Trattamenti Galvanici

DORATURA

Esistono molti metodi di doratura, ma quello elettrolitico è il più usato.
Gli elettroliti convenzionali sono alcalini a base di cianuro, ma si stanno affermando anche quelli del tipo acido.

La doratura e molto impiegata a scopo di nobilitare gli oggetti ornamentali e in tale settore si usano rivestimenti in generale sottili sufficientemente protettivi e conferenti particolari colorazioni alle superfici. doratura-consonniLa doratura è però impiegata anche in industrie di altro genere, quali quelle inerenti ai circuiti stampati, contatti elettrici, semiconduttori, raddrizzatosi, riflettori, tubi per vuoto, guide d’onda, componenti elettronici, parti di reattori, satelliti.

Gli spessori d’oro variano da 0,1 μm per scopi decorativi-protettivi a 1000 μm per oggetti elettroformati; la loro durezza ha un campo da 65 a 89 kp/mm² ma può raggiungere anche i 400 kp/mm² nelle elettrodeposizioni in lega con altri metalli. Per dorature sottoposte a pressioni sono sufficienti di solito durezze dell’ordine di 90 kp/mm².
Gli aspetti tribologici dell’oro e delle sue leghe, ossia le proprietà chimico fisiche e meccaniche delle superfici dorate in mutuo contatto e strisciamento con altre, assumono grande importanza in tutte quelle apparecchiatura nelle qua li incidono fenomeni di attrito, di usura e di lubrificazione.doratura-consonni2 In questi casi rilevanti sono anche la natura del substrato (metallo-base) e gli eventuali strati deposti sotto o sopra l’oro.

Di particolare interesse è, la deposizione di rodio su oro per migliorare la resistenza di quest’ultimo all’usura e alla corrosione sui connettori.
Metallo estremamente tenero e duttile, molto resistente alla corrosione, l’oro può venire depositato da un numero considerevole di soluzioni presentando di conseguenza proprietà molto differenti. Sulla base di queste proprietà, i bagni di doratura si possono cosi raggruppare:

  • Bagni al cianuro, che danno luogo a depositi di oro puro, molto teneri (40 VPH), per lo più usati a fini decorativi.
  • Bagni usualmente al cianuro, da cui l’oro viene depositato come lega (soprattutto Au/Cu, Au/Ni, Au/Ag), in tinte dal bianco al rosso, con durezze fino a 250 VPH e con eccellente resistenza all’usura, specie se contiene Sn o Sb.
  • Bagni acidi (pH 4-5,5) che forniscono depositi virtualmente puri (Co in tracce), lucidi, con durezze 110-115 VPH. Questi bagni presentano basso rendimento catodico e danno spesso luogo a depositi tensionati.
  • Bagni noti come «Neutral or acid fine gold processes», a base di citrati, fosfati, citrati fosfati (pH 6,2-6,8), che danno luogo a depositi per lo più .non porosi, con durezze 100 110 VPH.
  • Bagni di recente messa a punto di tipo acido, che danno a freddo depositi di particolare struttura (durezza 180 VPH), e di tipo alcalino senza cianuro, che realizzano depositi lucidi, duttili con durezze di 100-250 Vickers.

Si richiede spesso ai depositi di oro una certa durezza, ritenendo che un deposito duro resista meglio all’usura di un deposito tenero, per quanto non ci sia una relazione fra durezza e resistenza all’usura e/o all’abrasione e per quanto sia stato dimostrato che un deposito d’oro con durezza 200-250 HV si usuri più rapidamente di uno con durezza 100-150 HV. I depositi molto duri (450 VHN) sono per lo più fragili e stressati, criccano facilmente, presentano diminuita resistenza alla corrosione ed all’opacizzazione, impediscono il raggiungimento di elevate temperature a fronte di specifiche e dopo qualche tempo dal loro ottenimento si saldano male.
I depositi ottenuti da bagni convenzionali sono, ovviamente, più duri dell’oro ricotto (durezza ≥ 28 kg/mm²); con additivi (“induritori”) organici si arriva a durezze di 130 kg/mm²; la presenza di altri metalli aumenta la durezza variamente: con lo 0,5% di Sb si ha una durezza di 203 kg/mm²,Con l’1% di Ag di 115 kg/mm² con l’1,8% di Ni di 150-180 kg/mm².
La durezza di un deposito dipende, in ogni caso, dalla sua struttura e dalla natura e percentuale di impurezze o additivi (“induritori”) contenuti in esso; in ultima analisi dalla natura del bagno e dai suoi parametri di conduzione.
Ciò è stato ampiamente dimostrato da S. E. CRAIG e collaboratori che hanno studiato 14 differenti depositi di oro puro (24 k) ottenuti sia da bagni freschi che invecchiati, determinandone la densità, la resistività elettrica, la struttura (diffrazione ai raggi X e microscopia elettronica a scansione) e concludendo che purezza, microstruttura e densità apparente sono funzioni della composizione del bagno e del suo invecchiamento.

Come già detto, non vi è una diretta relazione fra durezza e resistenza all’usura, questa essendo legata alla struttura del deposito (es. nel caso delle leghe oro-rame), alla sua rugosità superficiale ed alla sua “tenacità” intendendo con quest’ultimo termine dn inglese toughness) ciò che in metallurgia viene chiamata potenza normale (working power) di un metallo e definito come il prodotto della resistenza a trazione per l’allungamento. Secondo FLUHMANN rivestimenti meccanicamente tenaci, con buona resistenza all’usura nonché alla corrosione e buone conducibilità elettrica e termica sono le leghe ternarie di oro a contenuto relativamente elevato dei due metalli non nobili.