Processo de selagem de anodização

Significado de alumínio anodizado

Alumínio anodizado refere-se à formação de um filme de óxido na superfície do alumínio através do processo de anodização. Este filme de óxido não apenas aumenta a resistência à corrosão do alumínio, mas também melhora sua resistência ao desgaste e permite tratamento de superfície adicional, como a coloração.

O alumínio anodizado precisa ser selado?

O filme de óxido formado durante o processo de anodização do alumínio é poroso, com uma porosidade entre 5% e 30%.

Alumínio anodizado não selado significa que os poros no filme de óxido não foram fechados. Embora esses poros sejam úteis para algumas aplicações, como permitir que corantes penetrem para coloração, eles também trazem alguns problemas.

• Resistência à corrosão reduzida: Devido à presença de poros, a umidade e os contaminantes podem penetrar na superfície do alumínio, causando corrosão.
• Baixa resistência ao desgaste: Contaminantes nos poros acelerarão o processo de desgaste e reduzirão a resistência ao desgaste do alumínio.
• Degradação da aparência: Os poros podem acumular sujeira e corantes, fazendo com que a superfície escureça ou descolora, afetando a estética.
• Adsorção química: Os poros podem adsorver produtos químicos do ambiente, o que pode afetar o desempenho do alumínio.
• Degradação de propriedades mecânicas: A presença de poros reduz a resistência e a rigidez do filme de óxido, afetando suas propriedades mecânicas.

Portanto, o alumínio anodizado não selado requer medidas de proteção adicionais para garantir sua estabilidade a longo prazo e estética.

A fim de evitar a incerteza trazida pelo alumínio anodizado não selado, o tratamento de selagem é particularmente importante, pois pode melhorar significativamente o desempenho da camada do filme.

Visão geral dos métodos de selagem

Selagem com água quente: Através do tratamento com água em alta temperatura, o filme de óxido reage com a água para formar óxido de alumínio hidratado (boehmita), e o volume se expande para fechar os poros.

Selagem a vapor: Através do tratamento a vapor, o filme de óxido reage com o vapor para formar óxido de alumínio hidratado (boehmita).

Selagem com sais metálicos: Usa-se uma solução de sal inorgânico para selar sob condições de aquecimento, preenchendo os poros através de produtos de hidratação e hidrólise de sais.

Selagem com revestimento orgânico: Usa-se revestimentos orgânicos como tinta transparente, resina, etc. para selar, proporcionando boa resistência ao desgaste, resistência à corrosão e propriedades decorativas.

A seguir, discutiremos cada método em detalhes.

Selagem com água quente (HWS)

A selagem com água quente é um método de selar poros fazendo o alumínio anodizado reagir com água quente para converter o óxido de alumínio em óxido de alumínio hidratado (boehmita).

O princípio básico da selagem com água quente é contatar o filme de óxido com água em alta temperatura para gerar óxido de alumínio hidratado (boehmita), que se expande em volume e sela os poros.

A fórmula da reação é a seguinte:

Al₂O₃ + nH₂O → Al₂O₃·nH₂O

onde n pode ser 1 ou 3. Quando n=1, o volume do óxido de alumínio monoidratado (boehmita) gerado aumenta em cerca de 33%; quando n=3, o volume do óxido de alumínio triidratado (boehmita) aumenta em quase 100%. Este aumento significativo no volume sela eficazmente os poros da membrana.

Detalhes de implementação:

• Meio: água quente
• Temperatura: a selagem com água quente precisa estar acima de 95°C
• Tempo: selagem com água quente por 20 a 40 minutos
• Requisitos de qualidade da água: use água desionizada ou água destilada para evitar que impurezas afetem o desempenho da camada da membrana.
• Características: o equipamento de selagem com água quente é simples, fácil de operar e de baixo custo;

Selagem a vapor

O princípio da selagem a vapor é semelhante ao da selagem com água quente. É um método de selar poros fazendo a chapa de alumínio anodizado reagir com vapor para converter o alumínio anodizado em óxido de alumínio hidratado (boehmita).

• Meio: vapor
• Temperatura: A temperatura de selagem a vapor é de cerca de 100 a 115°C.
• Tempo: selagem a vapor por 20 a 30 minutos
• Características: A selagem a vapor tem melhor qualidade e o filme colorido não perde a cor facilmente, mas o equipamento de selagem a vapor é complexo e o custo é alto.

Selagem com sais metálicos (MSS)

A selagem com sais metálicos (MSS) atinge o efeito de selagem imergindo o alumínio anodizado em uma solução de sal metálico aquecida e preenchendo os poros com produtos de hidratação e hidrólise de sais. Os sais metálicos comumente usados ​​incluem dicromatos, molibdatos, silicatos, etc.

Selagem com dicromato

A selagem com dicromato é um processo que sela os poros na superfície do alumínio anodizado tratando-o com uma solução de dicromato.

• Princípio: A alumina reage com o dicromato para formar óxido de alumínio hidratado (boehmita) e cromato de alumínio, que selam os poros.
• Fórmula da reação: 2Al₂O₃ + 3K₂Cr₂O₇ + 5H₂O → 2Al(OH)₃CrO₄ + 2Al(OH)₃Cr₂O₇ + 6KOH
• Características: Melhora a resistência à corrosão, mas faz com que o filme pareça amarelo claro, o que não é adequado para produtos com altos requisitos decorativos.

Selagem por hidrólise de sais

A selagem por hidrólise de sais é uma tecnologia de selagem para alumínio anodizado, especialmente para filmes anodizados após o tingimento.

Ao aquecer em uma solução neutra, um sal metálico hidrolisável (como sulfato de níquel ou acetato de níquel) é usado para formar precipitação de hidróxido nos poros do filme de óxido, preenchendo e selando eficazmente os poros.

• Princípio: Usar uma solução salina quase neutra, como sulfato de níquel, para hidrolisar nos poros da membrana, gerando hidróxido de níquel e outras precipitações para preencher os poros.
• Fórmula da reação: NiSO₄ + 2H₂O → Ni(OH)₂·H₂O + H₂SO₄
• Características: Não afeta a cor da camada de filme, é adequado para filmes decorativos e pode aumentar a estabilidade dos corantes.

Processo de selagem a frio

A selagem a frio da anodização é um método de tratamento de selagem realizado em temperatura ambiente. Especificamente, consiste em colocar o filme anodizado em água desionizada contendo um agente de selagem para tratamento.

A tecnologia de selagem a frio atinge a selagem principalmente depositando materiais de preenchimento nos microporos do filme de óxido, em vez de depender da expansão do volume da boehmita gerada pela reação de hidratação.

Este método é geralmente realizado em uma temperatura ambiente de 20 a 25℃. Em comparação com a selagem tradicional com água fervente, a selagem a frio pode economizar energia e tempo.

• Princípio: À temperatura ambiente ou ligeiramente acima, usa-se uma solução de selagem contendo sais metálicos como níquel e cobalto para gerar hidróxidos através da hidratação e hidrólise de íons metálicos para selar os poros.
• Características: Ambiente de operação amigável, baixo consumo de energia, baixa poluição ambiental, adequado para uma variedade de produtos de alumínio e ligas de alumínio.

Selagem com revestimento orgânico

A selagem com revestimento orgânico atinge efeitos de selagem e decoração ao revestir superfícies de alumínio e ligas de alumínio com revestimentos orgânicos como tinta transparente, resina, etc., para formar um filme de tinta denso.

Detalhes de implementação:

• Método: Pulverização eletrostática, pintura a pó ou pintura eletroforética.
• Vantagens: Boa qualidade do filme, ampla gama de cores, alta dureza, excelente resistência ao desgaste e à corrosão e alto brilho.

Exemplos de aplicação

Tome a Worthwill como exemplo. Seu fluxo de processo de anodização de ácido sulfúrico, coloração eletrolítica CA de sal estanoso e selagem à temperatura ambiente é o seguinte:

1. Pré-tratamento: desengorduramento, ataque alcalino e polimento.
2. Anodização: realizada em solução de ácido sulfúrico, temperatura 25-35°C, densidade de corrente 1.0-1.5 A/dm², tempo 40-50 minutos.
3. Coloração eletrolítica: realizada em solução contendo sulfato estanoso, ácido sulfúrico e estabilizador, tensão 12V, frequência 50Hz, tempo 2-3 minutos.
4. Selagem à temperatura ambiente: usar líquido de selagem com acetato de níquel, fluoreto de sódio e outros ingredientes, temperatura 25-55°C, tempo 10-15 minutos.
5. Teste de desempenho: A boa resistência à corrosão e a estabilidade da coloração do produto são verificadas pelo teste de imersão em ácido clorídrico e hidróxido de sódio e teste de névoa salina neutra.