Diferencias entre electrochapado y anodizado: una comparación completa

El electrochapado y el anodizado ayudan a mejorar la calidad de las superficies metálicas durante el acabado. Son los dos procesos de acabado comunes que mejoran la resistencia a la corrosión, la durabilidad y la apariencia superficial. Por ello, para adoptar las mejores aplicaciones de estos procesos, hay que comprender las diferencias y similitudes entre ambos.

Este artículo aborda la comparación entre el electrochapado y el anodizado. Destaca los distintos procesos que intervienen en las dos técnicas, sus ventajas y desventajas, y sus diversos tipos.

¿Cuáles son las diferencias entre el electrochapado y el anodizado?

La principal diferencia entre estas dos técnicas está en sus procesos. Sin embargo, el principio del electrochapado tiene que ver con recubrir una superficie metálica con otro compuesto metálico, mientras que el anodizado implica engrosar el óxido natural de una superficie metálica. Estas son las diferencias en electrochapado frente a anodizado.

Métodos de procesamiento

El metal que se va a electrochapar se denomina sustrato y se conecta al cátodo en el electrochapado. El electrolito, que contiene los iones metálicos para el electrochapado, es la solución. Una corriente continua pasa a través de la solución para disolver los iones metálicos del ánodo y depositarlos sobre el sustrato. Intervienen dos materiales distintos: el material que se va a chapar y el material de chapado. Por ejemplo, en un proceso de chapado que implica cobre-berilio y níquel, la capa de chapado es níquel y el sustrato es cobre-berilio.

El anodizado es el proceso de tratar el metal con productos electroquímicos para producir un recubrimiento de película fina sobre su superficie. Se forma un recubrimiento fino en la superficie del material tratado, que actúa como el ánodo, cuando se aplica electricidad en el electrolito. Si la aleación de aluminio se oxida, se formará una capa de óxido de aluminio en la superficie de la pieza. La alúmina se caracteriza por su estabilidad química, su resistencia a la oxidación y a la corrosión ácida, y su capacidad de teñir colores.

Objetos de recubrimiento

La mayoría de los artículos chapados son de metal. Los metales de chapado más utilizados son el níquel, el cromo, el estaño, el cobre, la plata y el oro. Esta técnica se utiliza comúnmente para chapados como el oro, el cromo, el níquel, etc. El anodizado es un método de tratamiento de superficies metálicas que engrosa la capa de óxido natural del metal. Los metales, aluminio y titanio, comúnmente utilizados se anodizan con el electrolito adecuado.

Principios de funcionamiento

Durante el procesamiento en el anodizado, el ánodo es la sustancia sobre la que se lleva a cabo el proceso. Sin embargo, en el electrochapado, el cátodo es la sustancia utilizada para el recubrimiento, en su mayoría un metal. Los iones del ánodo metálico depositan sus electrones en el cátodo debido al efecto de carga de un proceso de electrochapado. Los iones se reponen inmediatamente tras la disolución del metal del ánodo. El proceso de anodizado se utiliza principalmente para superficies de aluminio debido a su alta reactividad, que forma fácilmente una capa de óxido duradera.

Resultado de peso

El anodizado añade una capa ligera de aproximadamente 0,0001 – 0,001 pulgadas a la superficie del material de aluminio, lo que normalmente aumenta el peso en un insignificante 1% o menos. Sin embargo, el electrochapado deja el producto más pesado, ya que deposita alrededor de 0,005 pulgadas de espesor, lo que puede contribuir a un 10% adicional de peso en el metal.

Resistencia

El electrochapado puede mejorar la resistencia a la tracción del material metálico utilizado mediante la deposición constante de otros metales sobre la superficie. Según el material chapado y el espesor, el electrochapado puede aumentar la resistencia a la tracción de un metal hasta en un 20%. El anodizado, por otro lado, aumenta muchas otras cualidades superficiales como la dureza y la resistencia al óxido, pero no mejora realmente la resistencia de un metal.

¿Qué es el anodizado?

El anodizado es un procedimiento electroquímico que da a una superficie metálica un acabado de óxido anódico. El aluminio es el metal más adecuado para el anodizado, aunque otros metales no ferrosos como el titanio y el magnesio también pueden tratarse de esta manera. El sustrato de aluminio aporta la totalidad del óxido de aluminio que compone la estructura de óxido anódico.

Este anodizado de aluminio resiste el desconchado y el descamado porque se fusiona completamente con el sustrato metálico subyacente en lugar de aplicarse tópicamente como la pintura o el chapado. Su estructura de porosidad bien organizada también hace posibles procesos posteriores como la pintura y el sellado.

Propósito del anodizado

El proceso de anodizado mejora la durabilidad, la resistencia y la apariencia de una superficie de material metálico. El proceso funciona engrosando la capa de óxido natural, lo que ayuda a impedir la corrosión y el desgaste del metal. También ayuda a mejorar la adhesión de la pintura y los pegamentos, muy importantes en el acabado de metales.

El anodizado de metales les confiere algunos efectos cosméticos como la prevención del agarrotamiento en las piezas roscadas, así como la coloración. También ayuda a proteger la superficie de los metales de la degradación al aumentar la dureza y el espesor. Industrias como la construcción, la aeroespacial y la automotriz utilizan el anodizado para mejorar el rendimiento general, la estética y la longevidad de los componentes metálicos.

¿Cómo funciona el anodizado?

Durante el anodizado, las aleaciones de aluminio son las más utilizadas porque se oxidan fácilmente, lo que facilita la regulación del desarrollo de la capa de óxido sobre ellas.

Primero, el metal se pretrata mediante limpieza y grabado para eliminar impurezas. Si es necesario, el metal se somete a un coloreado electrolítico para depositar iones de color en los poros del metal, un paso opcional del proceso. Luego, el metal (ánodo) se somete a una corriente eléctrica para oxidar la superficie.

Cuando pasa la corriente, la superficie del metal reacciona con los iones de oxígeno de la solución, lo que forma una capa de óxido sobre el metal (Al2O3 o TiO2). Las capas continúan desarrollándose a medida que se depositan más iones, dando lugar a un mayor espesor. Después de esto, la porosidad aumenta para permitir que se depositen tintes y otras sustancias.

La etapa final del anodizado es el sellado de los poros con agua caliente para obtener un acabado duradero y no poroso. Esto proporciona un objeto anodizado no conductor y resistente al desgaste y la corrosión.

Tipos de proceso de anodizado

Aquí hay un desglose de los tipos de anodizado:

1. Anodizado con ácido crómico

Con un espesor de capa de óxido de 0,00002 a 0,0001 pulgadas, el anodizado con ácido crómico (Tipo I) es la superficie más fina de las tres principales técnicas de anodizado. El aluminio puede resistir la corrosión igual de bien cuando se sella correctamente, gracias a la capa de óxido creada por el anodizado con ácido crómico.

Los recubrimientos de óxido de Tipo I tienen un tono grisáceo y absorben menos color al teñirse porque la capa de recubrimiento es más fina. La aplicación del anodizado con ácido crómico como acabado decorativo está limitada por este tono grisáceo.

Entre las principales ventajas del anodizado con ácido crómico están sus cualidades eléctricamente no conductoras y su fuerte adhesión a otros artículos. El anodizado con ácido crómico se aplica comúnmente a componentes soldados y piezas aeronáuticas, y como base para una posterior pintura.

2. Anodizado con ácido sulfúrico

La técnica de anodizado más utilizada es la de Tipo II, o ácido sulfúrico. El proceso de anodizado con ácido sulfúrico da como resultado películas de entre 0,0002 y 0,001 pulgadas de espesor. La superficie de la pieza se altera por la acumulación de óxido, lo que la hace ideal para circunstancias donde se requieren resistencia a la abrasión y dureza.

Utilizar la porosidad de los recubrimientos de ácido sulfúrico antes del sellado permite un acabado superficial colorido en el aluminio y las aleaciones relacionadas. Los tintes son absorbidos fácilmente por el óxido de aluminio permeable. Cuando se ha aplicado el tinte, sellar la película de óxido anódico ayuda a prevenir la decoloración mientras la pieza está en uso. Con este método de anodizado, puede elegir entre una variedad de colores, como rojo, negro, gris y marrón.

El anodizado con ácido sulfúrico es menos costoso y requiere menos tiempo para lograr el espesor adecuado que otras técnicas de anodizado. El anodizado de Tipo II se utiliza con frecuencia en componentes ópticos y electrónicos, cuerpos de válvulas hidráulicas y carcasas de ordenadores y componentes electrónicos.

3. Recubrimiento duro o anodizado duro

El método habitual para aplicar el anodizado de recubrimiento duro es con un electrolito basado en ácido sulfúrico. En comparación con el anodizado con ácido sulfúrico, produce un recubrimiento de óxido notablemente más grueso y denso.

El anodizado duro suele tener un espesor de recubrimiento de 0,0005 a 0,002 pulgadas. Para aplicaciones que necesitan una excelente resistencia a la abrasión en condiciones corrosivas, se aconseja el procedimiento de anodizado duro. En situaciones donde se requiere un mejor aislamiento eléctrico, también puede ser útil.

Los recubrimientos anodizados de Tipo III ayudan a refabricar componentes fuera de especificación o a restaurar recubrimientos desgastados, ya que pueden hacerse más gruesos con múltiples deposiciones de capas de óxido.

Tipos de metales adecuados para el anodizado

Aunque el aluminio y las aleaciones de aluminio son los materiales que se anodizan con más frecuencia, otros metales como el titanio, el manganeso, el magnesio, el zinc y el acero inoxidable también pueden anodizarse. La superficie del aluminio anodizado se vuelve tres veces más duradera que la del aluminio ordinario y permanece irrompible incluso después del coloreado.

Beneficios del anodizado

• Protege el producto de la corrosión: la capa adicional de sustancia formada por el anodizado ayuda a inhibir el óxido y la corrosión en los metales, prolongando así su vida útil.
• Mejora la durabilidad: el anodizado hace que la superficie del metal sea más resistente al desgaste, lo que mejora la durabilidad del objeto.
• Mejora la apariencia: la superficie de un metal anodizado se vuelve más adecuada para el teñido y la pintura, ya que el proceso transforma la composición química del metal.

Limitaciones del anodizado

• Retoques visibles: los recubrimientos coloreados realizados mediante anodizado son propensos a arañarse. El retoque de estos arañazos es visible.
• Selección de color limitada: los productos químicos utilizados en el proceso de anodizado limitan severamente la gama de colores que tiene un metal anodizado. Así, las opciones de color se reducen drásticamente, dejando al metal con opciones limitadas para pintar o teñir.

Aplicaciones comunes de los productos anodizados

El anodizado mejora la estética del producto u objeto, y este efecto, junto con su durabilidad, confiere al proceso la capacidad de influir en muchas industrias.

Industria de la construcción

En el ámbito de la construcción, se utilizan productos anodizados como enrejados de aluminio, sistemas de barandillas y toldos para barbacoas. El acabado anodizado da a la construcción una vida útil prolongada porque el aluminio se oxida cuando se recubre. Además, los productos anodizados no muestran desgaste bajo la exposición a los rayos UV y al agua salada.

Industria aeroespacial

En la industria aeroespacial, las extrusiones de aluminio como las cerchas vienen con acabados de aluminio para evitar el óxido o la degradación del material. El acabado anodizado de las cerchas ofrece un control óptico y térmico muy superior.

Industria médica

El anodizado ayuda a fabricar dispositivos médicos utilizados en el campo de la medicina para distintos fines. Por ejemplo, dispositivos médicos como los reemplazos de articulaciones y los instrumentos quirúrgicos son en su mayoría productos anodizados.

Industria automotriz

En el sector automotriz, el anodizado se utiliza para mejorar la resistencia a la corrosión en bloques de motor y ruedas. También mejora la estética de los embellecedores exteriores, las manijas y las parrillas, dándoles un acabado atractivo.

¿Qué es el electrochapado?

El electrochapado es un proceso electroquímico en el que se deposita una capa de chapado de metal sobre otro metal llamado sustrato. Este proceso puede mejorar el atractivo estético, la apariencia, la conductividad y la resistencia a la corrosión del sustrato. Los metales que pueden utilizarse para el electrochapado incluyen el níquel, el oro, la plata, el cobre, el cromo y el zinc.

Además, los metales de electrochapado también ayudan a mejorar la funcionalidad del sustrato y se utilizan comúnmente en las industrias aeroespacial, automotriz y de la joyería. Puede utilizarse para mejorar la tasa de aceptación de un metal para otros recubrimientos protectores con el fin de prevenir el óxido y el desgaste.

Propósito del electrochapado

El electrochapado se utiliza para añadir una capa fina de metal a una superficie conductora con el fin de mejorar su conductividad, resistencia a la corrosión, durabilidad o aspecto. En sectores como las industrias automotriz, electrónica y de fabricación de joyas, esto puede ser necesario para satisfacer ciertos estándares funcionales o estéticos.

El proceso de electrochapado también puede mejorar las características físicas de un metal. Ofrece resistencia a la corrosión, permitiendo que los componentes metálicos utilizados en diversos sectores duren más. El electrochapado es ideal para aplicaciones eléctricas y electrónicas porque aumenta la conductividad. También presenta un acabado agradable que amplifica el atractivo visual de artículos como la joyería y los embellecedores de los coches.

¿Cómo funciona el electrochapado?

Durante el proceso electroquímico del electrochapado, una celda electrolítica deposita un recubrimiento metálico iónico sobre una superficie conductora. El objeto metálico sobre el que se realiza la deposición, o sustrato, se somete a una fase de limpieza previa antes de sumergirse en una solución electrolítica.

Luego, se añade corriente continua a la solución, donde el sustrato se conecta al cátodo y el material de chapado se conecta al ánodo. Los iones metálicos se disuelven del ánodo en la solución a medida que fluye la corriente y se depositan sobre el metal conectado al cátodo.

Así, el metal tiene una capa uniforme pero fina del material de chapado. La composición del electrolito, la densidad y el tiempo de chapado pueden regularse para influir en el espesor de la capa.

Tipos de técnicas de electrochapado

El electrochapado tiene distintos tipos, cada uno adaptado a una aplicación y un material específicos. Estos son los tipos de electrochapado:

Chapado en níquel

Este tipo de chapado puede servir como chapado subyacente para el cromo, ya que se une frecuentemente con el aluminio y el cobre. Durante el proceso de chapado de níquel electrolítico, se utiliza una aleación de níquel y fósforo, que mejora fácilmente la dureza y la resistencia a la corrosión. Resulta útil en diversas industrias como la automotriz, la aeroespacial y la electrónica, tanto por razones decorativas como funcionales.

Chapado en cromo

En este tipo de chapado, el cromo se aplica sobre otra superficie de pieza metálica para mejorar su apariencia. Debido a su capacidad para restaurar tolerancias en piezas dañadas y dar un acabado brillante, el chapado en cromo se utiliza principalmente en la industria automotriz para componentes atractivos de los coches.

Chapado en cobre

Esto implica el uso del cobre como material de recubrimiento para electrochapar objetos metálicos. Es el mejor recubrimiento de pretratamiento para otros chapados de metal y se utiliza ampliamente en metales para componentes electrónicos. El chapado en cobre es adecuado para componentes electrónicos, placas de circuito impreso e industrias eléctricas.

Chapado en oro

El chapado en oro implica la deposición de una capa fina de oro sobre otra superficie de pieza metálica. Resulta útil en la producción de joyas, la electrónica y las industrias decorativas.

Diferentes metales adecuados para el electrochapado

Los metales utilizados en los procesos de electrochapado dependen de la aplicación y del acabado del material requerido. Algunos de los más populares son el zinc, el oro, el cobre, el níquel, el cromo, el cadmio, la plata y el latón. Cada metal tiene sus propiedades y características únicas que aporta al producto terminado.

Por ejemplo, el zinc es una opción más económica que ayuda a prevenir la corrosión en materiales de hierro y acero. El cromo utilizado en el chapado da al sustrato un acabado brillante al tiempo que mantiene una característica anticorrosiva.

Beneficios del electrochapado

• El electrochapado coloca un sustrato sobre una superficie metálica que proporciona un recubrimiento protector contra el desgaste o la corrosión;
• Mejora la funcionalidad de un metal o material y también aumenta su vida útil;
• El proceso de chapado puede mejorar la conductividad eléctrica de un material metálico;
• Los elementos metálicos se combinan durante el electrochapado para mejorar los acabados decorativos de los objetos metálicos, realzando su apariencia o atractivo.

Limitaciones del electrochapado

• El proceso de electrochapado es costoso, ya que necesitará varios elementos metálicos, reactivos y otros componentes caros;
• Cubrir las superficies metálicas con otras capas y componentes metálicos consume tiempo y hace que el proceso sea lento y prolongado;
• el proceso genera sustancias peligrosas en el medio ambiente, causando contaminación.

Similitudes entre el electrochapado y el anodizado

Aunque existen numerosas diferencias entre los dos procesos de recubrimiento de metales, existen algunas similitudes. Una de las similitudes obvias es que ambos son procesos electroquímicos que utilizan sustratos químicos. Además, dado que son técnicas de recubrimiento, hay una deposición de una sustancia sobre la superficie de un metal tanto en el anodizado como en el electrochapado.

En ambos procesos, existe la presencia de un ánodo y un cátodo en una solución electrolítica. Al mismo tiempo, estos procesos se utilizan para mejorar la apariencia y la funcionalidad de los objetos metálicos. Mientras que el electrochapado deposita metales y el anodizado, capas oxidativas, los dos procedimientos aumentan la resistencia al desgaste, la corrosión y los daños.

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Conclusión

El concepto entre anodizado y chapado siempre dependerá del material en cuestión y de la aplicación del producto final. Ambas técnicas de recubrimiento de metales tienen sus fortalezas y debilidades; todo se reduce a requisitos y preferencias específicos. Además, al comparar las dos técnicas, debe priorizarse la naturaleza del metal en cuestión.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es más duradera: las superficies anodizadas o las electrochapadas?

Las superficies anodizadas son inherentemente más resistentes a la corrosión debido a su capa de óxido protectora. Las superficies electrochapadas son más resistentes al desgaste.

¿Qué mantenimiento es mejor para las superficies anodizadas y electrochapadas?

El mejor consejo de mantenimiento para las superficies electrochapadas y anodizadas es limpiarlas con agua y jabón para eliminar la suciedad, y luego limpiarlas con un paño suave de microfibra.