03/08/2020 | 6 MINUTOS DE LECTURA

Reparación de piezas opacas provenientes del baño de zinc-níquel alcalino

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La ausencia del brillo esperado es un problema común que afecta a muchas placas alcalinas de zinc-níquel, y Adam Blakeley de MacDermid Enthone, ofrece algunas respuestas para solucionarlo.

Pregunta: Estoy obteniendo partes más opacas de lo esperado de mi baño de zinc-níquel alcalino. ¿Cuál podría ser el problema?

Respuesta: El brillo o la reflectividad especular de un baño de zinc-níquel alcalino puede verse obstaculizado por diferentes factores. Es esencial el control sobre el material, la temperatura, la densidad de corriente (CD), la gravedad específica (SG), el contenido de metal primario (Ni y Zn) y la concentración de hidróxido. Las concentraciones de aditivos patentados (complejantes, abrillantadores y portadores) también son cruciales, pero la mayoría de los aplicadores confían en un sistema de bombeo automático para garantizar niveles adecuados.

Material: Una inspección minuciosa de las piezas es fundamental para garantizar que el producto recibido esté prácticamente libre de asperezas observables, que simplemente se mejorarán una vez que se aplique un depósito.

Temperatura: Las altas temperaturas degradarán los abrillantadores debido a su volatilidad inherente. Las bajas temperaturas pueden mantener el brillo en la alta densidad de corriente (HCD) y en la de densidad de corriente de rango medio (MCD), pero podrían reducir la rata de revestimiento y opacar la densidad de corriente baja (LCD).

Densidad de corriente (CD): Las CD por encima de la óptima (a menudo mayor de 15 a 25 ASF) impactarán ligeramente la efectividad del abrillantador a medida que su tasa de descomposición crece, debido al aumento de la oxidación e hidrólisis. Se prefieren las CD más bajas para el brillo, pero si son demasiado bajas también pueden dañar el brillo LCD, el porcentaje de aleación y la tasa de revestimiento.

Gravedad Específica (GE): Los valores altos de GE, por encima de 1,22 gr/cm³ —debido a la acumulación de productos de descomposición de aditivos, carbonatos, sulfatos y otros contaminantes de metales y sales— comprometen la funcionalidad de los aditivos. Una dilución anual del baño puede rectificar esto.

Zinc: Los baños con bajo contenido de zinc (aproximadamente entre 5 y 7 gpl) logran a menudo niveles más altos de brillo, incluso en la LCD, y un buen poder de penetración, pero son más propensos a quemarse. Estos baños se usan para geometrías complejas que con frecuencia sacrifican la velocidad de revestimiento y la tolerancia a los contaminantes para ahorrar en el uso de aditivos patentados. Los baños de metal con alto contenido de zinc (aproximadamente de 7 a 9 gpl) son más rápidos y menos sensibles a las impurezas, pero operan más gruesos sobre los aditivos y tienen un poder de cobertura y de penetración más pobre, lo cual limita la versatilidad de las piezas. El pequeño número de beneficios que brindan estos baños no supera las desventajas, ya que estos son propensos a quemarse, a tener un espesor deficiente, pobre uniformidad de aleación, brillo LCD incompleto y pasivación débil.

Hidróxido de sodio (NaOH - cáustico): La baja concentración de hidróxido daña levemente el brillo, pero se puede mejorar con aumentos debido al impacto generalmente positivo de este ion en la conductividad del baño. Sin embargo, niveles por encima del estándar, que está entre 130 y 145 gpl, pueden acelerar el consumo de aditivos patentados, incluidos los abrillantadores. La relación de hidróxido a zinc (130: 6) es posiblemente más importante con una relación más alta que agrega brillo, particularmente en la LCD.

Níquel: El contenido más elevado de níquel ayuda, hasta cierto punto, a mejorar el brillo, al alivio de quemaduras, poder de penetración y brillo LCD, pero hay consecuencias negativas a considerar, incluida la reducción en estas tres dimensiones: velocidad de revestimiento, ductilidad y resistencia a la corrosión (cuando el contenido de níquel excede el 18%). La concentración absoluta de níquel es menos importante que la relación zinc-níquel, la cual debe permanecer alrededor de 5-7: 1.

Complejante de zinc: Estos componentes patentados aumentan el brillo general cuando se mantienen dentro de las normas y especificaciones estánda, porque tiende a depositarse más níquel cuando el zinc es menos iónico. Más níquel, en general, mejora automáticamente el brillo. Un complejo de zinc insuficiente afecta todos los parámetros principales de revestimiento. Debido a que el metal de zinc es la fuerza que más influye en el rendimiento y la calidad del baño, esto significa que su complejante es probablemente el segundo componente más crucial. Los excesos de este complejante pueden causar pérdida de aceite (precipitación), aumento de la GE (revise los detalles antes mencionados) y una espuma pesada que afecta negativamente la apariencia.

Abrillantador primario: Sin duda, este componente es el principal responsable del brillo general, pero los excesos pueden dañar la tasa de revestimiento y afectar las propiedades de adhesión. Los niveles bajos contribuirán a una apariencia pobre, quemado y opacidad en la LCD.

Abrillantadores secundarios: El abrillantador secundario se enfoca con frecuencia en el área de LCD y da soporte a la iniciación del depósito, a la cobertura y al poder de penetración. Una sobredosis conduce a menudo a un color amarillento de la LCD y a un aumento de la aleación de níquel que, a su vez, afecta la receptividad del pasivado y, por lo tanto, la resistencia a la corrosión.

Acondicionadores de agua/refinadores de grano: Se agregan acondicionadores de agua y refinadores de grano, junto con las adiciones de NaOH y, generalmente, se benefician de estar en el lado superior cuando el brillo y el revestimiento LCD son factores. La dosificación deficiente de este componente es más perjudicial para la calidad del revestimiento que la sobredosificación, aunque grandes cantidades pueden dañar la tasa de revestimiento.

Complejante de níquel primario: Este componente ayuda con el brillo porque balancea la aleación de níquel y también se usa para la prevención de quemaduras y el rendimiento de la LCD. Los excesos pueden producir una estructura granular áspera, pero la subdosificación, mucho más perjudicial, causa problemas con las aleaciones de bajo níquel, pérdida de brillo y mala receptividad de pasivado que, nuevamente, afectará la resistencia a la corrosión.

Complejante de níquel secundario: Este componente usualmente está diseñado para enfocarse en la región LCD. La sobredosis dañará el brillo, causará quemaduras, pondrá rugoso el grano depositado y disminuirá la tasa de revestimiento. La subdosificación produce un brillo deficiente en la LCD y un control pobre de la aleación de níquel.

Portadores, iniciadores, aditivos básicos (iniciales): Los aditivos portadores, iniciadores o básicos a menudo se mezclan con los aditivos de la bomba automática, al igual que se mezclan muchos de los demás ingredientes patentados. Estos componentes iniciales ayudan con la distribución del brillo, la aleación y el espesor, así como a la resistencia al quemado. Las cantidades más elevadas pueden mejorar el brillo, ya que suelen funcionar simbióticamente con los abrillantadores, pero con frecuencia también reducen drásticamente la tasa de revestimiento y el contenido de níquel. Sin embargo, las cantidades bajas representan un mayor peligro para la calidad del baño, ya que tienen el efecto contrario de muchos de los beneficios descritos antes.

Humectantes y tensoactivos: Estos componentes rara vez afectan el brillo, pero algunos aseguran una mejora en el poder de penetración, lo cual puede mejorar el brillo general.

Conclusión: La falta del brillo esperado es un mal común que afecta a muchos profesionales del acabado de superficies con zinc-níquel alcalino y, a menudo, se debe principalmente a una baja aleación de níquel, concentraciones cáusticas altas o bajas, elevada gravedad específica (contaminantes residuales) y, por supuesto, bajo abrillantador o, incluso, simplemente por trabajar con material de baja calidad. Más allá de las consideraciones obvias, un aplicador también debe asegurarse de que los factores suplementarios adicionales tengan una mirada de escrutinio, como mínimo. Esto incluye validar y verificar que la temperatura, la densidad de corriente y el metal de zinc no sean demasiado altos, al igual que confirmar que las tasas de bombeo para los siguientes componentes estén en niveles óptimos: complejo de zinc, abrillantadores primarios y secundarios, acondicionadores de agua y suavizantes, complejantes de níquel primario y secundario, y aditivos iniciadores o de base. La aplicación de estos métodos logrará un brillo duradero.

Adam Blakeley, MSF MacDermid Enthone Industrial Solutions

 

Adam Blakeley, MSF, es gerente Técnico en MacDermid Enthone Industrial Solutions.
Visite www.macdermidenthone.com

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