O que é galvanoplastia? Definição, como funciona e aplicações

O acabamento dos componentes usinados ou fabricados usando o método apropriado garante sua maior durabilidade. Também é crítico para a funcionalidade de algumas aplicações de alto desempenho. A galvanoplastia é um dos métodos de acabamento populares que podem personalizar as propriedades mecânicas e a aparência com o uso de metais de galvanoplastia adequados. 

Você pode usar ouro, prata, cobre, zinco, platina e outros metais e ligas com base em suas necessidades. Isso significa que você tem opções suficientes para atingir a estética desejada, resistência à corrosão, dureza aprimorada e condutividade. 

Este artigo detalhará o processo, os tipos, os benefícios, as aplicações e outros vários aspectos para orientá-lo sobre os acabamentos de galvanoplastia e como eles podem trazer mudanças aos seus produtos.

O que é Galvanoplastia?

A galvanoplastia é um antigo processo de tratamento de superfície na fabricação e manufatura de metais, inventado em 1805 por Brugnatelli. Inicialmente, era popular banhar ouro em outros metais. No entanto, está evoluindo continuamente e se tornando cada vez mais aplicável em todas as indústrias, tanto para fins estéticos quanto de proteção. 

Envolve adicionar uma camada de metal superior ou ligas no metal do substrato por meio de deposição eletroquímica. A peça de trabalho (cátodo) e o metal de origem do revestimento (ânodo) são imersos na solução eletrolítica e conectados por meio de uma fonte de alimentação. Conforme a corrente flui pelo circuito, os íons metálicos do ânodo se movem em direção a uma peça de trabalho carregada negativamente e formam uma camada por toda a superfície.

O revestimento duro de cromo, liga de níquel e zinco pode aumentar significativamente a resistência ao desgaste, a resistência à corrosão e a durabilidade dos componentes fabricados. Por outro lado, o revestimento decorativo como ouro e prata é popular em acabamentos de joias e ornamentos.

Quando usar galvanoplastia?

Você pode ter pensado que o revestimento eletrogalvanizado é apenas para apelo estético e proteção contra condições externas, mas há outros usos também. Ele pode personalizar as propriedades da superfície adicionando uma camada de metal adequado por eletrólise. Aqui estão as cinco condições ou cenários em que você pode usar o acabamento de galvanoplastia. 

Precisão dimensional (espessura de construção)

Se alguma peça ou produto for menor em dimensões do que os valores esperados, as camadas de material de revestimento podem corrigir isso por meio de uma construção sucessiva. Isso permite o controle da espessura do revestimento por meio de variáveis ​​de processo, como voltagem, tempo e concentração de eletrólito.

Requisitos Estéticos

Você pode usar acabamentos de galvanoplastia para personalizar a aparência da superfície. Simplesmente, a deposição de metal e ligas esteticamente agradáveis ​​na superfície do substrato dá a aparência permanente daquele metal ou liga. Dessa forma, você pode obter o brilho, a luminosidade e a textura desejados. Por exemplo, a cromagem em peças de alumínio e aço torna sua superfície brilhante e reflexiva.

Necessidade de proteção contra corrosão

Se suas peças fabricadas forem feitas de materiais propensos à corrosão, você pode revesti-las com metal duro e resistente. A camada revestida se sacrifica em condições operacionais e ambientais severas, como exposição química e à umidade, para proteger o material subjacente.

Condutividade elétrica

Você pode facilmente atingir alta condutividade nos conectores e superfícies terminais feitos com metais comuns ao revestir metais ou ligas de alta condutividade. Frequentemente, metais como ouro, prata e cobre são galvanizados em componentes onde alta condutividade é necessária. 

Resistência ao calor

Para aplicações de alta temperatura, o revestimento dos componentes com metais níquel e cromo ajuda a manter a integridade do material subjacente em temperaturas elevadas. Por exemplo, o revestimento de cromo-níquel nas peças de escapamento automotivo.

Como funciona a galvanoplastia?

A galvanoplastia funciona dissolvendo e depositando um metal em outra superfície através de uma corrente elétrica. Existem quatro componentes principais desse processo.

Ânodo: O metal ou liga de galvanoplastia que será uma placa na superfície do substrato e conectada com um terminal positivo (+). 

Cátodo: A peça de trabalho, conectada com um terminal negativo (-). 

Solução de chapeamento: O eletrólito que carregará os ânions metálicos em direção ao cátodo. Ele contém os íons metálicos que serão depositados. Por exemplo, CuSO₄ para revestimento de cobre.

Fonte de energia: Uma fonte de alimentação CC para conduzir os íons metálicos do ânodo para o cátodo.

Princípio de funcionamento da galvanoplastia

O princípio de funcionamento do processo de galvanoplastia é baseado no mecanismo de eletrólise. Ele diz que passar corrente em uma solução aquosa causa uma reação química não espontânea, onde os íons na solução se movem em direção aos eletrodos. Como resultado, a oxidação ocorre no ânodo.

Veja como funciona a galvanoplastia;

1. Ionização do eletrólito 

Uma solução eletrolítica se decompõe em cátions de ânions metálicos ao passar a eletricidade. Por exemplo, o sulfato de cobre (CuSO₄) se dissocia em Cu²⁺ (íons de cobre) e SO₄²⁻ (íons de sulfato).

CuSO₄ (aquoso) →Cu²⁺+SO₄²⁻ 

2. Oxidação no ânodo ou material de revestimento 

O ânodo oxida-se continuamente (M→Mn⁺+ne²⁻) à medida que seus íons se movem continuamente e constroem camadas na superfície da peça de trabalho, fornecendo continuamente os íons de revestimento. Por exemplo, vamos considerar o exemplo acima novamente, cobre como um ânodo;

Cu→Cu²⁺+2e²⁻ 

3. Deposição de ânions na superfície da peça de trabalho 

À medida que a energia flui continuamente, os íons metálicos do ânodo viajarão para o cátodo e construirão a camada ali uniformemente. A espessura depende principalmente da concentração de ferros e do tempo de eletrólise.

Novamente o mesmo exemplo 

Cu2+(aq.) +2e−→Cu (s): Deposição no cátodo, ou seja, alumínio, aço inoxidável, etc. 

Enquanto isso, os íons de sal livres (SO₄²⁻ neste caso) vão para o ânodo e formam o sulfato metálico, facilitando a oxidação contínua. 

Precauções no processo de galvanoplastia

• Manuseie o lote de galvanoplastia com muito cuidado, pois ele contém ácido sulfúrico e é altamente corrosivo. Se a solução ou eletrólito entrar em contato com seus olhos, lave-os abundantemente com água e procure atendimento médico imediatamente.
• Use sempre equipamentos de segurança, como óculos e luvas, para evitar o contato direto entre eletrólitos e pele. Equipamentos adicionais importantes incluem um avental e um exaustor. Certifique-se de que o exaustor esteja em uso para evitar que os vapores de eletrólitos atinjam seu rosto.
• Evite qualquer contato entre eletrólitos e produtos químicos domésticos, pois esse contato pode desencadear reações que podem tornar o eletrólito inútil ou liberar gases perigosos na atmosfera.
• Armazene eletrólitos em uma temperatura ideal entre 40 a 95 graus Fahrenheit. Além disso, sempre os mantenha no recipiente original com a tampa bem fechada.
• Siga todas as precauções de segurança elétrica, incluindo o uso de tapetes de borracha, aterramento, fusíveis e luvas isolantes.
• Evite usar anéis ou outras joias durante o processo, pois geralmente são metálicos e podem causar choque elétrico.
• Mantenha as soluções de revestimento fora do alcance de animais e crianças pequenas.
• Use um funil de plástico ao transferir o eletrólito do kit de galvanoplastia.

Tipos de Técnicas de Galvanoplastia

Existem diferentes tipos de métodos de galvanoplastia para empregar ao revestir um substrato. Estes incluem:

• Revestimento de Barril
• Revestimento de rack
• Chapeamento de escova
• Chapeamento de pulso

Vamos discutir esses métodos com mais detalhes.

Revestimento de Barril

O tipo de galvanoplastia de barril usa um “barril”, geralmente feito com material forte e quimicamente resistente como polipropileno como um recipiente de eletrólise. As partes do substrato são imersas dentro do barril com uma solução eletrolítica e ânodo. Então, a rotação do barril garante o revestimento uniforme de cada parte. No entanto, pode causar pequenas imperfeições e arranhões.

Você pode usar o revestimento de barril para revestir grandes volumes de peças de pequeno porte a baixo custo. É especialmente adequado para peças de material duro, como parafusos de aço para ferramentas, parafusos, revestimentos, etc. 

Revestimento de rack 

No revestimento de rack, várias peças são fixadas a uma grande estrutura de rack dentro do banho eletrolítico. Ele pode acomodar várias peças ao mesmo tempo, segurando com ganchos, faixas ou parafusos. Consequentemente, as peças de trabalho sofrem efeito mínimo de tombamento e podem revestir características intrincadas com precisão.

O revestimento de rack é adequado tanto para peças de grande porte quanto para galvanoplastia em massa. No entanto, o custo inicial de instalação e o alto custo de mão de obra são as desvantagens. Você pode revestir cobre, ouro, níquel, etc. com este método.

Chapeamento de escova

Embora não seja exatamente como pintar a superfície com pincéis, um eletrodo envolto em pano macio (ou algodão) realiza a galvanoplastia. Primeiro, o algodão é embebido em uma solução de galvanoplastia contendo os íons metálicos, então os operadores aplicam manualmente o revestimento nas áreas específicas.

Diferentemente da configuração convencional, ela é portátil e oferece alta personalização. Você pode obter revestimento localizado tanto para revestimento seletivo quanto para fins de reparo. No entanto, ela não é adequada para peças com superfícies grandes e complexas.

Chapeamento de pulso

Este tipo de acabamento de galvanoplastia usa pulsos elétricos para revestir o substrato, a corrente alterna rapidamente entre dois níveis diferentes e se torna zero entre eles, o que gera o pulso. Enquanto isso, controlar a largura e a amplitude do pulso deposita os grãos mais finos e atinge alta uniformidade.

O revestimento por pulso é adequado para peças que exigem um acabamento com porosidade mínima, microfissuras e rugosidade. No entanto, a configuração e a operação são relativamente mais complexas do que outros tipos de galvanoplastia, 

Materiais metálicos adequados para galvanoplastia

Você pode galvanizar com um metal ou uma combinação de metais. Há muitos metais que os engenheiros usam para esse processo. No entanto, abaixo estão os metais mais comuns usados.

Chapeamento de zinco

O zinco é um metal de revestimento de baixo custo que protege contra umidade e dá uma aparência brilhante semelhante à prata. Ele desenvolve uma camada de sacrifício nos materiais que são propensos à formação de ferrugem, como aço, ferro, cobre, alumínio, etc. Como o produto galvanizado reage com a umidade ao longo do tempo, a camada de zinco se degrada primeiro para proteger o material subjacente. Você pode usar revestimento de zinco para parafusos, molas, placas de interruptores, tubos de freio e outros hardwares de pequeno porte.

Chapeamento de ouro 

Primeiro, o revestimento de ouro dá uma aparência luxuosa a vários itens decorativos, luminárias e componentes de joias. Embora o revestimento de folha também seja popular para esses usos, o galvanoplastia é muito mais fortemente ligado e durável. 

Consequentemente, o ouro é um condutor elétrico superior, e o revestimento dura mais do que outros materiais de galvanoplastia. Ele torna o bom revestimento perfeito para componentes elétricos de alto desempenho, como conectores, cabos de circuito, pontos de contato em placas de PCB, microeletrônica, etc. 

Chapeamento de paládio

É a melhor alternativa ao ouro e custa relativamente baixo. Além disso, o paládio oferece resistência ao desgaste e à corrosão, ao mesmo tempo em que fornece uma aparência branco-prateada brilhante e brilhante. O revestimento de paládio é usado para cobre, latão e outros metais para evitar sua degradação.

Além disso, é frequentemente aplicado em uma superfície de metal antes do ouro para atingir o equilíbrio de condutividade elétrica e dureza de superfície. Outros exemplos de aplicação incluem conectores eletrônicos, componentes médicos e odontológicos, etc.

Galvanização de Prata

A prata é outro metal de revestimento com alta condutividade e resistência à carga. Também custa menos que o ouro e fornece mais resistência à oxidação. A superfície prateada reduz ainda mais o coeficiente de atrito. Consequentemente, as peças prateadas também são flexíveis com a soldagem. No entanto, elas não são tão resistentes à corrosão quanto o ouro ou o paládio.

O revestimento de prata é melhor tanto para o acabamento quanto para a condutividade dos conectores eletrônicos. Também é usado em painéis solares, semicondutores, conectores, rolamentos, etc.

Revestimento de níquel

O revestimento de níquel em substratos como aço, cobre e alumínio resulta em acabamento suave e durável. Às vezes, o níquel também serve como placa base para camadas subsequentes como prata ou ouro. Além disso, ele fornece resistência à corrosão, longevidade e magnetismo, enquanto também é tratável termicamente para maior dureza da superfície. 

Você pode galvanizar níquel para obter uma superfície brilhante e fosca. Enquanto isso, ele tem inúmeras opções de cores se você quiser personalizar a aparência. 

Chapeamento de cobre 

O cobre é o material mais comum em galvanoplastia, que é aplicado a diversos tipos de materiais para alta condutividade, lubricidade, biocompatibilidade e custo relativamente baixo. O suave e consistente revestimento de liga de cobre não só proporciona uma superfície brilhante e luminosa, mas também proporciona excelente condutividade elétrica e térmica. 

Cromagem 

O cromo é um metal altamente resistente à corrosão com excelente resistência mecânica, resistência ao desgaste e à abrasão, dureza e durabilidade. O revestimento do cromo dá ao substrato resistência e dureza adicionais, juntamente com o apelo de brilho brilhante. Pode ser aplicado em alumínio, aço e outros metais e ligas relativamente macios. 

Suas aplicações variam de móveis decorativos a componentes industriais, como peças automotivas e aeroespaciais. 

Vantagens da galvanoplastia

Desvantagens da Galvanoplastia

Aplicações industriais da galvanoplastia

O método de galvanoplastia tem aplicações em uma ampla gama de indústrias. Vamos examinar algumas delas.

Indústria aeroespacial

A camada protetora de sacrifício ajuda a melhorar a confiabilidade e a vida útil dos componentes da aeronave. Os fabricantes revestem várias peças de titânio com níquel para suportar mudanças térmicas e tensões ambientais. Além disso, dimensões e ajustes precisos também são essenciais na fabricação de aeronaves. O acabamento de galvanoplastia em seus componentes resiste ao desgaste e mantém as dimensões corretas necessárias para desempenho e segurança. 

Exemplos de aplicação: peças de motor e lâminas de turbina com revestimento de níquel ou platina, sistemas hidráulicos, fixadores, itens estruturais, corpos de válvulas, componentes de sensores, etc.

Automotivo 

A confiabilidade dos componentes automotivos é crítica para o desempenho e a durabilidade do veículo. Portanto, as peças automotivas exigem revestimento duro e ambientalmente não afetado, as superfícies cromadas, de zinco-níquel ou banhadas a paládio podem atender a esses requisitos. Além disso, o fabricante automotivo também usa tratamento de galvanoplastia para personalizar o apelo estético.

Exemplos de aplicação: para-choques, pistões, camisas de cilindro, amortecedores, grade do radiador, injetores de combustível, terminais e contatos da bateria, acabamentos internos, etc.

Eletrônicos

Primeiro, o revestimento de metais condutores elétricos superiores em conectores elétricos, contatos, cabos e junções muda as propriedades elétricas completas da superfície da peça de trabalho. Ele melhora o desempenho e a eficiência dos circuitos elétricos. Em segundo lugar, o revestimento também é útil para o design estético de gabinetes e sua proteção contra UV, corrosão, abrasão e impactos menores. Além disso, a galvanoplastia de ouro, cobre, níquel e paládio é a mais popular na indústria eletrônica. 

Exemplos de aplicação: pinos conectores, PCBs, semicondutores, capacitores, placas de interruptores, contatos de bateria, sensores e peças microeletrônicas.

Jóias

Ouro e ligas de ouro são mais populares em revestimentos de joias para melhorar o apelo estético de itens ornamentais. Também proporciona uma vida útil mais longa a eles. Além disso, a combinação de dois ou mais tipos de metais dá aparências únicas. Você pode aplicar outros metais preciosos também, como prata e ródio.

Exemplos de aplicação: pulseiras, anéis, colares, relógios, brincos e itens personalizados.

Custos de galvanoplastia: o que influencia o preço?

Os preços podem variar em diferentes fatores, como qual metal você vai depositar, qual é a espessura do revestimento desejado, se as peças são muito complexas ou não e qual é o seu volume de produção. Todos esses fatores combinados decidem o custo da galvanoplastia.

Aqui está uma breve elaboração dos principais fatores de influência;

1. Seleção de Materiais

O custo geral do revestimento é significativamente afetado por suas escolhas de material. Isso significa qual metal, liga ou combinação específica você quer galvanizar. Especialmente, ouro, platina e paládio são mais caros do que outros metais. Por outro lado, cobre, níquel e zinco são muito mais baratos.

Em seguida, o custo exato do material se refere ao preço do peso total da camada de revestimento; uma camada mais espessa significa mais custo de material. 

Custo do material = Peso X Custo/kg = (Área de superfície x espessura x densidade) x $/kg 

2. Complexidade e precisão 

A galvanoplastia de detalhes intrincados ou áreas ocultas requer equipamento especializado e manuseio cuidadoso do processo. Frequentemente, reentrâncias, furos cegos ou cavidades internas requerem técnicas de mascaramento ou múltiplos ciclos de galvanoplastia para uniformidade. Isso significa produção mais lenta e procedimentos de controle de qualidade mais rigorosos, o que aumenta ainda mais o custo.

3. Volume de produção 

Altos volumes normalmente reduzem o custo por unidade devido a economias de escala, pois os custos de configuração, ferramental e overhead são distribuídos em mais unidades. Por outro lado, a produção de baixo volume leva a custos relativamente mais altos por unidade. 

At RapidDirectName, você pode obter um orçamento preciso de quanto custa seu projeto específico de galvanoplastia.

Selecionando o Provedor de Serviços de Galvanoplastia Certo: O Que Procurar

A capacidade e a experiência do seu fornecedor de serviços de galvanoplastia decidem a qualidade final do acabamento da superfície. Portanto, é essencial considerar vários fatores para selecionar uma empresa confiável que possa atender a todos os seus requisitos e especificações de revestimento.

Aqui estão as dicas que você pode considerar;

Equipamentos e Ferramentas 

O fabricante tem o equipamento e as instalações necessárias para atingir suas especificações de galvanoplastia, incluindo o tamanho das peças, precisão, capacidade de espessura, etc.? Escolha o fabricante que tem todos os galvanizadores e ferramentas necessárias para executar seus requisitos de acabamento. As capacidades de processamento também decidem o prazo de entrega, o custo e a precisão. 

Controle de qualidade

Como todo tipo de acabamento de superfície, o controle de qualidade é um aspecto crítico do revestimento eletrolítico para garantir que cada peça seja galvanizada com especificações exatas (valor Ra, cor, textura, etc.). Então, pergunte aos seus provedores de serviço quais padrões eles seguem e quais equipamentos eles têm para conduzir os testes. Algumas empresas também fornecem instalações de controle de qualidade de terceiros para itens sensíveis, como componentes médicos e aeroespaciais. 

Conhecimento e Experiência

Procure uma empresa que tenha um histórico de trabalho em galvanoplastia de metal semelhante ao seu projeto. Por exemplo, escolha uma empresa com experiência em lidar com projetos de acabamento de superfície para empresas automotivas se estiver procurando por para-choques galvanizados. A experiência garante que eles tenham experiência profissional relacionada para atender às suas expectativas. 

Suporte ao Cliente 

Responsividade, comunicações oportunas, proficiência técnica e outros aspectos relacionados ao cliente são importantes para a conclusão perfeita do projeto no prazo. Enquanto isso, qualquer mal-entendido do design pode levar ao fracasso total. Portanto, garanta que a equipe de suporte ao cliente tenha a expertise técnica para oferecer conselhos informados, resolver problemas, atualizações claras e acompanhamentos.

Galvanoplastia vs Galvanoplastia

Discutimos a criação de uma camada protetora de um metal na superfície de outro metal usando eletricidade. No entanto, também é possível adicionar camadas de vários metais e ligas a componentes fabricados sem usar eletricidade, chamado de galvanoplastia sem eletricidade. Em vez disso, reações químicas e calor ligam o material de revestimento em substratos imersos. A galvanoplastia sem eletricidade e a galvanoplastia sem eletricidade são mais comuns em todas as indústrias.

O método eletroless também é compatível com materiais não condutores, como termofixos e compósitos. Como não há processo eletroquímico, a configuração é mais simples e econômica. Muitos componentes industriais precisam de camadas mais espessas e duras para operações de alto estresse. Ele pode atingir tais revestimentos de metal duro com resistência superior ao desgaste e espessura de até 200 µm. 

No entanto, a taxa de deposição é mais lenta no revestimento sem eletrodos e o controle de espessura é menos preciso do que na deposição eletroquímica. Ao contrário do revestimento eletrolítico, é desafiador automatizar o processo.

Galvanoplastia vs Eletroformação

Primeiro, a similaridade entre esses dois processos é que ambos envolvem eletrodeposição. A galvanoplastia constrói um revestimento protetor de metal em itens já fabricados, enquanto a eletroformação cria peças completamente novas depositando os materiais dentro de um molde pré-moldado, geralmente chamado de mandril. Então, a peça é removida do molde. Ela cria formas pequenas e complexas com microcaracterísticas.

Por que escolher RapidDirect para suas necessidades de galvanoplastia

Cada eletroquímico processo de chapeamento de metal requer eletrólise como base. No entanto, o que diferencia um processo de galvanoplastia do outro é a solução empregada durante o processo, bem como a expertise do profissional. Se precisar de peças metálicas com acabamento de galvanoplastia, RapidDirect é sua melhor aposta.

Para garantir que seu produto se destaque entre os concorrentes, a RapidDirect aplica um acabamento de superfície de alta qualidade com materiais requintados que atendem às suas necessidades. Além disso, usamos altos padrões de texturização para garantir um acabamento de qualidade para peças metálicas. Além disso, como consideramos o tempo um fator importante na produção, encurtamos o processo de produção usando nossa fábrica própria e suas redes estabelecidas.

Na RapidDirect, nossa capacidade de fabricação é versátil e auxilia na produção de peças metálicas de alta precisão e de primeira linha, variando de máquinas de usinagem CNC a serviços de fabricação de chapas metálicas. Nossa fabricação de chapas metálicas auxilia na produção de peças metálicas de alta precisão e de primeira linha.

Além disso, nossa rigorosa garantia de qualidade garante que você obtenha peças metálicas de alta qualidade com excelente acabamento e estética. Além do mais, você pode obter uma cotação para sua galvanização e outras necessidades de fabricação facilmente visitando nosso plataforma on-line.

Conclusão

O processo de galvanoplastia é uma tecnologia que já existe há muito tempo. Ele auxilia na produção de peças que têm propriedades melhoradas e são duráveis ​​e esteticamente agradáveis. Para que a galvanoplastia seja bem-sucedida, ela requer um ânodo, um cátodo, um eletrólito e uma fonte de energia.

Você está querendo galvanizar um objeto? Fazer isso sem orientação ou treinamento adequados é um assunto arriscado. Então, você deve visitar a RapidDirect para descobrir suas necessidades de galvanoplastia.

Perguntas Frequentes