Anodizado duro: una guía rápida para entender el anodizado duro del aluminio

Los acabados superficiales comprenden una amplia gama de técnicas industriales fundamentales en los procesos posteriores a la fabricación. En gran medida, estos post-procesos tienen como objetivo alterar la superficie de las piezas fabricadas para obtener propiedades específicas y hacerlas más atractivas.

Hoy en día, el anodizado es uno de los procesos de tratamiento superficial más cruciales aplicados en el mecanizado CNC de aluminio. El anodizado es idealmente adecuado para el aluminio para mejorar la resistencia a la corrosión y las cualidades estéticas. Sin embargo, el anodizado duro refuerza aún más las características superficiales de las piezas de aluminio.

Este artículo contiene todo lo que necesita saber sobre el anodizado duro del aluminio y las características del anodizado duro. También le explicaremos la diferencia entre el anodizado duro y el anodizado normal del aluminio.

¿Qué es el anodizado duro?

El anodizado es un proceso electroquímico que forma una capa de óxido anódico no conductor sobre la superficie de un metal no ferroso, especialmente el aluminio. Este proceso hace que el aluminio sea más duradero, decorativo y resistente a la corrosión, lo que fundamenta su uso para diversas piezas terminadas en diferentes industrias de fabricación.

El anodizado duro, también llamado recubrimiento anódico duro, es una forma de anodizado del aluminio. Específicamente, implica refinar el aluminio formando un recubrimiento anódico denso de óxido de aluminio sobre la superficie metálica mediante electrólisis.

Además, en el proceso de anodizado duro, partes del material base de aluminio se sincronizan por completo con el recubrimiento anódico para formar un enlace de alta resistencia con una superficie más gruesa. 

Asimismo, el anodizado duro del aluminio mejora propiedades específicas de los materiales de aluminio tratados, lo que se aplica en muchas industrias. Incluyen la resistencia a la abrasión y a la corrosión, la dureza superficial, el aislamiento térmico y eléctrico, las propiedades de deslizamiento y las cualidades estéticas.

Proceso de anodizado duro del aluminio

El anodizado duro produce una capa de óxido controlada en las piezas anodizadas. Este proceso ofrece ventajas significativas, incluidos los beneficios económicos y la longevidad prolongada del anodizado duro.

Además, es posible que quiera saber cómo anodizar duro el aluminio. Compruebe los pasos que se dan en el anodizado duro del aluminio a continuación:

Pretratamiento

Este es el primer paso en el anodizado del aluminio. Aquí, el componente de aleación de aluminio se limpia y desoxida adecuadamente mediante la aplicación de un acabado brillante o satinado al componente de aluminio. Como tal, esto ayuda a eliminar la grasa y la suciedad superficial.

El acabado satinado comprende un grabado ligero para crear un acabado superficial mate uniforme y atractivo. Además, este proceso utiliza una solución caliente de hidróxido de sodio para eliminar las imperfecciones superficiales del material de aluminio.

El acabado brillante produce un acabado casi de espejo con una mezcla concentrada de ácidos fosfórico y nítrico. Así, este proceso alisa y limpia la superficie del aluminio.

Proceso de anodizado duro

Generalmente, el anodizado duro se forma por la reacción electroquímica del aluminio con el oxígeno. Además, el proceso implica el uso de ácido sulfúrico y bajas temperaturas de baño. Encontrará que el ácido sulfúrico es el electrolito más común para el anodizado duro de tipo III (3). A continuación se presentan los procedimientos para el anodizado duro del aluminio:

i. Primero, la pieza de aluminio se coloca en un bastidor para formar el ánodo y luego se sumerge en la solución de ácido sulfúrico. El baño de ácido sulfúrico contiene aproximadamente de 180 a 200 gramos por litro de ácido y cantidades diminutas de piezas de aluminio disueltas.

ii. Luego se hace burbujear aire a través del ácido. Esta agitación de burbujas de aire hace circular la solución de ácido sulfúrico.

iii. Además, la circulación ayuda a enfriar el ácido sulfúrico a una temperatura cercana a la de congelación. Así, el oxígeno para la reacción de anodizado duro proviene del baño de ácido sulfúrico.

iv. El oxígeno se combina entonces con el aluminio para producir una película de óxido medible. Esto ocurre cuando se aplican voltajes de aproximadamente 100 voltios en adelante a una densidad de corriente de 24 a 40 amperios por pie cuadrado.

v. La corriente se aplica continuamente hasta que se forma el espesor de óxido deseado. Mientras tanto, las temperaturas de operación permanecen en el punto de congelación del agua, entre -2 y 0 °C.

vi. Tenga en cuenta que este recubrimiento está unido químicamente al sustrato, formando así el anodizado duro.

Los espesores del anodizado duro varían de 0,0005 a 0,006" (13 a 150 micras) de grosor, dependiendo de la aleación de aluminio específica. Además, formar películas gruesas requiere un voltaje más alto y un procesamiento controlado en tanques de refrigeración.

Anodizado duro vs. anodizado normal del aluminio: ¿cuál es la diferencia?

Generalmente, el anodizado del aluminio comprende tres tipos. Son:

• El tipo I es el anodizado con ácido crómico
• El tipo II es el anodizado convencional con ácido sulfúrico
• El tipo III es el anodizado duro

Entonces, ¿cuáles son las diferencias entre el anodizado duro y el anodizado normal del aluminio?

Compruebe las diferencias a continuación:

1. Espesor

El anodizado duro es más grueso que el aluminio anodizado normal. En consecuencia, esta superficie más gruesa le da al aluminio anodizado duro una superficie más resistente a la corrosión y al desgaste.

Encontrará que el anodizado duro de tipo III produce espesores que van de 13 a 150 micras. En contraste, el anodizado de tipo I tiene un recubrimiento fino con un espesor de aproximadamente 2,54 micras, mientras que el aluminio anodizado de tipo II tiene espesores que van de 5,08 a 15,24 micras.

2. Sellado

Típicamente, el aluminio anodizado duro no se sella debido a su superficie más gruesa. Esto aumenta la durabilidad y la resistencia al desgaste del recubrimiento anódico duro. Como resultado, la necesidad de un sellador se reduce durante la aplicación técnica del anodizado duro.

En contraste, el anodizado normal del aluminio se somete a sellado para cerrar los poros durante la conversión a óxido de aluminio. Por lo tanto, este proceso de sellado le da al anodizado estándar un recubrimiento protector firme contra la corrosión. Además, los recubrimientos anódicos normales son menos duraderos y resistentes al desgaste que el anodizado duro. Como tal, esto los hace adecuados para piezas que necesitan resistencia a la oxidación.

3. Apariencia

Descubrirá que el color del aluminio después del anodizado duro depende principalmente de las aleaciones de aluminio y del espesor del recubrimiento. Por lo tanto, hay dos clases principales de anodizado duro según la apariencia. Son:

Clase 1 (sin teñir): Algunas series de anodizado duro adquieren un color gris oscuro o negro, mientras que otras aparecen con un color más gris bronce. Por implicación, esta clase de recubrimiento sin teñir no suele ser decorativa ni de color uniforme debido a su color oscuro.

Clase 2 (teñido): en la mayoría de los casos, el negro es el tinte que a menudo se especifica para el anodizado duro para producir una apariencia atractiva y uniforme.

Sin embargo, puede teñir el anodizado normal, como el de tipo II, en casi cualquier color. Así, encontrará que este tipo de anodizado del aluminio se decora fácilmente en apariencias adecuadas, haciéndolas más atractivas.

4. Aplicaciones

Debido a la mayor dureza y otras propiedades superficiales mejoradas del anodizado duro, los diseñadores a menudo lo utilizan para productos o piezas que requieren superficies resistentes a los impactos y al desgaste. Incluyen sistemas hidráulicos, utensilios de cocina, pistones y algunos materiales de construcción. Por otro lado, el aluminio anodizado normal se aplica ampliamente en piezas de automoción y arquitectura.

Importancia del sellado del anodizado duro

El sellado del aluminio anodizado sigue siendo esencial. Además, ayuda a eliminar los poros que absorben suciedad, manchas, aceite y grasa. La presencia de estas sustancias a menudo conduce a la naturaleza pegajosa del recubrimiento anódico. Por lo tanto, el sellado proporciona un recubrimiento protector más firme.

Independientemente, hay factores específicos que debe considerar al sellar el anodizado duro. Así, tenga en cuenta que la aplicación del componente de aluminio anodizado duro determina principalmente la importancia de sellar el anodizado duro.

Por ejemplo, si su objetivo principal es aplicar el aluminio anodizado duro para piezas que requieren resistencia al desgaste o a la abrasión, entonces es mejor dejar el recubrimiento duro sin sellar. Esto se debe a que el recubrimiento duro grueso mantiene la durabilidad y la resistencia al desgaste cuando se deja sin sellar. Mientras tanto, si su aluminio anodizado duro se aplica a piezas que necesitan resistencia a la corrosión o la combinación de resistencia tanto a la corrosión como al desgaste, debe sellar el anodizado duro.

El sellado puede aplicarse utilizando agua desionizada, dicromato de sodio, politetrafluoroetileno (PTFE), acetato de níquel o una combinación de estos productos químicos. Generalmente, el sellado se aplica al anodizado duro teñido para evitar la erosión del color.

Características y particularidades del anodizado duro

El anodizado duro comprende características específicas adecuadas para diversas aplicaciones. Eche un vistazo a algunas de las características y particularidades del anodizado duro a continuación:

1. Propiedades eléctricas

Las piezas de aluminio anodizado duro tienen una excelente resistividad eléctrica. Además, los recubrimientos anódicos tienen propiedades de aislamiento eléctrico superiores debido a sus voltajes de ruptura. Asimismo, la resistividad eléctrica de una película anódica típica varía de 1011 a 1015 ohmios. Por lo tanto, el recubrimiento de óxido de aluminio resultante del anodizado duro es más eléctricamente no conductor, dependiendo de la aleación de aluminio.

2. Resistencia al calor

El aluminio anodizado estándar convencional tiene buenas propiedades de aislamiento térmico. Pero, además, el aluminio anodizado duro tiene una resistencia al calor mucho mejor. Así, esto lo hace muy adecuado para piezas donde una buena disipación del calor sigue siendo crucial. Además, el anodizado duro puede soportar una exposición breve a temperaturas más altas de hasta 2000 °C debido a la naturaleza inerte del recubrimiento.

3. Dureza y resistencia al desgaste

La dureza del recubrimiento anódico duro varía según la aleación de aluminio seleccionada. El aluminio anodizado normal con un recubrimiento más blando tiene una dureza de aproximadamente 200 a 400 HV, por lo que es adecuado para fines decorativos. Mientras tanto, un anodizado duro típico tiene una dureza consistente de aproximadamente 400 a 600 HV a lo largo de toda la sección de la pieza de aluminio. Esto hace que los recubrimientos duros sean adecuados para aplicaciones técnicas.

Asimismo, la resistencia al desgaste de los componentes de aluminio anodizado duro se compara favorablemente con la del cromo duro y el acero rápido. Así, los recubrimientos anódicos duros son diez veces más resistentes al desgaste que las películas anódicas normales.

4. Resistencia a la corrosión

El anodizado duro ayuda a producir capas gruesas de piezas de aluminio anodizado duro, aumentando sus propiedades de resistencia a la corrosión. Además, los espesores del anodizado duro varían según el material de aluminio. Así, cuanto más gruesa sea la película anódica dura, mejor será la capacidad de resistir la oxidación.

5. Color

Los componentes de aluminio anodizado duro tienen colores variables según el componente de aluminio y el espesor del recubrimiento duro. Así, algunos anodizados duros pueden aparecer gris oscuro o gris bronce en forma sin teñir. Además, también se presenta en color negro completo en la forma teñida.

Especificaciones estándar del anodizado duro

A continuación se presentan algunas de las especificaciones estándar que rigen el anodizado duro del aluminio:

• MIL-A-8625, Tipo III
• AMS 2469
• ASTM B580, Tipo A
• ISO 10074
• MIL-A-63576 (sellado con PTFE)
• AMS 2482 (sellado con PTFE)

Aplicaciones del recubrimiento de anodizado duro

El anodizado duro se aplica en diversas industrias debido a la durabilidad, la facilidad de mantenimiento y la estética del anodizado duro. Estas industrias incluyen la médica, la fabricación de alimentos, la militar, la automotriz, la de vivienda, la eléctrica, la de maquinaria, la petroquímica, la aviación, la robótica, etc.

Más específicamente, el anodizado duro se aplica a componentes como pistones, culatas de cilindro, palancas, placas de calefacción y aislamiento, discos de leva, rodillos de cojinete, instrumentos quirúrgicos, boquillas, válvulas, engranajes, pantallas antiexplosión y mucho más.

Conclusión

El anodizado duro sigue siendo uno de los procesos de acabado más vitales para el aluminio en muchas industrias de fabricación hoy en día. Además, el anodizado duro proporciona a la pieza de aluminio tratada propiedades mejoradas mientras conserva muchas ventajas intrínsecas del aluminio.

Aunque el anodizado duro ofrece diversos beneficios, el proceso requiere un servicio de fabricación de calidad para obtener productos de alta calidad.

En Sendot Technology, ofrecemos un servicio profesional de anodizado duro y anodizado del aluminio que le dará el mejor valor. Con nuestros procesos de alta calidad y equipos de vanguardia, garantizamos piezas recubiertas de calidad, precisas y asequibles. No dude en contactarnos hoy para un servicio de soporte personalizado.

Preguntas frecuentes

¿Cuánto durará el aluminio anodizado duro?

En resumen, las piezas de aluminio anodizado duro son duraderas y durarán toda la vida. Sin embargo, los componentes de aluminio anodizado duro sellados con PTFE (recubrimiento antiadherente) duran de tres a cinco años a medida que la superficie comienza a desgastarse. Por lo tanto, esto fundamenta la necesidad del reemplazo periódico de los utensilios de cocina anodizados duros, como ollas y sartenes.

¿Qué sellados pueden utilizarse para el anodizado duro del aluminio?

Puede utilizar sellados como el dicromato de sodio, el politetrafluoroetileno (PTFE), el acetato de níquel y el fluoruro de níquel. Aun así, el sellado en caliente con acetato de níquel y el sellado en frío con fluoruro de níquel son los principales métodos de tratamiento para mejorar la resistencia a la corrosión del anodizado duro del aluminio.

¿Cuál es el espesor del recubrimiento para el anodizado duro del aluminio?

El espesor del recubrimiento para el aluminio anodizado duro varía según el material de aluminio. Generalmente, las capas de óxido natural en las superficies de aluminio tienen de 2 a 3 nanómetros de grosor. Aun así, el anodizado duro del aluminio puede aumentar el espesor del recubrimiento hasta 120 micras.