Conceptos básicos de piezas de aluminio anodizado: proceso, beneficios, consejos de diseño y aplicaciones   

El anodizado es uno de los acabados superficiales más comunes, ya que protege contra la corrosión, mejora las cualidades estéticas y resiste el rayado. El anodizado es un proceso de pasivación electrolítica para espesar la capa de óxido en la superficie del metal. Debido a que esta capa de óxido se produce naturalmente en las aleaciones de aluminio, el anodizado se aplica más comúnmente a las superficies de aluminio y aleaciones de aluminio. También existen procesos de anodizado para titanio, zinc, magnesio, niobio, circonio, hafnio y tantalio.

Cuando las piezas de aluminio se anodizan, tienen un exterior lustroso y duradero, lo que las hace más duraderas para su uso en diversas aplicaciones domésticas e industriales, como los utensilios de cocina y los sectores del automóvil. En este artículo, repasaremos una guía esencial que necesita saber sobre el aluminio anodizado.

¿Qué es el aluminio anodizado?

El aluminio anodizado es aluminio cuya superficie ha sido tratada para producir un acabado muy duradero. Es más agradable estéticamente y tiene propiedades anticorrosivas superiores. Podemos usar un proceso electroquímico para hacer aluminio anodizado. En este proceso, el metal se sumerge en un series de tanques, donde en uno de los tanques, la capa anódica crece directamente del metal mismo.

Dado que esta capa anodizada se forma a partir del propio aluminio, en lugar de pintarse o aplicarse sobre él, el aluminio anodizado es inmune al desconchado, la descamación y el desprendimiento, y es más duradero que cualquier otro material comparable. material del mercado. El aluminio anodizado es tres veces más duro que la materia prima y 60% más ligero que los metales de la competencia, como el acero inoxidable y el cobre.

Las piezas de aluminio anodizado son el material más utilizado y valioso en la fabricación de miles de productos industriales y domésticos. A pesar de tener efectos duraderos en sus propiedades, el proceso de anodizado conserva la apariencia natural del aluminio.

¿Cómo anodizar aluminio?

Antes de aprender a anodizar aluminio, es necesario comprender cómo funciona el anodizado. El proceso de anodizado parece complejo debido a los múltiples procesos electroquímicos que ocurren. Es bastante fácil y rentable. Los siguientes son los pasos generales en el proceso de anodizado.

How to anodise aluminum

Paso 1: Limpia el metal de aluminio y colócalo en una solución electrolítica.

El primer paso es limpiar adecuadamente el metal de aluminio, que luego se enjuaga a fondo. Posteriormente, el aluminio se coloca en una solución electrolítica compuesta principalmente de ácido sulfúrico o crómico. Una solución electrolítica es un líquido cargado eléctricamente que contiene varios iones positivos y negativos que conducen la carga por todo el medio.

Paso 2: Aplicar una corriente eléctrica directa y crear una reacción electroquímica.

Cuando se aplica una carga positiva al aluminio, actúa como ánodo, mientras que las placas suspendidas en la solución actúan como cátodo cuando se les proporciona una carga negativa. Al hacerlo, se forma un circuito eléctrico en la solución electrolítica, que transfiere corriente de carga positiva a negativa.

En el anodizado, los iones positivos fluyen hacia las placas cargadas negativamente a medida que pasa la corriente. Durante este período, los iones de oxígeno se separan del ácido electrolítico y se unen a la pieza de aluminio sumergida en la solución electrolítica. La unión de iones de oxígeno al aluminio da como resultado una capa gruesa de óxido de aluminio, que puede aumentar la durabilidad, mejorar la apariencia y aumentar la resistencia.

El anodizado de aluminio o cualquier otro metal se puede modificar cambiando la naturaleza del electrolito, la temperatura de fraguado, el voltaje utilizado para pasar la corriente y la composición de la solución electrolítica.

El siguiente video muestra cómo funciona el anodizado de aluminio:

¿Cuáles son los 3 tipos comunes de procesos de anodizado?

Según sus ventajas únicas y el ácido electrolítico utilizado, existen varios tipos de procesos de anodizado de aluminio. Los tipos comunes son anodizado con ácido crómico tipo I, anodizado con ácido sulfúrico tipo II y anodizado con capa dura tipo III (o anodizado duro).

Anodizado tipo I: anodizado con ácido crómico

El proceso de anodizado Tipo I emplea ácido crómico para formar una fina capa sobre la superficie de las piezas metálicas (hasta 0,0001 pulgadas). Aunque el Tipo I es el recubrimiento de anodizado más delgado de los tres tipos principales, aumenta la resistencia a la corrosión de las piezas.

El tipo I aparece considerablemente más gris y absorbe menos color cuando se tiñe, lo que restringe el uso de anodizado con ácido crómico como acabado decorativo. Sin embargo, canodizado de ácido rómico se puede teñir de negro para usar como revestimiento protector no reflectante en carcasas de componentes ópticos. Incluso el anodizado crómico teñido de negro parece más claro (más gris) que el anodizado negro sulfúrico tradicional.

Características del anodizado con ácido crómico:

  • Bueno para la vinculación.
  • No conductivo.
  • Se puede teñir de negro; otros colores no son prácticos.
  • Adecuado para piezas con tolerancias estrechas porque no cambiará el tamaño.
  • Adecuado para piezas y conjuntos soldados.

Aplicaciones de anodizado con ácido crómico:

  • Como imprimación o base de pintura.
  • Componentes aeroespaciales.
  • Componentes mecanizados de precisión.
  • Componentes y conjuntos soldados.

Anodizado tipo II - Anodizado con ácido sulfúrico

El método más utilizado para el anodizado es el proceso de ácido sulfúrico. El anodizado con ácido sulfúrico produce películas que varían en espesor de 0,0002 a 0,001 pulgadas. El espesor total del revestimiento producido es una penetración de 67% en el sustrato y un aumento de 33% sobre la dimensión inicial de la pieza. Es ideal para aplicaciones que exigen dureza y resistencia a la abrasión.

Cuando se realizan acabados coloreados sobre aluminio y sus aleaciones, la naturaleza porosa de las películas de ácido sulfúrico antes del sellado tiene una ventaja particular. El óxido de aluminio poroso absorbe los tintes de manera eficiente y el sellado posterior ayuda a evitar la pérdida de color en service. Algunos colores incluyen negro, rojo, azul, verde, gris urbano, marrón coyote y dorado.

Anodized color

Características del anodizado con ácido sulfúrico:

  • Más duro que el anodizado con ácido crómico.
  • Un acabado más claro permite más opciones de color cuando se tiñe.
  • Adecuado para aplicaciones que exigen dureza y resistencia a la abrasión.
  • Menos costoso que otros tipos de anodizado en términos de productos químicos utilizados, calentamiento, consumo de energía y tiempo requerido para lograr el espesor deseado.
  • El tratamiento de residuos es más sencillo que el anodizado crómico, lo que también ayuda a reducir los costes.

Aplicaciones de anodizado con ácido sulfúrico:

  • Herrajes mecánicos.
  • Componentes ópticos.
  • Armas militares.
  • Cuerpos de válvulas hidráulicas.
  • Recintos informáticos y electrónicos.

Anodizado tipo III: anodizado de capa dura (o anodizado duro)

Si bien el anodizado de capa dura generalmente se realiza en un electrolito a base de ácido sulfúrico, es sustancialmente más grueso y denser que el anodizado con ácido sulfúrico. En comparación con el Tipo II, produce una capa anodizada más gruesa (> 0,001 pulgadas). El anodizado de capa dura está diseñado para componentes de aluminio sujetos a aplicaciones de alto desgaste o ambientes corrosivos que requieren un recubrimiento más grueso, más duro y más duradero.

Además, puede ser valioso cuando se requiere un aislamiento eléctrico más excelente. Debido a que el anodizado de capa dura se puede desarrollar hasta varias milésimas en algunas circunstancias, es una opción viable para salvar daños o maquinado incorrectamente componentes

Características del anodizado de capa dura:

  • No conductivo.
  • Mejorar la resistencia al desgaste.
  • El acabado es más duro que el acero para herramientas.
  • Puede ser rectificado o lapeado.
  • Puede reparar superficies desgastadas en aluminio.
  • Mejore la superficie de las piezas para aplicaciones deslizantes.
  • Puede teñirse de negro; otros colores son menos decorativos.

Aplicaciones de anodizado de capa dura:

  • Cámaras
  • Engranajes
  • Válvulas
  • pistones
  • Piezas deslizantes
  • Escudos de explosión
  • Mecanismos de bisagra
  • Articulaciones giratorias
  • Placas de aislamiento

¿Qué proceso de anodizado debemos elegir para el Piezas de aluminio?

Teniendo en cuenta las diferentes aplicaciones de las piezas de aluminio, decidir qué proceso de anodizado utilizar es un paso bastante importante. Entonces, ¿qué proceso de aluminio anodizado deberíamos elegir? La siguiente tabla compara las diferencias entre el Tipo I, el Tipo II y el Tipo III.

Which Anodized Aluminum Process to Choose

Tipo i: El tipo I aplica ácido crómico a la superficie de las piezas metálicas para formar una capa delgada. Si bien el anodizado con ácido crómico es delgado, ofrece al aluminio la misma protección contra la corrosión que el ácido sulfúrico más espeso y el anodizado de capa dura cuando se sella correctamente. Por lo tanto, es ideal donde se requiere resistencia a la corrosión, como en la fabricación de piezas de airplane.

Tipo II: El tipo II aplica ácido sulfúrico para formar una capa superficial algo más gruesa sobre el aluminio. Se utiliza para fabricar bienes de consumo, componentes aeroespaciales, piezas arquitectónicas y utensilios de cocina.

Tipo III: El tipo III es similar al tipo II, pero la capa resistente a la corrosión resultante es más gruesa. Como resultado, el anodizado de capa dura es perfectamente adecuado para piezas que deben soportar temperaturas extremas y exposición química. Por ejemplo, el ejército usa el Tipo III para fabricar piezas de metal duraderas.

Estos tres tipos de procesos de aluminio anodizado tienen sus ventajas únicas en diferentes aplicaciones. Elegir uno depende principalmente de las condiciones reales de la pieza que necesita diseñar. Si aún no puede decidir qué tipo de anodizado es más adecuado para su proyecto, LEADRP está aquí para ayudarlo siempre.

¿Cómo se agrega color a las piezas de aluminio anodizado?

El anodizado es famoso por su pigmentación. Existen varios métodos para agregar color al aluminio anodizado, pero los dos más comunes son la coloración electrolítica y la coloración por inmersión.

Coloración electrolítica

La coloración electrolítica se ha utilizado para crear magníficos colores para piezas de aluminio anodizado durante la última década. Una vez anodizado el aluminio, podemos sumergirlo en otra solución que contenga sales metálicas para iniciar el proceso de coloración. Luego suministre la corriente al aluminio anodizado con poros, y las sales metálicas comienzan a llenar la base de los poros en el recubrimiento.

La pigmentación final y el tono del aluminio están determinados por las sales metálicas utilizadas. Por ejemplo, las sales de cobre producen un color rojizo. El método de coloración electrolítica es muy utilizado porque el resultado es resistente a los rayos ultravioleta y tiene efectos duraderos, ya que las sales se depositan en los poros.

Inmersión para colorear

La coloración por inmersión se puede utilizar para proporcionar una amplia variedad de colores. En primer lugar, podemos colocar la pieza de aluminio recién anodizado en una solución líquida de tintes orgánicos o inorgánicos. Después de que la capa porosa del aluminio haya absorbido el tinte, la superficie se burbujea en agua para inhibir la reacción posterior. El método de coloración por inmersión ofrece más opciones de color, pero el resultado final no es resistente a los rayos UV y se desvanece rápidamente con el tiempo.

Dip Coloring

¿Cómo obtienen las piezas de aluminio anodizado un aspecto metálico?

El aluminio anodizado tiene un aspecto "metálico" distintivo después de la coloración. Dos factores causan esto. 

#1 Cuando el aluminio se anodiza y colorea, el grabado electroquímico de los iones en el aluminio deja una superficie áspera. Los poros más profundos hacen que el revestimiento parezca más metálico y el color más duradero.

#2 La estructura cristalina tridimensional del óxido de aluminio refracta y refleja la luz natural de manera distintiva. La luz golpea el aluminio anodizado e interactúa de manera diferente con las partes metálicas coloreadas y sin color. Como resultado de sus interacciones con diferentes superficies, la luz que llega a tu ojo tiene diferentes longitudes de onda. Este claro reflejo de la luz le da al aluminio anodizado un aspecto metálico distintivo que el aluminio pintado no puede igualar.

How Does Anodized Aluminum Get a Metallic Look

¿Cómo sellar aluminio anodizado?

El sellado de aluminio anodizado es el proceso más crítico para obtener la durabilidad deseada y la funcionalidad mejorada del aluminio. Se utilizan varios métodos para sellar aluminio anodizado, incluidos alta temperatura, temperatura media y Sellado a temperatura ambiente o en frío.

Sellado a alta temperatura

Tradicionalmente, el sellado a alta temperatura emplea agua desionizada caliente, con o sin aditivos, o un baño de sal metálica a alta temperatura. Este baño logra su sellado a través de la hidratación del recubrimiento anódico, lo que hace que la capa porosa se hinche y se selle. El sellado en caliente producirá resultados tanto para aluminio anodizado sin color como para piezas coloreadas electrolíticamente. Mantener una temperatura de hasta 200ºF hace que este método de sellado sea algo costoso.  

El sellado a alta temperatura hace que las piezas requieran períodos de sellado y agua desionizada o destilada de alta calidad. Por lo tanto, este método hace que sea más posible sellar el carbón o la formación de flores. Algunos aditivos para baños de sellado en caliente permiten el uso de agua de calidad inferior a la desionizada y también evitan la obscuridad del sellado.

Sellado a temperatura media

El sellado a temperatura media lleva menos tiempo y se puede realizar a temperaturas de entre 20 y 30 °F, que es inferior a un sellado con agua caliente. Este método le brinda ventajas de energía y costo sobre el sellado con agua caliente. Aunque los baños de sellado a temperatura media pueden ser más difíciles de controlar analíticamente que el agua caliente, la prevención de la obscuridad del sellado y la apariencia uniforme del color los convierten en una opción bien equilibrada.

Sellado a temperatura ambiente o en frío 

Sellado a temperatura ambiente o en frío por lo general opera a 75-85ºF, y tiene una ventaja sobre otros métodos de sellado debido a su bajo costo y consumo de energía. El sellado en frío utiliza un producto químico de fluoruro de níquel para cerrar los poros mientras erosiona la superficie del revestimiento anódico. Este método de sellado mejora la adhesión y unión del aluminio anodizado y disminuye la probabilidad de formación de manchas en el sello. RSellado a temperatura ambiente o en frío es la mejor opción si se requiere un sello de la más alta calidad.

¿Cuáles son los beneficios del aluminio anodizado?

El aluminio es ampliamente utilizado debido a sus características ventajosas. Aunque no se oxida, es vulnerable a otras condiciones. Por ejemplo, puede sufrir deterioro debido a la exposición al oxígeno. Comparado con el aluminio estándar, el aluminio anodizado ofrece varios beneficios, tales como:

Atractivo estético

El metal anodizado imparte un atractivo estético a cualquier artículo. El aluminio anodizado tiene un nuevo tono plateado brillante cuando se deja natural y se puede anodizar en un acabado mate o brillante. Incluso puede elegir una textura a medida, como estuco, cepillado o tono guijarro, para darle a su producto una apariencia y sensación distintivas.

Mejorar las propiedades de los materiales

El aluminio es un material robusto, pero el proceso de anodización hace que su superficie sea mucho más duradera. El aluminio anodizado tiene una superficie tres veces más resistente que el aluminio estándar y es impermeable a astillarse, descascararse y pelarse, incluso cuando está coloreado. El producto nunca se oxidará, patinará ni se intemperizará. El aluminio anodizado es uno de los metales más duraderos y adaptables del mercado.

Seguridad

Debido a que el anodizado es una modificación natural del proceso de oxidación, no es peligroso para la salud humana. No es tóxico, no se descompone y tiene una alta estabilidad. El anodizado es un procedimiento químico, pero no genera subproductos peligrosos.

Consejos de diseño para anodizar aluminio

Puede que no sea un desafío aprender a anodizar piezas de aluminio. Sin embargo, los siguientes consejos harán que el proceso sea más fluido, especialmente si es un principiante. Aquí hay algunos consejos valiosos para ayudarle.

#1 Bordes y esquinas

Un consejo de diseño importante para el proceso de anodizado es asegurarse de que todos los bordes y esquinas de la pieza de trabajo tengan radios de al menos 0,5 mm. Además, debemos evitar las rebabas en los diseños de piezas. Estas consideraciones de diseño ayudan a evitar el sobrecalentamiento de la pieza de trabajo causado por una alta concentración de corriente eléctrica.

#2 Cuidado con las tolerancias

Si tiene la intención de anodizar su pieza de aluminio, debe tener en cuenta que el proceso agregará algo de grosor a la pieza porque el proceso de anodizado puede afectar las tolerancias de los componentes. Considere el anodizado Tipo I o Tipo II si se requieren tolerancias estrictas. También puede considerar la capa adicional durante la fase de diseño.

#3 Usar otro proceso de acabado de antemano

El anodizado es un proceso de pasivación electrolítica. Por ello, no produce los mismos resultados que el granallado o el pulido. Si una pieza de aluminio pieza mecanizada se anodiza inmediatamente, es probable que queden algunas marcas de máquina o arañazos en la superficie de la pieza terminada. Por consiguiente, si necesita una superficie acabado de la superficie mediante anodizado, puede ser ventajoso utilizar previamente el pulido, el granallado o un proceso mecánico de acabado similar. 

#4 Anodizado en lotes pequeños

Se recomienda anodizar sus componentes o productos de aluminio en pequeñas cantidades si los va a colorear. Esto asegura una mayor uniformidad del color, ya que puede ser difícil hacer coincidir con precisión un color de un lote al siguiente. La consistencia del color se logra mejor anodizando simultáneamente un pequeño lote de piezas pequeñas.

¿Cuáles son las aplicaciones para el anodizado de aluminio?

El anodizado es un proceso de acabado rentable y de alta calidad. Por lo tanto, es ampliamente utilizado en muchas industrias.

medicina y salud

Las propiedades antifúngicas y anticorrosivas del aluminio anodizado lo hacen ideal para equipos dentales y médicos. el equipo es común en departamentos de emergencia, quirófanos y consultorios médicos. Los instrumentos médicos y dentales requieren una desinfección regular; por lo tanto, el aluminio anodizado es el material de elección, ya que se puede volver a procesar sin descascarillarse ni oxidarse.

alimentos y envases

El aluminio anodizado es perfecto para las industrias de alimentos y empaque porque es resistente al agua, fácil de limpiar, no se descascara y es resistente a los hongos. En las industrias de alimentos y empaques, los usos típicos incluyen la fabricación de utensilios para hornear, parrillas, ollas, sartenes, equipos de cocina y máquinas para hacer hielo.

Productos electrónicos

El aluminio anodizado se utiliza para fabricar cientos de productos electrónicos críticos con una excelente resistencia a la temperatura. En la industria electrónica, el aluminio anodizado se utiliza en computadoras, teléfonos, sistemas de juegos y paneles solares.

Industria aeroespacial

El aluminio anodizado proporciona todas las propiedades requeridas por la industria aeroespacial, incluida la resistencia a la corrosión, baja densidad, resistencia a la descamación y durabilidad en entornos extremos. Incluso la NASA emplea aluminio anodizado para fabricar una amplia gama de equipos espaciales, como pasamanos y fijaciones.

Conclusión

Las piezas de aluminio anodizado son extremadamente resistentes y robustas. Debido a su capacidad para mejorar la resistencia a la abrasión y la corrosión, este proceso es perfecto para piezas que se utilizarán en condiciones hostiles. Y también ofrece un excelente aislamiento térmico para piezas metálicas. El aluminio anodizado hará que las piezas metálicas sean más duraderas que las piezas no tratadas. El revestimiento de anodizado es mucho más delgado que las pinturas y los polvos, pero proporciona una superficie mucho más resistente.

El aluminio anodizado puede ser una parte sorprendente de su proyecto o producto, ya sea que esté diseñando impresionantes rascacielos y estructuras, obras de arte, la última línea de vehículos de lujo o electrodomésticos de alta gama. El proceso de anodizado es seguro para el medio ambiente y ofrece un acabado con una belleza y una durabilidad inigualables.

LEADRP ha estado proporcionando anodizados service de alta calidad durante muchos años. Y se han construido plantas modernas para manejar proyectos de bajo volumen al mismo tiempo que proporcionan ciclos de producción a gran escala. Para ver si el anodizado es la mejor solución de acabado para su pieza o producto, póngase en contacto con el equipo de LEADRP. 

Referencia

1. anodizado De Wikipedia

2. ¿Qué es el aluminio anodizado?

3. El Consejo de Anodizadores de Aluminio

4. anodizado – De Anoplaca

5. Selección del mejor proceso de sellado de anodizado – De Acabado de Productos

6. Anodizado de aluminio – De hidro

Preguntas más frecuentes

El anodizado es un proceso electroquímico que transforma la superficie del metal en un acabado de óxido anódico decorativo, duradero y resistente a la corrosión. Aunque el magnesio y el titanio también se pueden anodizar, el aluminio es muy adecuado para el proceso.

La corrosión atmosférica se puede disminuir pero no erradicar mediante el anodizado de una superficie de aluminio. El anodizado produce una fina capa de óxido de aluminio que se deteriorará con el tiempo. Según el grosor y la calidad de la anodización, la superficie debería durar entre 10 y 20 años.

Ambos tipos de utensilios de cocina son seguros. Sin embargo, el acero inoxidable sigue siendo seguro en términos de deterioro, mientras que el aluminio anodizado puede reaccionar con alimentos ácidos si se daña el revestimiento.

La respuesta simple es sí, pero para soldar las extrusiones anodizadas, deberá eliminar la capa anódica alrededor de la soldadura, lo que no es estéticamente agradable.

Se recomienda limpiar las superficies anodizadas con una esponja abrasiva que no raye y un jabón suave. No se recomiendan los limpiadores ácidos o alcalinos fuertes porque pueden manchar o destruir el acabado.

Los avances tecnológicos en el proceso de anodizado han aumentado la consistencia del color del revestimiento anodizado; sin embargo, todavía puede haber algunas variaciones de una hoja a la siguiente.

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