Obtención de un recubrimiento de cromo decorativo a partir de soluciones de cromo trivalente

Obtaining decorative chromium plating from trivalent chromium solutions

El presente trabajo tiene como objetivo evaluar de forma cualitativa, a escala de laboratorio, diferentes alternativas para el montaje y operación de un baño de cromo trivalente para obtener recubrimientos de cromo decorativo. Fueron empleadas soluciones de diferentes concentraciones de cromo y diversos agentes formadores de complejos. Este análisis arrojó como resultado inicial que de las soluciones compuestas de cloruros, formiatos y acetatos se obtienen los mejores resultados. Se evaluaron las condiciones de preparación de la soluciones: temperatura y tiempo de formación del completo de cromo III; también la operación durante proceso de recubrimiento: pH y temperatura. El trabajo experimental fue desarrollado en la empresa Alfacrom Ltda., los parámetros de evaluación fueron: apariencia del depósito de cromo y densidad mínima de corriente a la que aparece el mismo. Se evaluó la resistencia a la corrosión en cámara salina, tomando como referencia un recubrimiento de cromo hexavalente convencional; este ensayo se realizó en el laboratorio de Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Colombia. Se concluyó que el recubrimiento con soluciones de cromo trivalente puede ser una alternativa viable técnica y económicamente para cambiar los procesos de cromado convencionales que son altamente tóxicos y contaminantes; sin embargo, se debe continuar la investigación para encontrar las condiciones óptimas del proceso.

Introducción

La galvanotecnia es una técnica que consiste en la electrodeposición de un recubrimiento metálico sobre una superficie que puede ser o no metálica. Se recomienda cuando por costos o por razones estructurales es necesario modificar las características del material base, principalmente resistencia a la corrosión, dureza, apariencia, conductividad eléctrica y rozamiento (Acercar, 2003).

Los recubrimientos pueden ser anódicos o catódicos, dependiendo de la posición de la pieza en el terminal anódico o catódico del circuito. Los recubrimientos de cromo decorativo son catódicos y se utilizan para mejorar la apariencia del material base y brindar resistencia a la corrosión en ambientes moderados. Aunque existen diferentes teorías sobre el mecanismo de reacción para la deposición del cromo hexavalente, este se puede resu mir en los siguientes pasos (Snyder y Jones, 2004):

Reacción de deposición de cromo

2CrO₃ + 2H₂O → 2H₂CrO₄

2H₂CrO₄ → Cr₂O₇^-2 + H₂O + H2⁺   (1,2 y 3)

Cr₂O₇^-2 + 14H⁺ + 12e^{- catalizador} → 2Cr^O + 7H₂O

Reacción colateral

2H⁺ + 2e^-→ H_2gas                 (4)

En Bogotá, existen aproximadamente 400 plantas galvánicas, el 13% se dedica a procesos de anodizado y preparación  de superficies, las restantes realizan procesos de recubrimientos, entre ellos el cromado (Acercar, 2003).