Visão geral da anodização de alumínio

O processo de anodização (às vezes conhecido como anodização) converte a superfície do alumínio em uma camada de óxido mais espessa e uniforme por meio de um processo eletrolítico.

A anodização eletroquímica produz uma superfície de óxido de alumínio que possui:

• Resistência à corrosão

• Aparência agradável

• Resistência ao desgaste

• Melhor adesão de tintas ou adesivos

• Lubricidade melhorada

• Melhor adesão à galvanoplastia

Este artigo se concentrará na anodização do alumínio. No entanto, outros metais podem ser anodizados, incluindo magnésio, titânio e ligas de alumínio. Existem vários tipos de acabamentos de alumínio anodizado, incluindo alumínio anodizado transparente, alumínio anodizado preto e alumínio anodizado duro. Existem também alguns tipos de anodização comumente usados: Tipo I, Tipo II e Tipo II.

Com este artigo, você pode escolher com rapidez e precisão o tratamento de superfície correto para sua extrusão de alumínio.

O que é alumínio anodizado?

A anodização é um processo eletroquímico que converte uma superfície metálica em um acabamento de óxido anodizado decorativo, durável e resistente à corrosão. O alumínio é adequado para anodização, embora outros metais não ferrosos, como magnésio e titânio, também possam ser anodizados.

Como funciona o processo de anodização?

A anodização é obtida pela imersão do alumínio em um banho eletrolítico ácido e pela passagem de uma corrente elétrica pelo meio. Um tubo catódico é instalado dentro do tanque de anodização; o alumínio atua como um ânodo, permitindo que íons de oxigênio sejam liberados do eletrólito para se combinarem com átomos de alumínio na superfície da peça anodizada. A anodização é, portanto, um problema de oxidação altamente controlado e uma melhoria de um fenômeno natural.

Tipos de processos de anodização de alumínio disponíveis

Para entender como anodizar o alumínio, você precisa entender os tipos de alumínio utilizados no processo de anodização. A anodização de enxofre ácido tipo II com especificação militar MIL-PRF-8625 e a anodização de revestimento duro tipo III são as mais comumente usadas. O Tipo II é amplamente conhecido como anodização convencional, enquanto o Tipo III é conhecido como anodização resistente ou dura.

Tipo I – Anodização com Ácido Crômico

O processo de anodização Tipo I utiliza ácido crômico para formar um revestimento fino na superfície de uma peça metálica.

Embora o Tipo I seja o revestimento de anodização mais fino, ele ainda melhora a resistência à corrosão da peça. No entanto, também resulta na menor absorção de cor quando tingido.

Tipo II – Anodização com Ácido Sulfúrico

O processo de anodização Tipo II utiliza ácido sulfúrico em vez de ácido crômico. Isso resulta em uma camada superficial ligeiramente mais espessa na peça de alumínio.

A anodização com ácido sulfúrico tipo II tem espessura de 0,0002 a 0,001 polegadas e é mais adequada para peças tingidas.

Tipo III – Anodização de Revestimento Duro 

Isto é muitas vezes referido como"anodização dura"e também usa o método do ácido sulfúrico. No entanto, produz uma camada mais espessa (>0,001 pol.) camada anodizada do que o Tipo II. As peças anodizadas com revestimento duro têm a melhor resistência ao desgaste e potencial de manchas. No entanto, pode não ser ideal para peças com tolerâncias extremamente restritas.

Que tipo de anodização você deve escolher? Qual é a diferença?

• O Tipo I usa ácido crômico para formar uma camada fina na superfície das peças metálicas. É onde a resistência à corrosão e algum grau de resistência ao desgaste são necessários, como na fabricação de peças estruturais altamente fatigadas em aeronaves.

  
  

• A anodização tipo II usa ácido sulfúrico para formar uma camada superficial ligeiramente mais espessa nas peças de alumínio. Suas aplicações são na fabricação de produtos de consumo, utensílios de cozinha, peças arquitetônicas de alumínio e peças industriais de alumínio.

  
  

• O Tipo III é semelhante ao Tipo II, mas com uma camada mais espessa e resistente à corrosão. Isso o torna ideal para peças que devem suportar temperaturas extremas e exposição a produtos químicos. Por exemplo, os militares utilizam-no para produzir peças metálicas resistentes, frequentemente utilizadas em componentes de armas de fogo, engrenagens, válvulas e muitas outras peças que deslizam umas contra as outras.

Todos os tipos de adesivos ajudam a tinta e outros adesivos a aderirem melhor do que o alumínio puro. Além do processo de anodização, algumas peças podem precisar ser manchadas, seladas ou tratadas com outros materiais, como lubrificantes de película seca. Se uma peça for tingida, considera-seTipo2, enquanto uma parte não tingida éTipo1.

Como tingir peças de alumínio anodizado?

A estrutura de óxido anodizado origina-se do substrato de alumínio e consiste inteiramente em óxido de alumínio. Em vez de ser aplicado à superfície como tinta ou revestimento, este óxido de alumínio é completamente integrado ao substrato de alumínio por baixo, de modo que não lasca nem descama. Possui uma estrutura porosa altamente ordenada que permite processamento secundário como coloração e selagem.

Uma vez aplicada a tinta, os poros podem ser selados, permitindo que a cor fique incorporada na camada de óxido. Como a tinta agora faz parte dessa camada passiva, ela não desbota nem descama, proporcionando um acabamento durável, duradouro e elegante.

A anodização melhora a dissipação de calor?

Sim. Se um item estiver mais quente que o ambiente, ele começará a esfriar. Quanto maior a área de superfície do item quente, mais rápido ele dissipará o calor. O alumínio anodizado tem uma área superficial maior que o alumínio sem acabamento e, portanto, é mais eficiente na liberação de calor.

Esta melhor condutividade térmica, ou dissipação de calor, é devida à melhor transferência de calor por convecção e maior emissividade. A transferência de calor por convecção é a transferência de calor entre uma superfície e o ar circundante e é afetada principalmente pelo projeto e, em menor grau, pela anodização.

A transferência de calor radiativo, também conhecida como emissividade, ocorre entre duas superfícies e pode ser significativamente melhorada pela anodização. Esta propriedade torna o alumínio anodizado adequado para pequenos dissipadores de calor, conforme descrito em nosso artigo sobre dissipadores de calor de alumínio anodizado.

O alumínio anodizado é altamente condutor?

Não não é. O próprio alumínio é altamente condutivo; entretanto, a camada de óxido possui propriedades físicas e químicas semelhantes às da cerâmica. Uma das principais propriedades da cerâmica é o isolamento elétrico.

As folhas de alumínio anodizado ainda são capazes de atingir condutividade limitada através do contato porque a camada de óxido é muito fina, mas a condutividade é muito menor em relação ao alumínio não tratado. Embora existam soluções alternativas, se a condutividade for um aspecto importante do design do seu produto, você pode considerar um tratamento de superfície diferente para o seu produto de alumínio.

Vantagens do Processo de Anodização

O processo de anodização substitui a camada natural de óxido de alumínio por uma nova para melhorar a durabilidade das peças, a adesão da pintura, a aparência dos componentes e a resistência à corrosão. Também produz um revestimento quimicamente resistente que resiste a agentes de limpeza agressivos. A imagem abaixo mostra algumas peças que foram anodizadas e depois tingidas em cores diferentes.

O processo de anodização utiliza um banho ácido e uma corrente elétrica para formar esta camada anódica no material original. Em termos simples, estamos criando uma camada controlada e durável de óxido de alumínio em nossos componentes, em vez de depender da fina camada de óxido que existe naturalmente em qualquer superfície de alumínio puro. É semelhante ao blueing, Parkerzing, passivação e outros tratamentos de superfície de revestimento de conversão usados ​​para resistência à corrosão e endurecimento superficial.

Aplicações típicas de peças de alumínio anodizado

A tinta anodizada tem uma ampla gama de aplicações, mas uma das mais comuns é para estética, pois pode tingir componentes em diversas cores.

O pen drive superior é Grau 1 (não tingido), então o revestimento anodizado parece limpo e tem quase a cor da liga base. O pen drive inferior é tingido de azul vivo. Outro exemplo é o adaptador roscado abaixo, que foi anodizado e tingido de preto.

O revestimento do adaptador roscado não parece ser resistente ao desgaste, indicando que é revestido com um fino revestimento anodizado Tipo II ou que o processo de produção foi mal controlado.

Como quarto exemplo, temos alguns dissipadores de calor anodizados, mostrados abaixo.

Os revestimentos anódicos podem aumentar a eficácia dos dissipadores de calor, aumentando a emissividade da superfície em uma ordem de grandeza, melhorando assim a transferência de calor radiativo.

Abaixo, podemos ver uma válvula preta fosca que possui uma camada anódica de qualidade relativamente alta. Além disso, observe o atraente logotipo gravado a laser que contrasta bem com o restante do componente. O logotipo normalmente é gravado através da camada anódica, em vez de impresso na superfície da peça, o que melhora a durabilidade e economiza custos e etapas do processo.

O alumínio anodizado é ideal para sinalização externa porque é leve, resistente à corrosão e mais durável que a tinta. A superfície anodizada pode ser facilmente impressa em tela ou coberta com materiais reflexivos, como o exemplo de sinalização externa abaixo:

Embora tenhamos discutido uma ampla gama de aplicações, mal arranhamos a superfície de todas as aplicações potenciais do alumínio anodizado. Se você estiver procurando mais informações e exemplos, recomendamos que você consulte o Conselho de Anodizadores de Alumínio local na rede Internet.

Você deve anodizar suas extrusões de alumínio?

A escolha de anodizar ou não suas extrusões de alumínio depende da aplicação pretendida do produto. Como este artigo destaca, a anodização tem vantagens e desvantagens.

Digamos que sua principal preocupação seja a resistência à corrosão e uma aparência metálica muito bonita, ou você queira melhorar a emissividade ou adesão de um primer ou cola. Neste caso, a anodização pode ser uma boa opção para acabamento de produtos extrudados.

No entanto, se a condutividade elétrica for essencial, ou se a peça for submetida a processos de conformação adicionais, a anodização pode não ser a melhor escolha. Isso pode causar rachaduras na camada de óxido. A anodização também aumenta ligeiramente o tamanho da peça de trabalho. Portanto, não é recomendado se você estiver trabalhando com tolerâncias dimensionais muito restritas.

Se você está procurando uma alternativa à anodização, você pode considerarrevestimento em pócomo forma de dar acabamento aos produtos de alumínio, conferindo-lhes uma cor vibrante. Se um acabamento fosco for adequado para sua aplicação e você precisar de maior durabilidade e proteção contra desbotamento UV, você pode considerar a aplicação de revestimento PVDF em seus produtos de alumínio.

Perguntas frequentes

• Como funciona o processo de anodização do alumínio?

O processo de anodização converte a superfície do alumínio em uma camada de óxido mais espessa, durável e uniforme por meio de um processo eletroquímico. A estrutura porosa da superfície resultante permite melhor ligação de tinta e adesivo, adesão de revestimento, melhor dissipação de calor e permite injeções secundárias de lubrificantes e corantes.

• Quais cores você pode anodizar o alumínio?

Você pode obter a maioria das cores usando corantes durante o processo de anodização ou pintando posteriormente (por exemplo, para obter uma cor branca pura).

Há uma variedade de métodos para coloração por anodização, incluindo coloração eletrolítica, coloração por imersão, coloração integral e coloração por interferência (consulte a seção Métodos de coloração). As cores de anodização possíveis incluem preto, azul, cinza azulado, marrom, dourado, cinza, verde, oliva, rosa, vermelho, roxo e amarelo. Alguns processos produzem cores resistentes aos raios UV. Alguns processos produzem cores causadas por efeitos de interferência óptica e outros por dispersão de luz.

É importante observar que algumas cores podem exigir reagentes químicos especiais e processamento mais complexo, portanto o custo e a viabilidade também precisam ser considerados.

• Qual é a aparência do alumínio anodizado transparente?

O alumínio anodizado transparente possui uma película uniforme e transparente que oferece maior resistência à corrosão e ao desgaste. A cor do filme varia de cinza muito claro a cinza escuro à medida que a espessura do revestimento aumenta.

O alumínio anodizado transparente combina a solidez do metal com uma qualidade translúcida semelhante à do vidro, proporcionando uma escolha de material estética e funcional exclusiva para os mundos de design e fabricação.

• Que tipo de anodização devo escolher?

A maioria das peças usinadas são anodizadas de acordo com o Tipo II (ou"convencional") anodização com ácido sulfúrico e revestimento duro Tipo III ou"duro"anodização com ácido sulfúrico, conforme especificação militar MIL-PRF-8625. A anodização tipo I utiliza um ácido crômico ambientalmente hostil que raramente é especificado.

Você pode discutir detalhes específicos do tratamento, incluindo espessura do filme de óxido, cor, processo de tratamento e padrões de qualidade relacionados com seu fornecedor ou técnico profissional para garantir que o produto final atenda às suas expectativas e requisitos.

• Quanto custa a anodização do alumínio?

O custo depende da espessura do revestimento, tipo de anodização, serviços de acabamento secundário, geometria da peça e tamanho do lote.

• A anodização se desgastará?

A anodização é durável porque faz parte do material base de alumínio. No entanto, ele se desgastará com a abrasão e a cor poderá desbotar com a exposição prolongada ao ar livre. A anodização dura Tipo III mantém sua cor e resistência ao desgaste por mais tempo que o Tipo II.