Os materiais metálicos mais comuns incluem aço inoxidável, liga de alumínio, perfis de alumínio puro, liga de zinco, latão, etc. Este artigo se concentra principalmente no alumínio e suas ligas, apresentando alguns processos comuns de tratamento de superfície utilizados nesses materiais.
O alumínio e suas ligas possuem características como facilidade de processamento, ampla gama de métodos de tratamento de superfície e bons efeitos visuais, sendo amplamente utilizados em diversos produtos. Certa vez, vi um vídeo que mostrava como a carcaça de um laptop da Apple é processada a partir de uma única peça de liga de alumínio utilizando equipamentos de usinagem CNC e submetida a múltiplos tratamentos de superfície, envolvendo vários processos principais, como fresagem CNC, polimento, fresagem de alto brilho e trefilação.
Para alumínio e ligas de alumínio, o tratamento de superfície inclui principalmente fresagem de alto brilho/corte de alto brilho, jateamento de areia, polimento, trefilação, anodização, pulverização, etc.
1. Fresagem de alto brilho/corte de alto brilho
Utilizando equipamentos de usinagem CNC de alta precisão para cortar detalhes de peças de alumínio ou liga de alumínio, o processo resulta em áreas brilhantes localizadas na superfície do produto. Por exemplo, algumas carcaças metálicas de celulares são fresadas com chanfros circulares brilhantes, enquanto outras peças pequenas de metal recebem um ou mais sulcos retos e rasos para aumentar o brilho da superfície. Algumas molduras metálicas de TVs de alta qualidade também utilizam esse processo de fresagem de alto brilho. Durante a fresagem/corte de alto brilho, a velocidade da fresa é crucial. Quanto maior a velocidade, mais brilhantes serão os destaques do corte. Por outro lado, se a velocidade não produzir o efeito de brilho desejado, haverá maior probabilidade de marcas de ferramenta.
2. Jateamento de areia
O processo de jateamento de areia refere-se ao uso de um fluxo de areia de alta velocidade para tratar superfícies metálicas, incluindo a limpeza e o asperamento, a fim de obter um certo grau de limpeza e rugosidade na superfície de peças de alumínio e ligas de alumínio. Isso não só melhora as propriedades mecânicas da superfície da peça e sua resistência à fadiga, como também aumenta a adesão entre a superfície original da peça e o revestimento, o que é mais benéfico para a durabilidade da película de revestimento e para o nivelamento e acabamento do revestimento. Constatou-se que, em alguns produtos, o efeito de formação de uma superfície prateada perolada fosca por meio do jateamento de areia ainda é muito atraente, pois o processo confere à superfície do material metálico uma textura fosca mais sutil.
3. Polimento
O polimento refere-se ao processo de utilização de efeitos mecânicos, químicos ou eletroquímicos para reduzir a rugosidade da superfície de uma peça, obtendo-se assim uma superfície brilhante e plana. O polimento na carcaça do produto não visa principalmente melhorar a precisão dimensional ou geométrica da peça (já que o objetivo não é a montagem), mas sim obter uma superfície lisa ou um acabamento com brilho espelhado.
Os processos de polimento incluem principalmente polimento mecânico, polimento químico, polimento eletrolítico, polimento ultrassônico, polimento com fluido e polimento abrasivo magnético. Em muitos produtos de consumo, peças de alumínio e ligas de alumínio são frequentemente polidas utilizando polimento mecânico e polimento eletrolítico, ou uma combinação de ambos os métodos. Após o polimento mecânico e eletrolítico, a superfície das peças de alumínio e ligas de alumínio pode atingir uma aparência semelhante à superfície espelhada do aço inoxidável. O acabamento espelhado em metais geralmente transmite uma sensação de simplicidade, modernidade e sofisticação, despertando o desejo por produtos de alta qualidade. No entanto, o acabamento espelhado em metais precisa solucionar o problema das impressões digitais.
4. Anodização
Na maioria dos casos, peças de alumínio (incluindo alumínio e ligas de alumínio) não são adequadas para galvanoplastia e, portanto, não são submetidas a esse processo. Em vez disso, métodos químicos como a anodização são utilizados para o tratamento superficial. A galvanoplastia em peças de alumínio é muito mais difícil e complexa do que a galvanoplastia em materiais metálicos como aço, liga de zinco e cobre. O principal motivo é que as peças de alumínio são propensas a formar uma película de óxido em contato com o oxigênio, o que afeta seriamente a adesão do revestimento galvanizado; quando imersas no eletrólito, o potencial eletrolítico negativo do alumínio tende a se deslocar com íons metálicos de potencial relativamente positivo, afetando assim a adesão da camada de revestimento; o coeficiente de expansão térmica do alumínio é maior do que o de outros metais, o que afeta a força de ligação entre o revestimento e as peças de alumínio; o alumínio é um metal anfótero, ou seja, não é muito estável em soluções de galvanoplastia ácidas e alcalinas.
A oxidação anódica refere-se à oxidação eletroquímica de metais ou ligas metálicas. Tomando como exemplo o alumínio e produtos de liga de alumínio (doravante denominados produtos de alumínio), estes são colocados em um eletrólito específico, que funciona como ânodo. Sob condições específicas e corrente elétrica, forma-se uma camada de óxido de alumínio na superfície dos produtos. Essa camada de óxido de alumínio melhora a dureza superficial e a resistência ao desgaste dos produtos, aumenta sua resistência à corrosão e, além disso, aproveita a capacidade de adsorção dos inúmeros microporos presentes na fina camada de óxido para colorir a superfície dos produtos de alumínio com diversas cores vibrantes e belas, enriquecendo sua expressão cromática e aumentando seu valor estético. A anodização é amplamente utilizada em ligas de alumínio.
A anodização também pode conferir cores diferentes a uma área específica de um produto, como na anodização bicolor. Dessa forma, a aparência metálica do produto pode refletir o contraste das duas cores e realçar a sua singularidade. No entanto, o processo de anodização bicolor é complexo e dispendioso.
5. Trefilação de fios
O processo de trefilação superficial é uma técnica relativamente consolidada que consiste em criar linhas regulares na superfície de peças metálicas através de retificação, resultando em efeitos decorativos. A trefilação superficial em metais reflete com eficácia a textura dos materiais metálicos e é amplamente utilizada em diversos produtos. É um método comum de tratamento de superfície metálica e muito apreciado pelos usuários. Por exemplo, os efeitos da trefilação são comumente aplicados em peças como pinos de junção de luminárias de mesa, maçanetas, painéis de fechaduras, painéis de controle de pequenos eletrodomésticos, fogões de aço inoxidável, telas de laptops, capas de projetores, etc. A trefilação pode criar um efeito acetinado, além de outros efeitos específicos.
De acordo com os diferentes efeitos de superfície, a trefilação de fios metálicos pode ser dividida em trefilação reta, trefilação desordenada, trefilação em espiral, etc. O efeito das linhas na trefilação pode variar bastante. Marcas finas de fios podem ser claramente exibidas na superfície de peças metálicas utilizando a técnica de trefilação. Visualmente, pode ser descrito como um brilho delicado que reluz em um metal fosco, conferindo ao produto um ar tecnológico e moderno.
6. Pulverização
O objetivo da pulverização superficial em peças de alumínio não é apenas proteger a superfície, mas também melhorar o aspecto estético das peças. Os principais tratamentos de pulverização em peças de alumínio incluem revestimento eletroforético, pulverização eletrostática a pó, pulverização eletrostática em fase líquida e pulverização de fluorocarbono.
Para a pintura eletroforética, o processo pode ser combinado com a anodização. O objetivo do pré-tratamento de anodização é remover graxa, impurezas e a película de óxido natural da superfície das peças de alumínio, formando uma película de anodização uniforme e de alta qualidade sobre uma superfície limpa. Após a anodização e a coloração eletrolítica das peças de alumínio, aplica-se o revestimento eletroforético. O revestimento formado por pintura eletroforética é uniforme e fino, com alta transparência, resistência à corrosão, alta resistência às intempéries e afinidade com a textura metálica.
A pulverização eletrostática a pó é o processo de aplicação de revestimento em pó sobre a superfície de peças de alumínio através de uma pistola de pulverização, formando uma camada de filme de polímero orgânico que desempenha principalmente uma função protetora e decorativa. O princípio de funcionamento da pulverização eletrostática a pó pode ser resumidamente descrito como a aplicação de uma alta tensão negativa à pistola de pulverização, aterrando a peça a ser revestida e formando um campo eletrostático de alta tensão entre a pistola e a peça, o que favorece a pulverização do pó.
A pulverização eletrostática em fase líquida refere-se ao processo de tratamento de superfície que consiste na aplicação de revestimentos líquidos na superfície de perfis de liga de alumínio através de uma pistola de pulverização eletrostática, formando uma película protetora e decorativa de polímero orgânico.
A pulverização com fluorocarbono, também conhecida como "óleo de cúrio", é um processo de revestimento de alta qualidade e custo elevado. As peças revestidas com esse material apresentam excelente resistência ao desbotamento, geada, chuva ácida e outras formas de corrosão, além de alta resistência a rachaduras e raios UV, suportando condições climáticas extremas. Revestimentos de fluorocarbono de alta qualidade possuem brilho metálico, cores vibrantes e um nítido efeito tridimensional. O processo de pulverização com fluorocarbono é relativamente complexo e geralmente requer múltiplas aplicações. Antes da pulverização, é necessário realizar uma série de pré-tratamentos, o que também exige alta precisão e cuidado.
Horário de publicação: 07/05/2024