ALUMÍNIO ANODIZADO, O QUE É MITO E O QUE É FATO SOBRE O TEMA

01/08/2018

 

 

No decorrer de nossa vida profissional, muitas vezes nos deparamos com componentes que possuem peças de alumínio anodizadas. Por que estas peças recebem este tratamento especial e quais vantagens elas oferecem a respeito de outros materiais, tais como aço ou alumínio sem tratamento? Ao conversar com vários técnicos, percebemos que existem alguns mal entendidos acerca deste assunto e das propriedades do alumínio anodizado, e os problemas associados a estas peças.

 

O alumínio é um material mais comum em veíulos modernos, especialmente devido aos esforços dos fabricantes para redução de peso do automóvel, desta maneira reduzindo o consumo de combustível e emissões. Alguns estudos mostram que uma redução de 10% no peso dos veículos aumenta de 6 a 8% a quilometragem dos mesmos com a mesma quantidade de combustível. Os consumidores também desejam vários equipamentos extras em seus automóveis (sistema de som, ar-condicionado, navegação por satélite, equipamento de vídeo, entre outros) os quais todos adicionam peso. Embora os veículos modernos pesem mais que os mais antigos, a utilização do alumínio manteve o peso dos carros em um patamar aceitável.

 

De fato, 40 anos atrás o veículo médio possuía ao redor de 25 quilos de alumínio, enquanto os carros modernos possuem atualmente em média 125 quilos. Estes 100 quilos adicionais de alumínio, se fossem transformados em aço, pesariam adicionais 300 quilos. As transmissões eletronicamente controladas de hoje, versus as transmissões hidraulicamente mais antigas, tiram vantagem do menor peso do alumínio nas válvulas do corpo de válvulas, que são pulsadas mais facilmente do que as válvulas de aço mais antigas. Os consumidores atualmente exigem veículos mais seguros, e o alumínio fornece maior resistência que o aço em certas peças, e pode ser projetado para absorver a mesma quantidade de energia com um peso bem menor em comparação.

 

Enquanto o alumínio possui muitas características benéficas, as peças podem ser adicionalmente melhoradas através da anodização, que é um processo que não afeta as propriedades mecânicas básicas dele, tais como a resistência mecânica, resistência transversal e alongamento. A anodização é um processo de conversão eletromecânico, que converte a  superfície do alumínio em óxido de alumínio, que é um material mais forte e mais denso, estruturalmente colado ao alumínio básico. Essencialmente este processo pode ser comparado ao fluxo de corrente em uma bateria de automóvel (figura 1).

 

Uma bateria de automóvel possui um terminal positivo e um negativo com pares de placas imersas em um eletrólito composto de acído. Quando um condutor é posicionado entre os terminais da bateria, uma corrente elétrica flui e move os elétrons.


No processo anodização, a peça de alumínio (terminal positivo ou ânodo) é submersa em um tanque de ácido sulfúrico (eletrólito) com uma placa de metal (terminal negativo ou cátodo). Quando uma corrente é fornecida ao sistema, ocorre uma reação e o óxido de alumínio “cresce” na superfície externa da peça em direção ao seu centro.

 

Existem geralmente três tipos de anodização. Os tipos I e II, também mencionados como anodização “softcoat” ou de cobertura suave, são usados primeiramente para proteção de superfícies contra corrosão, aderência de tintas e resistência à fadiga. A espessura da camada de óxido de alumínio é geralmente de 0,025 mm ou menor. O óxido de alumínio não é uma cobertura, mas sim parte da peça de alumínio. Nos tipos I e II, cerca de 2/3 da espessura do óxido penetra no metal base e 1/3 dela é adicionada à superfície da peça. O tipo III é referido comumente como anodização “hardcoat” ou endurecida, sendo realizada para fornecer resistência à abrasão e ao desgaste com proteção adicional contra a corrosão e endurecimento adicional da superfície.

 

A espessura da camada de óxido no tipo III vai de 0,013 mm a 0,11 mm e possui dureza igual à safira (HRC 60-70). A espessura de óxido penetra e se deposita na superfície em quantidades iguais. Enquanto o fabricante das peças do veículo utiliza ambos os sistemas de anodização (softcoat e hardcoat), os fabricantes de peças de reposição para transmissões automáticas utilizam exclusivamente o sistema hardcoat, que reúne as vantagens deste processo em especial

 

RESISTÊNCIA AO DESGASTE

 

A peça que sofre o processo de anodização hardcoat é 10 vezes mais resistente ao desgaste do que a que sofre somente a anodização convencional, e 2 vezes mais resistente do que o aço temperado. Isto torna o processo uma escolha excelente para válvulas hidráulicas, que tendem a gastar-se rapidamente devido à sua contínua oscilação.

 

ENDURECIMENTO

 

O alumínio anodizado pelo processo tipo III é a segunda substância mais dura conhecida pelo homem, somente atrás do diamante. O endurecimento fornece resistência à abrasão, o que evita que as válvulas sejam riscadas durante o manuseio e virtualmente todas as fases de operação. Um método simples para determinar se uma peça é anodizada ou simplesmente pintada ou anodizada pelo tipo I ou II é tentar riscar a superfície da peça com limas de teste de dureza (figura 2).

RESISTÊNCIA À CORROSÃO

 

O óxido de alumínio protege o alumínio base, mesmo de produtos químicos altamente cáusticos como fluido de freio aquecido. Válvulas anodizadas podem ser limpas com uma mistura de sabão e água, não necessitando de produtos químicos sofisticados.

 

DIELÉTRICO

 

Enquanto o alumínio simples é condutivo, a capa de anodização age como isolante e não conduz a eletricidade abaixo de 2.000 Volts. Esta capacidade de isolação está no mesmo patamar que o vidro e a porcelana. Isto pode ser ilustrado pelo teste de peças de alumínio simples e alumínio anodizado com um multímetro (figura 3). Assim, se a transmissão sofrer um choque elétrico, as válvulas de alumínio anodizado pelo processo III (hardcoat) não descamarão, riscarão ou serão de alguma maneira afetadas. Devemos compreender que durante o processo de anodização as peças são fixadas por suportes especiais. Isto tipicamente deixa dois pequenos pontos não anodizados na peça. Estas marcas dos suportes são limitadas a áreas na peça – tais como o pescoço das válvulas.

 

LUBRICIDADE

 

Superfícies endurecidas pelo processo de anodização possuem um elevado grau de lubricidade ou deslizamento, que dá à peça um baixo coeficiente de fricção ou atrito. Isto confere à válvula uma grande facilidade de movimento durante seu trabalho, mesmo se a lubrificação pelo ATF for baixa.

 

RESISTÊNCIA AO CALOR

 

O alumínio endurecido pelo processo de anodização possui um ponto de fusão de 660ºC. Devido ao fato que o banho de ácido utilizado para o  processo de anodização é mantido a baixas temperaturas, não existe risco de deformação física ou térmica das peças durante o processo. Isto ajuda a manter a dimensão e circularidade críticas dos diâmetros dos carretéis das válvulas.

DURABILIDADE

 

Devido ao fato que a anodização é integrada ao alumínio base, ela não descamará, conferindo à peça uma vida útil extremamente longa.

 

Ao passo que o endurecimento pela anodização é efetivo e benéfico para muitas peças, nem sempre é necessariamente o melhor material a ser utilizado em certas ocasiões. À engenharia caberá analisar e selecionar o melhor material para uma determinada peça baseado em sua função individual ou em uma aplicação em particular.

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