¿Cómo solucionar los desafíos del anodizado de piezas cilíndricas en aluminio?

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Si bien el anodizado produce superficies porosas y causa incrementos dimensionales en las piezas cilíndricas tratadas, las herramientas de bruñido le ayudan a solucionar estos retos.

 

Para permitir el uso de aluminio en lugar de otros metales más pesados en aplicaciones industriales, muchos cilindros se anodizan para crear una superficie extremadamente dura que es resistente al desgaste y a la corrosión, no conductora y lubricante. Debido a que las superficies anodizadas son porosas, también mejoran la adhesión de recubrimientos y también aceptan una variedad de tintes para colorear.

Dada la gran cantidad de beneficios, el anodizado es popular para una variedad de artículos cilíndricos, incluidos los mecanismos de elevación para sillas, cilindros de elevación para compuertas traseras de vehículos, amortiguadores y soportes para bicicletas, bombas de combustible, bombas de agua, cilindros neumáticos e hidráulicos, válvulas de carrete, vástagos de válvulas y cuerpos de válvulas. Sin embargo, por definición, el proceso de anodizado implica que las piezas crecen dimensionalmente y aumentan la rugosidad superficial.

Para un cilindro, eso incluye tanto un aumento del diámetro exterior (OD) como una disminución del diámetro interior (ID). Hay varios tipos de métodos de anodizado, y cada tipo o clase refleja una gama de espesores de recubrimiento. Como regla general, los recubrimientos más gruesos brindan una mayor protección contra la corrosión y, en ambientes hostiles como el aire salado, esto significa superficies más duraderas.

En cuanto al acabado superficial, generalmente un recubrimiento duro que se anodiza a un espesor de 0.002 μm dará como resultado un valor de rugosidad (Ra) que es 2-3 veces la del acabado original del metal. Por ejemplo, un Ra mecanizado de 16 μm Ra puede convertirse fácilmente en 30 μm Ra o más después de anodizar.

Para muchas partes, esto no es un problema; sin embargo, cuando la parte es cilíndrica y se acopla con otra parte, a menudo con un sello, el incremento en las dimensiones y el acabado superficial más áspero pueden ser problemáticos.

Los recubrimientos anódicos son muy duros (solo un poco menos que el diamante y más duros que el cromado duro) y una mayor rugosidad superficial puede desgastar los materiales de sellado. El desgaste del sello y las irregularidades del recubrimiento pueden proporcionar un camino para las fugas.

Por esta razón, las piezas requieren un acabado superficial fino para un sellado confiable y una larga vida útil de los componentes. Para lograr esto, muchos están utilizando herramientas de bruñido como un enfoque económico para tratar la superficie antes o después del proceso electroquímico para controlar las dimensiones y crear una superficie más suave.

El resultado es un enfoque rentable para resolver los desafíos finales en el proceso de anodizado y producir piezas de alta calidad de manera consistente a un precio competitivo.

Herramientas de bruñido 

Tradicionalmente, los fabricantes han utilizado el rectificado, el lapeado y el bruñido rígido para mejorar el acabado superficial de las piezas anodizadas y de revestimiento duro; sin embargo, las configuraciones de la máquina son difíciles y deben ser extremadamente precisas. Hay varias razones para esto. En primer lugar, el recubrimiento anodizado es muy duro. Segundo, el espesor total del recubrimiento es muy delgado.

Tercero, los puntos altos y bajos del recubrimiento anodizado no son absolutamente simétricos alrededor de la línea central del diámetro interior del cilindro. Cuando se utiliza el bruñido rígido con piezas anodizadas, las piedras de bruñido solo entran en contacto con los puntos altos del recubrimiento. En otras palabras, partes del diámetro interior del cilindro permanecen intactas.

También hay otros problemas con el bruñido rígido. Debido a que los recubrimientos anodizados son relativamente delgados, solo se debe eliminar una cantidad muy pequeña de material; sin embargo, el bruñido rígido funciona mejor con cortes más pesados y una mayor eliminación de material. Los cortes finos combinados con la carga de herramientas pueden contribuir a las superficies manchadas.

Hay herramientas en el mercado como la Flex-Hone, de Brush Research Manufacturing (BRM), que ofrecen una mejor forma de mejorar el acabado superficial de los cilindros anodizados y con revestimiento duro. Esta herramienta, por ejemplo, está compuesta de glóbulos abrasivos que se laminan permanentemente en los extremos de filamentos de nylon flexible.

Debido a que el diámetro de la herramienta es mayor que el diámetro del orificio, el Flex-Hone se usa en una condición de sobredimensionado y es autocentrante, autoalineante y autocompensable por el desgaste.

Los glóbulos abrasivos de la herramienta “flotan” para garantizar que todas las partes del orificio, y no solo los puntos altos, tengan un acabado superficial. A diferencia de las máquinas de bruñido rígido, las configuraciones de este tipo de herramienta son simples. Los acabados superficiales se pueden mejorar con solo unos pocos pases de la herramienta y los resultados son consistentes.

Las herramientas Flex-Hone se pueden usar antes del anodizado para controlar el tamaño antes de la reducción del diámetro interior. El bruñido también elimina pelusa, bordes afi lados y cualquier material amorfo que pueda adherirse a la superficie y afectar la calidad del anodizado.

Sin embargo, el uso más común de la herramienta de bruñido es después del anodizado para corregir problemas de tamaño y acabado superficial no anticipados. Cuando la calidad del acabado final del anodizado es de suma importancia, algunos incluso utilizan la herramienta antes y después.

Con recubrimientos anodizados, los tipos de abrasivos recomendados son óxido de aluminio (400, 600 o 800 grits) y alúmina levigada (solo extrafina). La elección de la malla depende del tipo y espesor del recubrimiento anodizado y la especificación final del acabado superficial. Las herramientas de bruñido flexible están disponibles en tamaños que van desde 4 mm a 914.4 mm (36 pulgadas).

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