O que é alumínio anodizado? Mais 5 perguntas comuns sobre isso

Anodização está entre as operações de pós-processamento mais comuns realizadas em peças de alumínio. É um processo eletroquímico que envolve a imersão de uma peça de alumínio em uma série de tanques, convertendo a superfície de alumínio em um acabamento durável e resistente à corrosão.

Para determinar se a anodização é a escolha certa para uma peça específica, os designers de produtos devem primeiro entender como isso afeta a resistência, a espessura, a cor e a condutividade térmica do alumínio.

Este artigo apresenta respostas para cinco perguntas frequentes sobre alumínio anodizado. Se você deseja implementar a anodização em seu produto usinado, este artigo é para você!

1) Como funciona a anodização?

O processo de anodização envolve mergulhar e tratar uma peça de alumínio limpa em um banho químico eletrolítico. Este banho químico é tipicamente feito de ácido sulfúrico ou crômico (uma solução eletricamente condutora).

Em seguida, uma corrente elétrica direta é aplicada a esse banho químico, criando uma carga elétrica positiva na parte de alumínio e uma carga negativa nas placas eletrolíticas. A reação eletroquímica resultante cria poros na superfície da peça. Esses poros se ligam aos íons O2 carregados negativamente no eletrólito para formar uma camada de óxido celular (óxido de alumínio) no componente.

Fonte da imagem:Vicente Neto, CC BY 4.0, via Wikimedia Commons

Esta camada de óxido de alumínio é mais durável e resistente à corrosão do que o substrato de alumínio subjacente. No entanto, quase todas as peças de alumínio criam naturalmente uma camada de óxido de alumínio quando expostas à atmosfera. Então, o que torna o processo de anodização único e por que você deveria se dar ao trabalho de conseguir algo que ocorre naturalmente?

2) Por que anodizar peças de alumínio?

Quando você expõe uma peça de alumínio comum à atmosfera, uma camada de óxido de alumínio é formada sobre a superfície da peça. No entanto, essa camada geralmente é muito fina e pode se desgastar facilmente, principalmente quando você a arranha ou a usa em áreas com ar poluído.

No entanto, ao contrário do alumínio comum, uma peça de alumínio anodizado tem seu óxido de alumínio profundamente dentro do substrato de alumínio. Por exemplo, os poros (e a camada de óxido celular) formados na reação eletroquímica podem atingir até 25 mícrons. Como resultado, você teria um componente de alumínio resistente à corrosão, resistente a arranhões e que pode suportar quase qualquer ataque químico.

3) A anodização torna as peças de alumínio mais fortes?

testador de dureza do material

A anodização não torna um componente de alumínio mais forte ou mais fraco. Em vez disso, aumenta a dureza do alumínioㅡque descreve a resistência do componente de alumínio ao recuo da superfície, arranhões ou abrasão. Por exemplo, um componente de alumínio anodizado pode ser três vezes mais duro que a liga de alumínio original.

Além disso, as peças de alumínio anodizado são normalmente mais leves do que outros metais como cobre e aço inoxidável. Essa característica única os torna ideais para aplicações aeroespaciais que exigem metais leves.

4) A anodização melhora a condutividade térmica do alumínio?

A condutividade térmica descreve a capacidade de um material de transferir ou conduzir calor. Essa capacidade aumenta com a quantidade de fluxo de calor, espessura do material e área de superfície do material.

Como a anodização forma uma camada de óxido adicional na superfície de um componente de alumínio, você concorda que ela aumenta a espessura e a área de superfície do componente. Como resultado, o alumínio anodizado terá melhor condutividade térmica do que um componente de alumínio inacabado. Isso torna as peças de alumínio anodizado ideais para as aplicações atuais de dissipadores de calor encontradas em eletrônicos e outros sistemas térmicos.

5) Quais são os tipos de anodização?

A anodização é comumente classificada de acordo com o padrão MIL-A-8625 em três tipos:

• Anodização Tipo I
• Anodização Tipo II
• Anodização Tipo III

O processo de anodização Tipo I , também chamado de anodização de ácido crômico, usa um banho químico de ácido crômico para criar revestimentos (ou camada de óxido) na superfície do alumínio. Produz um revestimento fino (até 2,5 mícrons) e é ideal em aplicações onde você requer proteção mínima contra corrosão e adesão de tinta.

O processo de anodização Tipo II usa um banho químico de ácido sulfúrico para criar uma camada de óxido no componente de alumínio. Este tipo de anodização produz uma camada de óxido tão espessa quanto 25 mícrons, tornando-os mais resistentes à corrosão do que as peças de alumínio anodizado tipo I. Além disso, por terem camadas de óxido mais espessas (e poros), são melhores na retenção de corantes e coloração do que as peças anodizadas “Tipo I”.

O processo de anodização Tipo III , também chamado de anodização de revestimento duro, produz camadas de óxido mais espessas que 25 mícrons. Utiliza ácido sulfúrico como banho químico, como a anodização Tipo II. No entanto, a corrente elétrica neste processo é feita fluir por períodos mais longos do que na anodização Tipo II. Isso lhes permite produzir camadas mais espessas e as torna mais resistentes à corrosão do que as peças anodizadas Tipo I e Tipo II.

6) O custo da anodização do alumínio em casa

Se você está procurando uma maneira de proteger seus produtos de alumínio e economizar dinheiro, a anodização é uma excelente escolha. Este processo é muito superior à pintura e pode ser feito em sua própria casa por uma fração do custo.

O custo real associado ao processo varia dependendo de onde você mora e da peça que deseja anodizar. Quanto maior a peça e mais duro o revestimento, mais custará. No entanto, ainda é mais barato e mais rápido fazê-lo em casa.

Ao anodizar alumínio em escala, o importante a ter em mente é instalar seu equipamento em um local bem ventilado. Além disso, comprar seus itens a granel ajudará você a economizar dinheiro.

A aquisição de ácido sulfúrico pode ser um desafio dependendo de onde você mora, mas geralmente você pode encontrá-lo em lojas de suprimentos de extintores ou empresas de suprimentos científicos/químicos. No entanto, a compra de ácido sulfúrico a granel pode exigir uma licença ou permissão, portanto, verifique primeiro com as autoridades locais.

7) Materiais necessários para anodizar alumínio

A maioria dos materiais necessários para anodizar o alumínio são básicos e fáceis de encontrar. Eles também são relativamente baratos. Se você quiser fazer isso regularmente em casa, talvez queira configurar sua própria estação de anodização.

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Aqui estão os itens necessários:

• Água destilada
• Tanques e recipientes para armazenar líquidos durante o processo
• Ácido sulfúrico
• Um cátodo
• Neutralizador de ácido
• Desengordurante
• Fio de alumínio ou fio de titânio
• Salva
• Tintura (qualquer cor que você desejar)
• Uma bateria (ou qualquer outra fonte de energia)

Você também vai querer encontrar um local bem ventilado para instalar a estação de anodização; certifique-se de usar óculos de proteção, luvas e um respirador.

Além dos itens que listamos, você também vai querer comprar algumas coisas opcionais, o que facilitará o trabalho, em nossa opinião e experiência. Esses incluem:

• Bolas de pingue-pongue (você pode colocá-las no tanque para evitar o acúmulo de névoa ácida)
• Um agitador
• Chaleira barata para o corante
• Um termômetro de cozinha para verificar as temperaturas

8) Alumínio anodizado – as etapas básicas

Depois de coletar tudo o que listamos acima, tudo o que você precisa fazer é seguir as etapas abaixo.

1 – Use lã de aço ou mesmo um pano de prato levemente abrasivo para esfregar a superfície do alumínio que você está prestes a anodizar. Isso ajudará a remover quaisquer marcas de usinagem do metal.

2 – O próximo passo é colocar todos os seus equipamentos de segurança, ou seja, luvas, óculos, etc.

3- Limpe a peça com um desengraxante e depois lave com água destilada.

4 – Prepare a solução de soda cáustica, geralmente 10 a 20%. Adicione cerca de quatro colheres de sopa de soda cáustica a um galão de água. Misture esta solução com água destilada pura e coloque as peças nela. Use luvas de borracha e espere alguns minutos enquanto a solução penetra no alumínio. Você deve ver bolhas subindo para indicar que a superfície do alumínio está sendo esfregada. Isso não deve demorar mais de 5 minutos.

5 – Retire a peça do banho de lixívia e lave-a com água destilada. Certifique-se de que a peça esteja limpa. Se você vir que a água goteja na superfície, lave-a mais algumas vezes.

6 – Você então quer armar a peça enganchando-a em fio de alumínio ou titânio. Deve ter uma conexão sólida e lembre-se de que haverá uma marca não anodizada onde o fio esteve em contato com a peça. Portanto, escolha o local com sabedoria.

7- O próximo passo é criar um banho despejando ácido sulfúrico em água destilada. Você faz isso misturando 1 parte de ácido com três partes de água destilada. No entanto, independentemente da temperatura ambiente, é essencial garantir que o banho esteja a 70 graus Fahrenheit. Se ficar acima dessa temperatura ou abaixo de 65F, arruinará o processo e os resultados serão decepcionantes.

8 – Em seguida, você adicionará o cátodo ao tanque, mas certifique-se de que ele não toque na parte que deseja anodizar. As peças que você deseja anodizar devem ficar suspensas no tanque, garantindo que não toquem em nada. Você então adiciona um pequeno aquecedor e um termômetro. A superfície do banho também pode ser coberta com bolas de pingue-pongue.

9 – Não inicie o processo até que a temperatura no banho esteja em 70 graus.

10 – Em seguida, conecte sua fonte de alimentação e conecte ao terminal positivo da bateria ou da fonte. O negativo é então ligado ao cátodo. Aqui é onde você precisa ter cuidado porque o banho começará a emitir gases perigosos.

11 – Você vai querer definir a amperagem com base na área da superfície que deseja anodizar. Se você quiser uma superfície dura, ajuste-a para 0,03 amperes por polegada quadrada; se você quiser algo mais suave, que absorva o corante, disque para 0,02 amperes.

12 – Recomendamos inicialmente iniciar em 16 volts. Algumas calculadoras online podem ajudá-lo com isso, mas em casa, 16 volts é muito bom. No entanto, o importante aqui é ficar de olho na temperatura do tanque à medida que o processo avança. A temperatura geralmente aumenta durante o processo, então você não pode deixá-lo sozinho.

13 – Uma vez que o processo de anodização começa, você pode começar a aquecer os corantes. A maioria das cores funcionará bem a 140 ° F, mas você pode querer esfriar algumas cores. Todas as marcas de tinta são um pouco diferentes e merecem alguma experimentação.

14 – Você então prepara um tanque de água destilada e outro com neutralizador de ácido.

15 – Depois de concluído, desligue a energia, retire as peças do tanque e, em seguida, mergulhe-as em água destilada por 15 segundos. Em seguida, enxágue no tanque do neutralizador por cerca de 5 minutos. Você vai querer fazer uma segunda rodada de enxágüe no neutralizador por 5 minutos. Então, novamente, com água destilada antes de mergulhar as peças no corante. As peças absorvem a cor instantaneamente, mas você terá que deixá-las por cerca de 15 minutos, dependendo da intensidade desejada.

16 – Concluído o processo de tingimento, é preciso ferver as peças por 15 minutos. Isso ajudará a endurecer o corante, garantindo uma vedação firme.

Acabamento anodizado em alumínio:Gensun pode ajudar

Agora que você sabe pelo menos algo sobre acabamentos de anodização, você concorda que as peças de alumínio anodizado oferecem várias vantagens sobre as peças de alumínio comuns. No entanto, o processo de anodização não é tão simples quanto parece:requer tecnologias e conhecimentos especiais.

A Gensun Precision Machining é uma fornecedora líder de serviços de fabricação de alta qualidade em toda a Ásia. Não apenas fabricamos produtos com precisão usando nossas tecnologias de usinagem CNC de última geração, mas também fornecemos uma ampla gama de serviços de acabamento de superfície, incluindo acabamentos de anodização de alumínio.

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Observação:este artigo foi publicado originalmente em abril de 2021 e atualizado em maio de 2022