A anodização de alumínio (tratamento de anodização) é um tratamento de superfície realizado para proteger as propriedades inerentes dos materiais de alumínio. Sua aplicação é muito extensa, podendo-se dizer que quase todos os produtos industriais de alumínio o utilizam. Vejamos as características, vantagens e desvantagens do alumínio anodizado.
Características da anodização de alumínio (tratamento de anodização)
A anodização do alumínio é um processo de produção artificial de uma película de óxido na superfície do alumínio.
De um modo geral, o alumínio é percebido como um metal que não é propenso a enferrujar, mas, na realidade, o próprio alumínio tem uma grande tendência a ionizar e tem a propriedade de reagir facilmente com vários produtos químicos, como água e oxigênio. Portanto, após entrar em contato com o ar, ele se combinará com os elementos de oxigênio do ar para produzir uma fina película de óxido chamada alumina (AL2O3), também conhecida como bauxita, que se caracteriza por propriedades químicas muito estáveis. Portanto, não só possui propriedades antioxidantes, mas também resiste à erosão por líquidos e substâncias ácidas, tornando menos provável que cause outras reações químicas. Portanto, mesmo sem tratamento especial, a camada de filme de óxido na superfície do alumínio tem a propriedade de proteger o interior da corrosão. É por isso que o alumínio é considerado um metal que não enferruja. Portanto, metais com propriedades internas protegidas por películas naturais na superfície são chamados de estados inativos. No entanto, este filme de óxido que ocorre naturalmente tem apenas cerca de 2 nm, é muito fino e mesmo pequenos arranhões podem expor o substrato interno. Portanto, não se pode esperar que tenha um bom efeito anticorrosivo. Portanto, o alumínio é submetido a tratamento eletrolítico para produzir artificialmente uma película de óxido mais espessa, conhecida como anodização do alumínio. Além do ácido sulfúrico e do ácido crômico, o alumínio também pode ser imerso em soluções aquosas ácidas, como ácido fosfórico e ácido oxálico. O alumínio é colocado no lado do ânodo (eletrodo positivo) para eletrólise e, devido à reação de oxidação que ocorre no ânodo, um filme de óxido se formará na superfície do alumínio. Portanto, este tratamento também é conhecido como tratamento de anodização de alumínio. Também conhecido como tratamento de anodização. A espessura do filme de óxido produzido pela anodização do alumínio está entre 5 e 70 μm, com estrutura semelhante a um favo de mel e pequenos orifícios dispostos em padrão regular no centro da unidade hexagonal. Outra característica da anodização do alumínio é que a peça oxidada inclui uma porção de película fina que aumenta para fora da superfície do material de base, bem como uma porção que penetra para dentro a partir da superfície do material de base. Portanto, ao anodizar as peças após a anodização, a camada de óxido de alumínio deve ser removida uma vez para reduzir a espessura do substrato e torná-lo mais fino. Devido à anodização secundária, o filme aumentará ainda mais para fora e as dimensões externas do produto também mudarão. Por exemplo, na anodização de alumínio branco padrão, devido à espessura do filme de anodização de alumínio ser de cerca de 10 μm, o tamanho da superfície pode aumentar para fora em cerca de 5 μm após a anodização de alumínio. Deve-se observar que em furos de sacos, como furos de parafusos sem penetração, mesmo que o tratamento de desengorduramento seja realizado previamente, o óleo de corte ainda pode permanecer nos furos e, às vezes, essas soluções podem espirrar durante a anodização do alumínio. Em furos em forma de saco, como furos sem rosca, mesmo que o tratamento de desengorduramento seja realizado antecipadamente, o óleo de corte ainda pode permanecer no furo. Em alguns casos, estas soluções podem jorrar durante a anodização, por isso deve-se ter cuidado.
Tipos de anodização de alumínio
A anodização de alumínio pode ser classificada em vários tipos com base na cor e na superfície. Abaixo estão os três mais representativos.
Anodização de alumínio branco: É o método mais comum de anodização de alumínio. Não parecerá branco, mas tornará a aparência do substrato ligeiramente opaca. A espessura do filme é de cerca de 10 μm.
Anodização de alumínio preto: A anodização de alumínio é tingida em cores diferentes. Aquele tingido de preto é chamado de anodização de alumínio preto. É o método mais comumente usado para anodizar alumínio colorido.
Anodização de alumínio (fosco): Se o material for jateado antes do tratamento de anodização de alumínio, será produzido um efeito fosco. Possui propriedades decorativas particularmente elevadas na anodização de alumínio e pode ser tingido não apenas de branco, mas também de várias cores.
As vantagens da anodização de alumínio
Além de prevenir a corrosão do alumínio, a anodização do alumínio tem muitas outras vantagens.
Sem derramamento: A anodização do alumínio cresce e se integra enquanto desgasta o material de base. Portanto, ao contrário da galvanoplastia e da pulverização, não há necessidade de se preocupar com a queda da camada de óxido.
Forte resistência à corrosão, resistência à mudança de cor e resistência à corrosão: O principal componente do óxido de alumínio (AL2O3) é a alumina, que possui propriedades químicas estáveis e não reage facilmente com outros produtos químicos. Além disso, ao selar os furos em favo de mel formados no filme de óxido, ele pode ter maior resistência à corrosão. Isso evitará descoloração e corrosão.
O filme de óxido é muito duro e tem forte resistência ao desgaste: o próprio alumínio é um metal relativamente macio, fácil de processar e deformar. A dureza da superfície é de apenas cerca de HV20 ~ 150. No entanto, devido ao facto do óxido de alumínio ser uma substância muito dura, a dureza superficial do alumínio após a anodização pode ser aumentada para cerca de HV200-600. Portanto, sua vantagem é a forte resistência ao desgaste. Especialmente para materiais anodizados de alumínio duro com espessura de filme superior a 20 μm, sua dureza excede HV400 e sua dureza superficial pode exceder a do aço inoxidável. Portanto, também pode ser usado para componentes deslizantes, como eixos.
Pode ser colorido em várias cores e tem uma bela aparência: como mencionado anteriormente, a fina película formada pela anodização do alumínio possui microporos dispostos regularmente. Pode adsorver corantes e ser colorido em diversas cores, o que também é uma das vantagens da anodização do alumínio. A coloração da anodização do alumínio é obtida pela imersão das peças em uma solução de corante dissolvido após o tratamento eletrolítico e antes de selar os orifícios do favo de mel. Isso pode resultar em uma bela superfície com brilho metálico brilhante e diferente dos revestimentos, o que também é uma de suas características. Além disso, devido à alta dureza da própria anodização do alumínio, sua bela superfície não se danifica facilmente, o que também é sua característica. Portanto, os produtos de alumínio anodizado são geralmente usados em áreas que exigem uma aparência bonita, como exteriores de edifícios e exteriores de máquinas.
Isolamento forte e não condutor: O filme de óxido de alumínio formado pela anodização do alumínio não é condutor. O próprio alumínio tem alta condutividade, mas após o tratamento de anodização do alumínio, possui propriedades de isolamento. Pelo contrário, se for desejada condutividade, a camada anodizada de alumínio pode ser removida por corte ou outros métodos para expor o material de base.
Baixa condutividade térmica, mas alta dissipação de calor: A anodização de alumínio tem baixa condutividade térmica e propriedades de isolamento térmico. Por outro lado, o alumínio anodizado possui características de alta radiação (como radiação infravermelha distante) e alta dissipação de calor. Portanto, o alumínio anodizado é frequentemente usado como componente de dissipação de calor, como um radiador.
Desvantagens da anodização de alumínio
Embora a anodização do alumínio tenha muitas vantagens, ela também apresenta algumas desvantagens e problemas que precisam ser observados.
Alta fragilidade, tenacidade insuficiente: A anodização do alumínio forma uma camada de película fina muito dura. Portanto, a própria anodização do alumínio tem as desvantagens de resistência insuficiente e alta fragilidade. Se o tratamento de perfuração ou dobra for realizado após o tratamento de anodização de alumínio, isso pode causar a ruptura do filme ou a camada de anodização de alumínio se soltar da rachadura. Portanto, é melhor concluir o processamento de outras características antes do tratamento de anodização do alumínio, mas ao comprar materiais após o tratamento e processamento de anodização, deve-se prestar atenção se a camada de óxido está danificada.
Baixa resistência ao calor: Devido à fragilidade da camada de alumínio anodizado, sua desvantagem é que ela não suporta a deformação e a contração por expansão do material de base. Especialmente porque o substrato de alumínio é um material propenso à expansão térmica, podem ocorrer rachaduras e descascamento na camada de alumínio anodizado em ambientes com temperaturas superiores a 100 graus. Embora o próprio alumínio anodizado seja uma camada de película fina estável e robusta, as propriedades do seu substrato de alumínio inevitavelmente o afetam. Observe que não é adequado para uso em ambientes com altas temperaturas ou mudanças significativas de temperatura.