¿La oxidación micro-arco cambia las dimensiones? ¿Cuál es el espesor típico del recubrimiento?
Desde el punto de vista de la ingeniería y la fabricación, la oxidación por microarco (MAO), también conocida como oxidación electrolítica por plasma (PEO), es un tratamiento superficial robusto para metales valvulares como el aluminio, el titanio y el magnesio. Una consideración crítica para cualquier servicio de mecanizado de precisión es su impacto en las dimensiones de la pieza.
Impacto Dimensional de la Oxidación por Microarco
Sí, la oxidación por microarco modifica las dimensiones de una pieza, y esto debe tenerse en cuenta en las etapas de diseño y mecanizado. El proceso MAO implica el crecimiento de una capa de óxido cerámico directamente desde el metal base mediante descargas de arco de alto voltaje. Este crecimiento añade material a la superficie original.
La característica clave es que el recubrimiento crece tanto hacia el interior como hacia el exterior de la superficie original del componente. Normalmente, aproximadamente dos tercios del espesor total del recubrimiento crecen hacia el interior del sustrato y un tercio hacia el exterior. Esto significa:
Aumento Neto de Tamaño: La pieza final será más grande que el material mecanizado original. El crecimiento hacia el exterior aumenta directamente las dimensiones críticas.
Consideración de Tolerancias: Para componentes con tolerancias estrictas, las dimensiones previas al MAO deben mecanizarse con un ligero subdimensionado para compensar el espesor final del recubrimiento. Esta es una práctica fundamental en prototipado CNC y producción cuando se especifica el MAO.
Espesor Típico del Recubrimiento de Oxidación por Microarco
Los recubrimientos MAO son significativamente más gruesos que los del anodizado convencional, ofreciendo una resistencia superior al desgaste y la corrosión. El espesor alcanzable depende en gran medida del material base, los parámetros del proceso y la aplicación prevista.
Rango General: Los espesores típicos de los recubrimientos MAO varían entre 10 y 100 micrómetros (µm), y en algunas aplicaciones especializadas pueden superar los 150 µm.
Por Material:
Aleaciones de Aluminio: Los recubrimientos funcionales comunes suelen estar en el rango de 20–50 µm. Para piezas de mecanizado CNC de aluminio utilizadas en entornos de alto desgaste, como la industria automotriz o la aeronáutica, pueden aplicarse recubrimientos más gruesos.
Aleaciones de Titanio: Los recubrimientos en piezas de titanio suelen variar entre 10 y 30 µm para resistencia al desgaste, aunque pueden aplicarse más gruesos cuando se requieren propiedades de barrera térmica o dieléctrica.
Aleaciones de Magnesio: Debido a la alta reactividad del magnesio, el MAO es un excelente método de protección, con espesores comunes de 15–50 µm para prevenir la corrosión.
Consideraciones de Ingeniería para el Diseño y la Aplicación
Diseño para Recubrimiento: Los bordes y esquinas afiladas pueden generar un crecimiento no uniforme del recubrimiento y concentración de arcos eléctricos. Se recomiendan radios generosos. El proceso es muy adecuado para geometrías complejas, lo que lo hace compatible con piezas fabricadas mediante mecanizado multieje.
Procesamiento Posterior: La superficie después del recubrimiento suele ser rugosa y porosa. Para aplicaciones que requieren una superficie de apoyo lisa o dimensiones precisas, se necesita un rectificado o bruñido posterior al MAO. Esto añade un paso secundario para lograr las tolerancias finales.
Rendimiento vs. Espesor: Aunque un recubrimiento más grueso generalmente ofrece mejor resistencia al desgaste y a la corrosión, puede reducir la resistencia a la fatiga del componente base debido a las microfisuras inherentes en la capa cerámica y al efecto de entalla en la interfaz recubrimiento-sustrato.
Selección de Aplicación: El MAO es ideal para componentes que requieren extrema dureza superficial, aislamiento térmico o alta rigidez dieléctrica, donde un cambio dimensional significativo es aceptable o puede diseñarse para ello. Es menos adecuado para componentes con tolerancias ultraestrechas o paredes delgadas, donde el espesor del recubrimiento representaría una proporción sustancial del tamaño de la característica.
