Entre los materiales metálicos más utilizados se encuentran el acero inoxidable, las aleaciones de aluminio, los perfiles de aluminio puro, las aleaciones de zinc, el latón, etc. Este artículo se centra principalmente en el aluminio y sus aleaciones, presentando varios procesos comunes de tratamiento superficial que se aplican a estos materiales.
El aluminio y sus aleaciones se caracterizan por su fácil procesamiento, la variedad de métodos de tratamiento superficial y su atractivo visual, lo que los hace ampliamente utilizados en numerosos productos. Una vez vi un video que mostraba cómo la carcasa de una computadora portátil Apple se fabrica a partir de una sola pieza de aleación de aluminio mediante mecanizado CNC y se somete a múltiples tratamientos superficiales, incluyendo procesos principales como fresado CNC, pulido, fresado de alto brillo y trefilado.
Para el aluminio y las aleaciones de aluminio, el tratamiento superficial incluye principalmente fresado de alto brillo/corte de alto brillo, chorro de arena, pulido, trefilado, anodizado, pulverización, etc.
1. Fresado de alto brillo/corte de alto brillo
Utilizando maquinaria CNC de alta precisión para cortar detalles en piezas de aluminio o aleación de aluminio, se obtienen zonas brillantes localizadas en la superficie del producto. Por ejemplo, algunas carcasas metálicas de teléfonos móviles se fresan con un círculo de chaflanes brillantes, mientras que algunas piezas pequeñas de metal se fresan con una o varias ranuras rectas poco profundas y brillantes para aumentar el brillo de la superficie. Algunos marcos metálicos de televisores de alta gama también utilizan este proceso de fresado de alto brillo. Durante el fresado/corte de alto brillo, la velocidad de la fresa es crucial. Cuanto mayor sea la velocidad, más brillantes serán los reflejos de corte. Por el contrario, si no se produce ningún efecto de brillo, es propenso a la aparición de marcas de herramienta.
2. Chorro de arena
El proceso de arenado consiste en el uso de un flujo de arena a alta velocidad para tratar superficies metálicas, incluyendo la limpieza y el desbaste, con el fin de lograr un cierto grado de limpieza y rugosidad en la superficie de piezas de aluminio y aleaciones de aluminio. Esto no solo mejora las propiedades mecánicas de la superficie de la pieza y su resistencia a la fatiga, sino que también aumenta la adherencia entre la superficie original y el recubrimiento, lo cual resulta más beneficioso para la durabilidad de la película de recubrimiento y para la nivelación y decoración del mismo. Se ha observado que, en algunos productos, el efecto de formar una superficie plateada perlada mate mediante arenado sigue siendo muy atractivo, ya que este proceso proporciona a la superficie del material una textura mate más sutil.
3. Pulido
El pulido se refiere al proceso de utilizar efectos mecánicos, químicos o electroquímicos para reducir la rugosidad superficial de una pieza y obtener una superficie lisa y brillante. El pulido de la carcasa del producto no se utiliza principalmente para mejorar la precisión dimensional o geométrica de la pieza (ya que no se considera el ensamblaje), sino para obtener una superficie lisa o un efecto de brillo espejo.
Los procesos de pulido incluyen principalmente pulido mecánico, pulido químico, pulido electrolítico, pulido ultrasónico, pulido con fluidos y pulido abrasivo magnético. En muchos productos de consumo, las piezas de aluminio y aleación de aluminio se pulen a menudo mediante pulido mecánico y pulido electrolítico, o una combinación de ambos métodos. Tras el pulido mecánico y electrolítico, la superficie de las piezas de aluminio y aleación de aluminio puede alcanzar un aspecto similar al de un espejo de acero inoxidable. Los espejos metálicos suelen transmitir una sensación de sencillez, moda y alta gama, generando una apreciación por los productos. Sin embargo, es necesario solucionar el problema de las huellas dactilares en los espejos metálicos.
4. Anodizado
En la mayoría de los casos, las piezas de aluminio (incluido el aluminio y sus aleaciones) no son aptas para el galvanizado y no se someten a este proceso. En su lugar, se utilizan métodos químicos como la anodización para el tratamiento de la superficie. El galvanizado de piezas de aluminio es mucho más difícil y complejo que el galvanizado de materiales metálicos como el acero, la aleación de zinc y el cobre. La razón principal es que las piezas de aluminio tienden a formar una película de óxido en presencia de oxígeno, lo que afecta seriamente la adherencia del recubrimiento. Al sumergirse en el electrolito, el potencial de electrodo negativo del aluminio tiende a desplazarse con iones metálicos de potencial relativamente positivo, lo que afecta la adherencia de la capa de galvanizado. El coeficiente de expansión de las piezas de aluminio es mayor que el de otros metales, lo que afecta la fuerza de unión entre el recubrimiento y las piezas de aluminio. El aluminio es un metal anfótero que no es muy estable en soluciones de galvanizado ácidas y alcalinas.
La oxidación anódica se refiere a la oxidación electroquímica de metales o aleaciones. Tomando como ejemplo el aluminio y sus aleaciones (denominados productos de aluminio), estos se colocan en el electrolito correspondiente como ánodos. Bajo condiciones específicas y corriente eléctrica, se forma una capa de óxido de aluminio en la superficie. Esta capa mejora la dureza superficial y la resistencia al desgaste, aumenta la resistencia a la corrosión y, gracias a la capacidad de adsorción de los microporos presentes en la fina capa de óxido, colorea la superficie de los productos de aluminio con diversos colores vibrantes y atractivos, enriqueciendo su gama cromática y mejorando su estética. El anodizado se utiliza ampliamente en aleaciones de aluminio.
El anodizado también permite dotar a un área específica de un producto de diferentes colores, como en el caso del anodizado bicolor. De esta forma, el aspecto metálico del producto refleja la combinación de ambos colores, resaltando así su singular elegancia. Sin embargo, el proceso de anodizado bicolor es complejo y costoso.
5. Estirado de alambre
El proceso de trefilado superficial es un proceso relativamente consolidado que forma líneas regulares en la superficie de piezas metálicas mediante rectificado para lograr efectos decorativos. El trefilado superficial de metales refleja eficazmente la textura de los materiales metálicos y se utiliza ampliamente en muchos productos. Es un método común de tratamiento de superficies metálicas y es muy apreciado por muchos usuarios. Por ejemplo, los efectos de trefilado se utilizan comúnmente en piezas de productos como la cara frontal de los pasadores de unión de lámparas de escritorio, manijas de puertas, paneles de cerraduras, paneles de control de pequeños electrodomésticos, estufas de acero inoxidable, paneles de computadoras portátiles, cubiertas de proyectores, etc. El trefilado puede crear un efecto satinado, así como otros efectos que se pueden lograr mediante este proceso.
Según los diferentes efectos superficiales, el trefilado de metal se puede clasificar en trefilado recto, trefilado irregular, trefilado en espiral, etc. El efecto de las líneas de trefilado puede variar considerablemente. Mediante esta técnica, se pueden apreciar claramente finas marcas de alambre en la superficie de las piezas metálicas. Visualmente, se puede describir como un brillo sutil sobre un metal mate, lo que confiere al producto un aire tecnológico y elegante.
6. Pulverización
El objetivo del recubrimiento superficial por pulverización en piezas de aluminio no es solo proteger la superficie, sino también mejorar su apariencia. Los tratamientos de pulverización para piezas de aluminio incluyen principalmente recubrimiento electroforético, pulverización electrostática de polvo, pulverización electrostática de fase líquida y pulverización de fluorocarbono.
Para la pulverización electroforética, se puede combinar con el anodizado. El objetivo del pretratamiento de anodizado es eliminar la grasa, las impurezas y la película de óxido natural de la superficie de las piezas de aluminio, y formar una película de anodizado uniforme y de alta calidad sobre una superficie limpia. Después del anodizado y la coloración electrolítica de las piezas de aluminio, se aplica el recubrimiento electroforético. El recubrimiento formado por este proceso es uniforme y delgado, con alta transparencia, resistencia a la corrosión, alta resistencia a la intemperie y afinidad con la textura del metal.
La pulverización electrostática de polvo es un proceso que consiste en aplicar un recubrimiento en polvo sobre la superficie de piezas de aluminio mediante una pistola pulverizadora, formando una capa de película de polímero orgánico que cumple principalmente una función protectora y decorativa. El principio de funcionamiento de la pulverización electrostática de polvo se describe brevemente como la aplicación de un alto voltaje negativo a la pistola pulverizadora, la conexión a tierra de la pieza a recubrir y la formación de un campo electrostático de alto voltaje entre la pistola y la pieza, lo cual facilita la aplicación del recubrimiento.
La pulverización electrostática en fase líquida se refiere al proceso de tratamiento superficial que consiste en aplicar recubrimientos líquidos a la superficie de perfiles de aleación de aluminio mediante una pistola de pulverización electrostática para formar una película protectora y decorativa de polímero orgánico.
La pulverización con fluorocarbono, también conocida como "aceite de curio", es un proceso de alta gama con precios elevados. Las piezas tratadas con este proceso presentan una excelente resistencia a la decoloración, las heladas, la lluvia ácida y otros tipos de corrosión, así como una gran resistencia al agrietamiento y a los rayos UV, pudiendo soportar condiciones climáticas adversas. Los recubrimientos de fluorocarbono de alta calidad poseen un brillo metálico, colores vivos y una clara sensación tridimensional. El proceso de pulverización con fluorocarbono es relativamente complejo y generalmente requiere múltiples tratamientos. Antes de la pulverización, es necesario llevar a cabo una serie de procesos de pretratamiento, lo cual resulta complejo y exige altos estándares.
Fecha de publicación: 7 de mayo de 2024