriz, donde el enchapado y el recubrimiento son una parte considerable de sus procesos. La innovación en el recubrimiento en el sector del automóvil está en constante crecimiento, y el níquel se está convirtiendo en un elemento esencial para la seguridad y la durabilidad. Recubrir piezas de plástico y aluminio con níquel ofrece importantes beneficios estéticos y de longevidad. El recubrimiento de zinc-níquel es excepcional en la prevención de la corrosión, como la niebla salina, y tiene una gran demanda de sujetadores, pernos y otros componentes para automóviles. Se emplea en sistemas hidráulicos, ejes en varios elementos del motor, frenos de estacionamiento y transmisiones automáticas.
Recubrimiento de alto rendimiento – Industria automotriz
Ya hemos establecido que la industria automotriz tiene una alta demanda de níquel; ahora, profundicemos en por qué el níquel es su recubrimiento preferido. La industria es bastante exigente, especialmente al elegir los recubrimientos adecuados para proporcionar la mejor resistencia a la corrosión y al desgaste. El recubrimiento de zinc-níquel se utiliza para aplicaciones que requieren una resistencia significativa a la corrosión y al calor con el espesor de depósito más insignificante. Por tanto, es el material preferido en el sector de la automoción para recubrimientos de alto rendimiento de elementos de fijación, pernos y componentes de frenos. Una capa de zinc-níquel generalmente comprende 12-15% de níquel, que también se puede usar en sustratos de aluminio y magnesio, lo que se vuelve cada vez más importante en la industria automotriz.
Niquelado para plásticos
El revestimiento de níquel en molduras de plástico de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) brinda una durabilidad excepcional para múltiples aplicaciones. Estos abarcan la industria automotriz, los productos minoristas, los suministros de hardware para constructores, los grifos, los equipos electrónicos y más aplicaciones que requieren acabados brillantes.
Niquelado en la industria aeroespacial
El sector aeroespacial tiene los estándares técnicos más estrictos para las características de seguridad y confiabilidad. La industria se adhiere a estándares estrictos para todos los materiales, recubrimientos involucrados en el desarrollo de artículos y procesos de mantenimiento para componentes de aviación, que están sujetos a pruebas y validaciones exhaustivas antes de su uso. El revestimiento a base de níquel es vital en las aplicaciones aeroespaciales debido a sus cualidades funcionales únicas, que incluyen alta adhesión, dureza, protección contra la corrosión, resistencia al desgaste y la erosión, y espesor de capa consistente, incluso para componentes complejos. Como resultado, los recubrimientos de níquel, níquel no electrolítico y zinc-níquel son cada vez más populares en el sector aeroespacial por su seguridad y rendimiento.
Mantenimiento de aeronaves en el sitio
El mantenimiento de aeronaves en el sitio implica el niquelado con cepillo, un procedimiento especializado para galvanizar componentes de máquinas en el sitio. Este procedimiento se puede aplicar con dispositivos móviles llevados al sitio de la aeronave, en lugar de retirar y transportar las piezas a una instalación industrial de chapado. Puede resultar en ahorros de costos considerables en el mantenimiento de aeronaves. La tecnología es ampliamente utilizada en la industria aeroespacial, especialmente para el mantenimiento del tren de aterrizaje.
Niquelado en electrónica
El niquelado se usa comúnmente en piezas y componentes electrónicos. Con la demanda cada vez mayor de productos electrónicos en todo el mundo, se ha vuelto igualmente importante realizar el niquelado en los componentes electrónicos para garantizar la seguridad y la durabilidad. Es igualmente crucial en aplicaciones críticas para la seguridad donde la confiabilidad es vital y la falla tendría efectos desastrosos, como automóviles, trenes, aviones y el sector energético. Se usa ampliamente en conectores electrónicos, microprocesadores, contactos y circuitos integrados (IC) para garantizar la funcionalidad y la confiabilidad. Debido a que los criterios para dichos componentes son estrictos, el niquelado es crítico en el sector de la electrónica, resiste la corrosión, tiene buena soldabilidad, forma una capa de barrera para evitar la migración de metal y ayuda a prevenir cortocircuitos causados por 'bigotes'.