Em meados do século XIX, devido à tecnologia muito atrasada de fundição de alumínio na França, os ministros dos príncipes só podiam usar talheres de prata nos banquetes, e apenas Napoleão II usava uma tigela de alumínio.
Com a aplicação da tecnologia eletrolítica do alumínio, o alumínio tornou-se cada vez mais integrado na vida pública. O desenvolvimento da tecnologia de tratamento de superfície de liga de alumínio fez com que o alumínio não só tivesse alto valor prático, mas também valor estético.
Os materiais metálicos estão sendo cada vez mais usados em produtos existentes porque podem refletir melhor a qualidade do produto e destacar o valor da marca. Entre muitos materiais metálicos, o alumínio é a primeira escolha de vários fabricantes devido ao seu fácil processamento, bom efeito visual e ricos métodos de tratamento de superfície.
I. O que é tratamento de superfície?
Tratamento de Superfície: Este processo envolve a aplicação de uma camada protetora na superfície de um produto, utilizando métodos mecânicos e químicos. Esta camada protetora mantém a estabilidade no ambiente natural, aumentando a resistência à corrosão, a estética do produto e, portanto, o seu valor.
A escolha do tipo de tratamento de superfície deve considerar principalmente fatores como condições operacionais, vida útil, apreciação estética e, claro, valor econômico.
O processo de tratamento de superfície consiste em pré-tratamento, formação de filme, tratamento pós-filme, embalagem, armazenamento e envio. O pré-tratamento inclui processos mecânicos e químicos.
Os processos mecânicos incluem jateamento de areia, jateamento, retificação, polimento e enceramento. Visam eliminar superfícies irregulares e corrigir qualquer aspecto adverso.
O tratamento químico ajuda a remover a oleosidade e a ferrugem da superfície do produto, ao mesmo tempo que forma uma camada que permite uma melhor ligação com as substâncias filmogênicas, transformando-o em um corpo metálico reativo. Isto garante que o revestimento tenha um estado estável, melhorando a resistência de ligação da camada protetora e consequentemente protegendo o produto.
Os métodos comuns de tratamento de superfície para materiais de alumínio incluem tratamento com cromo (Ge), pintura, galvanoplastia, anodização, eletroforese e outros processos de tratamento químico. Os tratamentos mecânicos consistem em trefilação, polimento, jato de areia, retificação e muito mais.
As chapas de liga de alumínio podem ser categorizadas em produtos não pintados e pintados, de acordo com seus métodos de tratamento de superfície.
1. Produtos não pintados:
(1) Podem ser subdivididas em folhas de alumínio com padrão de martelo (com padrões irregulares), folhas em relevo (com padrões regulares) e folhas de tratamento de superfície de alumínio pré-fosco e anodizado.
(2) Esses produtos não passam por tratamento de pintura em sua superfície, portanto seus requisitos de aparência não são elevados e são comparativamente mais baratos.
2. Produtos pintados:
(1) Classificação:
Dependendo do processo de pintura, podem ser classificadas em chapas pintadas com spray e pré-laminadas;
De acordo com o tipo de tinta utilizada, podem ser classificadas em poliéster, poliuretano, poliamida, silicone modificado, resina epóxi, fluorocarbono, entre outros.
(2) Entre os vários revestimentos, a principal diferença de desempenho reside na sua resistência aos raios UV do sol. O revestimento frontal mais comumente usado é a tinta fluorocarbonada (PVDF), que possui forte resistência aos raios UV; no verso, pode-se escolher revestimento de poliéster ou resina epóxi como tinta protetora.
II. Métodos de tratamento de superfície de liga de alumínio
Vamos dar uma olhada no processo de acabamento superficial de alumínio e ligas de alumínio em nossos produtos diários.
1. Desenho
A trefilagem de metal é um processo de fabricação no qual uma lixa é usada para raspar repetidamente a superfície do material para produzir uma série de linhas finas.
O desenho pode ser dividido em desenho reto, desenho aleatório, desenho em espiral e desenho com linha.
O processo de trefilação de fio metálico pode criar linhas finas na superfície do material, produzindo um acabamento sedoso e fosco. O produto resultante combina estilo e tecnologia.
2. Corte de diâmetro
A faca de diamante é montada no eixo de uma máquina de gravação de alta velocidade (normalmente 20.000 rpm) para esculpir as peças, gerando uma área destacada na superfície do produto.
O brilho da área destacada é afetado pela velocidade da broca de fresagem. Quanto mais rápida a velocidade, mais brilhante é a luz, enquanto quanto mais lenta a velocidade, mais escura é a luz e é fácil produzir marcas de faca.
O corte de alto brilho e alta luminosidade é especialmente usado em telefones celulares, como o iPhone 5. Nos últimos anos, algumas molduras metálicas de TV de última geração adotaram tecnologia de fresagem de alto brilho, combinada com tecnologia de anodização e trefilação, tornando a TV parecem elegantes e tecnologicamente avançados.
3. Anodização bicolor
A anodização de duas cores refere-se ao processo de anodizar um produto e conferir uma cor diferente a uma área específica.
O processo de anodização bicolor é complicado e caro; no entanto, o contraste entre as duas cores pode refletir melhor a aparência exclusiva e sofisticada do produto.
4. Anodização
A anodização refere-se à oxidação eletroquímica de um metal ou liga. É o processo de formação de uma película de óxido na superfície de um artigo de alumínio (ânodo) e sua liga sob o eletrólito correspondente e condições de processo específicas devido à aplicação de corrente.
A anodização pode não apenas resolver os defeitos de dureza superficial do alumínio e resistência ao desgaste, mas também prolongar a vida útil do alumínio e melhorar sua aparência. Tornou-se uma parte indispensável do tratamento de superfície de alumínio e é o processo mais amplamente utilizado e de maior sucesso.
Principalmente, a anodização é aplicada ao alumínio, aproveitando princípios eletroquímicos para criar uma película de Al2O3 (óxido de alumínio) na superfície do alumínio e suas ligas. Este filme de óxido possui atributos especiais como proteção, decoração, isolamento e resistência à abrasão.
Processo: Cor única ou gradiente: Polimento / Jateamento / Trefilagem → Desengorduramento → Anodização → Neutralização → Tingimento → Selagem → Secagem
5. Eletroforese
Aplicável a aço inoxidável, ligas de alumínio, etc., a eletroforese confere diversas cores ao produto preservando o brilho metálico. Ao mesmo tempo, melhora as propriedades da superfície e tem bom desempenho anticorrosivo.
Processo: Pré-tratamento → Eletroforese → Secagem
Características técnicas:
Vantagens:
- Opções de cores ricas;
- Sem toque metálico, adequado para jato de areia, polimento, trefilagem, etc.;
- Processamento em ambiente líquido, possibilitando tratamento superficial de estruturas complexas;
- Tecnologia madura, adequada para produção em massa.
Desvantagens:
Capacidade moderada de cobertura de defeitos; peças fundidas requerem alto pré-tratamento para eletroforese.
6. Oxidação por Microarco (MAO)
Este é um processo que forma uma camada de filme superficial cerâmico aplicando alta tensão em uma solução eletrolítica (geralmente uma solução alcalina fraca). É o resultado de descarga física e oxidação eletroquímica.
Processo: Pré-tratamento → Lavagem com água quente → MAO → Secagem
Características técnicas:
Vantagens:
- Textura cerâmica, aparência fosca sem produtos de alto brilho, toque delicado, resistente a impressões digitais;
- Materiais de base ampla: Al, Ti, Zn, Zr, Mg, Nb e suas ligas;
- Pré-tratamento simples, excelente resistência à corrosão, resistência às intempéries e desempenho de dissipação de calor.
Desvantagens:
Atualmente, as opções de cores são limitadas, sendo apenas preto, cinza, etc., maduros; cores vibrantes são difíceis de alcançar. O custo é afetado principalmente pelo alto consumo de eletricidade, tornando-o um dos tratamentos de superfície mais caros.
7. Revestimento a vácuo PVD
A Deposição Física de Vapor (PVD) é um processo de fabricação industrial, uma técnica usada principalmente para depositar filmes finos por meio de processos físicos.
Processo: Pré-limpeza para PVD → Carregamento do forno a vácuo → Limpeza de alvo e limpeza de íons → Revestimento → Fim do revestimento, resfriamento e descarga → Pós-processamento (polimento, AFP)
Características técnicas:
PVD (Deposição Física de Vapor) pode depositar revestimento decorativo de cerâmica metálica de alta dureza e alta resistência ao desgaste na superfície do metal.
8. Galvanoplastia
A galvanoplastia é uma técnica que utiliza eletrólise para revestir a superfície de um metal com uma fina camada de filme metálico, proporcionando assim proteção contra corrosão e aumentando a resistência ao desgaste, condutividade elétrica, refletividade e estética.
Fluxo de processo: Pré-tratamento → Cobre alcalino sem cianeto → Cobre-estanho branco sem cianeto → Cromagem
Características técnicas:
Vantagens:
- Alto brilho da camada de revestimento, aparência metálica de alta qualidade.
- Os substratos podem ser SUS, Al, Zn, Mg, etc.; custo relativamente menor que o PVD.
Desvantagens:
Má proteção ambiental, alto risco de poluição ambiental.
9. Revestimento em pó
O revestimento em pó é um processo em que um dispositivo de revestimento em pó (pulverizador eletrostático de pó) pulveriza o revestimento em pó na superfície da peça de trabalho. Sob ação eletrostática, o pó adere uniformemente à superfície da peça, formando um revestimento pulverulento. Após nivelamento e cozimento em alta temperatura, o revestimento em pó se transforma em um revestimento final com efeitos variados dependendo do tipo de revestimento em pó utilizado.
Fluxo de processo: Montagem da peça → Remoção eletrostática de poeira → Revestimento → Nivelamento em baixa temperatura → Cozimento
Características técnicas:
- Rica seleção de cores, escolha entre acabamento de alto brilho e fosco.
- Menor custo, adequado para móveis de construção habitacional e dissipadores de calor.
- Alta taxa de utilização, 100% de utilização, ecologicamente correta.
- Forte capacidade de proteção contra defeitos.
- Pode imitar o efeito de veios de madeira.
10. Trefilagem
A trefilação é um método de tratamento de superfície que forma estrias lineares na superfície de um produto por meio de retificação, criando um efeito decorativo. Dependendo do padrão das estrias após a trefilação, ela pode ser dividida em: desenho em linha reta, desenho em linha aleatória, padrão de onda e padrão em espiral.
Características técnicas: O tratamento de trefilação pode dar à superfície do metal um brilho metálico não espelhado, ao mesmo tempo que elimina pequenos defeitos na superfície do metal.
11. Jateamento de areia
O jateamento de areia é um processo que utiliza ar comprimido como força para formar um jato de alta velocidade, que sopra o material jateado em alta velocidade na superfície da peça a ser processada, causando alterações na superfície externa ou no formato da peça e alcançar um certo nível de limpeza e diferentes níveis de rugosidade.
O processo envolve limpar e tornar áspera a superfície do metal usando fluxo de areia de alta velocidade.
Este método de tratamento de superfície de alumínio pode atingir um certo grau de limpeza e diferentes níveis de rugosidade na superfície da peça, o que melhora as propriedades mecânicas da superfície da peça.
Como resultado, a resistência à fadiga da peça é melhorada, a adesão do revestimento é aumentada, a durabilidade da película de revestimento é prolongada e o nivelamento e decoração do revestimento também são facilitados.
Este processo é frequentemente visto em vários produtos Apple e é cada vez mais utilizado na fabricação de aparelhos de TV ou middle frames.
Características técnicas:
- Pode atingir diferentes níveis de reflexão ou acabamento fosco.
- Pode limpar pequenas rebarbas na superfície da peça de trabalho, tornando a superfície mais lisa, eliminando os riscos de rebarbas e melhorando a qualidade da peça de trabalho.
- Pode remover a sujeira residual deixada durante o pré-tratamento, melhorar a suavidade da peça de trabalho e revelar uma cor metálica natural uniforme e consistente, tornando a peça de trabalho mais esteticamente agradável.
12. Polimento
O polimento é um processo de modificação realizado na superfície da peça usando uma ferramenta de polimento flexível e partículas abrasivas ou outros meios de polimento.
Dependendo do processo de polimento: polimento bruto (processo de polimento básico), polimento médio (processo de usinagem fina) e polimento fino (processo de brilho), selecionar a roda de polimento apropriada pode obter o melhor efeito de polimento e aumentar a eficiência do polimento.
Melhora a precisão dimensional ou geométrica da peça de trabalho, atinge uma superfície lisa ou brilho espelhado e também pode remover o brilho.
Métodos mecânicos, químicos ou eletroquímicos são usados para reduzir a rugosidade da superfície da peça de trabalho para obter uma superfície plana e brilhante.
O processo de polimento é dividido principalmente em polimento mecânico, polimento químico e polimento eletrolítico.
As peças de alumínio podem ser polidas mecanicamente e polidas eletroliticamente para obter um efeito de espelho próximo ao do aço inoxidável, dando às pessoas uma sensação de simplicidade de alto nível e futuro moderno. É claro que esse acabamento superficial está sujeito a impressões digitais e requer mais cuidado.
13. Gravura
A gravação, muitas vezes referida como gravação fotoquímica, envolve a remoção da película protetora da área a ser gravada após a exposição e revelação, fazendo contato com uma solução química durante a gravação, para dissolver e corroer, formando efeitos de modelagem em relevo ou ocos.
Fluxo de processo:
Método de exposição: O engenheiro abre o tamanho do material de acordo com os gráficos – Preparação do material – Limpeza do material – Secagem → Colagem ou revestimento do filme → Secagem → Exposição → Revelação → Secagem – Gravura → Remoção do filme → OK
Método de impressão de tela: Corte de material → Limpeza da placa (aço inoxidável e outros materiais metálicos) → Serigrafia → Gravura → Remoção de filme → OK
Características técnicas:
Vantagens:
- Pode realizar processamento fino em superfícies metálicas.
- Dá efeitos especiais à superfície metálica.
Desvantagens:
O líquido corrosivo usado durante a gravação (ácido, álcali, etc.) é principalmente prejudicial ao meio ambiente.
