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El chapado no electrolítico es una técnica de revestimiento químico utilizado para depositar una capa metálica sin utilizar una fuente de energía eléctrica externa para cargar el baño de recubrimiento. A diferencia de un chapado electrolítico, donde el metal se deposita en los objetos por una precipitación reductora mediante una corriente continua (CC), este método utiliza agentes reductores químicos para el chapado y por lo tanto, no requiere fuentes de energía continua, cátodos o ánodos. Solo se puede depositar una capa fina mediante el metalizado por desplazamiento o el metalizado por inmersión, en el que la pieza de trabajo se disuelve en una solución de metalizado y el metal de la solución se deposita a su vez en su superficie. El chapado no electrolítico generalmente se refiere a un proceso autocatalítico donde el metal se deposita únicamente sobre las superficies de la pieza con acciones catalíticas. Este método permite depositar una capa gruesa.
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En el caso del chapado no electrolítico utilizando hipofosfito como agente reductor, se obtiene un recubrimiento de aleación de Níquel-Fósforo (Ni-P), y una aleación de Níquel-Boro (Ni-B) si se utilizan compuestos de boro. Existen chapados no electrolíticos de Níquel, Cobalto, Paladio, Cobre, Plata y Oro, aunque los que se destinan a usos industriales prácticos son los chapados de Níquel, Cobre y Oro.
Niquelado no electrolítico
El chapado de aleación de Níquel-Fósforo (2~15%), que es el revestimiento más representativo de los chapados no electrolíticos, se utiliza en diversos campos de aplicación debido a sus excelentes propiedades mecánicas, eléctricas y físicas, con su capacidad para recubrir uniformemente componentes de formas complejas. Las propiedades se muestran en la siguiente tabla:
Son muchas las características que pueden esperarse del recubrimiento no electrolítico con aleaciones Ni-P. Las diferencias en las características se basan en los baños de revestimiento y sus condiciones, pero las diferencias se pueden aclarar clasificando el contenido de P (Fósforo) en los revestimientos mostrados en la siguiente tabla.
Los niveles bajos de Fósforo (P) tienen un recubrimiento duro y de buena resistencia al álcalis. Se adhiere bien a materiales especiales como ITO (óxido de indio y estaño), poliimidas y vidrio, por lo que se utiliza en componentes electrónicos, válvulas y revestimientos compuestos. El nivel medio de Fósforo (P) se ha utilizado durante mucho tiempo y suele representar el niquelado no electrolítico cuando se habla de él. Con un baño estable, se caracteriza por una precipitación rápida, buena adherencia y buena resistencia a la corrosión. El nivel alto de Fósforo (P) es conocido por utilizarse como recubrimiento base de sustratos para discos duros debido a que no es magnético. También se utiliza como material resistivo para resistencias cerámicas debido a su coeficiente de resistencia eléctrica a baja temperatura, así como para componentes resistentes a los ácidos.
Existen otros chapados de niquelado no electrolíticos con compuestos de hidruro de boro (normalmente DMAB Dimetil-amino-boro). Los chapados de aleación Ni-B difícilmente forman películas de oxidación en las superficies de revestimiento, por lo que no se decoloran cuando se someten a tratamiento térmico, tienen buena adherencia a la soldadura y una conductividad eléctrica muy baja en comparación con el chapado de aleación Ni-P. Pero como los baños son inestables, difíciles de gestionar y elevados en costo, se suelen utilizar en aplicaciones más especiales, como semiconductores y componentes electrónicos.
Tipos de chapados no electrolíticos
Oro: el chapado de aleación de oro y boro se utiliza para pequeños componentes eléctricos.
Plata: desde hace tiempo, este método se ha utilizado como reacción de espejo de plata en varios campos. Ejemplos de este chapado son el tratamiento conductor para dar a una matriz de electroformado la propiedad de conducción eléctrica; otro ejemplo es el acabado de espejo en la superficie interna de los termos.
Cromado: este revestimiento por desplazamiento a partir de cromo trivalente, no está diseñado para depositar una capa gruesa.
Aleación de cobalto: funciona como chapado magnético y se utiliza para aparatos de memoria. Este tipo de chapado incluye la aleación de cobalto-hierro-fósforo, la aleación de cobalto-tungsteno-fósforo, aleación de cobalto-níquel-manganeso, etc. También existe el chapado no electrolítico compuesto únicamente por cobalto, que se utiliza para aparatos de memoria de alta densidad.
Estaño: este método se ha utilizado durante mucho tiempo como estañado por inmersión. También se clasifica como revestimiento por desplazamiento y no está diseñado para formar una capa gruesa. Se utiliza para prevenir la oxidación temporalmente o mejorar la lubricación y la soldabilidad.
Cobre: hay dos métodos disponibles. Con el primer método, se puede depositar una capa de hasta 1 µm a temperatura normal. Con el segundo método, se puede depositar una capa de entre 20 y 30 µm en un baño de alta temperatura. El primer método se utiliza para el revestimiento de agujeros pasantes en placas de circuitos impresos o como tratamiento conductivo en el revestimiento de plásticos en general. El segundo se utiliza para la formación de circuitos impresos.
Paladio: este material de bajo costo con excelentes propiedades eléctricas se utiliza para puntos de contacto y conectores eléctricos como alternativa al chapado en oro.
Una de las características del niquelado no electrolítico es que la dureza aumenta aplicando un tratamiento térmico después del chapado. La dureza de Hv500 a 550 justo después del chapado se convierte en Hv800 y 1000 con un tratamiento térmico a 400 ℃. Aunque el niquelado no electrolítico puede aplicarse a la mayoría de los metales, plásticos y cerámicos, el revestimiento no se aplicará sobre determinados metales, como el estaño, plomo, zinc, cadmio o antimonio. Esto se debe a que el niquelado no electrolítico inhibe la acción catalítica en la deposición del metal. Además del recubrimiento con níquel-fósforo, también se utiliza una aleación de níquel-boro (1% de boro) para el niquelado no electrolítico. Este material es más caro, pero es la opción preferida para componentes eléctricos debido a su notable soldabilidad y resistencia al calor.
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