¿Qué es el cromado y cómo funciona?

¿Qué es el cromado?

El cromado es un proceso de galvanoplastia donde se deposita una capa de cromo sobre un sustrato metálico. El cromo es un metal de color blanco plateado con un sutil tinte azulado. Cuando se expone al aire, el cromo metálico se pasiva fácilmente, formando rápidamente una película de óxido protectora extremadamente delgada en su superficie.

Desde un punto de vista electroquímico, un recubrimiento de cromo actúa como un revestimiento catódico cuando se aplica sobre acero, aluminio o aleaciones de aluminioSin embargo, se trata de un recubrimiento anódico cuando se aplica al cobre y sus aleaciones. Cabe destacar que el acabado cromado conserva su brillo original durante largos periodos de tiempo a la intemperie, ofreciendo una reflectividad excelente y un gran atractivo decorativo. Además de su valor estético, proporciona una alta dureza, una gran estabilidad térmica y una resistencia al desgaste superior, lo que lo convierte en un recubrimiento industrial indispensable.

Propiedades del cromado

Una sola capa de cromado contiene microfisuras y es porosa, por lo que generalmente no es adecuada como capa principal de protección contra la corrosión. Para eliminar esta porosidad y mejorar la protección del metal base, los sistemas de cromado suelen emplear depósitos multicapa, como cobre-níquel-cromo, níquel-cromo multicapa o cromo de doble capa.

El cromado ofrece una elevada dureza, que puede oscilar entre 400 y 1200 HV según la composición química del baño y las condiciones del proceso. Además, presenta un coeficiente de fricción notablemente bajo; su coeficiente de fricción en seco se encuentra entre los más bajos de todos los recubrimientos metálicos. La combinación de alta dureza y baja fricción confiere a la capa de cromo su excepcional resistencia al desgaste.

El recubrimiento presenta una excelente estabilidad química, manteniéndose inerte frente a bases, sulfuros, ácido nítrico y la mayoría de los ácidos orgánicos. Sin embargo, puede disolverse con ácidos hidrácidos (como el ácido clorhídrico) y ácido sulfúrico caliente.

El cromado también presenta una buena estabilidad térmica. Al calentarse por debajo de 500 °C, no se observan cambios significativos en su brillo ni en su dureza. La oxidación y la decoloración comienzan por encima de los 500 °C, y la dureza empieza a disminuir cuando las temperaturas superan los 700 °C.

En el espectro de luz visible, la reflectancia del cromo es de aproximadamente el 65%, lo que lo sitúa entre la plata y el níquel. Dado que el recubrimiento de cromo no se deslustra, conserva su alta capacidad reflectante durante largos periodos de uso.

Tipos de cromado

Existen numerosas variantes del proceso de cromado, clasificadas aquí según su aplicación principal:

1. Cromado decorativo

Esto se conoce comúnmente como cromo decorativo. El recubrimiento es delgado, brillante y estéticamente atractivo, y suele ser la capa exterior de un sistema multicapa. Para una protección adecuada contra la corrosión en un sustrato de acero, primero debe aplicarse una capa intermedia suficientemente gruesa, como una de cobre-níquel. La capa final de cromo es muy delgada, generalmente de 0.25 a 0.5 μm. Una superficie pulida con acabado de cromo decorativo adquiere un brillo azul plateado que resiste el deslustre en la atmósfera. Se utiliza ampliamente para proteger y decorar piezas en las industrias automotriz, de bicicletas, de electrodomésticos y de ferretería de consumo.

2. Revestimiento de cromo duro

El cromo duro se valora por su elevada dureza y resistencia al desgaste, lo que prolonga significativamente la vida útil de componentes industriales como herramientas de corte, matrices de embutición, moldes, cojinetes, ejes, engranajes y calibres. También se utiliza para restaurar las tolerancias dimensionales de piezas desgastadas. El espesor del cromo duro suele oscilar entre 5 y 50 μm, pero puede alcanzar entre 200 y 800 μm para aplicaciones muy exigentes. Las piezas de acero normalmente no requieren una capa intermedia, aunque puede utilizarse si se necesita una resistencia específica a la corrosión.

3. Cromado opaco

Esta capa de cromo tiene un aspecto blanco lechoso y baja reflectividad. Se caracteriza por su buena ductilidad, baja porosidad y color suave. Si bien su dureza es menor que la del cromo duro o decorativo, su alta resistencia a la corrosión la hace ideal para herramientas de medición y paneles de instrumentos. Para aumentar su dureza, se puede aplicar una capa adicional de cromo duro sobre la capa opaca, creando así un sistema de cromo de doble capa que combina las ventajas de ambos tipos para piezas que requieren resistencia tanto a la abrasión como a la corrosión.

4. Cromado del interior

Este proceso aprovecha la microestructura inherente de la capa de cromo. Tras un cromado duro inicial, la superficie se somete a un proceso de grabado mecánico, químico o electroquímico para profundizar y ensanchar la red de fisuras. Esto da como resultado una superficie cromada cubierta de canales más amplios que no solo conservan las ventajas del cromado duro, sino que también almacenan eficazmente el lubricante, evitando el funcionamiento en seco y aumentando significativamente la resistencia a la fricción y al desgaste del componente. Se utiliza comúnmente en superficies de fricción deslizantes sometidas a altas cargas, como los cilindros y los segmentos de pistón de los motores de combustión interna.

5. Revestimiento de cromo negro

El cromo negro produce un recubrimiento de color negro con un brillo uniforme y agradable, que ofrece excelentes propiedades antirreflejo (absorción de luz). Su dureza es relativamente baja, generalmente entre 130 y 350 HV, pero su resistencia al desgaste es de 2 a 3 veces mayor que la del níquel brillante con el mismo espesor. Su resistencia a la corrosión es comparable a la del cromo estándar y está determinada en gran medida por el espesor de la capa subyacente. Presenta buena estabilidad térmica, sin decolorarse por debajo de los 300 °C. El cromo negro se utiliza con frecuencia en piezas de instrumentos de aviación, equipos ópticos y como acabado protector y decorativo para paneles absorbedores de energía solar.

Proceso de cromado

La producción de cromo electrodepositado conlleva riesgos ambientales y de seguridad debido a la fácil generación de neblina de ácido crómico. Los operarios deben usar equipo de protección personal y todas las aguas residuales y gases de escape deben recibir un tratamiento riguroso para cumplir con las normas de vertido. El proceso típico incluye el alivio de tensiones previo al cromado, el desengrasado y el decapado, el cromado propiamente dicho y el alivio de la fragilización por hidrógeno posterior al cromado. Dependiendo del tipo de pieza y sus requisitos, algunos pasos pueden omitirse o modificarse.

1. El alivio del estrés: Este paso se centra principalmente en componentes de acero de alta resistencia propensos a sufrir tensiones internas. Las piezas se introducen en un horno para un revenido a baja temperatura que alivia las tensiones residuales introducidas durante la fabricación, evitando así la deformación o el desprendimiento del recubrimiento durante el proceso de chapado.
2. Desengrasado y decapado: Este proceso consiste en eliminar a fondo la grasa y los contaminantes orgánicos mediante soluciones alcalinas, seguido de un enjuague con agua. A continuación, la pieza se sumerge en una solución ácida diluida para eliminar la cascarilla de óxido y el óxido, activando así la superficie del metal base.
3. Recubrimiento de cobre: La capa de cobre sirve como capa base primaria, aprovechando sus propiedades niveladoras para rellenar pequeñas imperfecciones superficiales y proporcionar una capa de transición robusta para una adhesión superior de la capa de níquel posterior.
4. Niquelado: La capa de níquel proporciona la principal resistencia a la corrosión dentro del sistema de cromo, sirviendo como barrera protectora contra el ataque ambiental.
5. Cromado: La pieza se sumerge como cátodo en una solución a base de ácido crómico, y se aplica una alta densidad de corriente para electrodepositar la capa de cromo. El proceso es muy sensible a la temperatura del baño y a la densidad de corriente.
6. Alivio de la fragilización por hidrógeno: Dado que los átomos de hidrógeno pueden penetrar el sustrato de acero durante el chapado y provocar una rotura frágil, esta medida de seguridad esencial consiste en calentar inmediatamente el componente a baja temperatura para expulsar el hidrógeno atrapado, restaurando así la ductilidad y la tenacidad del metal base.
7. El secado: Finalmente, las piezas se secan con aire caliente o aceite deshidratante para eliminar por completo cualquier resto de humedad o solución de la superficie de la pieza y de los poros del recubrimiento, garantizando así la calidad estética final y evitando la oxidación secundaria.

Directrices de selección para el cromado

Al seleccionar el cromado para un componente, se deben observar los siguientes principios.

El cromo decorativo se utiliza para acabados protectores y decorativos en componentes interiores, tanto en ambientes generales como industriales. Siempre debe emplearse un recubrimiento multicapa de níquel o cuproníquel como capa intermedia.

El cromo duro se utiliza como capa protectora antidesgaste para componentes móviles de fricción. Se recomienda frecuentemente el uso de una capa intermedia de níquel o cromo opaco. Para su uso en entornos marinos adversos, se recomienda un tratamiento de sellado de poros posterior al cromado.

El cromado es adecuado para piezas que requieren:

• Alta reflectividad.
• Brillo decorativo duradero.
• Gran resistencia al desgaste.
• Restauración de las dimensiones de los componentes desgastados.
• Prevención de la adherencia o pegado a materiales como plásticos y caucho.

No se debe seleccionar el cromado para los siguientes componentes:

• Piezas que funcionan a temperaturas superiores a 650 °C.
• Piezas que funcionan con aceite mineral.

Acerca de Getzshape

Getzshape ofrece componentes con acabados de precisión que cumplen con las normativas internacionales, incluyendo soluciones de cromado duro y decorativo. Al cumplir con estándares como ASTM B177, garantizamos a los ingenieros una resistencia al desgaste superior, alta dureza y precisión dimensional para componentes críticos en todo el mundo. Contáctanos para comenzar tus proyectos.