Técnicas Avanzadas de Tratamiento Superficial para Fundición a Presión de Aleaciones de Aluminio

¿Qué es la Aleación de Aluminio?

Como material metálico ligero, la aleación de aluminio es una aleación basada en aluminio con cierta cantidad de otros elementos de aleación.

Las aleaciones de aluminio son no tóxicas, fáciles de reciclar, baja densidad, buenas propiedades mecánicas y procesabilidad, buena conductividad eléctrica y transferencia de calor, ampliamente usadas en aeroespacial, naval, envases metálicos, industrias químicas, etc.

En aeroespacial, la aleación de aluminio se ha convertido en material principal para fabricar aviones por su ligereza y fácil procesado.

En industria naval, reduce peso total del barco por baja densidad, aprovechando aumento de velocidad.

En envases metálicos, reduce contaminación por no toxicidad y reciclaje. Por buenas propiedades mecánicas, ligereza y alta resistencia, beneficia almacenamiento y transporte. Buena barrera previene daño por entorno adverso, prolongando vida útil. Envase de aleación de aluminio tiene brillo metálico único, buen tacto, apariencia bella.

En industria química, aluminio y aleaciones usados en intercambiadores de calor, tuberías, revestimientos de equipos.

¿Qué es la Fundición a Presión de Aleación de Aluminio?

La aleación de aluminio es actualmente el material no ferroso más usado en fundición a presión. Productos de fundición a presión de aleación de aluminio se usan principalmente en electrónica, automoción, piezas de electrodomésticos, algunas industrias de comunicaciones, y grandes aviones, barcos, etc.

Razones para Tratamiento Superficial de Fundición a Presión de Aleación de Aluminio

Con rápido desarrollo de ciencia/tecnología e industria, se presta más atención a método de producción de aleación de aluminio y tratamiento superficial. En aire, superficie se cubre rápido por película fina, limitando resistencia a corrosión. Película de óxido en superficie se oxida lentamente en entorno atmosférico, corroyendo la aleación. Esta corrosión no solo aspereza la superficie, sino que afecta propiedades. Por tanto, tratamiento superficial en fundiciones a presión de aleación de aluminio previene eficazmente corrosión.

Causas de Corrosión de Aleaciones de Aluminio

Comportamiento de corrosión atmosférica es reacción química especial. En entorno normal, material contacta con oxígeno, moléculas de agua y sustancias corrosivas en aire, reaccionando químicamente, formando fina película de óxido en superficie. Esta película sigue encontrando agua u otras sustancias, reacción más compleja, causando corrosión gradual.

Factores de Corrosión Atmosférica de Aleaciones de Aluminio

• Contaminantes Atmosféricos

Aire contiene variedad de contaminantes combinados con componentes del aire y serie de cambios químicos.

Ejemplo: dióxido de azufre se convierte en contacto con otros componentes. Se acumula en película de óxido de aluminio, aumenta acidez de película, destruye película de óxido, causando corrosión gradual.

• Impacto Climático y Ambiental

Moléculas de agua, vapor, temperatura afectan corrosión.

Moléculas de agua y vapor se adhieren a película de óxido, licúan película y aceleran oxidación, causando corrosión gradual.

Mayor temperatura y ambiente más seco = corrosión más lenta. Menor temperatura y más húmedo = acelera oxidación de película.

Método de Tratamiento Superficial Físico

Realiza tratamiento en superficie de fundición a presión sin cambiar su composición.

Proceso de Arenado (Sandblasting)

Chorro sobre superficie para cambiar apariencia o forma de superficie exterior. Generalmente óxido de aluminio o dióxido de silicio con distintas granulometrías para tratamiento superficial, aumentando rugosidad macroscópica.

El arenado no puede aplicarse directamente a fundiciones a tratar. Primero eliminar aceite, grasa y contaminantes en superficie, luego arenado. Calidad de pretratamiento afecta adherencia, apariencia, resistencia a humedad y corrosión del recubrimiento.

Método de Rectificado Mecánico

Rectificar superficie rugosa de fundiciones usando sustancias rugosas. Generalmente papel de lija, cepillo de alambre. Además, pulido mecánico usable como pretratamiento para anodizado con ácido fosfórico.

Método Químico

Anodizado

Anodizado: proceso donde aluminio y aleaciones forman película de óxido en productos (ánodo) bajo corriente aplicada en electrolito correspondiente y condiciones específicas.

Aluminio/aleaciones como ánodo en electrolito (ácido sulfúrico, crómico, oxálico, etc.), electrólisis bajo condiciones específicas y corriente aplicada. Aluminio del ánodo se oxida, formando fina capa de óxido de aluminio. Generalmente: ánodo de aleación/aluminio, cátodo de placa de plomo, ambos en solución acuosa con ácidos, electrólisis para formar película de óxido. De estos, más extendido: anodizado con ácido sulfúrico. Objetivo: mejorar resistencia a corrosión, aumentar resistencia al desgaste y dureza, proteger superficies metálicas.

Micro-oxidación por Arco (Micro-arc Oxidation)

También llamada oxidación electrolítica por plasma, desarrollada sobre tecnología de anodizado; recubrimiento resultante superior al anodizado convencional. Resistencia a corrosión y desgaste significativamente mejor.

Cuando voltaje de anodizado alcanza valor crítico, capa de óxido se rompe y genera descarga de arco, generando alta temperatura y presión instantáneas. Película de óxido forma capa cerámica no metálica bajo acción de alta temperatura/presión.

Electrodeposición (Electro-coating)

Método de recubrimiento que usa campo eléctrico externo para hacer migrar y depositar partículas (pigmentos, resinas) en solución electroforética sobre superficie de sustrato de uno de los electrodos. Bajo campo eléctrico, recubrimiento se deposita en pieza formando película uniforme. Combina ventajas de película anodizada y recubrimiento polimérico: película uniforme, fuerte adherencia, alta utilización de pintura, velocidad de construcción rápida.

Fosfatado

Tecnología de pretratamiento común, pertenece a tratamiento de película de conversión química. Principalmente para fosfatado de superficie de acero, metales no ferrosos (aluminio, zinc) también.

Fosfatado: reacción químico-electroquímica para formar proceso de recubrimiento de conversión fosfática. Objetivo principal: prevenir corrosión en cierta medida, como imprimación antes de pintar, mejorar adherencia y capacidad anticorrosión de película de pintura.

Tratamiento por Silano (Silylation)

Nuevo proceso de protección superficial desarrollado en años recientes. Tratamiento de superficies metálicas/no metálicas con organosilano como materia prima principal. No contaminante, buena resistencia a corrosión en piezas tratadas.

Comparado con fosfatado tradicional, silanización tiene ventajas: sin fósforo, sin iones de metales pesados dañinos, sin calentamiento. No produce sedimentos, tiempo corto, control simple, pocos pasos, baño reutilizable. Mejora eficazmente adherencia de pintura a sustrato.

Conclusión

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