Para dominar y gestionar adecuadamente el proceso de eliminación de aceite, es necesario comprender correctamente el principio de la unión entre el recubrimiento y el sustrato metálico. Este punto a menudo se pasa por alto, lo que dificulta la práctica.
Los materiales relevantes indican que la unión mecánica causada por la microrrugosidad del recubrimiento y la superficie del sustrato solo es fuerte cuando existe una unión intermolecular e intermetálica entre el recubrimiento y el sustrato metálico. Estas fuerzas solo pueden manifestarse en una distancia muy pequeña.
Cuando la distancia entre moléculas excede 5μm, la fuerza intermolecular deja de funcionar. Por lo tanto, una fina película de aceite y una película de óxido sobre la superficie del sustrato también pueden dificultar la fuerza de enlace intermolecular o metálico.
Para lograr la adhesión mencionada, es necesario eliminar completamente las manchas de aceite, el óxido y las incrustaciones de óxido de los productos. Esta limpieza no implica que la superficie deba estar completamente limpia después del prerrecubrimiento, sino únicamente que tenga una superficie apta. Esta superficie apta implica que las películas perjudiciales para la galvanoplastia deben eliminarse después del prerrecubrimiento y reemplazarse por películas aptas para la galvanoplastia.
Al mismo tiempo, mediante el tratamiento previo al recubrimiento, la superficie metálica debe ser completamente plana. Tras tratamientos mecánicos como esmerilado, pulido, pulido con tambor, arenado, etc., se eliminan arañazos, rebabas y otros defectos visibles de la superficie, de modo que la superficie del sustrato cumpla con los requisitos de nivelación y acabado de las piezas recubiertas antes de la eliminación de aceite y óxido.
Este punto debe quedar claro. Solo así podremos seleccionar de forma correcta y práctica el flujo y la fórmula del tratamiento de pre-recubrimiento entre fórmulas similares.
¿Cómo aplicar el proceso de desengrasado en la producción?
Generalmente se utiliza el desengrasado alcalino. La composición de la solución desengrasante y las condiciones del proceso se seleccionan según el estado de la mancha de aceite y el tipo de metal.
Cuando hay una gran cantidad de grasa adherida a la superficie, es decir, cuando la capa de aceite es muy gruesa y deja una sensación grasosa y pegajosa, no se puede eliminar fácilmente solo con un desengrasante alcalino. Es necesario utilizar primero otros métodos, como cepillar con disolvente para el pretratamiento desengrasante, y luego realizar un desengrasante alcalino. La solución desengrasante alcalina es fuertemente alcalina y causará corrosión evidente al reaccionar con algunos metales.
Por lo tanto, al desengrasar piezas chapadas como aluminio y zinc, se recomienda realizarlo a baja temperatura y con un bajo contenido de álcalis, siempre que sea posible. Generalmente, se aceptan piezas de acero con mayor alcalinidad, pero al tratar piezas de metales no ferrosos, el pH de la solución desengrasante debe ajustarse a un rango adecuado. Por ejemplo, el aluminio, el zinc y sus aleaciones deben tener un pH inferior a 11, y el tiempo de desengrasado para estos productos no debe exceder los 3 minutos.
Desde la perspectiva del costo, algunos recomiendan el desengrasado a baja temperatura, pero reducirla contradice la mejora de la eficiencia. Cuanto mayor sea la temperatura, mayor será la velocidad de reacción física y química entre la grasa adherida a la superficie y el agente de limpieza, y más fácil será el desengrasado.
La práctica ha demostrado que la viscosidad de las manchas de aceite disminuye con el aumento de la temperatura, lo que facilita el desengrasado. Sin embargo, las bajas temperaturas no tienen este efecto. Por lo tanto, se considera el uso de emulsionantes y surfactantes. En cuanto a si el desengrasado a alta temperatura es adecuado y qué temperatura es la adecuada para controlarlo, la experiencia del autor indica que 70-80 °C es mejor. Esto también puede ayudar a eliminar la tensión residual del metal base causada por el mecanizado, lo cual es muy beneficioso para mejorar la adhesión del recubrimiento, especialmente entre níquel multicapa.
Las piezas de acero comunes pueden desengrasarse mediante un proceso combinado, como un desengrasado catódico de 3 a 5 minutos y un desengrasado anódico de 1 a 2 minutos, o un desengrasado anódico de 3 a 5 minutos y un desengrasado catódico de 1 a 2 minutos. Esto puede lograrse mediante dos procesos de desengrasado o utilizando una fuente de alimentación con un dispositivo de conmutación.
Para acero de alta resistencia, acero para muelles y piezas delgadas, a fin de evitar la fragilización por hidrógeno, solo se realiza un desengrasado anódico durante varios minutos. Sin embargo, las piezas de metales no ferrosos, como el cobre y sus aleaciones, no pueden desengrasarse anódicamente, por lo que solo se permite el desengrasado catódico durante 1 o 2 minutos.
En cuanto a la preparación y el mantenimiento de la solución desengrasante, la preparación de soluciones desengrasantes químicas y electrolíticas es relativamente sencilla. Primero, utilice 2/3 del volumen del tanque de agua para disolver otros materiales, excepto los surfactantes, y remueva simultáneamente (para evitar que el medicamento se aglomere). Dado que estos materiales liberan calor al disolverse, no es necesario calentarlos. Los surfactantes deben disolverse por separado con agua caliente antes de añadirlos. Si no se pueden disolver de una vez, se puede verter el líquido transparente superior y luego añadir agua para su disolución. Añada hasta el volumen especificado y remueva bien antes de usar.
Se debe prestar atención a la gestión del fluido de eliminación de aceite:
① Pruebe y reponga los materiales periódicamente. Los surfactantes deben reponerse entre un tercio y la mitad de la cantidad original semanal o quincenalmente, según el volumen de producción.
② Las placas de hierro utilizadas no deben contener impurezas excesivas de metales pesados para evitar que se introduzcan en el recubrimiento. La densidad de corriente debe mantenerse entre 5 y 10 A/dm² y su selección debe garantizar la formación adecuada de burbujas. Esto no solo garantiza el desprendimiento mecánico de las gotas de aceite de la superficie del electrodo, sino que también agita la solución. Cuando la mancha de aceite superficial es constante, cuanto mayor sea la densidad de corriente, mayor será la velocidad de desengrasado.
③ Las manchas de aceite flotantes en el tanque deben eliminarse de manera oportuna.
4. Limpie periódicamente el lodo y la suciedad del tanque y reemplace la solución del tanque rápidamente.
5. Intente utilizar surfactantes de baja espuma en el electrolito; de lo contrario, su introducción en el tanque de galvanoplastia afectará la calidad.
¿Cómo dominar y gestionar el proceso de decapado ácido?
Al igual que el proceso de desengrasado, el decapado ácido desempeña un papel importante en el prerrecubrimiento. Estos dos procesos se utilizan conjuntamente en la producción de prerrecubrimiento y su objetivo principal es eliminar el óxido y las incrustaciones de óxido de las piezas metálicas.
Generalmente, el proceso para eliminar grandes cantidades de óxido se denomina grabado fuerte, y el proceso para eliminar películas delgadas de óxido apenas visibles a simple vista se denomina grabado débil. Este proceso se divide en grabado químico y grabado electroquímico. El grabado débil se utiliza como tratamiento final después del grabado fuerte, es decir, antes de que la pieza entre en el proceso de galvanoplastia. Es un proceso de activación de la superficie metálica que suele pasarse por alto durante la producción, lo que constituye precisamente una de las causas del descascarillado en la galvanoplastia.
Si la solución de grabado débil es uno de los componentes de la siguiente solución de enchapado, o si su introducción no afectará la solución de enchapado, es mejor colocar directamente las piezas de enchapado activadas en el tanque de enchapado sin limpiarlas.
Por ejemplo, con la solución de activación de ácido diluido utilizada antes del niquelado, para garantizar el progreso suave del proceso de grabado, se debe realizar un desengrasado antes del grabado; de lo contrario, el ácido y los óxidos metálicos no pueden hacer un buen contacto y la reacción de disolución química será difícil de realizar.
Por lo tanto, para dominar bien el grabado ácido, también es necesario aclarar teóricamente estos principios básicos.
Generalmente, para eliminar las incrustaciones de óxido de las piezas de hierro y acero, se utilizan principalmente ácido sulfúrico y ácido clorhídrico para el grabado ácido. El método es sencillo, pero en la práctica, es difícil lograr el objetivo previsto si no se presta la debida atención.
Los criterios de selección para las condiciones del proceso de grabado con ácido sulfúrico suelen basarse en la experiencia para identificar el aspecto de la pieza tras el decapado, el cual, después de todo, no se puede controlar cuantitativamente. La práctica ha demostrado que el efecto del decapado con ácido sulfúrico en la eliminación de incrustaciones de óxido a 40 °C es mucho mayor que a 20 °C; sin embargo, al aumentar aún más la temperatura, el efecto de decapado no aumenta proporcionalmente.
Al mismo tiempo, con una concentración de ácido sulfúrico inferior al 20%, a medida que aumenta, la velocidad de grabado ácido se acelera, pero cuando la concentración supera el 20%, disminuye. Por ello, consideramos que las condiciones de proceso estándar, con una concentración de ácido sulfúrico del 10% al 20% y un grabado por debajo de 60 °C, son más adecuadas. Cabe destacar también que, en cuanto al grado de envejecimiento de la solución de ácido sulfúrico, generalmente, cuando el contenido de hierro en la solución de decapado supera los 80 g/L y el de sulfato ferroso los 2,5 g/L, la solución de ácido sulfúrico ya no puede utilizarse.
En este momento, la solución debe enfriarse para cristalizar y eliminar el exceso de sulfato ferroso, y luego se debe agregar ácido nuevo para cumplir con los requisitos del proceso.
Criterios de selección para el proceso de grabado ácido del ácido clorhídrico: la concentración debe controlarse generalmente entre el 10 % y el 20 % y el proceso debe realizarse a temperatura ambiente. En comparación con el ácido sulfúrico, en las mismas condiciones de concentración y temperatura, la velocidad de grabado del ácido clorhídrico es entre 1,5 y 2 veces mayor que la del ácido sulfúrico.
El uso de ácido sulfúrico o clorhídrico para el grabado ácido depende de la situación específica de la producción. Por ejemplo, para el grabado en caliente de metales ferrosos, se suele utilizar ácido sulfúrico, ácido clorhídrico o una mezcla de ambos en una proporción determinada.
Sin embargo, el tipo de ácido utilizado para el grabado químico fuerte depende de la composición y la estructura de los óxidos presentes en la superficie de las piezas de hierro y acero. Al mismo tiempo, es necesario garantizar una alta velocidad de grabado, un bajo coste de producción y la mínima deformación dimensional y fragilización por hidrógeno de los productos metálicos. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la eliminación de las incrustaciones de óxido con ácido clorhídrico depende principalmente de su disolución química, y el efecto de desprendimiento mecánico del hidrógeno es mucho menor que con ácido sulfúrico. Por lo tanto, el consumo de ácido al utilizar solo ácido clorhídrico es mayor que al utilizar solo ácido sulfúrico.
Cuando las incrustaciones de óxido y herrumbre en la superficie de las piezas de recubrimiento contienen una gran cantidad de óxidos de hierro de alta valencia, se puede utilizar el grabado ácido mixto, que no solo ejerce el efecto desgarrador del hidrógeno sobre las incrustaciones de óxido, sino que también acelera su disolución química. Sin embargo, si la superficie metálica solo presenta productos de óxido sueltos (principalmente Fe₂O₃), se puede utilizar ácido clorhídrico solo para el grabado debido a su alta velocidad de grabado, menor disolución del sustrato y menor fragilización por hidrógeno.
Pero cuando la superficie del metal tiene una densa capa de óxido, usar ácido clorhídrico solo consume más, tiene un costo más alto y tiene un peor efecto de desprendimiento en la capa de óxido que el ácido sulfúrico, por lo que el ácido sulfúrico es mejor.
El grabado electrolítico (ácido electrolítico, grabado electroquímico), ya sea electrólisis catódica, electrólisis anódica o electrólisis PR (electrólisis de inversión periódica, que cambia periódicamente los polos positivo y negativo de la pieza de trabajo), se puede realizar en una solución de ácido sulfúrico al 5%-20%.
En comparación con el grabado químico, el grabado electrolítico elimina con mayor rapidez las incrustaciones de óxido firmemente adheridas, reduce la corrosión del metal base, es fácil de operar y gestionar, y es adecuado para líneas de galvanoplastia automáticas. La electrólisis PR se utiliza ampliamente en Japón para eliminar las incrustaciones de óxido del acero inoxidable.
En China, se utiliza frecuentemente el decapado electrolítico catódico y anódico, combinado con el desengrasado electrolítico, para el tratamiento previo al recubrimiento. El decapado electrolítico anódico para metales ferrosos es adecuado para procesar piezas metálicas con gran cantidad de óxido y herrumbre, y se puede realizar principalmente a temperatura ambiente. Aumentar la temperatura puede aumentar la velocidad del decapado ácido, pero no tanto como el decapado ácido químico. Aumentar la densidad de corriente puede acelerar la velocidad del decapado ácido, pero si es demasiado alta, el metal base se pasivará.
En este momento, la disolución química y electroquímica del metal base prácticamente desaparece, quedando únicamente el efecto descascarillador del oxígeno sobre las incrustaciones de óxido. Por lo tanto, la velocidad de grabado aumenta poco, lo cual debe controlarse con destreza. Normalmente, una densidad de corriente de 5-10 A/dm² es adecuada. Para el grabado ácido anódico, se pueden utilizar o-xileno tiourea o pegamento sulfonado para carpintería como inhibidores, con una dosis de 3-5 g/L; para el grabado ácido electrolítico catódico de metales ferrosos, se puede utilizar una solución de ácido sulfúrico o una mezcla de ácido sulfúrico y clorhídrico al 5%, más una cantidad adecuada de cloruro de sodio. Dado que no existe un proceso evidente de disolución química y electroquímica del sustrato metálico (hierro), la adición adecuada de compuestos que contengan Cl⁻ puede ayudar a aflojar las incrustaciones de óxido en la superficie de las piezas y acelerar la velocidad de grabado. Al mismo tiempo, se pueden utilizar formaldehído o urotropina como inhibidores.
En resumen, el ácido sulfúrico se utiliza ampliamente para el grabado ácido de acero, cobre y latón. Además de lo anterior, el ácido sulfúrico, junto con el ácido crómico y los dicromatos, se utiliza como agente para eliminar óxidos y hollín del aluminio.
Se utiliza junto con ácido fluorhídrico, ácido nítrico o ambos para eliminar las incrustaciones de óxido del acero inoxidable. La ventaja del ácido clorhídrico es que puede decapar eficazmente muchos metales a temperatura ambiente; una de sus desventajas es que debe evitarse la contaminación por vapor de HCl y neblina ácida.
Además, el ácido nítrico y el ácido fosfórico también se utilizan comúnmente en el tratamiento manual de pre-recubrimiento. El ácido nítrico es un componente importante de muchos agentes de grabado brillante. Se mezcla con ácido fluorhídrico para eliminar las incrustaciones de óxido del tratamiento térmico en aluminio, acero inoxidable, aleaciones de níquel y hierro, titanio, circonio y algunas aleaciones de cobalto.
El ácido fosfórico se utiliza para eliminar el óxido de piezas de acero y también en soluciones especiales de tanque para acero inoxidable, aluminio, latón y cobre. La mezcla de ácido fosfórico, ácido nítrico y ácido acético se utiliza para el pretratamiento del anodizado brillante de piezas de aluminio. El ácido fluorobórico ha demostrado ser la solución de decapado más eficaz para aleaciones a base de plomo o piezas de cobre o latón con soldadura de estaño.
Se ha informado que la eliminación de incrustaciones y óxidos de óxido metálico consume el 5% de la producción mundial de ácido sulfúrico, el 25% del ácido clorhídrico, la mayor parte del ácido fluorhídrico y una gran cantidad de ácido nítrico y ácido fosfórico.
Por lo tanto, dominar correctamente el uso de estos ácidos para el grabado ácido es, sin duda, un aspecto importante en la tecnología de aplicación del tratamiento de pre-recubrimiento. Si bien su uso no es difícil, no es fácil utilizarlos correctamente, ahorrar y reducir el consumo.
Hora de publicación: 29 de enero de 2026