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Anodizado

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Anodizado Es una técnica utilizada para recubrir la superficie de un metal con una capa de óxido. Se puede usar para aumentar la resistencia a la corrosión, aumentar la resistencia al desgaste, permitir la coloración de la superficie o la preparación de la superficie para otros procesos y recubrimientos, incluida la pintura.

La anodización cambia la textura microscópica de la superficie y puede cambiar la estructura cristalina del metal cerca de la superficie. El proceso deriva su nombre del hecho de que la parte a tratar forma la porción anódica de un circuito eléctrico en este proceso electrolítico.

Titanio anodizado

Esta gama de colores se puede lograr mediante la anodización de titanio 1

El titanio anodizado se usa en una generación reciente de implantes dentales. El anodizado genera una capa más gruesa de dióxido de titanio (> 1 micrómetro (µm) y hasta> 2.5 µm en comparación con mucho menos de 1 µm para muestras no anodizadas) y una topografía de superficie característica. Se ha sugerido que estos dos parámetros mejoran el rendimiento (longevidad y estabilidad) de los implantes dentales, pero la tecnología aún es nueva y aún no hay datos clínicos claros que respalden estas afirmaciones.

También se dice que el anodizado imparte propiedades anti-irritantes en los componentes roscados.

El titanio anodizado genera una variedad de colores diferentes sin colorantes, para lo cual a veces se usa en arte, bisutería y anillos de boda.23 El color formado depende del grosor del óxido (que está determinado por el voltaje de anodización); es causada por la interferencia de la luz que se refleja en la superficie del óxido con la luz que viaja a través de ella y se refleja en la superficie metálica subyacente. También se pueden formar recubrimientos de nitruro de titanio, que tienen un color marrón o dorado y tienen los mismos beneficios de desgaste y corrosión que la anodización.

Niobio anodizado

El niobio se anodiza de manera similar al titanio con una gama de colores atractivos que se forman por interferencia en diferentes espesores de película. Nuevamente, el grosor de la película depende del voltaje de anodización. Sus usos incluyen joyas y monedas conmemorativas.

Aluminio anodizado

El aluminio está anodizado tanto para aumentar la resistencia a la corrosión como para permitir el teñido. El aluminio puro crea una capa de oxidación natural, pero sus aleaciones son más propensas a la corrosión y, por lo tanto, están anodizadas para resistir la corrosión. La mayoría de las piezas de aluminio de los aviones, incluidos los componentes principales, están anodizadas.

El aluminio anodizado se puede encontrar en muchos productos de consumo como reproductores de MP3, linternas, utensilios de cocina, cámaras, artículos deportivos y muchos otros productos, tanto por su resistencia a la corrosión como por su capacidad para teñirse.

El revestimiento de óxido de aluminio se cultiva desde y hacia la superficie del aluminio. Debido a esto, no es propenso a pelarse o agrietarse como los recubrimientos orgánicos como la pintura. En la mayoría de los bienes de consumo, el tinte está contenido en la porción más externa de la capa de óxido de aluminio. Si bien es altamente resistente al desgaste, la superficie anodizada aún se puede usar. Si el desgaste y los rasguños son menores, el óxido restante continuará proporcionando protección contra la corrosión incluso si se elimina el tinte.

Existen tres procesos principales para la anodización de aluminio: el tipo I es la anodización de ácido crómico; Tipo II es la anodización de ácido sulfúrico; y Tipo III es anodización de capa dura.

Anodización tipo I y tipo II

El aluminio, cuando se expone a la atmósfera, forma una capa de óxido pasivo, que proporciona protección moderada contra la corrosión. Esta capa es fuertemente adherente porque está unida químicamente a la superficie del metal en comparación con la oxidación (corrosión) en el acero, donde el óxido se hincha y se desprende, exponiendo constantemente el nuevo metal a la corrosión. En su forma pura, el aluminio se auto pasiva muy eficazmente, pero sus aleaciones, especialmente la serie 6000, debido al contenido de magnesio, son mucho más propensas a la corrosión atmosférica y, por lo tanto, se benefician de la calidad protectora del anodizado.

Antes de ser tratado, el aluminio, si está forjado, se limpia en un limpiador de remojo caliente o en un baño de solvente y se puede grabar en hidróxido de sodio (normalmente con gluconato de sodio agregado), bifluoruro de amonio o iluminado en una mezcla de ácidos. Las aleaciones de fundición normalmente se limpian mejor debido a la presencia de intermetálicos, a menos que sean de alta pureza, como LM0.

En la anodización de aluminio, esta capa de óxido de aluminio se hace más gruesa al pasar una corriente continua a través de una solución de ácido sulfúrico, con el objeto de aluminio sirviendo como el ánodo (el electrodo positivo). 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. Anodizando a 12 voltios DC, una pieza de aluminio con un área de 1 decímetro cuadrado (aproximadamente 15.5 pulgadas cuadradas) puede consumir aproximadamente 1 amperio de corriente. En aplicaciones comerciales, el voltaje utilizado es más normal en la región de 15 a 21 voltios.

Las condiciones tales como la concentración de ácido, la temperatura de la solución y la corriente deben controlarse para permitir la formación de una capa de óxido consistente, que puede ser mucho más gruesa de lo que de otro modo se formaría. Esta capa de óxido aumenta tanto la dureza como la resistencia a la corrosión de la superficie de aluminio. El óxido se forma como cristales microscópicos hexagonales de "tubo" de corindón, cada uno con un poro hexagonal central (que también es la razón por la que una parte anodizada puede adquirir color en el proceso de tintura). El espesor de la película puede variar desde menos de 5 micrómetros en trabajos decorativos brillantes hasta más de 25 micrómetros para aplicaciones arquitectónicas.

El método anterior de Tipo I (ácido crómico) produce películas más delgadas y opacas que son más suaves, dúctiles y hasta cierto punto autocurables. Son más difíciles de teñir y se pueden aplicar como tratamiento previo antes de pintar. El método de formación de película es diferente del uso de ácido sulfúrico en que el voltaje se incrementa a través del ciclo del proceso.

Anodizado de capa dura

El anodizado de capa dura es un proceso electroquímico que produce un óxido anódico, integral a la parte de aluminio. La capa aumenta la resistencia a la corrosión, el desgaste y la fricción (con el uso de lubricantes debido a su estructura porosa, mantiene la película lubricante más fuerte que una superficie lisa). Por ejemplo, los cilindros de un motor V8 de aluminio moderno de BMW no tienen revestimiento suelto, en cambio, las paredes están revestidas de forma dura.

El anodizado de capa dura también aumenta el aislamiento eléctrico y térmico. Esto complica una operación de rebordeado (aunque no es común, dada la longevidad de los motores modernos debido a la mejora de los lubricantes), ya que el recubrimiento duro debe restaurarse si se reinicia el bloque.

Al igual que otras formas de anodizado (como el anodizado de ácido crómico tipo I o el anodizado de ácido sulfúrico tipo II), el anodizado de capa dura (también conocido como tipo III) se produce sumergiendo los componentes de aluminio en una solución electrolítica; difiere del otro por la posibilidad de hacerlo hasta 20 veces más grueso (0.008 pulgadas).

La capa de revestimiento duro es equivalente a uno de los materiales más duros en la tierra: rubí (Al2O3), en términos industriales, dureza de 60 a 65 Rockwell en la escala C.

Su color varía de gris a marrón oscuro.

Tintura

El iPod Mini de Apple se tiñe usando un proceso de anodización

Cuando la apariencia es importante, la superficie del óxido se puede teñir antes de la etapa de sellado, ya que el tinte ingresa a los poros en la superficie del óxido. La cantidad de colores de tinte es casi infinita; sin embargo, los colores producidos tienden a variar según la aleación base. Aunque algunos prefieren colores más claros, en la práctica pueden ser difíciles de producir en ciertas aleaciones, como los grados de fundición con alto contenido de silicio y las series 2000 (con su alto contenido de cobre). Otra preocupación es la resistencia a la luz de los colorantes orgánicos: algunos colores (rojos y azules) son particularmente propensos a la decoloración. Los tintes negros y el oro producido por medios inorgánicos (oxalato de amonio férrico) son más resistentes a la luz.

Alternativamente, el metal (generalmente estaño) puede depositarse electrolíticamente en los poros del recubrimiento anódico para proporcionar colores que sean más resistentes a la luz. Los colores de los tintes metálicos van desde el champán pálido hasta el negro. Las sombras de bronce son preferidas para uso arquitectónico.

Alternativamente, el color puede ser integral para la película. Esto se realiza durante el proceso de anodización utilizando ácidos orgánicos mezclados con el electrolito sulfúrico y una corriente pulsada.

Después del teñido, la superficie generalmente se sella usando agua caliente o vapor, a veces mezclada con acetato de níquel u otros agentes anti-floración, para convertir el óxido en su forma hidratada. Esto reduce la porosidad de la superficie a medida que el óxido se hincha. Esto también reduce o elimina el sangrado del tinte y puede aumentar la resistencia a la corrosión. El sellado a 20 ° C en sales de níquel-cobalto, sellado en frío, cuando los poros están cerrados por impregnación también es popular debido al ahorro de energía. Los recubrimientos sellados en este método no son adecuados para la unión adhesiva.

Consideraciones mecánicas

El anodizado elevará la superficie, ya que el óxido creado ocupa más espacio que el metal base convertido. Esto generalmente no será una consecuencia, excepto en el caso de pequeños agujeros roscados para aceptar tornillos. El anodizado puede hacer que los tornillos se unan, por lo que es posible que los orificios roscados deban ser perseguidos con un grifo para restaurar las dimensiones originales. En el caso de agujeros sin rosca que aceptan tornillos o pasadores, puede ser apropiado un agujero ligeramente sobredimensionado para permitir el cambio de dimensión.

La oxidación electrolítica en plasma es un proceso similar, pero donde se aplican voltajes más altos. Esto hace que se produzcan chispas y da como resultado revestimientos más cristalinos.

Ver también

  • Corrosión
  • Metal

Referencias

  • Kawai, S. 2002. Anodizado y coloración de aleaciones de aluminio.. ASM Internacional. Edición de libro y CD-ROM. ISBN 090447724X
  • Laplantz, David. 1988. Artistas anodizando aluminio: el proceso del ácido sulfúrico. ISBN 0942002032
  • Seeley, Bill, 1997. "Procedimientos de anodización". ArtMetal. Consultado el 24 de enero de 2007.

Enlaces externos

Todos los enlaces recuperados el 1 de abril de 2016.

  • Consejo de anodizadores de aluminio
  • Artículo sobre anodizado de Revista de Revestimientos y Fabricaciones
  • Bricolaje de aluminio anodizado

Ver el vídeo: El Anodizado del Aluminio V2 (Agosto 2020).

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