A oxidação micro-arco altera as dimensões? Qual é a espessura típica do revestimento?

Do ponto de vista de manufatura e engenharia, a Micro-Oxidação por Arco (MAO), também conhecida como Plasma Electrolytic Oxidation (PEO), é um tratamento de superfície robusto para metais de válvula como alumínio, titânio e magnésio. Uma consideração crítica para qualquer serviço de usinagem de precisão é o seu impacto nas dimensões da peça.

Impacto Dimensional da Micro-Oxidação por Arco

Sim, a MAO altera as dimensões de uma peça, e isso deve ser considerado nas etapas de projeto e usinagem. O processo MAO envolve o crescimento de uma camada cerâmica de óxido diretamente do metal substrato por meio de descargas elétricas de alta tensão. Esse crescimento adiciona material à superfície original.

Uma característica chave é que o revestimento cresce tanto para dentro quanto para fora da superfície original. Tipicamente, cerca de dois terços da espessura total cresce para dentro do substrato, e um terço para fora. Isso significa:

• Aumento Líquido de Tamanho: A peça final será maior que o bloco usinado. O crescimento externo aumenta diretamente as dimensões críticas.

• Consideração para Tolerâncias: Para componentes com tolerâncias apertadas, as dimensões pré-MAO devem ser usinadas subdimensionadas para compensar a espessura final do revestimento. Esta é uma prática fundamental em prototipagem CNC e produção quando a MAO é especificada.

Espessura Típica do Revestimento MAO

Os revestimentos MAO são significativamente mais espessos que a anodização convencional, oferecendo resistência superior ao desgaste e à corrosão. A espessura alcançável depende do material do substrato, parâmetros do processo e aplicação pretendida.

• Faixa Geral: Tipicamente 10 a 100 microns (µm), podendo exceder 150 µm em aplicações especializadas.

• Por Material:

  • Ligas de Alumínio: Revestimentos funcionais comuns variam entre 20-50 µm. Para peças de alumínio CNC em ambientes de alto desgaste, como automotivo ou aeroespacial, revestimentos mais espessos podem ser aplicados.

  • Ligas de Titânio: Revestimentos em peças de titânio geralmente variam de 10-30 µm para resistência ao desgaste, podendo ser mais espessos para propriedades de barreira térmica ou dielétrica.

  • Ligas de Magnésio: Devido à alta reatividade do magnésio, a MAO é excelente para proteção, com espessuras comuns de 15-50 µm para prevenir corrosão.

Considerações de Engenharia para Projeto e Aplicação

1. Projeto para Revestimento: Bordas e cantos agudos podem levar a crescimento não uniforme e concentração de arcos elétricos. Raios generosos são recomendados. O processo é adequado para geometrias complexas, compatível com peças provenientes de usinagem multi-eixos.

2. Pós-Processamento: A superfície como revestida é tipicamente rugosa e porosa. Para aplicações que requerem superfície lisa ou dimensões precisas, é necessário retificação ou brunimento pós-MAO, adicionando uma etapa secundária para alcançar as tolerâncias finais.

3. Desempenho vs. Espessura: Embora um revestimento mais espesso geralmente ofereça melhor resistência ao desgaste e à corrosão, pode reduzir a resistência à fadiga do componente subjacente devido a microfissuras inerentes à camada cerâmica e ao efeito de entalhe na interface revestimento-substrato.

4. Seleção de Aplicação: A MAO é ideal para componentes que exigem extrema dureza superficial, isolamento térmico ou alta rigidez dielétrica, onde uma alteração dimensional significativa é aceitável ou pode ser projetada. É menos adequada para componentes com tolerâncias ultrafinas ou paredes finas, onde a espessura do revestimento seria uma porção substancial do tamanho do recurso.