Los tratamientos químicos comunes para el aluminio incluyen el tratamiento con cromato, pintura, galvanoplastia, anodizado y electroforesis. Los tratamientos mecánicos incluyen procesos como cepillado, pulido, arenado y esmerilado.
Sección 1: Tratamiento con cromato
El tratamiento con cromato forma una capa de conversión química en la superficie del producto, con un espesor de 0.5-4 micrómetros. Este recubrimiento de conversión tiene buena adherencia y sirve principalmente como capa base para recubrimientos. La apariencia puede ser dorada, de color aluminio o verde. Este tipo de recubrimiento tiene buena conductividad eléctrica, lo que lo hace ideal para productos electrónicos, como tiras conductoras en baterías de teléfonos móviles y dispositivos electromagnéticos. Es adecuado para todos los productos de aluminio y aleaciones de aluminio. Sin embargo, el recubrimiento es blando y no resistente al desgaste, lo que lo hace menos adecuado para componentes externos del producto.
Flujo del proceso de cromato:Desengrasado → Grabado con ácido de aluminio → Tratamiento con cromato → Embalaje → Almacenamiento
El tratamiento con cromato es adecuado para aluminio, aleaciones de aluminio, magnesio y aleaciones de magnesio.
Requisitos de calidad:
Color uniforme y recubrimiento fino sin rayones ni daños. La superficie no debe ser rugosa ni polvorienta.
El espesor del recubrimiento debe ser de 0.3-4 micrómetros.
Sección 2: Anodizado
La anodización crea una capa de óxido densa y uniforme (Al2O3·6H2O, comúnmente conocida como corindón) en la superficie del producto. Esta capa puede alcanzar una dureza de 200-300 HV y los productos especializados pueden someterse a un anodizado duro, alcanzando niveles de dureza de 400-1200 HV. Por lo tanto, el anodizado duro es un proceso de tratamiento de superficies esencial para cilindros hidráulicos y componentes de transmisión.
Además, este tratamiento proporciona una excelente resistencia al desgaste, lo que lo convierte en un requisito para productos aeroespaciales y relacionados con la aviación. La diferencia entre anodizado y anodizado duro radica en la capacidad de colorear la capa anodizada, y el anodizado ofrece opciones decorativas mucho mejores.
Procesos comunes:Los procesos de anodizado típicos incluyen color natural mate cepillado, color natural brillante cepillado, color brillante cepillado, color mate cepillado (se puede teñir en cualquier color), color natural brillante pulido, color natural mate pulido, color brillante pulido y color mate pulido. Todos estos recubrimientos se pueden utilizar en accesorios de iluminación.
Flujo del proceso de anodizado:Desengrasado → Grabado alcalino → Pulido químico → Neutralización → Enjuague → Neutralización → Anodizado → Teñido → Sellado → Enjuague con agua caliente → Secado
Problemas comunes de calidad:R. La superficie aparece moteada, normalmente debido a un mal acondicionamiento del metal o a un material de calidad inferior. Solución: recalentar el tratamiento o cambiar de material. B. La superficie presenta colores del arco iris, a menudo debido a errores durante el anodizado. Solución: quitar el revestimiento y volver a anodizar. C. Los rayones o abrasiones graves en la superficie generalmente se deben al transporte o al procesamiento descuidado. Solución: retire el recubrimiento, muela y vuelva a anodizar. D. Aparecen manchas blancas durante el teñido, generalmente debido a aceites o impurezas en el agua durante el anodizado.
Estándares de calidad:
Espesor del recubrimiento de 5-25 micrómetros, dureza superior a 200 HV, tasa de cambio de color durante la prueba de sellado inferior al 5 %.
Prueba de niebla salina durante más de 36 horas, cumpliendo con los estándares CNS nivel 9.
Sin rayones, abrasiones ni decoloración en la superficie.
Nota:El aluminio fundido a presión (por ejemplo, A380, A365, A382) no debe someterse a anodización.
Sección 3: Galvanoplastia de materiales de aluminio
Ventajas del aluminio y las aleaciones de aluminio:El aluminio y sus aleaciones ofrecen buena conductividad eléctrica, rápida transferencia de calor, baja densidad y facilidad de modelado. Sin embargo, también tienen inconvenientes como baja dureza, poca resistencia al desgaste, susceptibilidad a la corrosión intergranular y dificultad de soldadura, que pueden limitar sus aplicaciones. Para superar estas limitaciones, la industria moderna utiliza la galvanoplastia.
Beneficios de la galvanoplastia de aluminio:
Mejora la estética.
Aumenta la dureza superficial y la resistencia al desgaste.
Reduce el coeficiente de fricción y mejora la lubricidad.
Mejora la conductividad eléctrica de la superficie.
Mejora la resistencia a la corrosión (incluso con otros metales).
Facilita la soldadura.
Mejora la fuerza de unión durante el prensado térmico con caucho.
Aumenta la reflectividad.
Repara tolerancias dimensionales.
Debido a la alta reactividad del aluminio, los materiales galvanizados suelen ser más reactivos que el propio aluminio. Por lo tanto, es necesario un proceso de conversión química tal como inmersión en zinc, aleación de zinc-hierro o aleación de zinc-níquel para asegurar una buena unión entre la capa intermedia de zinc o aleación de zinc y el sustrato de aluminio. Las estructuras de aluminio fundido a presión son porosas; El pulido excesivo puede provocar poros, burbujas de ácido o descamación.
Flujo del proceso de galvanoplastia:Desengrasado → Grabado alcalino → Activación → Desplazamiento de zinc → Activación → Galvanoplastia (p. ej., níquel, zinc, cobre) → Cromado o pasivación → Secado.
Requisitos de calidad:
Sin coloración amarillenta, poros, rebabas, burbujas, rayones u otros defectos.
Espesor de recubrimiento superior a 15 micrómetros, con prueba de niebla salina con duración de 48 horas, cumpliendo con el estándar militar nivel 9 y una diferencia de potencial en el rango de 130-150 mV.
La fuerza de unión debe pasar una prueba de flexión de 60-grados.
Los productos para entornos especiales pueden requerir ajustes.
Sección 4: Revestimiento de aluminio
Los métodos de recubrimiento incluyen inmersión, pulverización, inundación, rodillo y brocha, siendo la inmersión y la pulverización las técnicas principales. La inmersión, o recubrimiento electroforético, utiliza métodos electroquímicos para depositar partículas de resina orgánica en la superficie, formando recubrimientos orgánicos transparentes o coloreados. Entre ellos, la electroforesis catódica, desarrollada en la década de 1970, es un método importante en la industria de recubrimientos, conocido por su excelente resistencia a la corrosión, estabilidad del color y buena adhesión.
Flujo del proceso de recubrimiento:Molienda mecánica → Desengrase → Eliminación de película de óxido → Tratamiento de cromato → Pulverización de polvo o líquido → Horneado → Inspección final → Embalaje → Almacenamiento.
Sección 5: Tratamiento electroforético del aluminio
El recubrimiento electroforético coloreado es una técnica innovadora de tratamiento de superficies que utiliza métodos electroquímicos para depositar partículas coloidales de resina orgánica sobre los componentes, creando capas orgánicas transparentes o de varios colores. Según la carga de las partículas de resina en la pintura electroforética, se puede dividir en electroforesis anódica (con partículas de resina cargadas negativamente) y electroforesis catódica (con partículas cargadas positivamente).
La capa de recubrimiento electroforético tiene una excelente resistencia a la corrosión (superando las 400 horas en pruebas de niebla salina neutra), una fuerte estabilidad del color y una buena adhesión al metal base, lo que permite diversos procesos mecánicos. El revestimiento es vibrante y los colores se pueden personalizar según los requisitos del usuario, incluidos oro, café, bronce y negro. En comparación con las pinturas tradicionales, los recubrimientos electroforéticos ofrecen un mejor rendimiento de aplicación con un impacto ambiental reducido.
Proceso de electroforesis:
Electroforesis:Las partículas de resina soluble en agua cargadas positivamente y sus pigmentos adsorbidos se mueven hacia el cátodo.
Electrodeposición:Las partículas de resina cargadas positivamente llegan a la superficie de la pieza de trabajo (cátodo) y se descargan, formando una capa insoluble, que se hornea para crear una película.
Permeación de agua:La humedad se expulsa de la capa depositada; una vez que el contenido de humedad baje al 5%-15%, se puede comenzar a hornear.
Electrólisis del agua:La corriente continua electroliza el agua, liberando hidrógeno y oxígeno. La electrólisis puede disminuir la permeabilidad, afectando la apariencia del recubrimiento, reduciendo la adhesión y aumentando el consumo de energía; por lo tanto, minimizar la electrólisis del agua es esencial.
Sección 6: Clasificación y selección de condiciones de recubrimiento
Desde una perspectiva de resistencia a la corrosión, el diseño del tratamiento superficial debe considerar lo siguiente:
Los metales preciosos (oro, platino), el acero inoxidable con más del 18% de cromo, las aleaciones magnéticas y las aleaciones de níquel-cobre generalmente no requieren capas protectoras adicionales.
Las piezas de acero al carbono, acero de baja aleación y hierro fundido, que son propensas a la corrosión atmosférica, deben tener revestimientos protectores.
Las piezas hechas de cobre y aleaciones de cobre pueden requerir limpieza con ácido brillante, pasivación, galvanoplastia o pintura para protección, mientras que las piezas de precisión hechas de bronce de fósforo o bronce de berilio pueden no necesitar tratamiento de superficie.
Las piezas fabricadas de aluminio y aleaciones de aluminio pueden utilizar tratamientos de anodizado y sellado. Las piezas pequeñas no aptas para anodizar pueden sufrir oxidación química. Las aleaciones de aluminio fundido pueden utilizar pintura como protección.
Las piezas fabricadas con aleaciones de zinc pueden someterse a fosfatación, pasivación, galvanoplastia o pintura para su protección.