Observación y medición del procesamiento de aluminio anodizado utilizando microscopios digitales
Cuando el aluminio entra en contacto con el aire, se forma de forma natural una fina película de óxido (de aprox. 2 nm). Por ello, se suele creer que el aluminio no se oxida fácilmente. Sin embargo, esta película es extremadamente delgada, por lo que las reacciones químicas pueden provocar la corrosión del aluminio según el entorno. El procesamiento del aluminio anodizado es un tipo de procesado de superficie en el que esta película de óxido se forma artificialmente sobre el aluminio. Esta sección proporciona una visión general del procesamiento del aluminio anodizado y presenta ejemplos de observación y medición utilizando un microscopio digital.
- ¿Qué es el procesado del aluminio anodizado?
- Proceso y estructura de formación del aluminio anodizado
- Aluminio anodizado coloreado y aluminio anodizado duro
- Ventajas y desventajas del procesamiento del aluminio anodizado
- Ejemplos de observación y medición del procesamiento del aluminio anodizado utilizando un microscopio digital
¿Qué es el procesado del aluminio anodizado?
El procesamiento de aluminio anodizado es un tipo de procesado de superficies en el que se forma una película de óxido anódico en la superficie del aluminio.
El enchapado es otro tipo de procesamiento de superficie, pero mientras que el enchapado hace que se forme una película de otro metal en la superficie de aluminio, el procesamiento de aluminio anodizado hace que se forme una película de crecimiento encima y una película penetrante debajo de la superficie de aluminio.
- A: Capa de revestimiento
- B: Película de crecimiento
- C: Película penetrante
- D: Material de aluminio
La mitad de la película de aluminio anodizado crece sobre la superficie de aluminio. La otra mitad penetra en la superficie de aluminio.
Proceso y estructura de formación del aluminio anodizado
El paso de una corriente eléctrica a través del aluminio hace que las abolladuras y protuberancias microscópicas de la superficie se disuelvan (penetrando en la superficie), al tiempo que provoca la formación de una película de óxido. Con el paso del tiempo, se forma una estructura 3D conocida como célula.
- A: En el aire
- B: En solución electrolítica
- C: Superficie de aluminio original
- D: Capa de barrera
- En el aire, se forma de forma natural una película de óxido de aprox. 2 nm de espesor.
- La película de barrera crece.
- Se abren agujeros de 10 a 20 nm de grosor.
- La oxidación y la disolución de la película se producen simultáneamente, alargando los agujeros.
- La película crece proporcionalmente al tiempo que se aplica la electrólisis.
Aluminio anodizado coloreado y aluminio anodizado duro
El aluminio anodizado normal se puede colorear sellando con pintura orgánica los agujeros microscópicos formados en su superficie. El aluminio anodizado coloreado no se suele utilizar en materiales de construcción porque, aunque es resistente a la eliminación fácil del colorante, es vulnerable a los rayos ultravioleta y al calor.
Con una gruesa película de óxido, el aluminio anodizado duro es más duro que el anodizado normal. El aluminio anodizado duro se utiliza en piezas deslizantes (ejes y rodillos), piezas de motores de automóviles, piezas de aviones y aplicaciones similares. Esto se debe a que tiene una excelente dureza, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, propiedades de aislamiento y resistencia al calor.
| Elemento de comparación | Aluminio anodizado normal | Aluminio anodizado duro |
|---|---|---|
| Color | Blanco o coloreado | Gris (generalmente no se puede colorear) |
| Dureza | Aproximadamente 200HV | 400HV o más |
| Espesor de película | 5 a 25 µm (0.000197" a 0.000984") | 20 a 70 µm (0.000787" a 0.002756") |
| Aplicaciones | Materiales de construcción, artículos para el hogar, decoraciones | Piezas deslizantes (ejes y rodillos), piezas de motores de automóviles, piezas de aeronaves |
Ventajas y desventajas del procesamiento del aluminio anodizado
En esta sección se explican las ventajas y desventajas del procesado del aluminio anodizado.
- Ventajas
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- Resistencia a la corrosión: Se mejora la resistencia a la corrosión.
- Propiedades aislantes: Las propiedades aislantes son excelentes porque la película de óxido no conduce la electricidad.
- Conductividad térmica: La conductividad térmica es un tercio de la del aluminio que no se ha sometido a un procesamiento de aluminio anodizado.
- Dureza: Aunque el aluminio normal tiene una dureza de 20HV a 150HV, el aluminio que ha sido sometido a un procesamiento de aluminio anodizado obtiene una dureza de 200HV o superior.
- Coloración: Se pueden aplicar varios colores a los agujeros microscópicos en la superficie.
- Desventajas
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- Resistencia al calor: La superficie se agrieta o descascarilla en ambientes cuya temperatura supere los 100°C (212°F).
- Fragilidad: La superficie no es flexible, por lo que se agrietará o pelará si se dobla.
Ejemplos de observación y medición del procesamiento del aluminio anodizado utilizando un microscopio digital
Estos son los últimos ejemplos de observación y medición de procesamiento de aluminio anodizado utilizando el Microscopio Digital 4K Serie VHX de KEYENCE.
El modo óptico efecto de sombra proporciona una imagen clara de la textura de la superficie.
Para esta medición se utilizaron SEM convencionales; sin embargo, la preparación de la muestra requirió una cantidad de tiempo considerable.
La función de eliminación de reflejos permite
una observación sin deslumbramiento.
La función 3D permite identificar la causa del defecto mostrando cómo se forman los rayones.
