Recubrimiento anodizado: qué es, dónde se aplica, cómo se hace

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Recubrimiento anodizado: qué es, dónde se aplica, cómo se hace
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Anonim

El anodizado es un proceso electrolítico que se utiliza para aumentar el espesor de la capa de óxidos naturales en la superficie de los productos. Esta tecnología obtuvo su nombre debido al hecho de que el material procesado se utiliza como ánodo en el electrolito. Como resultado de esta operación, se aumenta la resistencia del material a la corrosión y al desgaste, y además se prepara la superficie para la aplicación de imprimación y pintura.

La aplicación de capas protectoras adicionales después de la anodización del metal se lleva a cabo mucho mejor que el material original. El recubrimiento anodizado en sí, según el método de su aplicación, puede ser poroso, absorbiendo bien los tintes, o delgado y transparente, enfatizando la estructura del material original y reflejando bien la luz. La película protectora formada es dieléctrica, es decir, no conduce la corriente eléctrica.

cuadro de video
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¿Por qué se hace esto?

Acabado anodizado utilizado donde sea necesarioproporcionar protección contra la corrosión y evitar un mayor desgaste en las partes en contacto de mecanismos y dispositivos. Entre otros métodos de protección superficial de metales, esta tecnología es una de las más económicas y fiables. El uso más común del anodizado es para proteger el aluminio y sus aleaciones. Como saben, este metal, que tiene propiedades únicas como una combinación de ligereza y resistencia, tiene una mayor susceptibilidad a la corrosión. Esta tecnología también se ha desarrollado para una serie de otros metales no ferrosos: titanio, magnesio, zinc, circonio y tantalio.

sartén
sartén

Algunas funciones

El proceso bajo estudio, además de cambiar la textura microscópica en la superficie, también cambia la estructura cristalina del metal en el borde con la película protectora. Sin embargo, con un gran espesor del revestimiento anodizado, la capa protectora en sí, por regla general, tiene una porosidad significativa. Por lo tanto, para lograr la resistencia a la corrosión del material, se requiere su sellado adicional. Al mismo tiempo, una capa gruesa proporciona una mayor resistencia al desgaste, mucho más que las pinturas u otros recubrimientos, como la pulverización. A medida que aumenta la resistencia de la superficie, se vuelve más frágil, es decir, más susceptible al agrietamiento por agrietamiento térmico, químico y por impacto. Las grietas en el revestimiento anodizado durante el estampado no son una ocurrencia rara, y las recomendaciones desarrolladas no siempre ayudan aquí.

pieza de titanio anodizado
pieza de titanio anodizado

Invención

Primero documentadoel uso registrado de anodizado ocurrió en 1923 en Inglaterra para proteger las piezas de los hidroaviones de la corrosión. Inicialmente, se utilizó ácido crómico. Más tarde, el ácido oxálico se usó en Japón, pero hoy en día, en la mayoría de los casos, el ácido sulfúrico clásico se usa para crear un recubrimiento anodizado en la composición del electrolito, lo que reduce significativamente el costo del proceso. La tecnología se mejora y desarrolla constantemente.

aluminio mecanizado
aluminio mecanizado

Aluminio

Anodizado para mejorar la resistencia a la corrosión y prepararlo para pintar. Y también, según la tecnología utilizada, ya sea para aumentar la rugosidad o para crear una superficie lisa. Al mismo tiempo, el anodizado en sí mismo no es capaz de aumentar significativamente la resistencia de los productos fabricados con este metal. Cuando el aluminio entra en contacto con el aire o cualquier otro gas que contenga oxígeno, el metal forma naturalmente una capa de óxido de 2-3 nm de espesor en su superficie, y en las aleaciones su valor alcanza los 5-15 nm.

El espesor del revestimiento de aluminio anodizado es de 15-20 micras, es decir, la diferencia es de dos órdenes de magnitud (1 micra es igual a 1000 nm). Al mismo tiempo, esta capa creada se distribuye en proporciones iguales, relativamente hablando, dentro y fuera de la superficie, es decir, aumenta el espesor de la pieza en la mitad del tamaño de la capa protectora. Aunque el anodizado produce un recubrimiento denso y uniforme, las grietas microscópicas presentes en él pueden provocar corrosión. Además, la propia capa protectora de la superficie está sujeta a descomposición química.debido a la exposición a un ambiente con alta acidez. Para combatir este fenómeno, se utilizan tecnologías que reducen el número de microfisuras e introducen elementos químicos más estables en la composición del óxido.

anillo anodizado
anillo anodizado

Solicitud

Los materiales mecanizados son ampliamente utilizados. Por ejemplo, en la aviación, muchos elementos estructurales contienen aleaciones de aluminio en estudio, la misma situación se da en la construcción naval. Las propiedades dieléctricas del recubrimiento anodizado predeterminaron su uso en productos eléctricos. Los productos hechos de material procesado se pueden encontrar en varios electrodomésticos, incluidos reproductores, luces, cámaras, teléfonos inteligentes. En la vida cotidiana, se utiliza un revestimiento de hierro anodizado, más precisamente, sus suelas, lo que mejora significativamente sus propiedades de consumo. Al cocinar, se pueden usar recubrimientos especiales de teflón para evitar quemar los alimentos. Por lo general, estos utensilios de cocina son bastante caros. Sin embargo, una sartén de aluminio no anodizado es capaz de dar solución al mismo problema. Al mismo tiempo, a un menor costo. En la construcción, el revestimiento anodizado de los perfiles se utiliza para el montaje de ventanas y otras necesidades. Además, los detalles coloridos atraen la atención de diseñadores y artistas, se utilizan en diversos objetos culturales y artísticos de todo el mundo, así como en la fabricación de joyas.

tienda de galvanoplastia
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Tecnología

Tiendas especiales de galvanoplastia yindustrias que se consideran "sucias" y dañinas para la salud humana. Por lo tanto, las recomendaciones para el proceso en el hogar, anunciadas en algunas fuentes, deben tomarse con extrema precaución, a pesar de la aparente simplicidad de las tecnologías descritas.

El revestimiento anodizado se puede crear de varias maneras, pero el principio general y la secuencia de trabajo siguen siendo clásicos. Al mismo tiempo, la resistencia y las propiedades mecánicas del material obtenido dependen, de hecho, del propio metal fuente, de las características del cátodo, de la resistencia de la corriente y de la composición del electrolito utilizado. Debe enfatizarse que, como resultado del procedimiento, no se aplican sustancias adicionales a la superficie y la capa protectora se forma transformando el material de origen. La esencia de la galvanoplastia es el efecto de la corriente eléctrica en las reacciones químicas. Todo el proceso se divide en tres etapas principales.

Primera etapa - preparación

En esta etapa, el producto se limpia a fondo. La superficie está desengrasada y pulida. Luego está el llamado grabado. Se lleva a cabo colocando el producto en una solución alcalina, y luego moviéndolo a una solución ácida. Estos procedimientos se completan con el lavado, durante el cual es extremadamente importante eliminar todos los residuos químicos, incluidas las áreas de difícil acceso. El resultado final depende en gran medida de la calidad de la primera etapa.

Segunda etapa - electroquímica

En esta etapa, se crea realmente el revestimiento de aluminio anodizado. Pieza cuidadosamente preparadacolgado en soportes y bajado en un baño con electrolito, colocado entre dos cátodos. Para el aluminio y sus aleaciones se utilizan cátodos de plomo. Por lo general, la composición del electrolito incluye ácido sulfúrico, pero se pueden usar otros ácidos, por ejemplo, oxálico, crómico, según el propósito futuro de la pieza mecanizada. El ácido oxálico se usa para crear revestimientos aislantes de diferentes colores, el ácido crómico se usa para procesar piezas que tienen una forma geométrica compleja con agujeros de diámetro pequeño.

El tiempo necesario para crear una capa protectora depende de la temperatura del electrolito y de la intensidad de la corriente. Cuanto mayor sea la temperatura y menor la corriente, más rápido será el proceso. Sin embargo, en este caso, la película superficial es bastante porosa y blanda. Para obtener una superficie dura y densa, se requieren bajas temperaturas y alta densidad de corriente. Para el electrolito de sulfato, el rango de temperatura es de 0 a 50 grados, y la intensidad de corriente específica es de 1 a 3 amperios por decímetro cuadrado. Todos los parámetros de este procedimiento se han elaborado a lo largo de los años y se encuentran en las instrucciones y normas pertinentes.

plancha electrica
plancha electrica

Tercera etapa - consolidación

Después de completar la electrólisis, el producto anodizado se fija, es decir, los poros de la película protectora se cierran. Esto se puede hacer colocando la superficie tratada en agua o en una solución especial. Antes de esta etapa, es posible un pintado efectivo de la pieza, ya que la presencia de poros permitirá una buena absorción.tinte.

flujo de trabajo de anodizado
flujo de trabajo de anodizado

Desarrollo de tecnología de anodizado

Para obtener una película de óxido de alta resistencia en la superficie del aluminio, se desarrolló un método utilizando una composición compleja de varios electrolitos en una determinada proporción, combinados con un aumento gradual de la densidad de corriente eléctrica. Se utiliza una especie de "cóctel" de ácidos sulfúrico, tartárico, oxálico, cítrico y bórico, y la fuerza actual en el proceso aumenta gradualmente cinco veces. Debido a este efecto, la estructura de la célula porosa de la capa protectora de óxido cambia.

Merece una mención especial la tecnología de cambio de color de un objeto anodizado, que se puede realizar de diferentes formas. La más sencilla es colocar la pieza en una solución con tinte caliente inmediatamente después del procedimiento de anodizado, es decir, antes de la tercera etapa del proceso. El proceso de coloración con el uso de aditivos directamente en el electrolito es algo más complicado. Los aditivos suelen ser sales de varios metales o ácidos orgánicos, lo que le permite obtener la más diversa gama de colores, desde el negro absoluto hasta casi cualquier color de la paleta.

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