El acabado de superficies abarca una amplia gama de técnicas industriales que desempeñan un papel central en los procesos posteriores. Estos procesos de postprocesamiento tienen como objetivo en gran medida modificar la superficie de las piezas fabricadas, para conferirles determinadas propiedades y hacerlas más atractivas.
Hoy en día, el anodizado es uno de los procesos de tratamiento de superficies más importantes en el mecanizado CNC de aluminio. El anodizado es ideal para que el aluminio mejore su resistencia a la corrosión y sus cualidades estéticas. El anodizado duro mejora aún más las propiedades superficiales de las piezas de aluminio.
En este artículo aprenderá todo lo que necesita saber sobre el aluminio anodizado duro y las propiedades del anodizado duro. También explicaremos las diferencias entre el anodizado duro y el anodizado de aluminio normal.
¿Qué es el anodizado duro?
La anodización es un proceso electroquímico en el que se forma una capa de óxido anódico no conductor sobre la superficie de un metal no ferroso, principalmente aluminio. Este proceso hace que el aluminio sea más duradero, decorativo y resistente a la corrosión, lo que permite su uso en diversas piezas terminadas en diferentes industrias manufactureras.
El anodizado duro, también llamado anodizado de capa dura, es una forma de anodizado de aluminio. Más específicamente, implica refinar aluminio formando una densa capa anódica de óxido de aluminio en la superficie del metal mediante electrólisis.
Además, el anodizado duro sincroniza completamente partes del material base de aluminio con el revestimiento del ánodo, creando una unión de alta resistencia con una superficie más gruesa.
Además, el aluminio anodizado duro mejora ciertas propiedades de los materiales de aluminio tratados, lo cual es importante en muchas industrias. Estos incluyen resistencia a la abrasión y a la corrosión, dureza de la superficie, aislamiento térmico y eléctrico, propiedades de deslizamiento y cualidades estéticas.
Anodizado duro de aluminio
El anodizado duro crea una capa de óxido controlada en las piezas anodizadas. Este proceso ofrece ventajas significativas, incluidos beneficios económicos y una vida más larga que el anodizado duro.
Además, es posible que desees saber cómo anodizar aluminio. Consulte los pasos para anodizar aluminio duro a continuación:
Pretratamiento
Este es el primer paso en el anodizado del aluminio. El componente de aleación de aluminio se limpia y desoxida suficientemente aplicando una superficie brillante o satinada. De esta forma se eliminan la grasa y la suciedad superficial.
El acabado satinado utiliza un ligero relieve para crear una superficie mate uniforme y atractiva. Este proceso también elimina los defectos de la superficie del material de aluminio con una solución caliente de hidróxido de sodio.
El acabado brillante implica el uso de una mezcla concentrada de ácido fosfórico y nítrico para crear una superficie casi lisa como un espejo. Esto suaviza y limpia la superficie de aluminio.
Proceso de anodizado duro
En general, el anodizado duro se produce mediante la reacción electroquímica del aluminio con oxígeno. Además, el proceso requiere el uso de ácido sulfúrico y bajas temperaturas del baño. Descubrirá que el ácido sulfúrico es el electrolito más común para el anodizado duro Tipo III (3). A continuación se detallan los procedimientos para el anodizado duro del aluminio:
i.Primero, la pieza de aluminio se coloca sobre una rejilla para hacer el ánodo y luego se sumerge en una solución de ácido sulfúrico. El baño de ácido sulfúrico contiene entre 180 y 200 gramos de ácido por litro y pequeñas cantidades de partículas de aluminio disueltas.
ii. Entonces las burbujas de aire penetran en el ácido. Este movimiento de la burbuja de aire hace circular la solución de ácido sulfúrico.
III. Además, la circulación ayuda a enfriar el ácido sulfúrico a una temperatura cercana al punto de congelación. Por tanto, el oxígeno para la reacción de anodizado duro procede del baño de ácido sulfúrico.
4. A continuación, el oxígeno se combina con el aluminio y forma una película de óxido mensurable. Esto ocurre cuando se aplican voltajes de aproximadamente 100 voltios o más a una densidad de corriente de 24 a 40 amperios por pie cuadrado.
Se aplica corriente continuamente hasta que se forma el espesor de óxido deseado. Las temperaturas de funcionamiento en el punto de congelación del agua se mantienen entre -2 y 0 °C.
sierra. Tenga en cuenta que este recubrimiento está unido químicamente al sustrato para formar un anodizado duro.
El espesor del anodizado duro varía de 0,0005 a 0,006 pulgadas (13 a 150 micrones), dependiendo de la aleación de aluminio. Además, la formación de películas gruesas requiere un mayor voltaje y un procesamiento controlado en tanques de enfriamiento.
Revestimiento duro versus revestimiento duro Anodizado regular de aluminio: ¿Cuál es la diferencia?
En general, existen tres tipos de anodizado de aluminio. Estos son:
- El tipo I está anodizado con ácido crómico.
- El tipo II es anodizado con ácido sulfúrico convencional.
- El tipo III es anodizado duro
Entonces, ¿cuáles son las diferencias entre el anodizado duro y el anodizado de aluminio normal?
Vea las diferencias a continuación:
1. Espesor
El aluminio anodizado duro es más grueso que el aluminio anodizado normal. En consecuencia, esta superficie más gruesa le da al aluminio anodizado duro un acabado más resistente a la corrosión y al desgaste.
Descubrirá que el anodizado duro Tipo III produce espesores de 13 a 150 micras. Por el contrario, el anodizado Tipo I produce una capa delgada de aproximadamente 2,54 micrómetros de espesor, mientras que el aluminio anodizado Tipo II tiene espesores de 5,08 a 15,24 micrómetros.
2. Sello
Normalmente, el aluminio anodizado duro no está sellado debido a su superficie más gruesa. Esto aumenta la durabilidad y la resistencia al desgaste del revestimiento anodizado duro. Esto reduce la necesidad de selladores en la aplicación técnica del anodizado duro.
Por el contrario, el anodizado de aluminio normal se sella para cerrar los poros durante la conversión a óxido de aluminio. Por lo tanto, este proceso de sellado proporciona al anodizado estándar una capa protectora sólida contra la corrosión. Además, los recubrimientos anodizados regulares son menos duraderos y resistentes al desgaste que el anodizado duro. Por tanto, se recomiendan para piezas que necesiten ser resistentes a la oxidación.
3. Apariencia
Descubrirá que el color del aluminio después del anodizado duro depende principalmente de las aleaciones de aluminio y del espesor del recubrimiento. Por lo tanto, existen dos clases principales de anodizado duro según su apariencia. Estos son:
Clase 1 (incoloro) : algunas series de anodizado duro adquieren un color gris intenso o negro, mientras que otras parecen más gris bronce. Esto significa que este tipo de recubrimiento incoloro generalmente no es decorativo ni tiene un color uniforme debido a su color oscuro.
Clase 2 (de color) : en la mayoría de los casos, el color negro se utiliza para el anodizado duro para lograr una apariencia atractiva y uniforme.
Sin embargo, puede colorear el anodizado normal como el Tipo II en casi cualquier color. Por lo tanto, encontrará que este tipo de anodizado de aluminio se puede decorar fácilmente con apariencias adecuadas, haciéndolo más atractivo.
4. Aplicaciones
Debido a la mayor dureza del anodizado duro y otras propiedades superficiales mejoradas, los diseñadores lo utilizan a menudo para productos o piezas que requieren superficies resistentes al impacto y al desgaste. Esto incluye sistemas hidráulicos, utensilios de cocina, pistones y algunos materiales de construcción. El aluminio anodizado normal, por otro lado, se utiliza a menudo en piezas arquitectónicas y de automoción.
Importancia del sellado de anodizado duro
El sellado de aluminio anodizado sigue siendo esencial. Además, ayuda a destapar los poros que absorben la suciedad, las manchas, el aceite y la grasa. La presencia de estas sustancias a menudo hace que el revestimiento anodizado se vuelva pegajoso. Por lo tanto, el sello proporciona una capa protectora más fuerte.
De todos modos, hay ciertos factores que debe considerar al sellar anodizado duro. Por lo tanto, tenga en cuenta que la aplicación del componente de aluminio anodizado duro determina principalmente la importancia del sello anodizado duro.
Por ejemplo, si planea utilizar principalmente aluminio anodizado duro para piezas que deben ser resistentes al desgaste o la abrasión, es mejor dejar el revestimiento duro sin sellar. Porque el revestimiento duro y grueso mantiene su durabilidad y resistencia al desgaste incluso sin sellar. Por otro lado, si utiliza aluminio anodizado duro para piezas que deben ser resistentes a la corrosión o una combinación de resistencia a la corrosión y al desgaste, deberá sellar el acabado anodizado duro.
El sellado se puede realizar con agua desionizada, dicromato de sodio, politetrafluoroetileno (PTFE), acetato de níquel o una combinación de estos productos químicos. Generalmente, el sellador se aplica sobre anodizados duros coloreados para evitar la erosión del color.
Propiedades y características del anodizado duro.
El anodizado duro tiene propiedades específicas adecuadas para diversas aplicaciones. Consulte algunas de las propiedades y características del anodizado duro a continuación:
1. Propiedades eléctricas
Las piezas de aluminio anodizado duro tienen una excelente resistencia eléctrica. Además, los recubrimientos anódicos tienen excelentes propiedades de aislamiento eléctrico debido a sus tensiones de ruptura. Además, la resistencia eléctrica de una película anódica típica está entre 1011 y 1015 ohmios. Por lo tanto, dependiendo de la aleación de aluminio, el recubrimiento de óxido de aluminio resultante del anodizado duro es menos conductor de electricidad.
2. Resistencia al calor
El aluminio anodizado estándar convencional tiene buenas propiedades de aislamiento térmico. Sin embargo, el aluminio anodizado duro tiene una resistencia al calor mucho mejor. Por lo tanto, es adecuado para piezas donde es fundamental una buena disipación del calor. Además, debido a la naturaleza inerte del recubrimiento, el anodizado duro puede soportar temperaturas más altas de hasta 2000°C en el corto plazo.
3. Dureza y resistencia al desgaste
La dureza de un revestimiento anodizado duro varía según la aleación de aluminio seleccionada. El anodizado normal con una capa más blanda tiene una dureza de aproximadamente 200 a 400 HV y, por lo tanto, es adecuado para fines decorativos. Por otro lado, un revestimiento anodizado duro típico tiene una dureza constante de aproximadamente 400 a 600 HV en toda la sección transversal de la pieza de aluminio. Esto hace que los recubrimientos duros sean adecuados para aplicaciones técnicas.
La resistencia al desgaste de los componentes de aluminio anodizado duro también es comparable a la del cromo duro y al acero rápido. Esto significa que las capas anodizadas duras son diez veces más resistentes al desgaste que las capas anodizadas convencionales.
4. Resistencia a la corrosión
El anodizado duro puede crear capas gruesas de piezas de aluminio anodizado duro, aumentando su resistencia a la corrosión. Además, el espesor del anodizado duro varía según el material de aluminio. Por lo tanto, cuanto más gruesa sea la película anodizada dura, mejor será su capacidad para resistir la oxidación.
5. Color
Los componentes de aluminio anodizado duro tienen diferentes colores según el componente de aluminio y el grosor del revestimiento duro. Algunos anodizados duros pueden aparecer de color gris oscuro o gris bronce en su forma incolora. Además, también están disponibles en color completamente negro y en versión colorida.
Especificaciones estándar para anodizado duro
A continuación se detallan algunas de las especificaciones estándar para el aluminio anodizado duro:
- MIL-A-8625, Tipo III
- AM 2469
- ASTM B580, tipo A
- ISO 10074
- MIL-A-63576 (sellado con PTFE)
- AMS 2482 (sellado con PTFE)
Áreas de aplicación del recubrimiento anodizado duro
El anodizado duro se utiliza en diversas industrias debido a su durabilidad, facilidad de mantenimiento y estética. Estas industrias incluyen la médica, la fabricación de alimentos, la militar, la fabricación de automóviles, la vivienda, la ingeniería eléctrica, la ingeniería mecánica, la petroquímica, la aviación, la robótica, etc.
Más específicamente, el anodizado duro se utiliza para componentes como pistones, culatas de cilindros, palancas, placas calefactoras y aislantes, discos de levas, rodillos de rodamiento, instrumentos quirúrgicos, boquillas, válvulas, engranajes, protectores contra explosiones y más.
Concluyendo
El anodizado duro sigue siendo uno de los procesos de acabado del aluminio más importantes en muchas industrias manufactureras. Además, el anodizado duro imparte propiedades mejoradas a la pieza de aluminio tratada manteniendo muchos de los beneficios inherentes del aluminio.
Aunque el anodizado duro ofrece varias ventajas, el proceso requiere una fabricación de alta calidad para obtener productos de alta calidad.
Preguntas frecuentes
¿Cuánto dura el aluminio anodizado duro?
En resumen, las piezas de aluminio anodizado duro son duraderas y durarán toda la vida. Sin embargo, los componentes de aluminio anodizado duro sellados con PTFE (recubrimiento antiadherente) duran de tres a cinco años a medida que se desgasta la superficie. Por lo tanto, es necesario reemplazar periódicamente los utensilios de cocina anodizados duros, como ollas y sartenes.
¿Qué selladores se pueden utilizar para el revestimiento duro de aluminio?
Puede utilizar sellos como dicromato de sodio, politetrafluoroetileno (PTFE), acetato de níquel y fluoruro de níquel. Sin embargo, el sellado en caliente con acetato de níquel y el sellado en frío con fluoruro de níquel son los principales métodos de tratamiento para mejorar la resistencia a la corrosión de los recubrimientos duros de aluminio.
¿Qué espesor tiene el recubrimiento del revestimiento duro de aluminio?
El espesor del recubrimiento del aluminio anodizado duro varía según el material de aluminio. En general, las capas de óxido naturales sobre las superficies de aluminio tienen un espesor de 2 a 3 nanómetros. Sin embargo, el espesor del recubrimiento se puede aumentar hasta 120 micrómetros mediante el anodizado duro del aluminio.
