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La anodización es un proceso de pasivación electrolítica que se utiliza para aumentar el espesor de la capa de óxido natural en la superficie de las piezas metálicas.
El proceso se denomina anodizado porque la pieza a tratar constituye el ánodo de una celda electrolítica . El anodizado aumenta la resistencia a la corrosión y al desgaste, y proporciona una mejor adherencia para imprimaciones y adhesivos que el metal desnudo. Las películas anódicas también pueden utilizarse para diversos efectos estéticos, ya sea con recubrimientos gruesos y porosos que absorben tintes o con recubrimientos delgados cuyo color se debe a la interferencia de la película delgada .
El anodizado también se utiliza para prevenir el desgaste de componentes roscados y para fabricar películas dieléctricas para condensadores electrolíticos . Las películas anódicas se aplican con mayor frecuencia para proteger aleaciones de aluminio , aunque también existen procesos para titanio , zinc , magnesio , niobio , circonio , hafnio y tantalio . El hierro o el acero al carbono se exfolian cuando se oxidan en condiciones microelectrolíticas neutras o alcalinas; es decir, el óxido de hierro (en realidad hidróxido férrico u óxido de hierro hidratado , también conocido como óxido ) se forma por picaduras anóxicas anóxicas y una gran superficie catódica, estas picaduras concentran aniones como sulfato y cloruro acelerando la corrosión del metal subyacente. Las escamas o nódulos de carbono en el hierro o acero con alto contenido de carbono ( acero de alto carbono , hierro fundido ) pueden causar un potencial electrolítico e interferir con el recubrimiento o chapado. Los metales ferrosos se anodizan comúnmente de forma electrolítica en ácido nítrico o mediante tratamiento con ácido nítrico fumante rojo para formar óxido de hierro (II,III) negro y duro . Este óxido permanece uniforme incluso cuando se deposita sobre el cableado y este se dobla.
El anodizado modifica la textura microscópica de la superficie y la estructura cristalina del metal cerca de ella. Los recubrimientos gruesos suelen ser porosos, por lo que a menudo se requiere un proceso de sellado para lograr resistencia a la corrosión . Las superficies de aluminio anodizado, por ejemplo, son más duras que el aluminio, pero presentan una resistencia al desgaste de baja a moderada, que puede mejorarse aumentando el espesor o aplicando sustancias de sellado adecuadas. Las películas anódicas son generalmente mucho más resistentes y adherentes que la mayoría de los tipos de pintura y recubrimientos metálicos, pero también más frágiles. Esto las hace menos propensas a agrietarse y descascararse por el envejecimiento y el desgaste, pero más susceptibles a agrietarse por estrés térmico.
Historia
El anodizado se utilizó por primera vez a escala industrial en 1923 para proteger las piezas de duraluminio de los hidroaviones de la corrosión. Este proceso inicial, basado en ácido crómico , se denominó proceso Bengough-Stuart y se documentó en la especificación de defensa británica DEF STAN 03-24/3. Todavía se utiliza hoy en día, a pesar de sus antiguos requisitos de un ciclo de voltaje complejo que ahora se sabe que es innecesario. Pronto surgieron variaciones de este proceso, y el primer proceso de anodizado con ácido sulfúrico fue patentado por Gower y O'Brien en 1927. El ácido sulfúrico pronto se convirtió y sigue siendo el electrolito de anodizado más común. [ 1 ]
El anodizado con ácido oxálico se patentó por primera vez en Japón en 1923 y posteriormente se utilizó ampliamente en Alemania, especialmente para aplicaciones arquitectónicas. La extrusión de aluminio anodizado fue un material arquitectónico popular en las décadas de 1960 y 1970, pero desde entonces ha sido reemplazado por plásticos más baratos y recubrimientos en polvo . [ 2 ] Los procesos con ácido fosfórico son el desarrollo más reciente e importante, hasta ahora solo se han utilizado como pretratamientos para adhesivos o pinturas orgánicas. [ 1 ] La industria continúa desarrollando una amplia variedad de variantes patentadas y cada vez más complejas de todos estos procesos de anodizado, por lo que la tendencia creciente en los estándares militares e industriales es clasificarlos por propiedades del recubrimiento en lugar de por la química del proceso.
Aluminio
Las aleaciones de aluminio se anodizan para aumentar la resistencia a la corrosión y permitir el teñido (coloración), una mejor lubricación o una mejor adhesión . Sin embargo, el anodizado no aumenta la resistencia del objeto de aluminio. La capa anódica es aislante . [ 3 ]
Cuando se expone al aire a temperatura ambiente, o a cualquier otro gas que contenga oxígeno, el aluminio puro se autopasiva formando una capa superficial de óxido de aluminio amorfo de 2 a 3 nm de espesor, [ 4 ] que proporciona una protección muy eficaz contra la corrosión. Las aleaciones de aluminio suelen formar una capa de óxido más gruesa, de 5 a 15 nm de espesor, pero tienden a ser más susceptibles a la corrosión. Las piezas de aleación de aluminio se anodizan para aumentar considerablemente el espesor de esta capa y así mejorar la resistencia a la corrosión. La resistencia a la corrosión de las aleaciones de aluminio disminuye significativamente por la presencia de ciertos elementos de aleación o impurezas: cobre , hierro y silicio , [ 5 ] por lo que las aleaciones de Al de las series 2000, 4000, 6000 y 7000 tienden a ser las más susceptibles.
Aunque el anodizado produce un recubrimiento muy regular y uniforme, las fisuras microscópicas en el recubrimiento pueden provocar corrosión. Además, el recubrimiento es susceptible a la disolución química en presencia de soluciones con pH alto y bajo , lo que resulta en el desprendimiento del recubrimiento y la corrosión del sustrato. Para contrarrestar esto, se han desarrollado diversas técnicas para reducir el número de fisuras, insertar compuestos más estables químicamente en el óxido, o ambas cosas. Por ejemplo, los artículos anodizados con ácido sulfúrico normalmente se sellan, ya sea mediante sellado hidrotérmico o sellado por precipitación, para reducir la porosidad y las vías intersticiales que permiten el intercambio iónico corrosivo entre la superficie y el sustrato. Los sellados por precipitación mejoran la estabilidad química, pero son menos eficaces para eliminar las vías de intercambio iónico. Más recientemente, se han desarrollado nuevas técnicas para convertir parcialmente el recubrimiento de óxido amorfo en compuestos microcristalinos más estables, que han mostrado una mejora significativa basada en longitudes de enlace más cortas.
Algunas piezas de aluminio para aeronaves, materiales arquitectónicos y productos de consumo se someten a un proceso de anodizado. El aluminio anodizado se encuentra en reproductores de MP3 , teléfonos inteligentes , multiherramientas , linternas , utensilios de cocina , cámaras , artículos deportivos , armas de fuego , marcos de ventanas , techos , condensadores electrolíticos y muchos otros productos, tanto por su resistencia a la corrosión como por su capacidad para retener el tinte. Si bien el anodizado ofrece una resistencia al desgaste moderada, sus poros más profundos permiten una mejor retención de la película lubricante que una superficie lisa.
Los recubrimientos anodizados tienen una conductividad térmica y un coeficiente de expansión lineal mucho menores que el aluminio. Como resultado, el recubrimiento se agrietará por estrés térmico si se expone a temperaturas superiores a 80 °C (353 K). El recubrimiento puede agrietarse, pero no se descascarillará. [ 6 ] El punto de fusión del óxido de aluminio es de 2050 °C (2323 K), mucho mayor que los 658 °C (931 K) del aluminio puro. [ 6 ] Esto y la capacidad aislante del óxido de aluminio pueden dificultar la soldadura.
En los procesos típicos de anodizado de aluminio a escala comercial, el óxido de aluminio crece tanto hacia adentro como hacia afuera de la superficie en cantidades iguales. [ 7 ] Por lo tanto, el anodizado aumentará las dimensiones de la pieza en cada superficie en la mitad del espesor del óxido. Por ejemplo, un recubrimiento de 2 μm de espesor aumentará las dimensiones de la pieza en 1 μm por superficie. Si la pieza se anodiza por todos los lados, todas las dimensiones lineales aumentarán en la cantidad del espesor del óxido. Las superficies de aluminio anodizado son más duras que el aluminio, pero tienen una resistencia al desgaste de baja a moderada, aunque esto puede mejorarse aumentando el espesor y sellando la pieza.
Proceso
Desmut
Se puede aplicar una solución desincrustante a la superficie del aluminio para eliminar contaminantes. El ácido nítrico se usa habitualmente para eliminar la suciedad (residuos), pero se está reemplazando debido a preocupaciones ambientales. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]
Electrólisis
La capa de aluminio anodizado se crea haciendo pasar una corriente continua a través de una solución electrolítica, donde el objeto de aluminio actúa como ánodo (el electrodo positivo en una celda electrolítica). La corriente libera hidrógeno en el cátodo (el electrodo negativo) y oxígeno en la superficie del ánodo de aluminio, creando una acumulación de óxido de aluminio. También es posible utilizar corriente alterna y corriente pulsada, pero rara vez se emplean. El voltaje requerido por las distintas soluciones puede variar de 1 a 300 V CC, aunque la mayoría se encuentra en el rango de 15 a 21 V. Generalmente se requieren voltajes más altos para recubrimientos más gruesos formados en ácido sulfúrico y ácido orgánico. La corriente de anodizado varía con el área de aluminio que se anodiza y suele oscilar entre 30 y 300 A / m² .
La anodización del aluminio (eloxal u oxidación electrolítica del aluminio ) [ 12 ] se realiza generalmente en una solución ácida , típicamente ácido sulfúrico o ácido crómico, que disuelve lentamente el óxido de aluminio. La acción del ácido se equilibra con la velocidad de oxidación para formar un recubrimiento con nanoporos, de 10 a 150 nm de diámetro. [ 6 ] Estos poros son los que permiten que la solución electrolítica y la corriente alcancen el sustrato de aluminio y continúen haciendo crecer el recubrimiento a un mayor espesor más allá del producido por la autopasivación. [ 13 ] Estos poros permiten que el tinte se absorba; sin embargo, esto debe ir seguido de un sellado o el tinte no se fijará. El tinte generalmente va seguido de un sellado limpio de acetato de níquel. Debido a que el tinte es solo superficial, el óxido subyacente puede continuar brindando protección contra la corrosión incluso si el desgaste y los arañazos menores atraviesan la capa teñida.
Para lograr una capa de óxido uniforme, es necesario controlar parámetros como la concentración del electrolito, la acidez, la temperatura de la solución y la corriente. Las soluciones más concentradas, a temperaturas más bajas y con voltajes y corrientes más elevados, tienden a producir películas más duras y gruesas. El espesor de la película puede variar desde menos de 0,5 micrómetros para trabajos decorativos brillantes hasta 150 micrómetros para aplicaciones arquitectónicas.
Acabado doble
El anodizado puede realizarse en combinación con el recubrimiento de conversión de cromato . Ambos procesos proporcionan resistencia a la corrosión, si bien el anodizado ofrece una ventaja significativa en cuanto a robustez o resistencia al desgaste físico. La razón para combinar ambos procesos puede variar; sin embargo, la principal diferencia entre el anodizado y el recubrimiento de conversión de cromato radica en la conductividad eléctrica de las películas resultantes. Aunque ambos son compuestos estables, el recubrimiento de conversión de cromato presenta una conductividad eléctrica mucho mayor. Las aplicaciones donde esto puede resultar útil son diversas; sin embargo, la conexión a tierra de componentes dentro de un sistema más amplio es una de las más evidentes.
El proceso de doble acabado aprovecha lo mejor que ofrece cada proceso: el anodizado, con su gran resistencia al desgaste, y el recubrimiento de conversión de cromato, con su conductividad eléctrica.
El proceso suele consistir en recubrir todo el componente con una capa de cromato, seguida de un enmascaramiento de la superficie en las zonas donde el recubrimiento debe permanecer intacto. Posteriormente, el recubrimiento de cromato se disuelve en las zonas no enmascaradas. A continuación, el componente se anodiza, extendiéndose el proceso a dichas zonas. El procedimiento exacto varía según el proveedor, la geometría del componente y el resultado deseado. Este proceso ayuda a proteger los artículos de aluminio.
Especificaciones ampliamente utilizadas
La especificación de anodizado más utilizada en EE. UU. es la especificación militar estadounidense MIL-A-8625, que define tres tipos de anodizado de aluminio. El tipo I es anodizado con ácido crómico, el tipo II es anodizado con ácido sulfúrico y el tipo III es anodizado duro con ácido sulfúrico. Otras especificaciones de anodizado incluyen más MIL-SPEC (por ejemplo, MIL-A-63576), especificaciones de la industria aeroespacial de organizaciones como SAE , ASTM e ISO (por ejemplo, AMS 2469, AMS 2470, AMS 2471, AMS 2472, AMS 2482, ASTM B580, ASTM D3933, ISO 10074 y BS 5599), y especificaciones específicas de corporaciones (como las de Boeing, Lockheed Martin, Airbus y otros grandes contratistas). La AMS 2468 está obsoleta. Ninguna de estas especificaciones define un proceso o composición química detallada, sino más bien un conjunto de pruebas y medidas de garantía de calidad que debe cumplir el producto anodizado. La norma BS 1615 guía la selección de aleaciones para el anodizado. Para trabajos de defensa británicos, los procesos detallados de anodizado crómico y sulfúrico se describen en las normas DEF STAN 03-24/3 y DEF STAN 03-25/3, respectivamente. [ 14 ] [ 15 ]
Ácido crómico (Tipo I)
El proceso de anodizado más antiguo utiliza ácido crómico . Es ampliamente conocido como el proceso Bengough-Stuart, pero, debido a las normas de seguridad relativas al control de la calidad del aire, no es el preferido por los proveedores cuando el material aditivo asociado al tipo II no rompe las tolerancias. En Norteamérica, se conoce como Tipo I porque así lo designa la norma MIL-A-8625, pero también está cubierto por AMS 2470 y MIL-A-8625 Tipo IB. En el Reino Unido, normalmente se especifica como Def Stan 03/24 y se utiliza en áreas propensas a entrar en contacto con propelentes, etc. También existen normas de Boeing y Airbus. El ácido crómico produce películas más delgadas, de 0,5 μm a 18 μm (0,00002" a 0,0007") [ 16 ] más opacas que son más suaves, dúctiles y, hasta cierto punto, autorreparables. Son más difíciles de teñir y pueden aplicarse como pretratamiento antes de la pintura. El método de formación de la película es diferente al de usar ácido sulfúrico, ya que el voltaje se incrementa gradualmente a lo largo del ciclo del proceso.
Ácido sulfúrico (tipo II y III)
El ácido sulfúrico es la solución más utilizada para producir un recubrimiento anodizado. Los recubrimientos de espesor moderado de 1,8 μm a 25 μm (0,00007" a 0,001") [ 16 ] se conocen como Tipo II en Norteamérica, según la denominación de MIL-A-8625, mientras que los recubrimientos más gruesos de 25 μm (0,001") se conocen como Tipo III, recubrimiento duro, anodizado duro o anodizado de ingeniería. Los recubrimientos muy delgados, similares a los producidos por anodizado crómico, se conocen como Tipo IIB. Los recubrimientos gruesos requieren un mayor control del proceso, [ 6 ] y se producen en un tanque refrigerado cerca del punto de congelación del agua con voltajes más altos que los recubrimientos más delgados. El anodizado duro se puede realizar entre 13 y 150 μm (0,0005" a 0,006") de espesor. El espesor del anodizado aumenta la resistencia al desgaste, la resistencia a la corrosión, la capacidad de retener lubricantes y recubrimientos de PTFE , y el aislamiento eléctrico y térmico. El sellado de Tipo III mejorará la resistencia a la corrosión en el costo de reducción de la resistencia a la abrasión. El sellado lo reducirá considerablemente. Las normas para el anodizado sulfúrico delgado (blando/estándar) se dan en MIL-A-8625 Tipos II y IIB, AMS 2471 (sin teñir) y AMS 2472 (teñido), BS EN ISO 12373/1 (decorativo), BS 3987 (arquitectónico). Las normas para el anodizado sulfúrico grueso se dan en MIL-A-8625 Tipo III, AMS 2469, BS ISO 10074, BS EN 2536 y las obsoletas AMS 2468 y DEF STAN 03-26/1.
ácido orgánico
El anodizado puede producir colores integrales amarillentos sin tintes si se lleva a cabo en ácidos débiles con altos voltajes, altas densidades de corriente y refrigeración intensa. [ 6 ] Los tonos de color se limitan a una gama que incluye amarillo pálido, oro, bronce intenso, marrón, gris y negro. Algunas variantes avanzadas pueden producir un recubrimiento blanco con un 80 % de reflectividad. El tono de color producido es sensible a las variaciones en la metalurgia de la aleación subyacente y no se puede reproducir de forma consistente. [ 2 ]
El anodizado con ciertos ácidos orgánicos, como el ácido málico , puede descontrolarse, provocando que la corriente haga que el ácido ataque el aluminio con mucha más agresividad de lo normal, lo que da lugar a grandes poros y marcas. Además, si la corriente o el voltaje son demasiado altos, puede producirse una sobrecalentamiento; en este caso, la fuente de alimentación actúa como si estuviera casi en cortocircuito y se desarrollan grandes zonas negras, irregulares y amorfas.
El anodizado de color integral se realiza generalmente con ácidos orgánicos, pero en laboratorios se ha logrado el mismo efecto con ácido sulfúrico muy diluido. Originalmente, el anodizado de color integral se realizaba con ácido oxálico , pero desde la década de 1960 se han utilizado más compuestos aromáticos sulfonados que contienen oxígeno, en particular el ácido sulfosalicílico . [ 2 ] Se pueden alcanzar espesores de hasta 50 μm. El anodizado con ácido orgánico se denomina Tipo IC según la norma MIL-A-8625.
ácido fosfórico
El anodizado puede realizarse en ácido fosfórico, generalmente como preparación de superficies para adhesivos. Esto se describe en la norma ASTM D3933.
Baños de borato y tartrato
El anodizado también puede realizarse en baños de borato o tartrato , en los que el óxido de aluminio es insoluble. En estos procesos, el crecimiento del recubrimiento se detiene cuando la pieza está completamente cubierta, y el espesor está linealmente relacionado con el voltaje aplicado. [ 6 ] Estos recubrimientos están libres de poros, en comparación con los procesos de ácido sulfúrico y crómico. [ 6 ] Este tipo de recubrimiento se utiliza ampliamente para fabricar condensadores electrolíticos porque las películas delgadas de aluminio (típicamente menos de 0,5 μm) correrían el riesgo de ser perforadas por procesos ácidos. [ 1 ]
Oxidación electrolítica de plasma
La oxidación electrolítica por plasma es un proceso similar, pero en el que se aplican voltajes más altos . Esto provoca la aparición de chispas y da como resultado recubrimientos de tipo más cristalino/cerámico.
Otros metales
Magnesio
El magnesio se anodiza principalmente como imprimación para pintura. Una película delgada (5 μm) es suficiente para este fin. [ 17 ] Los recubrimientos más gruesos, de 25 μm o más, pueden proporcionar una resistencia moderada a la corrosión cuando se sellan con aceite, cera o silicato de sodio . [ 17 ] Las normas para la anodización del magnesio se encuentran en AMS 2466, AMS 2478, AMS 2479 y ASTM B893.
Niobio
El niobio se anodiza de forma similar al titanio, formándose una gama de colores atractivos por interferencia a diferentes espesores de película. Nuevamente, el espesor de la película depende del voltaje de anodizado. [ 18 ] [ 19 ] Entre sus usos se incluyen joyería y monedas conmemorativas .
Acero inoxidable
El acero inoxidable se puede anodizar en baños que contienen ácido sulfúrico y compuestos de cromo hexavalente. [ 20 ] También se pueden usar baños que contengan soluciones de NaOH o KOH. Como los compuestos de cromo hexavalente están prohibidos en la UE según las regulaciones ROHS y son tóxicos y cancerígenos, se proponen soluciones a base de molibdato como sustituto (por ejemplo, molibdato 30-100 g/ ácido bórico 10-18 g/ sulfato de manganeso 0,5-5 g/1 litro de agua, 0,1-20 A/dm2, 0,1-15 minutos). [ 21 ] [ 22 ]
tantalio
El tantalio se anodiza de forma similar al titanio y al niobio, formándose una gama de colores atractivos por interferencia a diferentes espesores de película. El espesor de la película depende del voltaje de anodizado y suele oscilar entre 18 y 23 angstroms por voltio, según el electrolito y la temperatura. Entre sus aplicaciones se incluyen los condensadores de tantalio .
Titanio
Una capa de óxido anodizado tiene un espesor que oscila entre 30 nanómetros (1,2 × 10⁻⁶ pulgadas) y varios micrómetros. [ 23 ] Las normas para el anodizado de titanio se establecen en AMS 2487 y AMS 2488.
El anodizado de titanio tipo III según la norma AMS 2488 genera una gama de colores diferentes sin necesidad de tintes, por lo que a veces se utiliza en arte, bisutería , joyería para piercings y anillos de boda . El color resultante depende del espesor del óxido (que está determinado por el voltaje de anodizado); se produce por la interferencia de la luz que se refleja en la superficie del óxido con la luz que lo atraviesa y se refleja en la superficie metálica subyacente. El anodizado tipo II según la norma AMS 2488 produce un acabado gris mate más grueso con mayor resistencia al desgaste. [ 24 ]
Zinc
El zinc rara vez se anodiza, pero la Organización Internacional de Investigación del Plomo y el Zinc desarrolló un proceso que está cubierto por la norma MIL-A-81801. [ 17 ] Una solución de fosfato de amonio , cromato y fluoruro con voltajes de hasta 200 V puede producir recubrimientos de color verde oliva de hasta 80 μm de espesor. [ 17 ] Los recubrimientos son duros y resistentes a la corrosión.
El zinc o el acero galvanizado se pueden anodizar utilizando corriente continua a voltajes más bajos (20–30 V) en baños de silicato que contienen concentraciones variables de silicato de sodio , hidróxido de sodio , bórax , nitrito de sodio y sulfato de níquel . [ 25 ]
Tintura
Los procesos de anodizado más comunes, por ejemplo, el ácido sulfúrico sobre aluminio, producen una superficie porosa que puede absorber tintes fácilmente. La cantidad de colores de tinte es casi infinita; sin embargo, los colores producidos tienden a variar según la aleación base. Los colores más comunes en la industria, debido a su bajo costo, son el amarillo, el verde, el azul, el negro, el naranja, el morado y el rojo. Si bien algunos pueden preferir colores más claros, en la práctica, pueden ser difíciles de producir en ciertas aleaciones, como las de fundición con alto contenido de silicio y las aleaciones de aluminio-cobre de la serie 2000. Otra preocupación es la resistencia a la luz de los tintes orgánicos: algunos colores (rojos y azules) son particularmente propensos a la decoloración. Los tintes negros y el oro producido por medios inorgánicos ( oxalato férrico amónico ) son más resistentes a la luz . El anodizado teñido generalmente se sella para reducir o eliminar la pérdida de tinte. El color blanco no se puede aplicar debido a que el tamaño de la molécula es mayor que el tamaño de los poros de la capa de óxido. [ 26 ]
Otro método de coloración interesante es la coloración por interferencia mediante anodizado. La fina película de aceite que reposa sobre la superficie del agua muestra un tono iridiscente debido a la interferencia entre la luz reflejada en la interfaz agua-aceite y la superficie de la película de aceite. Dado que el grosor de la película de aceite no está regulado, el color iridiscente resultante parece aleatorio.
En la coloración por anodizado del aluminio, los colores deseados se obtienen depositando una capa metálica de espesor controlado (generalmente estaño) en la base de la estructura porosa. Esto implica reflexiones en el sustrato de aluminio y la superficie metálica superior. El color resultante de la interferencia cambia de azul, verde y amarillo a rojo a medida que aumenta el espesor de la capa metálica depositada. Más allá de un espesor específico, la interferencia óptica desaparece y el color se vuelve bronce. Las piezas de aluminio anodizado con coloración por interferencia presentan una cualidad distintiva: su color varía según el ángulo de visión. La coloración por interferencia implica un proceso de tres pasos: anodizado con ácido sulfúrico, modificación electroquímica del poro anódico y deposición de metal (estaño). [ 27 ]
Caza de focas
El sellado es el paso final del proceso de anodizado. Las soluciones ácidas de anodizado crean poros en el recubrimiento anodizado. Estos poros pueden absorber tintes y retener lubricantes, pero también son una vía de corrosión. Cuando las propiedades de lubricación no son críticas, generalmente se sellan después del teñido para aumentar la resistencia a la corrosión y la retención del tinte. Existen tres tipos de sellado más comunes.
- La inmersión prolongada en agua desionizada o vapor hirviendo ( 96–100 °C (205–212 °F)) es el proceso de sellado más sencillo, aunque no es completamente eficaz y reduce la resistencia a la abrasión en un 20 %. [ 6 ] El óxido se convierte en su forma hidratada y la hinchazón resultante reduce la porosidad de la superficie.
- Proceso de sellado a temperatura media que funciona entre 70 y 80 °C (160-180 °F ) en soluciones que contienen aditivos orgánicos y sales metálicas. Sin embargo, es probable que este proceso decolore la superficie.
- El proceso de sellado en frío, donde los poros se cierran mediante la impregnación de un sellador en un baño a temperatura ambiente, es más popular debido al ahorro de energía. Los recubrimientos sellados con este método no son aptos para la unión adhesiva. Se suelen utilizar sellos de teflón , acetato de níquel , acetato de cobalto y dicromato de sodio o potasio en caliente . La norma MIL-A-8625 exige el sellado para recubrimientos delgados (Tipos I y II) y lo permite como opción para recubrimientos gruesos (Tipo III).
Limpieza
Las superficies de aluminio anodizado que no se limpian con regularidad son susceptibles a las manchas en los bordes de los paneles , un tipo único de mancha superficial que puede afectar la integridad estructural del metal.
Impacto ambiental
El anodizado es uno de los procesos de acabado de metales más respetuosos con el medio ambiente. Excepto en el caso del anodizado orgánico (también conocido como anodizado de color integral), los subproductos contienen solo pequeñas cantidades de metales pesados , halógenos o compuestos orgánicos volátiles . El anodizado de color integral no produce COV, metales pesados ni halógenos, ya que todos los subproductos que se encuentran en los efluentes de otros procesos provienen de sus tintes o materiales de recubrimiento. [ 28 ] Los efluentes de anodizado más comunes, el hidróxido de aluminio y el sulfato de aluminio , se reciclan para la fabricación de alumbre, levadura en polvo, cosméticos, papel de periódico y fertilizantes, o se utilizan en sistemas de tratamiento de aguas residuales industriales .
Consideraciones mecánicas
El anodizado elevará la superficie, ya que el óxido creado ocupa más espacio que el metal base convertido. [ 29 ] Esto generalmente no tendrá consecuencias, excepto cuando existan tolerancias estrictas. En tal caso, el espesor de la capa de anodizado debe tenerse en cuenta al elegir la dimensión de mecanizado. Una práctica común en los planos de ingeniería es especificar que "las dimensiones se aplican después de todos los acabados superficiales". Esto obligará al taller de mecanizado a tener en cuenta el espesor del anodizado al realizar el mecanizado final de la pieza mecánica antes del anodizado. Además, en el caso de pequeños orificios roscados para aceptar tornillos , el anodizado puede provocar que los tornillos se atasquen, por lo que puede ser necesario repasar los orificios roscados con un macho de roscar para restaurar las dimensiones originales. Alternativamente, se pueden utilizar machos de roscar especiales sobredimensionados para compensar este aumento. En el caso de orificios sin rosca que aceptan pasadores o varillas de diámetro fijo, puede ser apropiado un orificio ligeramente sobredimensionado para permitir el cambio de dimensión. Dependiendo de la aleación y el espesor del recubrimiento anodizado, esto puede tener un efecto significativamente negativo en la vida útil por fatiga . Por el contrario, el anodizado puede aumentar la vida útil a la fatiga al prevenir la corrosión por picaduras.
Véase también
Referencias
Citas
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Bibliografía
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Enlaces externos
- "Titanio en tecnicolor" , un artículo sobre el anodizado de titanio de la columna How2.0 de Theodore Gray en Popular Science.
- Recubrimientos
- Prevención de la corrosión
- Electrólisis
- Procesos metalúrgicos
