¿Qué es el aluminio anodizado? Más 5 preguntas comunes al respecto

Anodizado es una de las operaciones de posprocesamiento más comunes realizadas en piezas de aluminio. Es un proceso electroquímico que consiste en sumergir una pieza de aluminio en una serie de tanques, convirtiendo la superficie de aluminio en un acabado duradero y resistente a la corrosión.

Para determinar si el anodizado es la opción correcta para una pieza específica, los diseñadores de productos primero deben comprender cómo afecta la resistencia, el grosor, el color y la conductividad térmica del aluminio.

Este artículo presenta respuestas a cinco preguntas frecuentes sobre el aluminio anodizado. Si está buscando implementar el anodizado en su producto mecanizado, ¡este artículo es para usted!

1) ¿Cómo funciona el anodizado?

El proceso de anodizado consiste en sumergir y tratar una pieza de aluminio limpia en un baño químico de electrolito. Este baño químico generalmente está hecho de ácido sulfúrico o crómico (una solución conductora de electricidad).

A continuación, se aplica una corriente eléctrica continua a este baño químico, creando una carga eléctrica positiva en la parte de aluminio y una carga eléctrica negativa en las placas de electrolito. La reacción electroquímica resultante crea poros en la superficie de la pieza. Estos poros se unen con los iones O₂ cargados negativamente en el electrolito para formar una capa de óxido celular (óxido de aluminio) en el componente.

Fuente de la imagen:Vicente Neto, CC BY 4.0, vía Wikimedia Commons

Esta capa de óxido de aluminio es más duradera y resistente a la corrosión que el sustrato de aluminio subyacente. Sin embargo, casi todas las piezas de aluminio crean naturalmente una capa de óxido de aluminio cuando se exponen a la atmósfera. Entonces, ¿qué hace que el proceso de anodizado sea único y por qué debería pasar por la molestia de lograr algo que ocurre de manera natural?

2) ¿Por qué anodizar piezas de aluminio?

Cuando expone una pieza normal de aluminio a la atmósfera, se forma una capa de óxido de aluminio sobre la superficie de la pieza. Sin embargo, esta capa suele ser muy fina y se puede desgastar fácilmente, especialmente cuando la rascas o la usas en áreas con aire contaminado.

Sin embargo, a diferencia del aluminio normal, una pieza de aluminio anodizado tiene su óxido de aluminio muy dentro del sustrato de aluminio. Por ejemplo, los poros (y la capa de óxido celular) formados en la reacción electroquímica pueden alcanzar hasta 25 micras. Como resultado, tendría un componente de aluminio que es resistente a la corrosión, a los rayones y puede soportar casi cualquier ataque químico.

3) ¿El anodizado fortalece las piezas de aluminio?

Probador de dureza de materiales

El anodizado no hace que un componente de aluminio sea más fuerte o más débil. En cambio, aumenta la dureza del aluminio, lo que describe la resistencia del componente de aluminio a las hendiduras, rasguños o abrasión de la superficie. Por ejemplo, un componente de aluminio anodizado puede ser tres veces más duro que la aleación de aluminio original.

Además, las piezas de aluminio anodizado suelen ser más ligeras que otros metales como el cobre y el acero inoxidable. Esta característica única los hace ideales para aplicaciones aeroespaciales que requieren metales livianos.

4) ¿El anodizado mejora la conductividad térmica del aluminio?

La conductividad térmica describe la capacidad de un material para transferir o conducir calor. Esta capacidad aumenta con la cantidad de flujo de calor, el grosor del material y el área superficial del material.

Debido a que el anodizado forma una capa de óxido adicional en la superficie de un componente de aluminio, estaría de acuerdo en que aumenta el grosor y el área superficial del componente. Como resultado, el aluminio anodizado tendrá una conductividad térmica mejorada que un componente de aluminio sin terminar. Esto hace que las piezas de aluminio anodizado sean ideales para las aplicaciones de disipadores de calor actuales que se encuentran en la electrónica y otros sistemas térmicos.

5) ¿Cuáles son los tipos de anodizado?

El anodizado se clasifica comúnmente según el estándar MIL-A-8625 en tres tipos:

• Anodizado tipo I
• Anodizado tipo II
• Anodizado tipo III

El proceso de anodizado Tipo I , también llamado anodizado con ácido crómico, utiliza un baño químico de ácido crómico para crear revestimientos (o capa de óxido) en la superficie de aluminio. Produce una capa delgada (hasta 2,5 micrones) y es ideal en aplicaciones donde se requiere una mínima protección contra la corrosión y adherencia de la pintura.

El proceso de anodizado Tipo II utiliza un baño químico de ácido sulfúrico para crear una capa de óxido en el componente de aluminio. Este tipo de anodizado produce una capa de óxido de hasta 25 micrones de espesor, lo que las hace más resistentes a la corrosión que las piezas de aluminio anodizado Tipo I. Además, debido a que tienen capas de óxido más gruesas (y poros), son mejores para retener los tintes y la coloración que las piezas anodizadas "Tipo I".

El proceso de anodizado Tipo III , también llamado anodizado de capa dura, produce capas de óxido de más de 25 micras de espesor. Utiliza ácido sulfúrico como baño químico, al igual que el anodizado Tipo II. Sin embargo, la corriente eléctrica en este proceso se hace fluir por períodos más largos que en el anodizado Tipo II. Esto les permite producir capas más gruesas y las hace más resistentes a la corrosión que las piezas anodizadas Tipo I y Tipo II.

6) El costo de anodizar aluminio en casa

Si está buscando una manera de proteger sus productos de aluminio y ahorrar dinero, el anodizado es una excelente opción. Este proceso es muy superior a la pintura y se puede realizar en su propia casa por una fracción del costo.

El costo real asociado con el proceso variará según el lugar donde viva y la parte que desee anodizar. Cuanto más grande sea la pieza y más duro sea el revestimiento, más costará. Sin embargo, sigue siendo más económico y rápido hacerlo en casa.

Al anodizar aluminio a escala, lo importante a tener en cuenta es instalar su equipo en un lugar bien ventilado. Además, comprar tus artículos al por mayor te ayudará a ahorrar dinero.

Adquirir ácido sulfúrico puede resultar un desafío según el lugar donde viva, pero generalmente puede encontrarlo en las tiendas de suministros para extintores de incendios o en las empresas de suministros científicos/químicos. Sin embargo, comprar ácido sulfúrico a granel puede requerir una licencia o permiso, así que asegúrese de consultar primero con las autoridades locales.

7) Materiales necesarios para anodizar aluminio

La mayoría de los materiales necesarios para anodizar aluminio son básicos y fáciles de encontrar. También son relativamente baratos. Si desea hacer esto regularmente en casa, puede configurar su propia estación de anodizado.

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Estos son los elementos que necesitará:

• Agua destilada
• Depósitos y contenedores para contener líquidos durante el proceso
• Ácido sulfúrico
• Un cátodo
• Neutralizador de ácidos
• Desengrasante
• Alambre de aluminio o alambre de titanio
• Lejía
• Tinte (cualquier color que desee)
• Una batería (o cualquier otra fuente de energía)

También querrá encontrar un lugar bien ventilado para instalar la estación de anodizado; asegúrese de usar gafas protectoras, guantes y un respirador.

Además de los artículos que enumeramos, también querrá comprar algunas cosas opcionales, que facilitarán el trabajo, en nuestra opinión y experiencia. Estos incluyen:

• Pelotas de ping pong (puedes ponerlas en el tanque para evitar la acumulación de neblina ácida)
• Un agitador
• Tetera barata para el tinte
• Un termómetro de cocina para comprobar las temperaturas

8) Anodizado de aluminio:los pasos básicos

Una vez que haya recopilado todo lo que hemos enumerado anteriormente, todo lo que necesita hacer es seguir los pasos a continuación.

1 – Use lana de acero o incluso una esponja para lavar platos ligeramente abrasiva para fregar la superficie del aluminio que está a punto de anodizar. Esto ayudará a eliminar las marcas de mecanizado del metal.

2 – El siguiente paso es ponerse todo el equipo de seguridad, es decir, guantes, gafas, etc.

3- Limpiar la pieza con un desengrasante y luego lavarla con agua destilada.

4 – Preparar la solución de lejía, normalmente al 10 o 20%. Agregue alrededor de cuatro cucharadas de lejía a un galón de agua. Mezcle esta solución con agua destilada pura y coloque las piezas en ella. Usa guantes de goma y espera unos minutos mientras la solución penetra en el aluminio. Deberías ver que se elevan burbujas para indicar que la superficie del aluminio se está fregando. Esto no debería tomar más de 5 minutos.

5 – Retire la pieza del baño de lejía y lávela con agua destilada. Asegúrese de que la pieza esté limpia. Si ve gotas de agua en la superficie, lávela unas cuantas veces más.

6 – Luego desea colocar la pieza en un rack conectándola a un alambre de aluminio o titanio. Debe tener una conexión sólida y tenga en cuenta que habrá una marca sin anodizar donde el cable estuvo en contacto con la pieza. Por lo tanto, elija la ubicación sabiamente.

7– El siguiente paso es crear un baño vertiendo ácido sulfúrico en agua destilada. Para ello, mezcle 1 parte de ácido con tres partes de agua destilada. Sin embargo, independientemente de la temperatura ambiente, es esencial asegurarse de que el baño esté a 70 grados Fahrenheit. Si sube por encima de esta temperatura o por debajo de 65F, arruinará el proceso y los resultados serán decepcionantes.

8 – Luego agregará el cátodo al tanque, pero asegúrese de que no toque la parte que desea anodizar. Las partes que desea anodizar deben suspenderse en el tanque, asegurándose de que no toquen nada. Luego agrega un pequeño calentador y un termómetro. La superficie de la bañera también se puede cubrir con pelotas de ping pong.

9 – No inicies el proceso hasta que la temperatura en el baño sea de 70 grados.

10 – A continuación, conecte su fuente de alimentación y conéctela al terminal positivo de la batería o la fuente. Luego, el negativo se conecta al cátodo. Aquí es donde debe tener cuidado porque el baño comenzará a emitir gases peligrosos.

11 – Deberá establecer el amperaje en función del área de superficie que desea anodizar. Si desea una superficie dura, ajústela a 0,03 amperios por pulgada cuadrada; si quieres algo más suave, que absorba el tinte, márcalo a 0,02 amperios.

12 – Recomendamos inicialmente comenzar con 16 voltios. Algunas calculadoras en línea pueden ayudarte con esto, pero en casa, 16 voltios es bastante bueno. Sin embargo, lo importante aquí es vigilar la temperatura en el tanque a medida que avanza el proceso. La temperatura a menudo aumenta durante el proceso, por lo que no puede dejarlo solo.

13 – Una vez que se inicia el proceso de anodizado, puede comenzar a calentar los tintes. La mayoría de los colores funcionarán bien a 140 °F, pero es posible que desee enfriar algunos colores. Todas las marcas de pintura son un poco diferentes y merecerán un poco de experimentación.

14 – Luego preparas un tanque con agua destilada y el otro con un neutralizador de ácidos.

15 – Una vez completado, desconecte la alimentación, retire las piezas del tanque y luego sumérjalas en agua destilada durante 15 segundos. Luego enjuague en el tanque neutralizador durante unos 5 minutos. Querrá hacer una segunda ronda de enjuague en el neutralizador durante 5 minutos. Luego otra vez, con agua destilada antes de sumergir las partes en el tinte. Las partes absorberán el color al instante, pero tendrás que dejarlas alrededor de 15 minutos, dependiendo de la intensidad que desees.

16 – Una vez finalizado el proceso de teñido, es necesario hervir las piezas durante 15 minutos. Esto ayudará a endurecer el tinte, asegurando un sellado firme.

Acabado anodizado de aluminio:Gensun puede ayudar

Ahora que sabe al menos algo sobre los acabados anodizados, estará de acuerdo en que las piezas de aluminio anodizado ofrecen varias ventajas sobre las piezas de aluminio normales. Sin embargo, el proceso de anodizado no es tan simple como parece:requiere tecnologías y experiencia especiales.

Gensun Precision Machining es un proveedor líder de servicios de fabricación de alta calidad en toda Asia. No solo fabricamos productos con precisión utilizando nuestras tecnologías de mecanizado CNC de última generación, sino que también ofrecemos una amplia gama de servicios de acabado de superficies, incluidos los acabados de anodizado de aluminio.

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Nota:este artículo se publicó originalmente en abril de 2021 y se actualizó en mayo de 2022