PROCEDIMIENTO PARA LA DEPOSICIÓN GALVÁNICA DE CAPAS DE CROMO DURO.

Procedimiento para la deposición galvánica de una capa de cromo duro sobre una superficie de sustrato que presenta las siguientes etapas:

• poner en contacto la superficie del sustrato a revestir con un electrólito apropiado para deposición galvánica que contiene cromo;• aplicar una tensión entre la superficie del sustrato a revestir y un contraelectrodo para la deposición galvánica de una capa de cromo duro sobre la superficie del sustrato, en el que se realiza la deposición en un recipiente esencialmente estanco frente a gases del entorno, en el que se ajusta una depresión en el recipiente estanco frente a gases del entorno, al menos durante la aplicación de la tensión, y en el que se mueve la superficie del sustrato y el electrólito que contiene cromo entre sí con una velocidad relativa de 0,1 m/s a 5 m/s, preferiblemente > 1 m/s a 5 m/s, caracterizado porque se deposita una segunda capa de cromo duro sobre una primera capa de cromo duro, en el que se aplica para la deposición de la primera capa de cromo duro un tren de pulsos de corriente entre la superficie del sustrato y el contraelectrodo y para la deposición de la segunda capa de cromo sobre la primera la capa de cromo duro, una corriente continua

La presente invención se refiere a un procedimiento para la deposición de una capa de cromo duro sobre una superficie de un sustrato. En particular, la presente invención se refiere un procedimiento para la deposición de capas de cromo duro a altas velocidades de deposición.

Las capas de cromo duro usadas como revestimientos de componentes tecnológicos están ampliamente extendidas. Así, por ejemplo, se conoce la aplicación de capas de cromo duro a cuerpos de válvulas, camisas de cilindros, pistones de freno o bujes. La capa de cromo depositada sirve por un lado como capa de protección contra la corrosión de la superficie del sustrato que se encuentra debajo y por otro lado también como capa de protección contra el desgaste tribológico, ya que las capas de cromo duro depositadas poseen una gran dureza.

Para la deposición galvánica de capas de cromo, se ponen en contacto las superficies de sustrato para recubrir, después de un pretratamiento adecuado para la preparación de la superficie, con un electrólito que al menos presenta el metal a depositar (cromo), aplicándose una tensión de deposición entre la superficie del sustrato en contacto con el cátodo y un ánodo. Así, se deposita el cromo disuelto liberado en el electrólito sobre la superficie del sustrato formando una capa.

Las capas así depositadas pueden presentar tensiones residuales de tracción o compresión. Las tensiones residuales de compresión pueden conducir a que las capas depositadas tengan microfisuras, significando esto que las capas no quedan totalmente cerradas sino que presentan una red de microfisuras.

Las tensiones residuales de tracción, por el contrario, pueden conducir a fisuras profundas en las capas depositadas a las que migren la humedad o las sustancias agresivas, pudiendo conducir entonces a fenómenos de corrosión en las superficies de sustrato que se encuentran por debajo de la capa de cromo, apareciendo en último extremo un deterioro de la capa de cromo que puede dar lugar hasta a su desprendimiento.

Además, para muchas aplicaciones como, por ejemplo, el cromado de bujes, la tensión residual de tracción presentada por dichas capas resulta desventajosa, ya que repercute negativamente sobre la resistencia a la fatiga por flexión del sustrato o del componente. Además, se asume que, al depositarse las capas de cromo, la inevitable aparición de hidrógeno H2 en forma gaseosa conduce a una acumulación de hidrógeno en la capa y el sustrato, que a su vez puede conducir a la formación de fisuras en la capa y a un deterioro del sustrato.

Para liberar a las capas de cromo depositadas de la aparición de sus tensiones residuales de tracción, en el estado de la técnica se postprocesan mecánicamente las superficies de sustrato revestidas, por ejemplo, mediante rectificado o bruñido para reducir las tensiones residuales de tracción que aparecen en las capas. Además del coste de procesamiento ligado a ello, el procesamiento puede conducir también a daños de las capas de cromo depositadas, reduciéndose drásticamente, en último término, su propiedad como capa protectora de la corrosión.

Aunque el cromo por sí mismo es un metal relativamente no noble químicamente, las capas de cromo actúan como protección contra la corrosión al formarse una delgada capa superficial de óxido sobre la superficie con el consiguiente potencial muy positivo, mostrando propiedades anticorrosivas y antioxidantes comparables a los metales nobles como el oro, plata o platino.

En la fabricación industrial de artículos en masa revestidos galvánicamente como, por ejemplo, válvulas para los motores de combustión de cuatro tiempos, parachoques, bujes o componentes mecánicos similares, es necesario conseguir la deposición de las capas de cromo sobre las superficies del sustrato a una velocidad de deposición suficientemente alta para poder garantizar una fabricación económicamente razonable. Se consiguen por lo general velocidades de deposición más altas ajustando una densidad de corriente más alta durante el proceso de deposición galvánica. Como reacción secundaria a la deposición galvánica de capas de cromo, aparece sin embargo la formación hidrógeno en el cátodo. Ya que el papel de cátodo en el proceso de revestimiento galvánico lo desempeñan las superficies del sustrato que hay que revestir, pueden llegarse a formarse bolsas con el hidrógeno generado en la superficie del sustrato, lo que tiene mucho impacto en el resultado de deposición de la deposición galvánica de cromo. Así, debido a las bolsas de hidrógeno generadas, se pueden formar poros o defectos que influyen en las propiedades de protección de la corrosión de las capas de cromo depositadas de manera notablemente negativa.

Aumentando la densidad de corriente para conseguir una velocidad de deposición suficientemente alta se llega igualmente a un aumento notable de la formación de hidrógeno en la superficie del sustrato.

La red de fisuras que aparece en las capas de cromo depositadas galvánicamente debido las tensiones residuales de compresión no tiene, sin embargo, sólo un efecto negativo en las características de protección de la corrosión de la capa depositada, sino que conduce positivamente a propiedades mecánicas de las partes móviles así revestidas ya que, eventualmente, los lubricantes reductores de la resistencia tribológica entre los componentes móviles entre sí se pueden acumular en las microfisuras, poseyendo estas así un efecto de depósito para los lubricantes. Esta característica de las capas se denomina capacidad de retención de aceite y se persigue siempre para el El documento GB 1551340 A divulga la deposición de una capa de cromo duro sobre la superficie de un sustrato colocado en una cámara de depresión a través de la cual fluye el electrólito para la deposición de cromo, a una temperatura de 60ºC y a una densidad de corriente ajustada a 80 A/dm2.

El documento US 2706175 A divulga un dispositivo para el revestido interno de cilindros huecos, depositándose una capa de cromo en condiciones de depresión.

El documento EP 1191129 A divulga un procedimiento para la deposición de una capa de cromo duro en condiciones de depresión, moviéndose el electrólito y el sustrato con una velocidad relativa de 0,4 m/s entre sí.

El documento US 2001/054557 A1 divulga un procedimiento para la deposición galvánica de capas de cromo duro en el que la capa de cromo duro se deposita igualmente en condiciones de depresión a una densidad de corriente de 30 a 40 A/dm2 y a una frecuencia de pulsos de 5 a 700 Hz.

El documento EP 0024946 A divulga un procedimiento para la deposición de capas de cromo duro en condiciones de depresión a una densidad de corriente en el intervalo de 200 A/dm2 y generándose un movimiento relativo entre el electrólito y el sustrato a revestir.

El documento US 5277785 divulga un procedimiento y un dispositivo para la deposición de capas de cromo duro por medio de galvanoplastia con escobillas.

Teniendo en cuenta las realizaciones anteriores, resulta por tanto un objetivo de la presente invención especificar un procedimiento para la deposición de capas de cromo duro con el que se puedan depositar las capas de cromo duro a altas velocidades de deposición, de una alta resistencia a la corrosión y buenas propiedades mecánicas.

Este objetivo se resuelve mediante un procedimiento para la deposición galvánica de una capa de cromo duro sobre una superficie de sustrato que presenta las etapas de

• poner en contacto la superficie del sustrato a revestir con un electrólito apropiado para deposición galvánica que contiene cromo.

• aplicar una tensión entre la superficie del sustrato para revestir y un contraelectrodo para deposición galvánica de una capa de cromo duro sobre la superficie del sustrato, efectuándose la deposición en un recipiente esencialmente estanco frente a gases del entorno, ajustándose una depresión en el recipiente esencialmente estanco frente a gases del entorno, al menos durante la aplicación de la tensión, y moviéndose la superficie del sustrato y el electrólito que contiene cromo con una velocidad relativa entre sí de entre 0,1 m/s y 5 m/s preferentemente > 1m/s a 5 m/s, caracterizado por que se deposita una segunda capa de cromo duro sobre una primera capa de cromo duro depositada, aplicando para la deposición de la primera capa de cromo duro un tren de pulsos de corriente entre la superficie del sustrato y el contraelectrodo y para la deposición de la segunda capa de cromo duro sobre... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la deposición galvánica de una capa de cromo duro sobre una superficie de sustrato que presenta las siguientes etapas:

• poner en contacto la superficie del sustrato a revestir con un electrólito apropiado para deposición galvánica que contiene cromo;

• aplicar una tensión entre la superficie del sustrato a revestir y un contraelectrodo para la deposición galvánica de una capa de cromo duro sobre la superficie del sustrato,

en el que se realiza la deposición en un recipiente esencialmente estanco frente a gases del entorno, en el que se ajusta una depresión en el recipiente estanco frente a gases del entorno, al menos durante la aplicación de la tensión, y en el que se mueve la superficie del sustrato y el electrólito que contiene cromo entre sí con una velocidad relativa de 0,1 m/s a 5 m/s, preferiblemente > 1 m/s a 5 m/s, caracterizado porque se deposita una segunda capa de cromo duro sobre una primera capa de cromo duro, en el que se aplica para la deposición de la primera capa de cromo duro un tren de pulsos de corriente entre la superficie del sustrato y el contraelectrodo y para la deposición de la segunda capa de cromo sobre la primera la capa de cromo duro, una corriente continua.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que se ajusta una diferencia de presión respecto a la presión ambiental de 10 mbar a 800 mbar (1 kPa a 80 kPa), preferiblemente de 20 mbar a 200 mbar (2 kPa a 20 kPa).

3. Procedimiento acuerdo con la reivindicación 1, en el que se aplica para la deposición de la primera capa de cromo duro un tren de pulsos de tensión de frecuencia de 5Hz a 5000 Hz, preferiblemente de 50 Hz a 1000 Hz.

4. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, en el que se ajusta para la deposición de la capa de cromo duro una densidad de corriente de entre 25 A/dm2 y 1000 A/dm2, preferiblemente de entre 50 A/dm2 y 500 A/dm2.

5. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la superficie del sustrato que se va a revestir se pone en contacto con el electrólito que contiene cromo a una temperatura de entre 30ºC y 85ºC.

6. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se elige para el electrólito un valor de pH en el intervalo de pH ≤ 3, preferiblemente pH ≤ 1.

7. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la superficie del sustrato que se va a revestir se pone en contacto con el electrólito en una celda en la que el electrólito que contiene cromo penetra por abajo y se evacúa por un rebosadero.