As carcaças usinadas por CNC, combinadas com oxidação anódica, geralmente resultam em acabamentos de alta qualidade e texturas estéticas superiores, embora apresentem altos custos de produção e longos prazos de entrega.
Tomemos como exemplo a carcaça de um smartphone: utilizando fresagem CNC, apenas o corte inicial requer mais de 30 minutos; incluindo as operações de acabamento, o tempo total do ciclo aproxima-se de uma hora. Em contraste, o processo de fundição sob pressão requer apenas 20 a 30 segundos para a moldagem e, com o acabamento incluído, toda a tarefa pode ser concluída em 10 a 20 minutos. O serviço de fundição sob pressão utiliza moldes para conformação em alta velocidade, reduzindo significativamente o tempo e os custos de processamento. No entanto, o alumínio fundido sob pressão é notoriamente difícil de anodizar.
Por que o alumínio fundido é difícil de anodizar?
A oxidação anódica é um processo eletroquímico. A liga metálica atua como ânodo, enquanto o aço inoxidável, o cromo ou um eletrólito condutor atuam como cátodo. Sob condições específicas de tensão e corrente em um eletrólito, o ânodo sofre oxidação, formando uma película de óxido anódico na superfície da peça. Para anodização colorida, geralmente é necessária a anodização com ácido sulfúrico.
Limitações de materiais na anodização com ácido sulfúrico
A presença de elementos de liga pode degradar a qualidade da película de óxido. Em condições idênticas, o alumínio puro produz a película de óxido mais espessa, mais dura, mais resistente à corrosão e mais uniforme. Para obter resultados ótimos, o teor de alumínio do material deve geralmente permanecer acima de 95%.
- Cobre: Faz com que a película de óxido adquira uma tonalidade avermelhada, degrada a qualidade do eletrólito e aumenta os defeitos de oxidação.
- Silício: Torna a película de óxido cinza, especialmente quando o teor ultrapassa 4.5%.
- Ferro: Devido às suas características inerentes, o ferro aparece como manchas pretas na superfície após o processo de anodização.
Ligas de alumínio fundido
As ligas de alumínio fundido e as peças fundidas sob pressão geralmente contêm altos níveis de silício, o que resulta em películas de óxido de cor escura. Obter uma película transparente e incolor é praticamente impossível; à medida que o teor de silício aumenta, a cor da película transita de cinza claro para cinza escuro e, eventualmente, para cinza-escuro. Consequentemente, as ligas de alumínio fundido padrão não são adequadas para anodização decorativa.
As ligas de alumínio fundido sob pressão mais comuns podem ser categorizadas em três grupos principais:
- Ligas de Al-Si: Incluindo principalmente YL102 (ADC1), YL104 (ADC3, A360).
- Ligas Al-Si-Cu: Incluindo principalmente YL112 (A380, ADC10), YL113 (A383, ADC12), YL117 (B390, ADC14).
- Ligas de Al-Mg: Incluindo principalmente 302 (5180, ADC5, ADC6).
Ligas de alumínio Al-Si e Al-Si-Cu
Como os nomes indicam, o silício e o cobre são os principais constituintes, além do alumínio. O teor de silício varia normalmente de 6% a 12%, servindo principalmente para melhorar a fluidez da liga fundida. O cobre é o segundo elemento mais prevalente, utilizado para aumentar a resistência e as propriedades de tração. O teor de ferro é geralmente mantido entre 0.7% e 1.2% para otimizar o processo de desmoldagem.
Devido a essa composição, essas ligas não podem ser anodizadas com cores de forma eficaz. Mesmo com tratamentos de dessiliconização, os resultados raramente são ideais. Além disso, as ligas de Al-Si ou com alto teor de cobre têm dificuldade em formar uma película de óxido estável; a camada resultante costuma ser opaca, acinzentada e sem brilho.
Ligas de alumínio Al-Mg
As ligas de Al-Mg se distinguem por sua capacidade de formar películas de óxido de alta qualidade, que podem ser anodizadas em diferentes cores. Essa é uma característica que as diferencia de outras ligas fundidas sob pressão. No entanto, elas também apresentam algumas desvantagens:
- A película anódica apresenta não uniformidade e alta porosidade, o que dificulta a obtenção de uma resistência à corrosão ideal.
- O magnésio tende a causar endurecimento por deformação e fragilidade, reduzindo o alongamento e aumentando a propensão à fissuração a quente. Ligas como ADC5 e ADC6 apresentam uma ampla faixa de solidificação e alta contração, frequentemente resultando em porosidade por contração e fissuras. Sua baixa capacidade de fundição limita seu uso em peças com geometrias complexas.
- As ligas comerciais de Al-Mg frequentemente apresentam composições complexas com traços de alumínio e baixa pureza do metal. Durante a anodização com ácido sulfúrico, elas tendem a produzir uma película protetora opaca e branco-leitosa em vez de uma transparente, resultando em baixo desempenho de tingimento.
Conclusão
Em resumo, as ligas de alumínio fundido sob pressão mais comuns geralmente não são adequadas para anodização com ácido sulfúrico. No entanto, essa não é uma regra universal para todos os materiais fundidos sob pressão. Ligas especiais, como Al-Mn-Co (por exemplo, DM32) e Al-Mn-Mg (por exemplo, DM6), oferecem um excelente equilíbrio entre desempenho de fundição sob pressão e capacidade de anodização.
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