Anodizado en piezas mecanizadas CNC
En 30 segundos El anodizado es un tratamiento electroquímico que genera una capa de óxido de aluminio (Al₂O₃) sobre la superficie de piezas de aluminio mecanizadas, mejorando su resistencia a la corrosión, dureza superficial y aspecto estético. Existen dos tipos principales: el anodizado tipo II (anodizado convencional, capa 5–25 µm, decorativo e industrial) y el anodizado duro tipo III (capa 25–100 µm, dureza Vickers 400–500 HV, aplicaciones de alta exigencia). La capa de anodizado crece hacia fuera de la superficie, aumentando las cotas de la pieza aproximadamente un 50 % del espesor total, lo que debe tenerse en cuenta al mecanizar zonas con tolerancias de ajuste.
Contenido
- Qué es el anodizado y cómo funciona
- Tipos de anodizado: II, III y especiales
- Impacto del anodizado en las cotas mecanizadas
- Compatibilidad con aleaciones de aluminio
- Errores frecuentes al especificar anodizado
- Preguntas frecuentes
- Fuentes
Qué es el anodizado y cómo funciona
El anodizado es un proceso de oxidación anódica por el que la pieza de aluminio actúa como ánodo en un baño electrolítico de ácido sulfúrico. La corriente eléctrica genera oxígeno en la superficie de la pieza que reacciona con el aluminio, formando una capa porosa de óxido de aluminio (Al₂O₃) adherida e integrada en el metal base. Al contrario que una capa pintada, el anodizado no se aplica sobre la superficie sino que crece a partir de ella, lo que le confiere una adherencia y durabilidad muy superiores.
Proceso electroquímico del anodizado
En el proceso de anodizado convencional (tipo II), la pieza de aluminio limpia y desengrasada se sumerge en un baño de ácido sulfúrico al 15–20 % a temperatura controlada (18–22 °C). Al aplicar corriente directa, el aluminio de la superficie se oxida y forma una capa porosa de Al₂O₃ con canales microscópicos perpendiculares a la superficie. Estos poros, de diámetro 10–30 nm, son los que permiten la absorción de colorantes en el anodizado coloreado y, posteriormente, son sellados con agua caliente o vapor para cerrar la porosidad y mejorar la resistencia a la corrosión [1][2].
Propiedades que aporta el anodizado
Comparado con el aluminio sin tratar, el anodizado mejora significativamente cuatro propiedades. En primer lugar, la resistencia a la corrosión aumenta porque la capa de óxido es químicamente estable e impermeable al agua y a la mayoría de agentes ambientales. Asimismo, la dureza superficial sube de HV 70–100 (aluminio base) a HV 200–300 en tipo II y HV 400–500 en tipo III. La resistencia al desgaste mejora en proporción a la dureza. Por último, la capa de anodizado acepta colorantes antes del sellado, lo que permite acabados decorativos en una amplia gama de colores con mayor durabilidad que la pintura [3].
Tipos de anodizado aplicados a piezas mecanizadas
Los dos tipos principales son el anodizado tipo II (sulfúrico convencional, capa 5–25 µm, temperatura baño ~20 °C) y el anodizado duro tipo III (hard anodizing, capa 25–100 µm, temperatura baño 0–5 °C, mayor densidad de capa). Existe también el anodizado tipo I (crómico, uso decreciente por normativa medioambiental) y el anodizado de colores, que no es un tipo distinto sino tipo II con absorción de colorante antes del sellado.
Comparativa tipo II vs tipo III
| Característica | Anodizado Tipo II | Anodizado Duro Tipo III |
|---|---|---|
| Espesor de capa habitual | 5–25 µm | 25–100 µm |
| Temperatura del baño | 18–22 °C | 0–5 °C |
| Dureza superficial | HV 200–300 | HV 400–500 |
| Resistencia al desgaste | Media | Alta |
| Posibilidad de colorear | Sí (amplia gama) | Limitada (negro principalmente) |
| Incremento de cota | 2,5–12,5 µm por cara | 12,5–50 µm por cara |
| Aplicación típica | Piezas decorativas, protección general, electrónica | Piezas de desgaste, pistones, guías, aeronáutica |
Impacto del anodizado en las cotas mecanizadas
El anodizado aumenta las dimensiones exteriores de la pieza y reduce las dimensiones interiores (agujeros) en aproximadamente 50 % del espesor total de la capa por cara. Con tipo II a 15 µm de espesor total, el diámetro exterior de un eje aumenta ~7,5 µm y el diámetro de un agujero disminuye ~7,5 µm. Esto debe compensarse durante el mecanizado dejando un stock menor (undersize en ejes, oversize en agujeros) en las dimensiones con tolerancias de ajuste.
Cálculo del stock de mecanizado previo al anodizado
El principio fundamental es que la mitad de la capa de anodizado crece hacia el exterior de la superficie y la otra mitad hacia el interior del metal. En consecuencia, una capa de 20 µm de espesor total añade 10 µm al radio de superficies exteriores y elimina 10 µm al radio de agujeros. Para compensar este efecto en zonas con tolerancias de ajuste, el diámetro exterior de un eje debe mecanizarse 2×10 µm = 20 µm más pequeño de la cota nominal (undersize), y el diámetro de un agujero de ajuste debe mecanizarse 2×10 µm = 20 µm más grande de la cota nominal (oversize) [2][4].
Zonas que no deben anodizarse: enmascarado
En piezas donde determinadas superficies deben quedar sin capa de anodizado —por ejemplo, roscas interiores, sedes de rodamiento con ajuste H7, superficies de sellado con tolerancias estrictas— se aplica un enmascarado previo al proceso: tapones de goma, cera o recubrimiento temporal protegen esas zonas de la oxidación durante el baño electrolítico. El enmascarado añade coste y debe especificarse explícitamente en el plano de la pieza indicando qué zonas no deben anodizarse [3][5].
Compatibilidad del anodizado con las aleaciones de aluminio
No todas las aleaciones de aluminio producen resultados iguales de anodizado. Las series 1000 (aluminio puro) y 6000 (Al-Mg-Si) producen capas uniformes y de alta calidad. La serie 7000 (Al-Zn) produce capas más irregulares. La serie 2000 (Al-Cu) es la más problemática porque el cobre no se oxida uniformemente con el aluminio, generando manchas y discontinuidades en la capa.
Comportamiento por familia de aleación
La aleación 6061-T6, la más mecanizada en general, produce capas de anodizado de muy buena calidad en tipo II y tipo III, con colores uniformes y sin manchas. La 7075-T6, habitual en aeronáutica y competición, anodiza correctamente pero tiende a producir una capa más oscura en tipo III. La 2024-T3 y otras aleaciones de la serie 2000 —con alto contenido en cobre— son problemáticas para el anodizado porque el cobre interfiere con el proceso electroquímico. En estas aleaciones, el anodizado duro tipo III no suele recomendarse; en su lugar se emplean recubrimientos alternativos como el cromado o el niquelado [1][6].
Gestión de anodizado para piezas mecanizadas en Barnamec Barnamec gestiona el anodizado tipo II y tipo III de las piezas mecanizadas a través de su red de tratamientos externos, incluyendo la compensación dimensional previa en el mecanizado y el enmascarado de zonas funcionales. Para solicitar presupuesto con tratamiento de anodizado incluido, contacte en barnamec.com/contacto/.
Errores frecuentes al especificar anodizado en piezas mecanizadas
Los errores más habituales al especificar anodizado son: no indicar el tipo (II o III) ni el espesor de capa en el plano, no compensar las cotas de ajuste para la capa de anodizado, solicitar anodizado en zonas roscadas sin enmascarado, y especificar anodizado en aleaciones de la serie 2000 sin consultar la viabilidad técnica.
No indicar el tipo y el espesor en el plano
Indicar únicamente «anodizado» en las notas del plano sin especificar tipo ni espesor deja al tratamiento a criterio del proveedor, que puede aplicar desde 5 µm hasta 50 µm según sus estándares por defecto. El resultado puede ser perfectamente válido estéticamente y técnicamente inadecuado para una zona de ajuste específica. La especificación correcta es del tipo: «Anodizado tipo II, espesor 15 µm ± 3 µm, color natural, sellado en agua caliente, excepto zonas enmascaradas según plano» [3][5].
No compensar agujeros roscados
Las roscas interiores son especialmente sensibles al anodizado porque la capa de óxido reduce el diámetro interior del agujero y puede provocar que la rosca quede fuera de tolerancia o que el tornillo no entre. Por ello, las roscas en piezas que van a anodizarse deben enmascararse durante el tratamiento, o bien mecanizarse con un paso ligeramente mayor que el nominal para compensar la reducción de la capa. Alternativamente, algunas empresas prefieren realizar las roscas después del anodizado, lo que implica un paso de mecanizado adicional posterior al tratamiento [2][4].
Preguntas frecuentes sobre anodizado en piezas mecanizadas
Dudas sobre el proceso
¿El anodizado se puede aplicar a todos los metales?
No. El anodizado es un tratamiento exclusivo para aluminio y sus aleaciones. No se puede aplicar directamente a acero, acero inoxidable, titanio, bronce o plásticos. Para esos materiales existen tratamientos alternativos con funciones similares: el cincado o niquelado para acero, el pasivado para inoxidable, o el anodizado de titanio para implantes médicos (proceso diferente al anodizado de aluminio).
¿Cuánto aumenta la cota de un eje de aluminio tras el anodizado tipo II?
Con una capa de tipo II de 15 µm de espesor total, el diámetro de un eje aumenta aproximadamente 15 µm (7,5 µm por cara). Dicho de otro modo, el radio aumenta 7,5 µm. Para compensarlo en un eje con ajuste h6 o h7, el eje debe mecanizarse con ese valor de undersize antes de anodizar. Con tipo III a 50 µm de espesor, el aumento de diámetro sería de 50 µm totales.
Dudas sobre tipos y aplicaciones
¿Cuándo es necesario el anodizado duro (tipo III) en lugar del tipo II?
El anodizado duro tipo III se especifica cuando la pieza va a estar sometida a desgaste superficial significativo (guías, pistones, rodillos, superficies deslizantes), cuando se requiere dureza superficial superior a HV 300, o cuando la resistencia a la abrasión es un requisito funcional. En aplicaciones meramente decorativas o de protección anticorrosión estándar, el tipo II es suficiente y más económico.
¿Se puede anodizar una pieza ya mecanizada con tolerancias de ajuste sin compensación?
Técnicamente sí, pero el resultado será que las dimensiones de ajuste quedarán fuera de tolerancia tras el anodizado: los ejes quedarán sobredimensionados y los agujeros reducidos respecto al nominal. En piezas de ajuste, siempre hay que mecanizar con la compensación correspondiente al espesor de capa previsto, o bien enmascarar las zonas de ajuste para que no reciban capa.
Véase también
- Mecanizado de aluminio CNC
- Tolerancias dimensionales en mecanizado CNC
- Rugosidad superficial Ra en mecanizado
- Mecanizado de prototipos CNC
- Cómo preparar planos para mecanizado CNC
- Niquelado en piezas mecanizadas
- Cromado en mecanizado industrial
Anodizado de piezas mecanizadas en Barnamec
Barnamec gestiona el anodizado tipo II y tipo III de piezas mecanizadas en aluminio a través de su red de tratamientos externos. El equipo técnico coordina la compensación dimensional previa en el mecanizado, el enmascarado de zonas funcionales y el control de calidad del tratamiento, entregando la pieza completamente acabada al cliente.
Consulte las capacidades de Barnamec o solicite presupuesto con anodizado incluido.
Fuentes
- Davis, J. R. (ed.) (1993). Aluminum and Aluminum Alloys. ASM International. https://www.asminternational.org/
- MIL-A-8625F. (2003). Anodic Coatings for Aluminum and Aluminum Alloys. U.S. Department of Defense.
- ISO 7599:2018. Anodizing of aluminium and its alloys — General specifications for anodic oxidation coatings on aluminium. ISO. https://www.iso.org/
- Wernick, S., Pinner, R. & Sheasby, P. G. (1987). The Surface Treatment and Finishing of Aluminium and Its Alloys (5th ed.). ASM International.
- ISO 10074:2017. Anodizing of aluminium and its alloys — Specification for hard anodic oxidation coatings on aluminium and its alloys. ISO. https://www.iso.org/
- Kaufman, J. G. (2000). Introduction to Aluminum Alloys and Tempers. ASM International.