Sellado de anodizado

Significado del aluminio anodizado

El aluminio anodizado se refiere a la formación de una película de óxido en la superficie del aluminio mediante el proceso de anodización. Esta capa de óxido no solo mejora la resistencia a la corrosión del aluminio, sino que también incrementa su durabilidad ante el desgaste y permite tratamientos superficiales adicionales, como la coloración.

¿Necesita sellarse el aluminio anodizado?

La película de óxido formada durante el proceso de anodización del aluminio es porosa, con una porosidad entre el 5% y el 30%.

El aluminio anodizado no sellado implica que los poros de la capa de óxido permanecen abiertos. Aunque estos poros son útiles para ciertas aplicaciones, como permitir la entrada de tintes para colorear, también generan problemas.

• Menor resistencia a la corrosión: La presencia de poros permite que la humedad y contaminantes penetren en la superficie, causando corrosión.
• Baja resistencia al desgaste: Los contaminantes en los poros aceleran el proceso de deterioro y reducen la durabilidad.
• Degradación estética: Los poros acumulan suciedad y pigmentos, oscureciendo o decolorando la superficie.
• Adsorción química: Los poros pueden retener sustancias químicas ambientales, afectando el rendimiento del aluminio.
• Reducción de propiedades mecánicas: Los poros disminuyen la resistencia y rigidez de la capa de óxido.

Por ello, el aluminio anodizado no sellado requiere medidas de protección adicionales para garantizar su estabilidad a largo plazo y estética.

Para evitar estas incertidumbres, el sellado es crucial, mejorando significativamente el rendimiento de la capa protectora.

Resumen de métodos de sellado

Sellado con agua caliente: Tratamiento con agua a alta temperatura para que el óxido reaccione formando hidróxido de aluminio (boehmita), sellando los poros por expansión volumétrica.

Sellado con vapor: Utiliza vapor para generar boehmita mediante reacción térmica.

Sellado con sales metálicas: Emplea soluciones salinas inorgánicas calentadas, cuyos productos de hidrólisis sellan los poros.

Sellado con recubrimientos orgánicos: Aplica barnices o resinas transparentes que mejoran resistencia y aspecto decorativo.

A continuación, detallaremos cada método.

Sellado con agua caliente (HWS)

Este método sella los poros al convertir el óxido de aluminio en boehmita mediante reacción con agua a 90-95°C.

El principio básico es la hidratación del óxido, donde la boehmita (Al₂O₃·H₂O) aumenta su volumen hasta un 33%, mientras que la versión trihidratada (Al₂O₃·3H₂O) alcanza casi el 100% de expansión.

Fórmula de reacción:

Al₂O₃ + nH₂O → Al₂O₃·nH₂O

Detalles de implementación:

• Medio: agua caliente
• Temperatura: el sellado con agua caliente necesita estar por encima de 95°C
• Tiempo: sellado con agua caliente durante 20-40 minutos
• Requisitos de calidad del agua: usar agua desionizada o destilada para evitar que las impurezas afecten el rendimiento de la capa de membrana.
• Características: el equipo de sellado con agua caliente es simple, fácil de operar y de bajo costo;

Sellado con vapor

El principio del sellado con vapor es similar al del sellado con agua caliente. Es un método de sellado de poros mediante la reacción de lámina de aluminio anodizado con vapor para convertir el aluminio anodizado en óxido de aluminio hidratado (böhmita).

• Medio: vapor
• Temperatura: La temperatura del sellado con vapor es de aproximadamente 100-115°C.
• Tiempo: sellado con vapor durante 20-30 minutos
• Características: El sellado con vapor tiene mejor calidad y la película coloreada no se destiñe fácilmente, pero el equipo de sellado con vapor es complejo y el costo es alto.

Sellado con sales metálicas (MSS)

El sellado con sales metálicas (MSS) logra el efecto de sellado sumergiendo el aluminio anodizado en una solución caliente de sales metálicas y llenando los poros con productos de hidratación e hidrólisis de sales. Las sales metálicas comúnmente utilizadas incluyen dicromatos, molibdatos, silicatos, etc.

Sellado con dicromato

El sellado con dicromato es un proceso que sella los poros en la superficie del aluminio anodizado mediante tratamiento con una solución de dicromato

• Principio: La alúmina reacciona con el dicromato para formar óxido de aluminio hidratado (böhmita) y cromato de aluminio, que sellan los poros.
• Fórmula de reacción: 2Al₂O₃ + 3K₂Cr₂O₇ + 5H₂O → 2Al(OH)₃CrO₄ + 2Al(OH)₃Cr₂O₇ + 6KOH
• Características: Mejora la resistencia a la corrosión, pero hace que la película adquiera un tono amarillo claro, no apto para productos con altos requisitos decorativos.

Sellado con sales de hidrólisis

El sellado con sales de hidrólisis es una tecnología de sellado para aluminio anodizado, especialmente para películas anodizadas después del teñido.

Mediante calentamiento en una solución neutra, se utiliza una sal metálica hidrolizable (como sulfato de níquel o acetato de níquel) para formar precipitación de hidróxidos en los poros de la capa de óxido, sellando eficazmente los poros.

• Principio: Se emplea una solución salina casi neutra, como sulfato de níquel, que se hidroliza en los poros generando hidróxido de níquel y otras precipitaciones para rellenar los poros.
• Fórmula de reacción: NiSO₄ + 2H₂O → Ni(OH)₂·H₂O + H₂SO₄
• Características: No afecta el color de la capa, es adecuado para películas decorativas y mejora la estabilidad de los tintes.

Proceso de sellado en frío

El sellado en frío de aluminio anodizado es un tratamiento realizado a temperatura ambiente. Consiste en sumergir la película anodizada en agua desionizada que contiene agentes selladores.

Esta tecnología logra el sellado mediante la deposición de materiales de relleno en los microporos de la capa de óxido, evitando la dependencia de la expansión volumétrica por hidratación de la boehmita.

Se realiza típicamente a 20-25°C, ofreciendo ahorro energético y temporal comparado con el sellado tradicional en agua hirviendo.

• Principio: A temperatura ambiente, se utilizan soluciones con sales metálicas (níquel, cobalto) cuyos iones generan hidróxidos mediante hidrólisis para sellar poros.
• Ventajas: Ambiente operativo amigable, bajo consumo energético, mínima contaminación y versatilidad para múltiples aleaciones de aluminio.

Sellado con recubrimientos orgánicos

Este método forma una película densa mediante la aplicación de barnices transparentes o resinas en la superficie, combinando protección y efectos decorativos.

Detalles de implementación:

• Métodos: Pintura electrostática, recubrimiento en polvo o electroforesis.
• Beneficios: Calidad uniforme, amplia gama cromática, alta dureza, excelente resistencia mecánica y química, acabado brillante.

Ejemplo de aplicación

Tomemos a Worthwill como ejemplo. Su flujo de trabajo para anodizado sulfúrico con coloración electrolítica y sellado en frío incluye:

1. Pretratamiento: desengrase, grabado alcalino y pulido.
2. Anodizado: En solución de ácido sulfúrico (25-35°C), densidad de corriente 1.0-1.5 A/dm², 40-50 minutos.
3. Coloración electrolítica: En solución de sulfato estañoso con estabilizadores (12V, 50Hz), 2-3 minutos.
4. Sellado en frío: Uso de acetato de níquel y fluoruro sódico (25-55°C), 10-15 minutos.
5. Pruebas: Verificación mediante inmersión en HCl/NaOH y ensayo de niebla salina, confirmando resistencia a corrosión y estabilidad del color.