Galvanoplastia de níquel negro ¡es como magia negra! El proceso transforma una pieza metálica en un producto duradero y de buen aspecto. Como sabe, a la gente le gustan los productos más exclusivos y eficientes, por lo que surgen nuevas tecnologías. La galvanoplastia de níquel negro es una de las tecnologías más avanzadas que jamás haya visto. Este artículo trata principalmente de esta tecnología y su proceso de fabricación.
Moreover, the article also discusses electroless black nickel plating. You will learn the significant differences between black nickel electroplating and electroless. Overall, this guide can help you understand black nickel electroplating better than before. It gives you technical details that you may not find on other websites. So, let’s get started.
¿Qué es la electrodeposición de níquel negro?
Galvanoplastia de níquel negro is a unique electrochemical process. As the name implies, it deposits a thin layer of black nickel onto a metal substrate. A common question arises: “Why does nickel turn black?” The best answer is that nickel deposit decreases reflectivity.
Esta técnica sumerge primero el objeto metálico en una solución de níquel negro. A continuación, aplica una corriente eléctrica. Cuando los electrones atraviesan el cátodo o su sustrato, adhieren iones de níquel para combinarse con él. De este modo, los iones de níquel se depositan en la superficie del sustrato, formando una capa de níquel negro. Encontrarás el proceso de fabricación detallado en las secciones posteriores.
La galvanoplastia de níquel negro es una tecnología punta en el acabado de superficies. Generalmente ofrece muchas ventajas, una de las cuales es la resistencia a la corrosión. Debido a sus ventajas, las piezas de níquel negro galvanoplastia se utilizan ampliamente en muchas industrias. En la industria automovilística, puede encontrar muchas piezas y accesorios de automóvil niquelados en negro. Se pueden observar aplicaciones similares en electrónica, moda y joyería, decoración del hogar y arquitectura.
Ventajas de la galvanoplastia de níquel negro
La galvanoplastia de níquel negro suele ofrecer muchas ventajas. Esta tecnología de primera calidad mejora el aspecto y la durabilidad de los objetos metálicos. Estas son algunas de las principales ventajas de la galvanoplastia de níquel negro.
Estética
Una de las principales razones por las que la gente prefiere el niquelado negro es su llamativo aspecto. El acabado negro intenso da un aspecto de primera calidad a cualquier pieza metálica. A la gente le gusta utilizarlo en moda, joyería y piezas de automóvil. La superficie lisa y brillante crea un aspecto elegante y moderno.
Resistencia al óxido
La galvanoplastia de níquel negro también resiste el óxido, esencial para las piezas metálicas más propensas a la oxidación. Esta técnica es crucial para piezas metálicas utilizadas en el mar o expuestas a la humedad.
Larga vida
In addition to rust resistance, black nickel electroplating is good against wear and tear. The process creates a tough surface on every metal part. Overall, objects with nickel plating have a longer lifespan. They generally remain functional and attractive for many years. As a result, you don’t need frequent replacements.
Poco mantenimiento
Las piezas metálicas con niquelado galvánico negro necesitan muy poco mantenimiento. Como es sabido, ofrecen resistencia a la corrosión, al desgaste y al desgarro. Como tienen una vida útil más larga, también requieren poco mantenimiento. Puede limpiarlos simplemente pasándoles un paño suave. El bajo mantenimiento ahorra tiempo y esfuerzo.
¿Cómo funciona la electrodeposición de níquel negro?
La galvanoplastia de níquel negro es un proceso prácticamente sencillo y rápido. Lo único que hay que hacer es seguir las instrucciones adecuadas. Seguir estas instrucciones correctamente es crucial por varias razones. En primer lugar, puede conseguir la mejor calidad de recubrimiento. En segundo lugar, evita errores costosos. En tercer lugar, puede ofrecerle resultados uniformes. En cuarto lugar, elimina problemas como el pelado y el revestimiento desigual.
Además, la seguridad es siempre crucial aquí. Lleve equipo de seguridad, como guantes y gafas. Para su información, la manipulación correcta de los productos químicos y el equipo reduce los riesgos. En general, unas instrucciones precisas hacen que el proceso sea más eficaz.
Paso #1 Elegir el material y la técnica adecuados
Reúna correctamente todos los elementos necesarios para el proceso. En primer lugar, seleccione el sustrato correcto. Como sabe, la galvanoplastia de níquel negro funciona en cualquier metal y sus aleaciones. Sin embargo, los metales más comunes son el aluminio, el acero, el latón, el cobre y el titanio.
Puede elegir independientemente cualquier forma, pero debe conocer la superficie correcta. Cuanto mayor sea la superficie, más tiempo se necesita para completar la galvanoplastia de níquel negro. A continuación, reúna las siguientes herramientas y equipos para el proceso. Con todo listo, podrá completar la tarea con mayor rapidez y eficacia.
1. A dispositivo de pulido is optional. If you want an excellent mirror-like finish, you can get this item. It mainly smooths the substrate’s surface.
2. Jabón/desengrasante en polvo pueden ayudarle a limpiar a fondo el sustrato. Al elegir el polvo desengrasante, compruebe la compatibilidad con el material del sustrato.
3. Agua destilada es necesario sobre todo para el aclarado, que puede tener que hacerse varias veces durante el proceso.
4. Normalmente se necesitan dos depósitos separados: una cuba de desengrase y una cuba de electrodeposición de níquel negro.
5. A cuchara de plástico is necessary for stirring the black electroplating nickel powder. You can also use other types of spoons, but it’s better to choose non-reactive materials.
6. Un pequeño ranura de la placa anódica es imprescindible para el proceso de electrodeposición de níquel negro.
7. Para la parte del cátodo, necesitará un tubo de cobre. Tenga en cuenta que colocará este tubo de cobre en la parte superior del tanque. Puede conectar su sustrato a la tubería de cobre con un cable de cobre. Generalmente lo necesitará por comodidad.
8. En bomba de agitación normalmente ayuda a mantener la solución de revestimiento en movimiento. Lo necesitará para obtener un recubrimiento de níquel uniforme.
9. Por último, necesitará una fuente de alimentación de CCel corazón de la galvanoplastia de níquel negro.
Paso #2 Pulido para acabado chapado brillante
Puede pulir su sustrato para obtener un acabado brillante y liso. El pulido suele eliminar las imperfecciones y garantiza la limpieza del sustrato. Para ello puede utilizar varias máquinas pulidoras, o también puede frotar manualmente. Cualquiera de las dos formas es aceptable siempre que obtenga un buen resultado. El uso de la máquina suele hacer que el proceso sea más rápido y eficaz.
Paso #3 Limpieza del sustrato a una temperatura adecuada
Una vez que el sustrato esté listo, prepare el depósito de limpieza. Llénalo de agua caliente. Recuerda que la temperatura para el proceso debe ser de 170 grados centígrados. Ahora, añade una cantidad adecuada de jabón o polvo desengrasante. Remuévelo bien para que estos productos químicos se disuelvan en el agua. Esta mezcla suele ayudar a eliminar el aceite y los contaminantes.
También puede utilizar otros métodos de limpieza, como la limpieza química o por ultrasonidos. En cuanto a los productos químicos, en este caso puede utilizar bases o ácidos fuertes para disolver las impurezas.
Una limpieza adecuada del sustrato garantiza una mejor adherencia para la electrodeposición de níquel negro. Manipule siempre el sustrato con cuidado durante el proceso de limpieza. No utilice productos químicos abrasivos ni productos químicos agresivos que puedan dañar el sustrato.
Paso #4 Aclarado con agua destilada
El aclarado suele ser necesario para eliminar los productos de limpieza. Por lo general, asegura 100% libre de contaminación.
Aclare bien el sustrato. En este caso, utilice agua destilada. Tenga en cuenta que el agua normal puede dejar depósitos minerales, que pueden causar contaminación. A la larga, esto puede afectar a la calidad del chapado. Por ello, en general no recomendamos el uso de agua normal.
Paso #5 Cálculo de la superficie total y del tiempo de metalizado
Este paso es la parte más importante de la electrodeposición de níquel negro. En función de sus necesidades, debe calcular el tiempo de galvanizado adecuado. Para su información: un tiempo de electrodeposición adecuado crea el espesor apropiado para el niquelado.
Calcularemos, por ejemplo, el espesor del chapado y el sustrato. Puede seguir los mismos pasos para averiguar el suyo.
Let’s take a 20 cm x 10 cm substrate. Our desired nickel plating thickness is 15 microns, which is 0.0015 cm. We will use a 5cm x 5cm anode plate. And the other values are generally the same for all situations.
#1 Cálculo de la densidad y el peso del niquelado
En primer lugar, calculamos la densidad del niquelado, que es superficie x espesor del niquelado. La densidad del niquelado = 20cm x 10cm x 0,0015cm = 0,3 cm3.
En segundo lugar, calculamos la masa total del níquel. Como sabes, la densidad del níquel es de 8,9 g por cm3 o 58,71 g/mol. Por lo tanto, en 0,3cm3, necesitamos 2,67g de níquel. Si lo convertimos en mol, obtenemos 2,67g/58,71 = 0,055mol.
#2 Cálculo del amperaje y la tensión para la fuente de alimentación
En primer lugar, calculamos el amperio total necesario para nuestro proceso. Para ello, necesitamos la superficie de la placa anódica. Por ejemplo, una placa de ánodo de 5 cm x 5 cm puede dar 0,3 A/cm2. Así, una de 25 cm2 puede dar 0,3 x 25 cm2 = 7,5A o 7,5C/s. Considera la fracción que reduce el níquel. Normalmente, es 75%, que da 5,625A.
En segundo lugar, calculamos la tensión necesaria para la electrodeposición de níquel negro. Nuestra ecuación estándar es V = IR = 5,625 x 0,4 = 2,25V.
#3 Cálculo del tiempo de electrodeposición del níquel negro
Calcule el mol total de electrones necesarios para el recubrimiento. Normalmente, un ion níquel necesita dos electrones. Por lo tanto, el mol total para la galvanoplastia es 0,055 x 2 = 0,11 mol.
Finally, total need time (t) = Q/I = 0.11 x 96485.3/6.625 = 1886.82s or 31.45 mins. Note that the charge for every mol is 96485.3C/mol. You know, this value is Faraday’s constant.
Así pues, los amperios necesarios para el proceso son 5,625 A, la tensión de la fuente de alimentación de CC es de 2,25 V y el tiempo de galvanoplastia es de 31,45 s.
Paso #6 Preparación de la solución galvánica de níquel negro
En primer lugar, coloque el cubo de plástico o el depósito de chapado en un lugar seguro. A continuación, añada el agua destilada. Puede decidir el tamaño del cubo y la cantidad de líquido en función del número de piezas y el grosor del revestimiento.
Now, pour the black electroplating nickel powder into the water. Then, stir it gently using the plastic spoon. You could also use a wooden spoon or metal spoon. For pH control, you can use some white vinegar. You don’t typically need pH control for general-purpose black nickel electroplating.
Una vez que la mezcla esté lista, coloque el tubo de cobre en el soporte o cubeta de revestimiento. Ahora, coloque la placa anódica en un lado del cubo. Asegúrese de que la placa está perfectamente sumergida dentro de la solución. Fije el sustrato a un cable de cobre y conéctelo a la tubería de cobre. Sumerja con cuidado el sustrato en la solución.
Acerque la fuente de alimentación de CC al cubo. Conecte el cable negativo (-) con el tubo de cobre y el cable positivo (+) con la placa anódica. Ajusta los parámetros para voltaje 2.25V y amperios 5.625A. Tenga en cuenta que estos valores de los parámetros son sólo para la placa que tomamos como ejemplo. Para su parte, primero calcule el voltaje, el amperaje y el tiempo y luego establezca estos parámetros en consecuencia. Consulta el paso #5 para más información.
A continuación, garantice una agitación adecuada para la electrodeposición de níquel negro. La agitación garantiza un recubrimiento uniforme de la pieza metálica. Coloque la bomba de agitación en cualquier esquina del cubo.
Paso #7 Niquelado negro galvánico
Una vez que todo esté listo, encienda la fuente de alimentación. Notará que salen burbujas, lo que significa que su proceso ya ha comenzado. Ahora, espere 31,45 minutos para nuestras piezas de ejemplo. El tiempo puede variar según la superficie y el tamaño del ánodo.
Supervise continuamente el proceso. Observará que su pieza metálica va adquiriendo gradualmente un color negro. Después del tiempo calculado, ¡verá la magia! Su pieza metálica se ha convertido completamente en una pieza negra perfectamente acabada.
If you still see some places that didn’t get the nickel plating, you can immerse the part again and wait a few minutes. But it’s not a good idea because the delayed ampere lowers the quality of the plating.
Paso #8 Aclarado con agua destilada
Una vez más, deberá aclarar la pieza metálica. Sumerja la pieza chapada en agua destilada. A continuación, agítelo a fondo para eliminar todos los productos químicos. Repita el enjuague para asegurarse de que todos los residuos desaparecen por completo. A continuación, seque la pieza cuidadosamente con un paño limpio y suave.
Paso #9 Protección adicional de la superficie si es necesario
Si es necesario, también puede proporcionar alguna protección adicional. En este caso, puede pensar en los factores ambientales y el uso previsto. Si es necesario, puede aplicar selladores o lacas. Siga las instrucciones de cada proceso adicional.
¿Qué metales pueden galvanizarse con níquel?
La galvanoplastia de níquel negro es un proceso versátil. Esto significa que puede utilizar esta técnica en cualquier metal conductor. Puede elegir los metales en función de las necesidades de su proyecto y darles un sorprendente aspecto de primera calidad. En la siguiente tabla se detallan los metales que pueden galvanizarse con níquel negro. También encontrará algunos ejemplos.
|
Metal |
Descripción |
Ejemplos de productos |
|
Acero |
Buena resistencia y durabilidad |
Piezas de automóviles, herramientas y elementos de fijación |
|
Cobre |
Excelente conductividad eléctrica y térmica |
Conectores, placas de circuitos, accesorios de fontanería |
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Latón |
Aleación de cobre y zinc, conocida por sus objetos decorativos. |
Instrumentos musicales, ferretería decorativa |
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Aluminio |
Ligero y resistente a la corrosión |
Cuadros de bicicletas, piezas de aviones, materiales de embalaje |
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Zinc |
Puede formar un fuerte enlace con el níquel, utilizado principalmente para la resistencia a la corrosión. |
Herrajes, tornillos, tuercas, piezas de fundición a presión |
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Hierro |
Resistente y duradero, pero más propenso a la oxidación |
Piezas de maquinaria, materiales de construcción |
Niquelado químico vs. Niquelado electrolítico: ¿Cuál es la diferencia?
Tanto el proceso de níquel negro químico como el de electrodeposición son populares en las industrias modernas. Cada técnica tiene sus ventajas y limitaciones. En esta sección conocerá algunas de sus diferencias significativas. En el futuro, esta comparación puede ayudarle a elegir el método correcto para su proyecto.
Niquelado químico vs Niquelado negro galvánico: Tipo de proceso
Electroless black nickel plating mainly depends on a chemical reduction reaction. It doesn’t need an electrical current to help deposit nickel ions. Instead, it uses a catalyst or reducing agent. Because of this, electroless plating is also known as auto-catalytic plating.
Por otro lado, la galvanoplastia utiliza corriente eléctrica para depositar níquel. En la sección anterior, aprendimos cómo funciona la galvanoplastia de níquel negro. Cuando la corriente pasa a través de la célula, los iones de níquel se acumulan gradualmente en el lado del cátodo y crean un depósito en la pieza metálica. Así es como funciona la electrodeposición de níquel negro en los metales.
Galvanoplastia vs Galvanoplastia Química: Tipo de sustrato
El niquelado negro químico funciona tanto en sustratos conductores como no conductores, que pueden ser metálicos o no metálicos. Sin embargo, los metales no conductores necesitan un tratamiento previo.
Por el contrario, galvanoplastia El níquel negro sólo funciona en materiales conductores, principalmente metales. Los metales típicos utilizados en este caso son el acero, el cobre, el latón y el aluminio. En galvanoplastia, estos metales no necesitan ningún tratamiento previo. Sin embargo, hay que limpiarlo y pulirlo si es necesario.
Niquelado químico frente a niquelado electrolítico: Control del espesor
El niquelado negro químico proporciona un espesor uniforme. El control del espesor del niquelado es limitado.
Por otro lado, la galvanoplastia de níquel negro es la mejor en este caso. Puedes controlar el espesor del niquelado en lo que quieras. En el paso #5, aprendiste a calcular el tiempo de niquelado para obtener el espesor de depósito deseado. Basándote en el resultado, puedes ajustar el voltaje y los amperios de la fuente de alimentación y esperar el tiempo calculado. Al final, puede obtener el espesor deseado.
Níquel negro químico frente a níquel negro galvánico: Coste energético
Electroless black nickel plating doesn’t need any external power source. It entirely depends on the chemical reaction. However, the process requires an additional catalyst for the chemical reaction, increasing the overall cost.
Por otro lado, la galvanoplastia de níquel negro necesita una fuente de alimentación para hacer funcionar el proceso. Como sabes, necesitarás 0,3 A/cm2 de corriente eléctrica para el proceso. Por lo tanto, si calculas todo el proceso, encontrarás un coste energético importante.
Niquelado químico vs. Niquelado electrolítico: Complejidad de la configuración
Electroless black nickel plating doesn’t need an electrical setup. Once you have prepared the solution, you can immerse the metal part. The chemical reaction will work; you can wait until it’s finished.
Por otro lado, el proceso de niquelado galvánico negro requiere una configuración eléctrica. Debe colocar cuidadosamente las piezas del ánodo y del cátodo, lo que requiere una configuración relativamente compleja. Una vez más, hay que calcular el voltaje y los amperios exactos necesarios. Así que, para los principiantes, puede ser un proceso problemático. Sin embargo, la galvanoplastia de níquel negro es un proceso preciso y controlado.
Preguntas frecuentes
¿Es conductor el niquelado negro?
Sí, el niquelado negro es altamente conductor. Suele proporcionar una superficie altamente conductora y se aplica uniformemente sobre formas complejas. Por ello, el niquelado negro se utiliza en muchas aplicaciones electrónicas. Sin embargo, este chapado reduce la reflectividad; por eso es negro.
¿Cuál es la diferencia entre el niquelado y el niquelado negro?
El niquelado suele tener un aspecto brillante y plateado. En cambio, el niquelado negro tiene un tinte negro oscuro en la superficie. A veces, el acabado en níquel negro mantiene una calidad reflectante, como de espejo. Este aspecto de primera calidad es especialmente adecuado para televisores, teteras y tostadoras. La diferencia radica únicamente en su atractivo estético.
¿Cuál es la dureza del niquelado negro?
La galvanoplastia de níquel negro suele tener una dureza aproximada de 54 a 56 RC. Este nivel de dureza es adecuado para resistir el desgaste. Por ello, las piezas de niquelado negro se utilizan en diversas industrias. Puede encontrar su uso en automóviles, electrónica e industrias decorativas.
¿Se oxida el níquel negro?
El niquelado negro es muy resistente a la corrosión. Es incluso más duradero que otros tipos de acabados. Su capa protectora mantiene un aspecto brillante durante mucho tiempo. A diferencia de otros acabados, el niquelado negro es menos propenso a dejar huellas. Además, también es fácil de mantener.
¿Cuál es la galvanoplastia más dura?
La galvanoplastia más dura es el cromado o cromado. El proceso crea una superficie muy gruesa y dura. La mayoría de las aplicaciones industriales utilizan el cromado para piezas metálicas. Mejora la resistencia al desgaste y ayuda a reducir la fricción.
¿Cuáles son las desventajas del niquelado?
El niquelado tiene algunas limitaciones. Una de las principales es que el proceso es sólo para materiales conductores. Además, el coste del níquel negro puede ser superior al del niquelado tradicional.
Resumen
La galvanoplastia de níquel negro es un tipo popular de galvanoplastia. El proceso crea una capa de níquel negro en la superficie del sustrato. Esta capa de níquel negro da un aspecto único y de primera calidad. Además, es resistente a la corrosión y puede soportar el desgaste.
The manufacturing process for electroplating black nickel is relatively simple. (1) Clean the substrate. (2) Prepare the electroplating black nickel solution. (3) set up the whole process. (4) Calculate the process’s time, voltage, and ampere. (5) Immerse the substrate and start the process. (6) Do additional protection if necessary.
Es posible que confunda el níquel negro químico con el níquel negro galvánico. Pues bien, ambos son procesos diferentes. Uno necesita electricidad y el otro no, por lo que se utilizan electrolitos y electrolitos. Un catalizador ayuda principalmente en las reacciones químicas del proceso de fabricación de níquel negro químico.
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