Eletrodeposição de Ligas Metálicas Nobres para Fabricação de Jóias e Jóias Folheadas

Alexandre Lisboaa_{; Claudia Smaniotto Barin}b_*

Resumo

A eletrodeposição tem por objetivo melhorar a superfície de um substrato, onde a camada eletroformada terá varias funções, como aumentar a dureza, evitar ataques ao metal base (corrosão), melhorar a condutibilidade e resistência e, também é utilizada para fins decorativos. Neste segmento temos as indústrias de jóias e jóias folheadas. A proposta deste trabalho é conhecer o processo eletroquímico utilizado por essas indústrias. Serão avaliados os metais nobres, suas ligas, suas características e aplicações, como também serão conhecidos os substratos utilizados e o preparo que antecede o processo de eletrodeposição.

Palavras-chave: Ligas nobres. Eletrodeposição. Jóias folheadas.

Abstract

The aim of electroformed layer will have several uses such as increase the hardness, avoid attacks to the metal base (corrosion), and improve resistance and conductivity as well as decorative purposes. There are in this segment the jewel and leafed jewels industries. The proposal of this paper is to study the electrochemical process applied by these industries. It will be evaluated the noble metals, its alloys characteristics and applications as well as will be known the substratum used and preparation that foregoes the electrodeposition.

Key words: Noble alloys. Electrodeposition. Leafed jewels.

1 Introdução

Muitos objetos metálicos são submetidos às técnicas de tratamento de superfície antes de serem comercializados. Os propósitos desses tratamentos são os mais diversos, seja com finalidade decorativa ou para prevenção da corrosão.

O tratamento de superfície é aplicado em utensílios domésticos (talheres, abridores de latas, saca-rolhas, bandejas, etc.); artigos de escritório (clipes, tesouras, grampos, cilindros de foto copiadora etc.); artigos cirúrgicos e odontológicos (espátulas ou utensílios cirúrgicos); na arquitetura e construção civil (torneiras, porta-toalhas, maçanetas, esquadrias, parafusos etc.); nas indústrias automobilísticas, naval e aeronáutica (pára-choques, engrenagens, chassis, frisos, adornos, etc.); na vida social (jóias, bijuterias, fivelas de cintos, parte de calçados etc.) ou na obtenção de subcamadas para posteriores deposições de outros metais (WATANABE; LIMA-NETO, 2007).

O conceito de eletrodeposição de metais é empregado para definir a redução eletrolítica de um dado elemento, inicialmente na forma iônica, na superfície de um substrato metálico ou de natureza condu tora, como resultado da migração de íons

do metal de interesse em solução aquosa, sob a ação de uma corrente elétrica. Na eletrodeposição, utiliza-se uma célula eletrolítica contendo um eletrólito, constituído de sais iônicos do metal a ser depositado, também conhecido como banho. Os banhos mais utilizados em eletrodeposição são os inorgânicos, como os de cobre, cromo, estanho, níquel, zinco, bem como os de metais nobres (ouro, prata, ródio, platina, etc.) e ligas metálicas (SILVA; AFONSO; SOBRAL, 2008).

A eletrodeposição de metais envolve a formação de uma nova fase-eletroquímica e o seu crescimento, na qual as principais etapas são fenômenos interfaciais, tais como: o transporte de massa da/para a superfície e do/para o “bulk”; a transferência de elétrons e a adsorção (ad-átomos e impurezas), ativação de núcleos (ou nucleação); subsequente crescimento de cristais controlado pelos fenômenos interfaciais citados; interação de centros de crescimento - o efeito da sobreposição; crescimento de multicamadas (BOCKRIS; RAZUMNEY, 1967), conforme pode ser visualizado na figura 1.

A possibilidade de deposição simultânea de dois ou mais metais a partir de uma solução aquosa é a base para a eletrodeposição de ligas. Liga é o produto resultante da incorporação de um ou mais elementos (metálicos ou não) a um metal, efetuado com o objetivo de modificar alguma de suas propriedades ou atribuir-lhe propriedades novas. As propriedades de ligas eletrodepositadas são de particular interesse, pois a maior parte das ligas possui propriedades características mais interessantes para dadas aplicações do que os eletrodepósitos de seus constituintes (SANTANA; PRASAD; SANTANA, 2003).

Eletrodeposição de Ligas Metálicas Nobres para Fabricação de Jóias e Jóias

Folheadas

Electrodeposition of Noble Metallic Alloys for Production of Jewels and Leafed Jewels

a _{Discente do curso de Química Industrial - Universidade Norte do Paraná}

(UNOPAR).

b _{Doutora em Química - Universidade de São Paulo (USP).}

Docente da Universidade Norte do Paraná (UNOPAR). E-mail: claudia.barin@unopar.br.

* Endereço para correspondência: PR, 218 – Km. 1 - CEP 86702-000 – Arapongas - PR.

As ligas eletrodepositadas são estruturalmente similares às obtidas termicamente, consistindo de um depósito sólido, denso, coerente e macroscopicamente homogêneo.

Existem vários processos de deposição, dependendo do sistema eletroquímico e das propriedades do depósito. Entre as principais técnicas estão a deposição galvanostática, potenciostática, deposição espontânea (electroless) e deposição pulsada. Para todas as técnicas o tempo de deposição é que controla a espessura do depósito.

Segundo Munford (1998) a eletrodeposição é uma técnica de deposição que demonstra participar ativamente da evolução do conhecimento científico e apresentar respostas a diversas necessidades tecnológicas da sociedade.

A eletrodeposição é um dos métodos mais importantes para a produção comercial de revestimentos metálicos. No processo decorativo os banhos mais empregados na preparação são os de cobre e níquel, com posterior aplicação do metal nobre, exemplo: ouro, prata, platina e ródio (MACEDO, 2006). Assim, a eletrodeposição de metais preciosos tem importante fator de desenvolvimento nas indústrias, seja em componentes elétricos e eletrônicos como também nas aplicações decorativas como jóias, bijuterias, armações de óculos, metais sanitários e artigos para decoração em geral. O setor de bijuterias e folheados produz peças de metal, em geral ligas de zinco e estanho recobertas por camadas de metais nobres, como a prata e o ouro (SANTOS; YAMANAKA; PACHECO, 2005).

A camada eletrodepositada tem por finalidade a aparência estética da peça ou a resistência à abrasão, corrosão, entre outros, servindo de barreira física para uma superfície metálica, denominada substrato, e o meio corrosivo (SANTANA; PRASAD; SANTANA, 2003).

Muitos fatores influenciam o tipo de depósito formado: densidade de corrente; concentração dos íons (C_Mez+_);

agitação; temperatura; pH; outros cátions e ânions; agentes complexantes; inibidores e tipo de substrato.

Os aditivos utilizados em soluções eletrolíticas para a deposição de metais podem modificar profundamente as características dos depósitos (OLIVEIRA; TORRESI; TORRESI, 2000). Entre os principais tipos de aditivos encontram-se:

• Niveladores: são aditivos cuja função é atenuar as microirregularidades (rugosidades) presentes no substrato; • Abrilhantadores: são aditivos cuja função é dar brilho aos

depósitos;

• Agentes tensoativos: são aqueles cuja função é diminuir a tensão superficial na interface cátodo/banho de modo a evitar a formação de poros devido ao gás hidrogênio;

• Refinadores de grãos: são aqueles que têm a função de diminuir o tamanho de grão do eletrodepósito;

• Endurecedores: são aditivos que têm a propriedade de aumentar a dureza dos depósitos, etc.

A atuação de um aditivo envolve normalmente mais de uma função, como por exemplo, a de diminuir a tensão superficial, mas também refinar o grão e/ou dar brilho ao eletrodepósito.

Interação dos centros de crescimento (sobreposição)

⊝

⊝

⊝

⊝

massa por difusão

⊝

⊝

⊝

⊝

⊝

⊝

⊝

⊝

Figura 1: Algumas das etapas envolvidas no processo de

2 Substratos para a Produção de Bijuterias e Folheados

Dentre os principais substratos utilizados para a galvanoplastia de bijuterias e folheados, temos:

• Latão: metal amarelo constituído de uma liga de zinco e cobre, na proporção de 40% de zinco e 60% de cobre, podendo variar de acordo com a finalidade da peça. Seu ponto de fusão é geralmente acima de 1000ºC;

• Zamak: metal cinza claro, muito empregado na fabricação de acessórios para calçados, bolsas, roupas, mas pouco usado na fabricação de bijuterias. É constituído de uma liga de zinco, cobre e alumínio numa proporção de 95% de zinco, 3% de cobre e 2 % de zinco. Sofre corrosão em meio ácido. Seu ponto de fusão está entre 420 a 450ºC;

• Baixa fusão: também conhecida como liga 88, é um metal cinza mole, constituído de 88% estanho, 10% chumbo e 2% antimônio. É muito utilizado para bijuterias, por seu baixo custo. Seu ponto de fusão esta entre 270 a 300ºC;

• ABS: Material plástico metalizado por cobre ou níquel. Após a confecção das peças por uma injetora, tem-se o início do processo com a metalização química em tanques sequenciais de limpeza, ativação e cobreamento químico. Usa-se um catalisador a base de paládio para promover a deposição química na superfície do plástico, posteriormente a peça segue para um banho eletrolítico para promover um espessamento do depósito.

3 Tratamento da Superfície para a Eletrodeposição

Todo o processo galvânico é antecedido por um processo de limpeza da superfície do material, que tem por finalidade remover as sujidades ou materiais estranhos à superfície. Esse processo pode ser físico/mecânico, químico ou eletroquímico. Entre os processos mecânicos, temos o lixamento e o polimento em máquinas politrizes, vibroacabamento e tamboreamento.

O processo químico é bem mais complexo. Antes de o material receber a eletrodeposição, ele deve passar por esse processo, também conhecido como pré-tratamento.

O pré-tratamento consiste geralmente num sistema de tanques onde as peças são submersas em soluções que irão remover a sujidade, embora existam sistemas por aplicação por pistolas e vapor. Esses tanques são chamados de desengraxantes.

Os desengraxantes são utilizados de acordo com a superfície a ser limpa, sujidade a ser removida, grau de limpeza desejado, qualidade da água, custo da limpeza e o método de aplicação.

D’Amaro (2004) afirma que a preparação do substrato é um dos fatores essenciais do processo de eletrodeposição e que interfere diretamente no resultado final da peça. Além disto, segundo o autor, substratos tratados para melhorar a resistência à corrosão podem não atingir as expectativas ou especificações devido ao substrato não haver sido preparado de forma adequada.

As sujidades encontradas na superfície são variadas. Podem ser sólidas como pigmentos, abrasivos, partículas metálicas entre outras, mas geralmente são de natureza oleosa,

como graxa, óleos protetivos e lubrificantes utilizados nos processos de estamparia, além dos compostos utilizados para evitar oxidação do material e pastas utilizadas no polimento.

De modo generalizado os desengraxantes são soluções constituídas por substâncias que atuarão na superfície metálica promovendo as seguintes reações (D’AMARO, 2004):

• Dissolução: dissolve a sujidade no desengraxante;

• Molhagem: adição de produtos que reduzem a tensão superficial, facilitando a penetração da solução na sujidade, permitindo a ação dos componentes do desengraxante; • Saponificação: reações entre os compostos alcalinos

(presentes nos desengraxantes) e os óleos animais e vegetais presentes na superfície metálica;

• Emulsificação: solubilização de óleos minerais em meio aquoso por produtos orgânicos que contêm em uma extremidade um radical hidrofílico e em outra um hidrofóbico, ligando assim parte da molécula na água e outra parte no óleo, promovendo a limpeza da superfície;

• Sequestrantes ou quelantes: são produtos que atraem e formam complexos com os metais dissolvidos, a fim de que eles não interfiram no processo de desengraxe, depositando-se na superfície limpa;

• Defloculação: partículas coloidais carregadas eletricamente em suspensão. Na solução atraem partículas de sujidade de carga elétrica oposta. Quando a força de atração entre as partículas coloidais e a sujidade for maior que a força de atração entre a sujidade e a superfície, estas serão removidas da superfície e irão ficar em suspensão na solução do desengraxante.

Além da limpeza química o substrato pode receber o polimento ou desengraxe eletrolítico. Este polimento consiste na aplicação de corrente elétrica ao substrato a ser preparado com a finalidade de ajudar na remoção das sujidades leves e camadas de óxidos superficiais. A remoção se dá pela formação de hidrogênio (H₂) na superfície do cátodo e oxigênio (O₂) na superfície do ânodo. Este processo promove uma “limpeza fina”, permitindo uma melhor deposição, isenta de manchas e com boa aderência. O polimento ou desengraxante eletrolítico pode ser tanto catódico quanto anódico.

No desengraxante anódico, os substratos a serem polidos ou desengraxados são ligados como ânodos nos banhos de eletrodeposição, ou seja, no pólo positivo. Além da ação química da própria solução, a limpeza é promovida mecanicamente com o desprendimento do oxigênio na superfície da peça, que ajudará a retirar a sujidade da superfície. No desengraxante catódico, as peças são ligadas no cátodo (pólo negativo), promovendo a mesma ação do desengraxante anódico, porém o catódico tem mais eficiência pelo motivo de haver o dobro de hidrogênio em relação ao oxigênio, como mostram as equações abaixo:

H

O → 2H

_{+ ½ O}

2

+ 2e

(ânodo) (1)

2 H

O + 2 e

_{→ H}

4 Metais Nobres e as Indústrias de Folheados

Os metais nobres têm uma posição especial entre os metais. Com exceção da prata, eles não oxidam quando expostos à atmosfera. Devido às suas excelentes propriedades físicas e químicas tem importante papel na galvanoplastia.

Embora os processos de galvanoplastia tenham como foco principal proteger a superfície de substratos metálicos contra oxidações causadas por agentes agressivos, o processo pode, por outro lado, visar apenas o aspecto estético e decorativo do substrato (BOSCO et al., 2003).

Nas indústrias de folheados, que compreendem as bijuterias e semijóias, os principais banhos de deposição

são: ouro (douração), prata (prateação), níquel (niquelação) e ródio (responsável pela tonalidade branca do ouro branco). Atualmente estão sendo aplicados outros metais nobres, como paládio e platina, embora, numa pequena proporção.

A deposição de metais puros é exceção, na galvanoplastia de metais nobres, ela só ocorre quando peças muito pequenas precisam ser recobertas. Eles não se prestam ao processo eletrolítico e são recobertos por processos químicos de imersão que necessitam de uma pré-camada de níquel químico (AZEVEDO, 2004).

No caso específico das indústrias de bijuterias, as etapas de deposição são aplicadas conforme mostra o fluxograma 1, apresentado a seguir:

Fluxograma: Etapas da eletrodeposição aplicada à indústria de bijuterias

Banho

de Ouro

de Cor

Banho

Peça

Bruta

de Cobre

Banho

Banho de

Níquel

Banho de

Pré-prata

de Prata

Banho

Banho de

Pré-Ouro

Banho de

Ródio

Para que a deposição catódica ocorra de maneira eficiente é necessário que haja afinidade entre o metal que irá ser recoberto e o metal a ser depositado, isto explica a sequência acima.

Algumas das etapas do processo ocorrem em meio ácido, outras em meio alcalino sendo que no primeiro, a deposição apresenta maior brilho porque favorece a formação de uma camada mais lisa. Um inconveniente do meio ácido é que na interface entre o metal recoberto e o metal depositado podem ocorrer reações paralelas de oxi-redução durante o processo, fator este que dificulta a aderência adequada (BOSCO et. al., 2003).

A deposição em solução alcalina não apresenta este inconveniente, mas tende a formar camadas mais opacas devido ao fato dessas camadas serem compostas por cristais maiores (BOSCO et. al., 2003). Por isso, são adicionados abrilhantadores aos banhos alcalinos, sendo que estes têm

como função melhorar a aparência do depósito.

5 Eletrodeposição de Ligas de Ouro

O ouro é o principal componente das ligas de metais preciosos. Ele contribui para a resistência à corrosão da liga, pois apresenta a maior inércia frente às agressões de natureza corrosiva (SANTOS et al., 2002).

Várias ligas de ouro são utilizadas na indústria de jóias e semi-jóias. As ligas de ouro apresentam grande aplicabilidade, melhoram a dureza e contribuem para variações coloração (SÜSS et al., 1979).

Dentre os metais nobres, o ouro é o metal que possui mais tipos de ligas, sendo elas conhecidas como Quilates (K), estes são uma comparação entre a porcentagem de ouro e a pureza, como pode ser observado na tabela 1.

Tabela 1: Classificação das ligas de ouro em quilates

Pureza Kilates % de Au Aplicação Características

999,99 24 100 Lastros e investimentos Possui cor característica, _{maleabilidade e ductilidade} 916,66 22 91,6 Moedas, jóias, _{banhos de Cor Final} Melhor liga contra embasamento, _{é usado para definir a cor das jóias} 750,18 18 75 Jóias da Europa e Brasil Melhor liga comercial

585 14 58,5 Jóias da América do Norte Jóias eletroformadas 375 9 37,5 Jóias do Reino Unido Jóias eletroformadas

Pela tabela pode-se observar que as jóias confeccionadas possuem diferentes padrões de pureza, sendo as brasileiras e européias as de pureza mais elevadas. Outra observação importante, para as indústrias de jóias folheadas, se deve à liga 18K onde, nos banhos é utilizada a liga numa proporção de 75/19/6%, sendo a liga composta por Au/Cu/ Cd respectivamente. Esta utilização de metais não nobres representa uma economia de 25% de ouro no percentual utilizado, mas também altera o peso específico da liga, passando de 19,3g/cm3 _{(24K) para 15,5 g/cm}3 _(18K).

Somando o percentual economizado e a redução do peso específico, obtém-se uma vantagem em torno de 43% no custo final do depósito, considerando a mesma espessura e área coberta (SANTOS, 2006).

A característica principal das ligas de ouro, para uso em jóias folheadas, é a alteração da sua cor. Esta alteração é associada ao elemento presente na liga, conforme pode ser observado na tabela 2:

Tabela 2: Colorações das ligas de ouro em função da composição Metal Cor apresentada

Cobre ligas de amarelo para avermelhado, através de _{vermelho-pálido} Níquel ligas de amarelo para branco, através de amarelo-_pálido Cobalto ligas de amarelo para verde, através de alaranjado Cádmio ligas de amarelo para verde

Prata ligas de amarelo para verde Bismuto ligas de amarelo para violeta

Paládio ligas de amarelo para amarelo-claro Índio ligas de amarelo para azul-celeste Fonte: Foldes (1973)

A douração apresenta grande interesse, principalmente na fabricação de objetos de fantasia, de metais comuns e não nobres, pois, devido ao banho, o seu aspecto e valor melhoram consideravelmente. A douração geralmente é feita a partir de banhos de cianetos quentes. Mas existem também os banhos frios, que são poucos utilizados (SHAIKHZADEH, 2007).

Nas indústrias de jóias folheadas, os banhos de deposição de ouro são classificados em pré-ouro, ouro (folheação) e cor final. Os banhos de pré-ouro e cor final são os chamados banhos de deposição rápida e camada baixa. O banho de pré-ouro fornece a base de ancoragem para que camadas mais espessas de ouro sejam depositadas. Sua espessura não excede os 0,2 mícrons (SANTOS; YAMANAKA; PACHECO, 2005). Esse banho fornece um depósito de ouro 24K, que tem várias funções como: proteger o banho de folheação, assegurar a perfeita aderência da camada principal, melhorar a penetração e distribuição da camada posterior.

O banho seguinte, chamado de banho de ouro ou folheação, fornece camadas acima dos 0,2 mícrons e inferiores a 10 mícrons. Geralmente a camada é de 18 K, composta por 75% de Au, 19% Cu, 6% Cd, possui uma tonalidade amarelo-rosada

com uma dureza de aproximadamente 300HV (Vickers). O último banho é o chamado banho de cor-final. Neste banho entram sais de cádmio, cobre, prata ou cobalto que fornecem cores que vão desde o amarelo ao verde (SANTOS; YAMANAKA; PACHECO, 2005). A liga deste banho varia de 20 aos 23K dependendo da cor desejada. É aplicado não só em jóias folheadas (bijuterias e semijóias), mas também em jóias, pois a aplicação desse banho evita o embasamento da superfície.

A prata é colocada na liga como substituto ao ouro e, em concentrações adequadas, aumenta a dureza e a resistência à tração. A prata é um agente importante para neutralizar a cor vermelha provocada pelo cobre, realçando a cor amarela do ouro (SANTOS et al., 2002).

A ação do paládio é semelhante à da platina nas propriedades físicas e mecânicas das ligas. Entretanto, tende a elevar o ponto de fusão mais rapidamente do que a mesma adição de platina. Se adicionado em torno de 10%, o paládio elimina completamente a cor amarela do ouro, branqueando a liga (SANTOS et al., 2002).

Todos os banhos de ouro utilizam ânodos de inox que são inertes ao processo.

6 Eletrodeposição de Ligas de Prata

A prata é um metal nobre que se encontra frequentemente em estado nativo combinada com o ouro, estanho, cobre e a platina. É um metal de cor branca e fácil polimento, possui a maior condutividade elétrica e calorífica e uma grande capacidade de reflexão de luz, sendo ainda consideravelmente macia quando pura (PRAUS; TURICOVA; VALASKOVA, 2008). Possui resistência à água, ao ácido clorídrico e sulfúrico diluídos a frio, à maioria dos ácidos orgânicos, bases fortes e a quase todas as soluções salinas.

A prata é estável no ar e água puros, mas muda de cor sob ação de ozônio, sulfeto de hidrogênio ou ar com enxofre (GOEDERT; ROLDO; 2006).

A prata possui menos ligas que o ouro, mas nem por isso ela deixa de ter sua importância, sendo o metal nobre de maior uso industrial, notadamente nas peças de contato.

O cobre, o zinco, a platina e o paládio podem ser adicionados às ligas de prata para alterar as suas propriedades. Para melhorar a dureza da prata são adicionados metais para formar ligas duras, fortes e pouco propensas à fadiga.

Na sua liga com o cobre (92,5% de prata e 7,5% de cobre), adquire maior dureza e resistência, porém torna-se mais suscetível à oxidação.

A prata deposita-se de forma uniforme a partir de eletrólito com alta polarização elétrica. Geralmente, a prata é utilizada nas soluções em forma de complexos. Embora a prata forme complexos com uma série de ligantes, os complexos cianídricos são os mais utilizados.

Precedente à prateação recomenda-se o processo de pré-prateação para assegurar a perfeita aderência do depósito e

evitar as contaminações por transferência. Os banhos de pré-prateação contêm baixo teor de prata e relativamente alto teor de cianeto livre. A pré-prateação do aço geralmente é feita em duas etapas: a primeira, em solução contendo, além da prata, cobre, e a segunda, na solução convencional de pré-prateação.

Além de assegurar a boa aderência da prata do metal-base, a pré-prateação melhora a penetração e a distribuição da camada principal.

7 Eletrodeposição dos Metais do Grupo da Platina

Os demais metais nobres são chamados de metais do grupo da platina, que abrange a platina, o paládio, o ródio, o rutênio, o ósmio e o irídio não possuem muitas ligas. Nas indústrias de jóias folheadas estão sendo utilizados em pequena proporção os metais ródio, o paládio e a platina.

A platina é o metal mais duro utilizado pelos joalheiros, podendo ser usado nos trabalhos mais delicados e compostos de pedras. É um dos metais que menos reações químicas sofre com o passar do tempo (RIBEIRO, 2002).

O ródio é um metal branco acinzentado de excepcional resistência química, além de possuir elevada dureza, entre 800 a 900 vickers (HV). Sua aplicação vai desde as indústrias de jóias folheadas, fabricação de aparelhos óticos, armações de óculos e até na eletrotécnica.

O ródio pode ser depositado diretamente sobre prata, ouro, cobre, níquel e suas ligas. Sobre estanho, chumbo, zinco, cádmio, alumínio e ferro, deve-se utilizar uma camada intermediária com alguns desses metais já citados, mas preferencialmente sobre ouro e níquel, pois esses depósitos apresentam maior resistência à corrosão.

As camadas de ródio são obtidas a partir de soluções fortemente ácidas, geralmente a base de ácido sulfúrico. São empregados aditivos junto ao eletrólito para diminuir a codeposição de hidrogênio e a tendência à formação de fissura. Também é aplicado sobre peças de pratas para evitar o embasamento.

O paládio, um metal do grupo da platina, foi usado primeiramente para a jóia quando a platina foi declarada como um metal estratégico e reservada para o uso das forças armadas (RIBEIRO, 2002).

Como membro dos metais do grupo das platinas, o paládio compartilha muito dos atributos da primeira. É raro, hipoalergênico, de branco naturalmente brilhante, durável, de baixa densidade e puro. A baixa densidade significa que formas e volumes maiores e mais opulentos podem ser criados com o mesmo peso, permitindo uma grande flexibilidade no design. É ideal para brincos, colares e outras peças da moda onde a platina é muito pesada.

O paládio é geralmente usado na joalharia em uma liga 950, feita de 95% de paládio e 5% de rutênio, juntamente com mínimas quantidades de prata e gálio.

8 Eletroformação de Jóias

A manufatura de jóias tem longa tradição e tem sido desenvolvido novo método para a produção de jóias industrialmente. Existem quatro métodos importantes para a manufatura de jóias (ARNET; SANTOS, 1997): produção manual; produção por fundição; produção por estamparia; produção por eletroformação.

A eletroformação é uma técnica recente, a primeira patente para fabricação de jóias foi registrada em 1980 na Alemanha. A técnica consiste na deposição eletrolítica sobre um molde, geralmente de cera, onde no final do processo o molde é removido, ficando apenas a jóia oca (KUHN; LEWIS, 1988).

Dentre as principais vantagens deste processo temos:

• Pouco peso, tornando a jóia mais leve e confortável ao uso, principalmente brincos;

• O processo permite a reprodução de pequenos detalhes; • Utiliza menos etapas de produção, não utilizando muita mão

de obra;

• Não ocorrem perdas do metal precioso durante a fabricação; • Podem ser obtidas diferentes ligas de ouro, os mais usuais

são: 8, 9, 14, 18 e 24K;

• Atende aos requisitos de fineza e conformidade do mercado.

Antigamente a eletroformação era uma etapa complexa e longa. Os eletrólitos eram operados de 60 a 80ºC, que exigiam moldes feitos de ligas de baixa fusão. Hoje os banhos podem ser operados a temperaturas que variam de 38°C a 45ºC, permitindo o uso de moldes de cera. Essas melhorias implicam em processos menos complexos e mais rápidos. Uma peça eletroformada já pode ser produzida em 14 horas.

Para moldes de cera, são fundidos fios metálicos nas peças e estas serão recobertas com tinta à base de prata ou grafite para torná-las eletricamente condutivas. Após a secagem da tinta, as peças são imersas no banho de eletroformação para a deposição metálica, quando a espessura desejada é alcançada, as peças são removidas e lavadas. Para remoção da cera, pequenos furos são feitos nas peças e a cera é facilmente removida com o uso de solventes.

Os eletrólitos de eletroformação, diferentemente dos eletrólitos convencionais, são operados com uso de computadores, que monitoram a densidade de corrente, pH, e teor dos metais durante a fabricação. Os banhos são geralmente à base de cianeto, que depositam ligas de ouro-cobre-cádmio, variando na quilatagem e coloração. Outro processo cianídrico usa a liga ouro-prata, que possibilita a variação na quilatagem de 8 à 18K, são banhos mais rápidos e de um controle mais fácil.

Esse processo permite também a fabricação de jóias de 24K, com variação de 99 a 99,9%, a diferença neste processo é que a peça de ouro 24K é mais dura que o ouro fundido.

A eletroformação produz camadas de que variam de 0,1 a 0,2 mm de espessura. No caso do ouro 24K a espessura pode chegar a 0,25 mm (CORTI, 2003).

A eletroformação é um processo de eletrodeposição, assim como o banho, ou seja, a peça é o catodo imerso em uma

solução, onde está presente o metal a ser depositado, quando se aplica a corrente elétrica o metal presente na solução migra em direção ao catodo, fixando-se no mesmo. A figura 2 apresenta o esquema do sistema de eletroformação.

Fonte: Fowle (2009)

Figura 2: Esquema do sistema de eleformação de jóias

Tratamento de Superfíci, n. 136, p. 38, Mar. 2004.

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O processo de eletroformação ocorre da seguinte forma:

• Obtenção da matriz (pode ser uma peça em cera, metalina ou qualquer material que possa ser removido após o processo, através de calor ou ataque químico sem prejuízo para o material externo);

• Revestimento da matriz com material eletrocondutivo (no caso cera e materiais que não conduzem eletricidade); • Eletroformação (Banhos) (1ª camada de ouro, 2ª camada fina

de cobre para proteger a peça na retirada da matriz);

• Retirada da matriz (fazendo-se um pequeno furo no eletroforme, e aplicando-se calor ou imergindo em ácido nítrico (no caso do ouro), remove-se o interno, seja por corrosão ou pelo derretimento dele);

• Fechamento da peça (fechando-se o furo que permitia a retirada do interno);

• Acabamento da peça (lixa, polimento, soldagem de pinos, etc.).

9 Considerações Finais

As técnicas eletroquímicas de deposição apresentam grande aplicabilidade na indústria de jóias e bijuterias, possibilitando a obtenção de recobrimentos variados com características diferenciadas que melhoram a resistência e aspecto das peças.

A deposição de ligas metálicas de metais nobres possibilita a obtenção de artigos de joalheria de menor custo e maior durabilidade. Técnicas modernas como a eletroformação permitem ainda a produção de peças mais leves e de réplicas.

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