Cómo funciona el E-Coat

El sistema de galvanoplastia aplica una carga de corriente continua (CC) a una pieza metálica sin terminar sumergida en un baño de partículas de pintura con cargas opuestas. Esas partículas son atraídas hacia la pieza metálica, la pintura se deposita uniformemente y forma una película continua sobre toda la superficie, hasta que el recubrimiento alcance el espesor deseado. Con un espesor predeterminado, esta construcción de película aísla la pieza, cesa la atracción y el proceso se completa. Según la polaridad de la carga, la galvanoplastia se clasifica en anódica o catódica.

En la galvanoplastia anódica, la pieza a recubrir se considera ánodo. Con una carga eléctrica positiva, esta pieza atraerá partículas de pintura cargadas negativamente del baño de pintura. Durante el proceso anódico, pequeñas cantidades de iones metálicos migran hacia la película de pintura. Esta migración de metal puede limitar las propiedades de rendimiento del recubrimiento. El uso principal de los productos anódicos es en interiores o moderadamente en exteriores. Los recubrimientos anódicos son sistemas rentables que proporcionan un excelente control del color y el brillo.

En la galvanoplastia catódica, la pieza a recubrir se considera el cátodo. Con una carga eléctrica negativa, esta pieza atraerá partículas de pintura cargadas positivamente del baño de pintura. Con esta inversión de polaridad, se reduce considerablemente la cantidad de hierro que ingresa a la película de pintura curada, lo que mejora las propiedades catódicas. Los recubrimientos catódicos son de alto rendimiento con excelente resistencia a la corrosión que se formulan para una mayor durabilidad en exteriores.

¿QUÉ ES EL PODER DE PENETRACIÓN?

Tal vez el aspecto más beneficioso del proceso de galvanoplastia sea el "poder de penetración". Esta es la capacidad de los electrodos (ánodos o cátodos) para forzar partículas de tinta hacia cada superficie de la pieza seleccionada. El “poder de penetración” correcto permite un recubrimiento eficiente y absoluto sobre el producto.
Cada partícula de recubrimiento cargada en una solución E-coat busca el punto opuesto de mayor penetración. Al comienzo del proceso, esto podría estar en cualquier parte de la superficie limpia del metal. Sin embargo, a medida que las partículas recubiertas se depositan, pierden su carga y aíslan las pequeñas áreas que cubren. Luego, esta acción fuerza el recubrimiento suplementario hacia las superficies expuestas y proporciona una cobertura total.
Un acabado E-coat se construye a un ritmo muy uniforme. Cada capa de partículas de pintura se adhiere a la superficie de la pieza hasta que la naturaleza aislante del recubrimiento es suficiente para detener una mayor penetración. La profundidad de la formación de la película se puede controlar estrechamente regulando la tensión aplicada a la solución de recubrimiento.
A diferencia del recubrimiento por pulverización o en polvo, las zonas parcialmente cerradas y las esquinas interiores no se ven influenciadas por el efecto jaula de Faraday. Este es el fenómeno en el que los campos eléctricos repulsivos producidos a lo largo de las esquinas metálicas dificultan que el pulverizador penetre en los espacios interiores.
El «poder de penetración» del E-coat proporciona un acabado fuerte, completo y uniforme en el producto final. Los beneficios dan como resultado un uso reducido de pintura (debido a una capa más delgada) y, al mismo tiempo, ofrecen una resistencia a la corrosión incomparable.

ÁNODOS DE GALVANOPLASTIA INSOLUBLES

Una comparación con los ánodos de acero inoxidable.
El acero inoxidable es el material comúnmente elegido para los ánodos de galvanoplastia. Es relativamente económico y está fácilmente disponible. Pero el acero inoxidable tiene una desventaja importante: se disuelve durante el E-coat, lo que permite que el hierro ingrese al sistema de anolito o al tanque de pintura.

La Figura 1 ilustra el proceso de disolución, en el que el hierro del acero inoxidable reacciona con el ácido y el agua del anolito. La disolución ocurre porque el potencial eléctrico requerido para formar un óxido de hierro es menor que el requerido para iniciar la electrólisis del agua.
Efectos de los óxidos de hierro.
La liberación de óxidos de hierro en el sistema de anolito y/o el tanque de pintura puede causar problemas. En el sistema de anolito, la formación electrolítica de óxidos de hierro en la superficie del ánodo aumenta la resistividad del ánodo y afecta la densidad de corriente localizada. Y a solo 50 partes por millón (ppm), el hierro en el tanque de pintura puede cambiar el color de la pintura, especialmente la blanca y la beige. A 100 ppm, el hierro en las imprimaciones negras y grises utilizadas en carrocerías de automóviles reduce la suavidad de la capa. Esto reduce la suavidad de la capa de pulverización que sigue. Y como la ultrafiltración no elimina el hierro, el hierro queda recubierto con las piezas. Este alto contenido de hierro en la película de pintura aumenta el potencial de corrosión.

Anodos insolubles
El ánodo ideal no se disuelve y muy poco óxido de hierro ingresa al tanque o al sistema de anolito. Con un ánodo insoluble, la reacción durante el E-coat corresponde a la Figura 2.
Hay ánodos insolubles disponibles. En lugar de utilizar acero inoxidable, los ánodos insolubles tienen un material inerte en su superficie. Normalmente, este material inerte pertenece al grupo de los metales del platino o de los óxidos de estos metales. Para los ánodos de revestimiento electrónico, el óxido de rutenio es la opción más común.
Pero una lámina sólida de óxido de rutenio sería demasiado costosa para justificar su uso, por lo que solo se aplica una fina capa a la superficie de un sustrato de titanio. El titanio se utiliza debido a su resistencia a la corrosión, propiedades electroquímicas, disponibilidad y costo.

Bajo contenido de óxido de hierro y larga vida útil
Una celda anódica con un electrodo recubierto de óxido de rutenio prácticamente elimina la contaminación por hierro. La baja contaminación con hierro significa que no hay cambios de color y no hay peligro de reducir la resistencia a la corrosión de la pieza. Además, hay menos lodo en la celda del ánodo y no hay depósitos de hierro en la membrana. Consulte la Figura 3, que compara el contenido de hierro de dos sistemas de anolitos, uno con ánodos de acero inoxidable y el otro con ánodos de óxido de rutenio.
Aunque los ánodos recubiertos de óxido de rutenio cuestan más al principio en comparación con los ánodos de acero inoxidable, cuestan menos durante el ciclo de vida del ánodo. Espere que un ánodo de óxido de rutenio dure unas tres veces más que un ánodo de acero inoxidable. La vida útil típica es de tres años; con potencial de hasta siete años.

DATOS SOBRE LOS ÁNODOS:

• Los acrílicos catódicos son particularmente agresivos con los ánodos de acero inoxidable. Considere los ánodos insolubles.
• Cuando se introdujeron los ánodos insolubles en E-coat hace más de diez años, algunas personas dijeron que podían soportar el doble o el triple de densidades de corriente (amperios por pie cuadrado) en comparación con los ánodos de acero inoxidable. Si bien esto es cierto a voltajes bajos (100 voltios o menos), el alto voltaje del E-coat reduce esta capacidad. Un aumento del 25% en la densidad de corriente es más razonable.
• Como ánodos de acero inoxidable, las densidades de corriente excesivas y la exposición a cloruros reducen la vida útil de los ánodos insolubles. En tales condiciones, se puede utilizar un recubrimiento alternativo como el óxido de iridio.
• Además, manipule siempre los ánodos correctamente. Asegúrese de no desgastar la capa de óxido de rutenio del ánodo. Esto puede exponer el sustrato de titanio y reducir la vida útil del ánodo.