ES2199598T3

ES2199598T3 - Metodo y aparato para galvanoplastia.

Info

Publication number: ES2199598T3
Application number: ES99957077T
Authority: ES
Inventors: Charan Preet Singh Johal; John Carey
Original assignee: Dana Inc
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1998-06-12
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 2004-02-16
Anticipated expiration: 2019-06-10
Also published as: EP1088122B1; DE69906733T2; BR9911167A; ATE237009T1; JP2002518595A; EP1088122A2; US6485627B1; DE69906733D1; GB9812586D0; WO1999066106A2; WO1999066106A3

Abstract

Método para depositar por galvanoplastia un revestimiento metálico (16, 18) en por lo menos una parte de la superficie de un objeto (10; 204) , que incluye las siguientes etapas: colocar el objeto en un recipiente (30; 200), provisto de unos medios para permitir el acceso (38; 214) de fluido a un volumen interior, en el que dicho objeto está contenido, y unos medios para permitir la salida (40; 228) de dicho fluido; proveer dicho recipiente de unos medios anódico (42; 206) y catódico (58; 226) para que dicho objeto se vuelva catódico con respecto a un ánodo que se extiende hacia el interior de dicho volumen; disponer unos medios (38, 86, 100, 102, 90, 92, 94, 96, 98; 214) para que hacer que, por lo menos dos fluidos diferentes, inclusive por lo menos una solución galvanoplástica (96, 98), introducidos secuencialmente en dicho recipiente, circulen por dicho volumen interior y salgan del mismo, durante un período de tiempo suficiente para que pueda depositarse el grosor necesario de dicho revestimiento metálico, circulando dicha solución galvanoplástica de forma continua por el citado recipiente durante el depósito del citado metal, método caracterizado porque dicho recipiente está cerrado con respecto al medio ambiente, el objeto está contenido dentro del recipiente y porque los fluidos se almacenan en contenedores situados a distancia (96, 98) y se transportan hasta el recipiente, bombeándolos a través de unos conductos desde los contenedores de espera.

Description

Método y aparato para galvanoplastia.

La presente invención se refiere a un método y a un aparato, en particular, aunque no de forma exclusiva, para la electrodeposición de revestimientos metálicos sobre cojinetes lisos.

Los cojinetes lisos, como los que se utilizan como cojinetes de cigüeñal en motores de combustión interna por ejemplo, suelen tener forma semicilíndrica, y se suele utilizar un par de cojinetes, que forma un cilindro en tomo a cada muñón del eje. Cada cojinete semicilíndrico o semicojinete individual comprende por lo general dos o más capas: un material de refuerzo fuerte, como por ejemplo acero; un revestimiento de aleación para cojinetes, como por ejemplo una aleación de aluminio o cobre y, frecuentemente, un revestimiento "superpuesto" de una aleación metálica más blanda, a base de aleaciones de plomo, estaño, cadmio o zinc, por ejemplo, sobre el revestimiento de aleación para cojinetes, para conferir propiedades tales como deformabilidad e incrustabilidad de impurezas, por ejemplo.

En la actualidad, el método más utilizado para aplicar el revestimiento superpuesto consiste en la aplicación galvánica de soluciones que contienen iones de los metales requeridos en concentraciones adecuadas, junto con un ánodo inerte o fusible de la aleación correspondiente. En los procesos de galvanoplastia del estado de la técnica, los pares de semicojinetes se mantienen apilados en plantillas de posicionado que permiten el libre acceso de la solución galvanoplastia a los cojinetes. Las plantillas de posicionado se sumergen entonces en contenedores abiertos, que tienen diversos productos químicos adecuados para el proceso de galvanoplastia que se va a realizar. Un proceso de galvanoplastia típico del estado de la técnica puede comprender las siguientes etapas: sumergir inicialmente los cojinetes con plantilla en un contenedor de fluido de limpieza; llevar los cojinetes limpios, en su plantilla, hasta un contenedor de lavado por agua; sumergir los cojinetes lavados en un contenedor de decapado ácido; llevar los cojinetes decapados hasta un contenedor de lavado por agua; llevar los cojinetes lavados hasta un contenedor de niquelado; llevar los cojinetes niquelados hasta un tanque de lavado por agua; llevar los cojinetes lavados hasta un tanque para la electrodeposición de un revestimiento superpuesto de aleación; y finalmente llevar los cojinetes con el revestimiento superpuesto hasta un contenedor de lavado por agua. Por lo general, las etapas de transferencia entre los contenedores se realizan utilizando grúas o transportadores aéreos, con el resultado de que el fluido de un contenedor se sale de la plantilla cuando se eleva ésta, con las consiguientes salpicaduras y el riesgo de contaminación y daños para las personas que realizan el proceso. Hay que tener en cuenta que muchas de las soluciones de limpieza, decapado y revestimiento utilizadas comprenden unos productos químicos extremadamente tóxicos y dañinos, los cuales, además del riesgo que supone el contacto directo con las personas, también pueden producir humos nocivos.

Otra de las desventajas del proceso según el estado de la técnica es que gran parte del tiempo comprendido entre la colocación inicial de plantillas en los cojinetes hasta sacar los cojinetes revestidos de la plantilla se pierde en la transferencia de un contenedor a otro y en los tiempos de espera para el desagüe de las soluciones, en la medida de lo posible, con el objeto de minimizar la posible contaminación entre contenedores.

Otra de las desventajas de los sistemas de galvanoplastia en contenedores convencionales es que, aunque se suelen remover las soluciones galvánicas en el contenedor, la densidad de comente que se puede utilizar sin "quemar" el depósito superpuesto es relativamente baja, con lo cual los tiempos de galvanoplastia suelen ser relativamente elevados.

El documento GB-A-2 181 744 muestra un método para el revestimiento galvánico de una superficie interna de un objeto hueco mediante la utilización de un ánodo interno y rellenando el volumen interno del objeto con una solución galvanoplástica. Sin embargo, la solución galvanoplástica únicamente se cambia si se agota y si no se da ninguna indicación sobre las condiciones del proceso.

El documento US-A-5 750 014 describe un método y un aparato para la anodización, en el que los émbolos del motor se mantienen, parcialmente expuestos, en aberturas, en un contenedor de tratamiento por anodización y se bombean soluciones ácidas de anodización hacia y desde el contenedor de anodización. Sin embargo, el aparato no se puede adaptar a un proceso de depósito de metal, en el que las piezas a trabajar tienen que ser catódicas.

El documento GB-A-2 102 836, en el que se basa el preámbulo de la reivindicación 1, describe un aparato para la galvanoplastia de alta densidad de corriente. El contenedor galvanoplástico está abierto al medio ambiente y los objetos que se van a revestir se sumergen en el contenedor y se elevan dentro del mismo para permitir su desagüe antes de sumergirlos en un segundo fluido.

Unos de los objetos de la presente invención es presentar un método y un aparato para la galvanoplastia, en particular, aunque no de forma exclusiva, de cojinetes lisos. El método y el aparato resultan menos peligrosos para las personas que los métodos y aparatos existentes.

Otro de los objetos de la presente invención es ofrecer un método y un aparato para la galvanoplastia de cojinetes lisos que resulten más económicos y rápidos que los métodos y aparatos conocidos.

Otros objetos de la presente invención se irán viendo a partir de la descripción de la misma, que se hace a continuación.

Según un primer aspecto de la primera invención, un método para depositar por galvanoplastia un revestimiento metálico en por lo menos una parte de la superficie de un objeto, que incluye las siguientes etapas: colocar el objeto en un recipiente, provisto de unos medios para permitir el acceso de fluido a un volumen interior, en el que dicho objeto está contenido, y unos medios para permitir la salida de dicho fluido; proveer dicho recipiente de unos medios anódico y catódico para que dicho objeto se vuelva catódico con respecto a un ánodo que se extiende hacia el interior de dicho volumen; disponer unos medios para que hacer que, por lo menos dos fluidos diferentes, inclusive por lo menos una solución galvanoplástica, introducidos secuencialmente en dicho recipiente, circulen por dicho volumen interior y salgan del mismo, durante un período de tiempo suficiente para que pueda depositarse el grosor necesario de dicho revestimiento metálico, circulando dicha solución galvanoplástica de forma continua por el citado recipiente durante el depósito del citado metal, método caracterizado porque dicho recipiente está cerrado con respecto al medio ambiente, y porque los fluidos se almacenan en contenedores situados a distancia y se transportan hasta el recipiente, bombeándolos a través de unos conductos desde los contenedores de espera.

En el caso de recubrimiento galvánico superpuesto de semicojinetes por ejemplo, el método puede comprender, por lo general, las etapas de ensamblar los semicojinetes juntos, formando una pila generalmente cilíndrica o semicilíndrica dentro del volumen interior del recipiente; hacer pasar un fluido de limpieza a través del recipiente y pasado por lo menos los taladros de los cojinetes; luego, bombear agua a través del recipiente para quitar el fluido de limpieza; seguidamente, ácido para decapar la superficie sobre la cual se va a depositar la capa superpuesta; seguidamente, agua para eliminar el ácido residual y lavar los cojinetes; después, una solución galvanoplástica para depositar una capa fina de una "capa intermedia" como níquel o cobre sobre la superficie del cojinete para que actúe como barrera de difusión entre la aleación de recubrimiento del cojinete y la capa superpuesta; seguidamente, agua para quitar la solución galvanoplástica residual de la capa intermedia; luego, la solución galvanoplástica superpuesta para depositar la aleación misma; y finalmente, agua para eliminar todas las soluciones galvanoplásticas residuales superpuestas.

Hay que hacer hincapié en que la secuencia galvanoplástica antes citada es simplemente un ejemplo y que se pueden utilizar más o menos etapas diferentes de paso de fluido, según la aleación específica para cojinetes que se esté revistiendo, la composición de aleación de la capa superpuesta y la estructura resultante del cojinete que se desee.

En el caso de objetos cilíndricos o semicilíndricos, como por ejemplo cojinetes, el ánodo tiene forma alargada que se extiende hacia el interior del recipiente de galvanoplastia y puede ser generalmente coaxial con el eje del taladro del cojinete o con el eje del recipiente. Se ha comprobado que el método de la presente invención es por lo menos unas dos o tres veces más rápido que el proceso galvanoplástico convencional, en el que los cojinetes en su plantilla se mueven de un tanque a otro debido a las mayores densidades de corriente que se pueden utilizar para que pueda depositarse cierta cantidad de metal en menor tiempo. Se ha visto sin embargo que la velocidad de la etapa de depósito galvanoplástico puede incrementarse todavía notablemente, disponiendo unos medios para que la superficie del ánodo pueda moverse, por ejemplo por rotación, oscilación o vaivén.

En una realización del método de la presente invención, el ánodo presenta una rueda de álabes en una posición adyacente al dispositivo de entrada de fluido, de modo que la misma circulación del fluido hace que gire el ánodo. Cuanto mayor es el caudal del fluido, tanto mayor es la velocidad de rotación del ánodo.

En otra realización del método y aparato según la presente invención, el ánodo es accionado mediante un motor eléctrico, lo cual permite un control independiente de la velocidad del movimiento superficial del ánodo y del fluido.

La utilización de elevados caudales de fluido de galvanoplastia, como por ejemplo de 15 a 40 l/minuto aproximadamente, unido a la utilización de una superficie del ánodo que se mueve, permite unas densidades de comente mayores, del orden de aproximadamente de 5 a 100 A/dm^{2} en cualquier etapa del proceso de galvanoplastia utilizado, con lo cual se obtiene un recubrimiento rápido y un aumento global de la velocidad del proceso galvanoplástico, del orden de 4 ó 5 veces más rápido. En los procesos galvanoplásticos del estado de la técnica, las densidades de comente se limitaban aproximadamente a 7 A/dm^{2}, ya que de otro modo se producía la "calcinación" del revestimiento galvanoplástico, como mostraban los depósitos de negro de humo que se formaban en la superficie.

Se ha previsto poder utilizar eventualmente caudales del orden de 160 l/minuto, con lo cual se obtienen por consiguiente incrementos en las densidades de corriente de galvanoplastia y por lo tanto reducciones en los tiempos necesarios para el proceso.

Además de la ventaja de aumentar la velocidad del proceso galvanoplástico mencionado anteriormente, otra ventaja considerable que ofrece la presente invención es la de la seguridad, ya que las personas que trabajan con el proceso están separadas de los productos químicos que se están utilizando, debido a que estos están contenidos en el recipiente galvanoplástico y se almacenan en contenedores cerrados y situados a distancia, realizándose el transporte por bombeo del producto desde y hacia los contenedores de espera.

Según un segundo aspecto de la presente invención, de dispone de un aparato para depositar por galvanoplastia un revestimiento metálico sobre por lo menos una parte de la superficie de un objeto, aparato que comprende: un recipiente, provisto de unos medios para permitir el acceso de fluido a su interior, con el objeto mencionado contenido en dicho recipiente, y unos medios para permitir la salida de dicho fluido del recipiente; unos medios anódico y catódico para que dicho objeto se vuelva catódico con respecto a un ánodo que se extiende hacia el interior de dicho recipiente; unos medios para permitir que dicha solución galvanoplástica circule de forma continua durante el depósito del citado revestimiento metálico, caracterizándose el aparato por unos medios para suministrar a dicho recipiente, por lo menos dos fluidos diferentes, inclusive por lo menos una solución galvanoplástica, en una secuencia predeterminada; unos medios de control para controlar la circulación y la secuencia de estos, por lo menos dos fluidos diferentes en el recipiente; unos contenedores de espera, situados a distancia donde se encuentran por lo menos algunos de estos fluidos diferentes; unos dispositivos de suministro y control eléctrico para permitir el revestimiento galvánico del mencionado objeto; y porque dicho recipiente está cerrado con respecto al medio ambiente.

Los diferentes fluidos pueden mantenerse en contenedores separados, desde los cuales se pueden administrar y a los cuales pueden regresar, mediante un dispositivo de bombeo, en unos conductos que conectan el recipiente y los contenedores. Los fluidos pueden suministrarse al recipiente utilizando un dispositivo de control valvular adecuado, que permita iniciar y cortar la circulación hacia y desde el depósito, en una secuencia predeterminada.

El recipiente está cerrado con respecto al medio ambiente, con el fin de evitar la fuga de fluidos.

El depósito puede tener también un suministro de aire comprimido conectado para expulsar el grueso de los posibles fluidos residuales y reducir, de este modo, al mínimo la contaminación del agua de limpieza.

Los contenedores de fluido pueden disponer de dispositivos de control adecuados para garantizar que la concentración requerida de productos químicos, por ejemplo, se mantenga dentro de unos límites deseados.

El ánodo puede ser un ánodo inerte de metal como acero inoxidable o Hastelloy (nombre comercial), por ejemplo, o un ánodo fusible de la aleación que se va a depositar como revestimiento superpuesto, en el caso de cojinetes, por ejemplo aleación de plomo - estaño - cobre.

La velocidad del proceso galvanoplástico puede incrementarse considerablemente como se ha visto, haciendo que el ánodo se mueva durante el proceso. En una realización del aparato de la presente invención, el ánodo dispone de una rueda de álabes, accionada por el fluido entrante, según se ha indicado anteriormente. Sin embargo, la velocidad de rotación es controlada necesariamente, entre otros, por el caudal del fluido y por consiguiente la velocidad de rotación puede no ser óptima. El ánodo puede ser accionado alternativamente por un dispositivo de motor, como un motor eléctrico o de aire, por ejemplo, que dispone de un dispositivo de control de velocidad. El ánodo se puede hacer oscilar alternativamente alrededor de su eje o moverse en vaivén, en un sentido prácticamente paralelo a su eje o una combinación de ambos movimientos. Se cree que el incremento de la velocidad de revestimiento debido al movimiento del ánodo se debe a que se evita o limita la formación de capas de difusión alrededor del ánodo y se impide por lo tanto el paso libre de iones metálicos hacia el objeto que se está revistiendo.

De forma similar, los caudales elevados de electrolito garantizan que exista siempre un suministro reciente de iones metálicos en la superficie del objeto y evita que se estanquen en la superficie del mismo.

En una realización preferida de la presente invención, los fluidos se pueden introducir en el recipiente, en una dirección por lo general paralela al eje del recipiente, eje que es por lo general preferentemente vertical. La combinación del elevado caudal de fluido galvanoplástico y el hecho de que se mueva la superficie del ánodo, produce una turbulencia que evita la formación de una capa límite estancada de fluido galvanoplástico, adyacente a la superficie del ánodo y a la superficie del objeto que se está revistiendo, permitiendo por lo tanto la utilización de densidades de comente de revestimiento mucho más elevadas de lo que ha sido posible hasta ahora.

De preferencia, la sección transversal del ánodo puede ser de tal índole que cause turbulencia en la solución galvanoplástica durante el movimiento. Se pueden utilizar, por ejemplo, secciones transversales rectangulares o en forma de S.

Otra ventaja más del aparato y del método de la presente invención es que el espacio ocupado en el suelo se ve considerablemente reducido y los contenedores de espera se pueden colocar más cerca unos de otros y en posiciones alejadas y/o elevadas, lejos de las personas, con lo cual se mejora la seguridad así como la utilización de la zona de fabricación.

Para entender mejor la presente invención, se describirán a continuación algunos ejemplos, tomando como base las figuras adjuntas.

La figura 1 muestra una sección transversal normal al eje de parte de un cojinete típico, que se puede revestir galvánicamente utilizando el aparato o el método de la presente invención;

La figura 2 muestra una vista en perspectiva del cojinete de la figura 1;

La figura 3 muestra una vista vertical de un recipiente esquemático cerrado, que incorpora una plantilla para la galvanoplastia de cojinetes según una primera realización de la presente invención;

La figura 4 muestra una sección transversal del recipiente de la figura 3;

La figura 5 muestra un diagrama esquemático de aparato según la presente invención; y

La figura 6 muestra una sección transversal de parte de un recipiente de galvanoplastia según una segunda realización del aparato de la presente invención.

Se hace ahora referencia a las figuras, en las que se utilizará el mismo número para indicar las mismas características.

En la figura 2, el número 10 muestra un semicojinete para un motor de combustión interna, por ejemplo. Como se puede apreciar en la figura 1, el cojinete 10 comprende un fuerte refuerzo 12 de material, como acero por ejemplo; un recubrimiento de aleación para cojinetes 14 adherido al refuerzo 12; una capa intermedia 16; y un revestimiento superpuesto 18, que forma la capa real del cojinete que coopera con un muñón de eje (no mostrado). El fuerte refuerzo 12 puede tener cualquier grosor, desde 0,25 mm hacia arriba. La capa de recubrimiento de aleación para cojinetes 14 puede oscilar entre 0,25 y 1,5 mm aproximadamente de grosor y suele ser de aleación de aluminio o de cobre. La capa intermedia 16 suele ser níquel o cobre, muy fino, aproximadamente 1 ó 2 \mum y se encuentra presente como barrera de difusión para evitar o inhibir la difusión de los componentes de la aleación desde la capa superpuesta 18 hacia la capa de revestimiento de aleación para cojinetes 14 o viceversa. La capa superpuesta suele ser de aleación metálica muy blanda, por lo general aleaciones de: estaño, plomo o zinc y suele tener un grosor del orden de 15 a 30 µm. En la figura 2, no se puede verla capa intermedia 16.

El revestimiento de aleación para cojinetes 14 suele unirse al refuerzo 12 utilizando métodos no galvanoplásticos, por ejemplo fundición o unión por compresión de rodillo por ejemplo. La capa intermedia 16 y la capa superpuesta 18 se depositan por lo general sobre la superficie de la aleación de revestimiento por galvanoplastia.

La figura 3 muestra un recipiente parcialmente seccionado, cerrado 30 para la galvanoplastia de semicojinetes 10, como los mostrados en las figuras 1 y 2. El recipiente 30 comprende un cuerpo exterior 32, generalmente cilíndrico, que tiene un cierre en el extremo superior 34 y un cierre en el extremo inferior 36. El cuerpo 32 tiene una entrada para el fluido 38 y una salida para fluido 40. En el cierre superior 34, se ha montado 44, de forma que pueda girar, un ánodo 42 y en el cierre inferior 36, hay un cojinete inferior 46. Se ha fijado una rueda de álabes 50 al extremo inferior dei ánodo y está en la trayectoria del fluido entrante desde la entrada 38, que se encuentra desviada del eje del recipiente 52. Una escobilla de contacto eléctrico de fricción 56 está situada en el extremo inferior del ánodo, con el fin de proporcionar comente eléctrica mientras el ánodo gira en tomo a su eje. Un conector de cátodo 58 se extiende a través de la pared de la parte de cuerpo 32 para establecer contacto con la cara final 60 de una pila 62 de semicojinetes 10 (únicamente se muestra una), que se encuentran en contacto eléctrico entre si. El cuerpo 32 comprende dos semiporciones 70, 72, con una hendidura 74 de sentido axial a lo largo del diámetro del cuerpo. Cuando se utiliza una pila semicilíndrica 62 de cojinetes, la parte del semicuerpo 70 tiene un diámetro interno ligeramente inferior al de la semiparte 72, con el fin de mantener en su sitio los cojinetes 10 uniéndolos a las caras de junta 20 de los mismos.

La figura 5 muestra un diagrama esquemático de un aparato de galvanoplastia 80 según la presente invención. El aparato toma semicojinetes 10 de una línea de mecanizado 82, cargándose luego los cojinetes 10 (lo cual se indica con la flecha 81) en el interior de un recipiente 30 del tipo descrito con referencia a las figuras 3 y 4, utilizando para ello un dispositivo robótico 84. El recipiente 30 está conectado por su conducto de entrada 38 a un bloque de válvulas selector de entrada 86, que está a su vez conectado individualmente mediante conductos (indicados en todos los casos por el número de referencia 88) a un contenedor de suministro de agua de lavado 90; un contenedor de fluido de limpieza alcalina 92; un contenedor de fluido de decapado ácido 94; un contenedor de solución galvánica de capa intermedia 96; y un contenedor de solución galvánica de capa superpuesta 98. Los conductos 88, que unen el bloque de válvulas 86 con los diversos contenedores tienen válvulas (indicadas en todos los casos con el número de referencia 100), que permiten iniciar o detener la circulación del fluido. Se incluyen en los conductos 98 unas bombas de alimentación (indicadas en todos los casos con el número de referencia 102). También se dispone de un suministro de aire comprimido 104 para sacar los fluidos residuales del bloque de válvulas 86 y del volumen interior del recipiente 30, una vez que se han cerrado las válvulas 100 de un contenedor individual. El conducto de salida del recipiente 40 está conectado a un bloque de válvulas selector de salida 110, conectado a su vez por medio de unos conductos (112 en todos los casos) con el contenedor adecuado, conductos 112 que tienen en su interior unas válvulas (114 en todos lo casos) y unas bombas (116 en todos los casos). El recipiente tiene un suministro de energía eléctrica 120 y un sistema de control conectado al mismo para suministrar corriente para el galvanizado y controlar los bloques de válvulas 86, 110 para iniciar o finalizar la circulación de fluido, según se precise. Una vez terminado el proceso de galvanizado, los cojinetes recubiertos se trasladan (lo cual se indica con la flecha 130) desde el recipiente 30 hasta una estación de secado y engrase 132 utilizando el dispositivo robótico 84.

Durante el funcionamiento, las válvulas 100 y 114, en el circuito que contiene el contenedor de fluido de limpieza alcalina 92, se abren y se bombea fluido a través del recipiente 30 por medio de los bloques de válvulas 86, 110 para quitar la grasa y otros contaminantes de la superficie de los cojinetes que se va a revestir, haciéndose regresar al contenedor 92 por medio de la válvula 114 y el conducto 112. Una vez finalizada la etapa de limpieza, se cierra la válvula 100 pero la válvula 114 permanece abierta y se insufla aire comprimido desde el suministro 104 a través del bloque de válvulas 86, el recipiente 30 y el bloque de válvulas 110, tras lo cual se interrumpe el suministro de aire y se cierra la válvula 114. Se limpia entonces el recipiente con agua del tanque 90 utilizando las válvulas y bombas adecuadas. Estas etapas se repiten entonces con las válvulas correspondientes en los circuitos para el contenedor de decapado ácido 94; el contenedor de solución galvánica de capa intermedia 96; y el contenedor de solución galvánica de capa superpuesta 92 con unos procesos de lavado con agua entre cada etapa.

A continuación, se muestran tres tablas: tabla 1 y tabla 2, que muestran los detalles del proceso de deposición de una capa superpuesta de plomo / estaño / cobre y plomo / indio sobre superficies de cojinete con aleación a base de cobre, respectivamente; la tabla 3 ofrece los datos del proceso de deposición de una capa superpuesta de plomo / cobre / estaño sobre una aleación de aluminio. La columna de la derecha, en cada tabla, especifica la etapa particular del proceso de galvanoplastia y las columnas siguientes especifican la densidad de comente y el tiempo necesario para finalizar la etapa particular del proceso "de alta velocidad" de la invención y del proceso de galvanoplastia "convencional" utilizando contenedores separados como en el estado de la técnica.

TABLA 1 Capa superpuesta de plomo / estaño / cobre

Etapa del proceso	Alta velocidad	Convencional
1. Tratamiento previo A	10 A/dm^{2}, 1 min, 50°C	3 A/dm^{2}, 5 min, 50°C
2. Enjuague con agua fría	30 seg	2 mins.
3. Tratamiento previo B	3 A/dm^{2}, 30 seg. ambiente	3 A/dm^{2}, 30 seg. ambiente
4. Tratamiento previo C	30 seg. ambiente	1 min.
5. Enjuague con agua fría	30 seg.	2 mins.
6. Recubrimiento níquel	10 A.dm^{2}, 1 min, 50ºC min,	2 A/dm^{2}, 4 min. 50°C
7. Enjuague con agua fría	30 seg.	2 mins.
8. Recubrimiento plomo/estaño/cobre	45 A/dm^{2}, 1 min, ambiente	3 A/dm^{2}, 16 min., ambiente
9. Enjuague con agua fría	30 seg.	2 mins.
10. Enjuague con agua caliente	1 min. 90°C	1 min. 90°C
Tiempo total	7 mins.	35 mins. 30 seg.

Los tratamientos previos A, B y C, mencionados en la primera columna se refieren a tratamientos con ácidos y/o alcalinos, según convenga, para mejorar la adhesión de las capas depositadas. En este caso particular, se deposita una capa intermedia de níquel sobre la superficie del cojinete de aleación de cobre antes de depositar la capa superpuesta de plomo / estaño / cobre.

Como se puede ver en la tabla 1, las densidades de comente incrementadas que se pueden utilizar sin repercusiones perjudiciales y las reducciones de tiempo de cada etapa son considerables y suponen una reducción del tiempo total del proceso del 80%.

TABLA 2 Capa superpuesta plomo / indio

Etapa del proceso	Alta velocidad	Convencional
1. Limpieza alcali	15 A/dm^{2}, 1 min, 45°C	3 A/dm^{2}, 4 min, 45°C
2. Enjuague con agua fría	30 seg	2 mins.
3. Revestimiento plomo	25 A/dm^{2}, 1 min. ambiente	2.5 A/dm^{2}, 6 mins. ambiente
4. Enjuague con agua fría	30 seg.	2 mins
5. Activación	30 seg. 35°C	1 min, 35°C
6. Enjuague con agua fría	30 seg.	1 mins.

TABLA 2 (continuación)

Etapa del proceso	Alta velocidad	Convencional
7. Revestimiento indio	18 A/dm^{2}, 30 seg.ambiente	3 A/dm^{2}, 4 mins. 30°C
8. Enjuague con agua fría	30 seg.	2 mins.
9. Enjuague con agua caliente	1 min. 90°C	1 mins., 90°C
Tiempo total	6 mins.	23 mins.

De forma similar al proceso mostrado en la tabla 1, la tabla 2 muestra grandes incrementos de la densidad de corriente para las etapas de depósito de capa superpuesta, con las consiguientes reducciones de tiempo en cada etapa y una reducción global en el tiempo del proceso del 74%.

TABLA 3 Capa superpuesta plomo / estaño / cobre

Etapa del proceso	Alta velocidad	Convencional
1 .Tratamiento previo A	1 min. 70°C	2 min, 70°C
2. Enjuague con agua fría	30 seg	2 mins
3. Tratamiento previo B	45 seg., 45°C	1 min, 45°C
4. Enjuague con agua fría	30 seg.	2 mins.
5. Tratamiento previo C	15 seg. ambiente	30 seg.
6. Enjuague con agua fría	30 seg.	2 mins.
7. Activación	1 min. ambiente	1 min. ambiente
8. Enjuague con agua fría	30 seg.	2 mins.
9. Revestimiento níquel	10 A/dm^{2}, 1 min, 50°C	2 A/dm^{2}, 4 mins, 50°C
10. Enjuague con agua fría	30 seg.	2 mins.
11. Revestimiento plomo/estaño/cobre	45 A/dm^{2}, 1 min. ambiente	3 A/dm^{2}, 16 mins, ambiente
12. enjuague agua fría	30 seg.	2 mins
13. Enjuague agua caliente	1 min, 90°C	1 min, 90°C
Tiempo total	9.5 mins.	37.5 mins.

Al igual que ocurre con las tablas 1 y 2, es evidente que se pueden lograr reducciones sustanciales en el tiempo de galvanoplastia de aproximadamente 75% con el método de la presente invención, si se utiliza con aleaciones de aluminio.

La figura 6 muestra una sección transversal de una segunda realización 200 de un recipiente de galvanoplastia de un aparato según la presente invención. El recipiente 200 comprende una parte central 202, en la que se mantiene una pila de semicojinetes 204; una parte superior 205, en la que se encuentra el ánodo 206; y una parte inferior 208, que proporciona un cierre inferior para el recipiente y un soporte de cojinete 210 para el extremo inferior del ánodo 206. La parte de cierre inferior 208 está sellada con la parte central 202 utilizando unas juntas tóricas 212 y dispone también de una puerta de entrada de fluido 214, a través de la cual se introducen en el recipiente 200 todos los fluidos necesarios para el proceso de galvanoplastia. La parte superior 205 tiene una espiga cilíndrica 220 sellada al taladro 222 de la parte central por medio de una junta tórica 224 y un conector de cátodo 226, mediante el cual se establece una conexión eléctrica con los cojinetes 204. La espiga 220 tiene también una puerta de salida de fluido 228 conectada con un bloque de válvulas (no mostrado, aunque indicado con referencia a la figura 5). La puerta 228 tiene una superficie mayor que la puerta de entrada 214 y proporciona un vertedero eficaz. Aunque los caudales de los fluidos son relativamente elevados, los fluidos no se encuentran bajo ninguna contrapresión particular, salvo la ejercida por su altura de caída. El eje 230 del recipiente es prácticamente vertical, ya que esto evita la formación de bolsas de aire dentro del recipiente. El ánodo 206 está sujeto a un muñón metálico giratorio 240 conducido dentro de un cojinete de material plástico 242. El muñón es accionado por un motor eléctrico 244, que tiene control de velocidad y por consiguiente el muñón 240 activa el ánodo 206 en rotación. El extremo inferior del ánodo está soportado, en rotación, por el cojinete 210. Se suministra comente al ánodo mediante unos conectores 248, situados en un anillo de grafito 250 que roza con la parte de brida 252 del muñón metálico 240.

El funcionamiento del recipiente de la figura 6 es similar al descrito con referencia a las figuras 3 a 5. Sin embargo, la velocidad de rotación del ánodo 206 se controla independientemente del caudal de la solución galvanoplástica. La rotación del ánodo, unida al elevado caudal del fluido, produce turbulencias aunque no cavitación, evitando la turbulencia que se formen capas límites estancadas junto al ánodo y a la superficie del cátodo que se va a revestir. En a figura 6, la forma de la sección transversal del ánodo es la de una correa plana.

Es evidente que el proceso y el aparato de la presente invención ofrecen una considerable mejora en cuanto a la reducción del tiempo del proceso de galvanoplastia, así como mayor seguridad debido a que las personas que se ocupan del proceso y del aparato están prácticamente separadas de los productos químicos que se utilizan.

Claims

1. Método para depositar por galvanoplastia un revestimiento metálico (16, 18) en por lo menos una parte de la superficie de un objeto (10; 204) , que incluye las siguientes etapas: colocar el objeto en un recipiente (30; 200), provisto de unos medios para permitir el acceso (38; 214) de fluido a un volumen interior, en el que dicho objeto está contenido, y unos medios para permitir la salida (40; 228) de dicho fluido; proveer dicho recipiente de unos medios anódico (42; 206) y catódico (58; 226) para que dicho objeto se vuelva catódico con respecto a un ánodo que se extiende hacia el interior de dicho volumen; disponer unos medios (38, 86, 100, 102, 90, 92, 94, 96, 98; 214) para que hacer que, por lo menos dos fluidos diferentes, inclusive por lo menos una solución galvanoplástica (96, 98), introducidos secuencialmente en dicho recipiente, circulen por dicho volumen interior y salgan del mismo, durante un período de tiempo suficiente para que pueda depositarse el grosor necesario de dicho revestimiento metálico, circulando dicha solución galvanoplástica de forma continua por el citado recipiente durante el depósito del citado metal, método caracterizado porque dicho recipiente está cerrado con respecto al medio ambiente, el objeto está contenido dentro del recipiente y porque los fluidos se almacenan en contenedores situados a distancia (96, 98) y se transportan hasta el recipiente, bombeándolos a través de unos conductos desde los contenedores de espera.

2. Método según la reivindicación 1, donde se dispone de unos medios (50; 244; 240) para que el ánodo se mueva, por ejemplo, girando, oscilando o en vaivén.

3. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, donde se mantiene una pluralidad de objetos (10, 204) apilados cilíndrica o semi-cilíndricamente dentro del recipiente.

4. Método según la reivindicación 3, donde el ánodo (42; 206) tiene forma alargada y es prácticamente paralelo al eje (52; 230) de la pila.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el caudal del electrolito galvanoplástico es del orden de 15 a 40 l/min aproximadamente.

6. Método según la reivindicación 1, donde el caudal del electrolito galvanoplástico es del orden de 40 a 160 l/min.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la densidad de corriente galvanoplástica es del orden de 5 a 100 A / dm^{2} aproximadamente.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los fluidos se hacen circular desde los tanques de espera hasta el recipiente, y de regreso hasta los tanques.

9. Aparato para depositar por galvanoplastia un revestimiento metálico (16, 18) sobre por lo menos una parte de la superficie de un objeto (10; 204) , aparato que comprende: un recipiente (30; 200), provisto de unos medios para permitir el acceso (38; 214) de fluido a su interior, con el objeto mencionado contenido en dicho recipiente, y unos medios para permitir la salida (40; 228) de dicho fluido del recipiente; unos medios anódico (42; 206) y catódico (58; 226) para que dicho objeto se vuelva catódico con respecto a un ánodo que se extiende hacia el interior de dicho recipiente; unos medios (102) para permitir que dicha solución galvanoplástica circule de forma continua durante el depósito del citado revestimiento metálico, caracterizándose el aparato por unos medios (38, 86, 100, 102, 90, 92, 94, 96, 98; 214) para suministrar a dicho recipiente, por lo menos dos fluidos diferentes, inclusive por lo menos una solución galvanoplástica (96, 98), en una secuencia predeterminada; unos medios de control (120, 86) para controlar la circulación y la secuencia de estos, por lo menos dos fluidos diferentes en el recipiente; unos contenedores de espera, situados a distancia (90, 92, 94, 96, 98) donde se encuentran por lo menos algunos de estos fluidos diferentes; unos dispositivos de suministro y control eléctrico (120) para permitir el revestimiento galvánico del mencionado objeto; y porque dicho recipiente está cerrado con respecto al medio ambiente, y el objeto está contenido dentro del recipiente.

10. Aparato según la reivindicación 9, en el que el recipiente está adaptado para recibir objetos de forma cilíndrica o semi-cilíndrica.

11. Aparato según la reivindicación 10, en el que el ánodo (42; 206) tiene forma alargada y un eje (52; 230) que coincide prácticamente con el eje de los objetos.

12. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 9 a 11, en el que el ánodo tiene unos medios (50; 244; 240) para moverlo durante la galvanoplastia.

13. Aparato según la reivindicación 12, en el que el ánodo tiene un movimiento de rotación, oscilación o de vaivén.

14. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 12 ó 13, en el que el dispositivo para mover el ánodo es una rueda de álabes (50), accionada por la circulación del fluido a través del recipiente.

15. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 12 ó 13, en el que el dispositivo para mover el ánodo es un motor eléctrico (244).

16. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 9 a 15, que tiene también un suministro de aire (104) manejable, conectado a dicho recipiente.

17. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 9 a 16, en el que el ánodo es un ánodo inerte o un ánodo fusible de la aleación que se está depositando.

18. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 17, adaptado para el depósito galvanoplástico de un revestimiento superpuesto, según lo definido anteriormente, sobre un cojinete según lo definido anteriormente.

19. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 9 a 17, en el que el dispositivo de control para controlar la circulación de fluido está constituido por unas válvulas (100, 114).

20. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 9 a 19, en el que el caudal de los fluidos y la velocidad con que se mueve la superficie del ánodo se pueden controlar de forma independiente.