Las aleaciones de aluminio ofrecen una buena resistencia a la corrosión, pero esto no significa que se pueda ignorar la corrosión en todas las condiciones de servicio. En el caso de los componentes estructurales mecanizados mediante CNC, la corrosión rara vez es un problema uniforme que afecte a todo el material. Por el contrario, suele ser localizada, impulsada por los efectos combinados del entorno operativo, la geometría de la pieza y los métodos de conexión.
En este artículo se describen los riesgos de corrosión que pueden encontrar las piezas de aluminio en aplicaciones prácticas y se explica cómo se pueden gestionar estos riesgos mediante decisiones de ingeniería adecuadas.
Óxido de aluminio y corrosión del aluminio
En términos de ciencia de los materiales, el aluminio no produce "óxido rojo" (óxido de hierro) como el acero al carbono, pero sí sufre oxidación y corrosión.
El término "óxido" se refiere específicamente al óxido de hierro que se forma en el hierro y el acero. Dado que las aleaciones de aluminio no contienen hierro, nunca desarrollan óxido marrón rojizo.
La película protectora natural
En contacto con el aire, el aluminio forma rápidamente un capa densa de óxido de aluminio . A simple vista, la superficie se ve ligeramente opaca o grisácea. En la mayoría de las aplicaciones de interior, esta capa actúa como un escudo natural. el metal interno y la capacidad de carga no se ven afectados en gran medida.
Problemas de integridad estructural
En entornos industriales normales, el aluminio rara vez experimenta las incrustaciones masivas, la descamación o la "oxidación" típicas del acero al carbono. Los verdaderos problemas son corrosión severa localizada causadas por entornos ricos en sal, agua estancada en grietas o contacto con metales distintos, que son los principales factores que afectan a la integridad estructural.
Tipos de corrosión del aluminio
Conocer los tipos de corrosión más comunes es la base de un plan de protección eficaz. Aunque el aluminio no se "oxida", se corroe debido a factores ambientales, produciendo normalmente polvo blanco o blanco grisáceo y películas de óxido.
Oxidación uniforme
Es el cambio superficial más común en condiciones atmosféricas normales. Se trata esencialmente del engrosamiento de la película de óxido natural y normalmente solo afecta a la estética con un impacto mínimo en la resistencia estructural.
- Apariencia: La superficie cambia de plateado brillante a gris apagado o mate (turbio).
- Causa principal: Exposición prolongada a condiciones atmosféricas estándar.
- Recomendación: Principalmente una cuestión estética. Utilice Anodizado, pulido o cepillado para un acabado más estable y atractivo.
Corrosión por picaduras
Las picaduras son corrosión localizada y el modo de fallo más común del aluminio en entornos ricos en cloruros. Una vez que comienza, forma cavidades diminutas pero profundas , amenazando la vida a fatiga y el rendimiento del sellado.
- Apariencia: Localizado polvo blanco; una vez enjugado, pequeño fosas son visibles.
- Causa principal: Altas concentraciones de iones cloruro (por ejemplo, niebla salina costera, sales de deshielo, limpiadores clorados).
- Recomendación: Utilice Serie 5xxx aleaciones para una mayor resistencia; aplicar alto espesor Anodizado o Pintura en polvo para crear una barrera completa.
Corrosión galvánica
Cuando el aluminio entra en contacto con un metal más noble (como el acero inoxidable o el cobre) en un ambiente húmedo, el aluminio actúa como un ánodo y se disuelve preferentemente . Esta corrosión es muy destructiva y se concentra alrededor de los puntos de conexión.
- Apariencia: Corrosión intensa concentrada en la punto de contacto con metales distintos.
- Causa principal: Conexiones entre aluminio y acero inoxidable/acero al carbono en ambientes húmedos o electrolíticos.
- Recomendación: Utilice arandelas aislantes, casquillos o selladores anticorrosión para aislar los metales; evite exponer las superficies de contacto metálicas en zonas de alta salinidad.
Corrosión intergranular
Esto ocurre en el límites del grano de la aleación. La superficie puede mostrar pocos cambios, pero la estructura interna pierde resistencia -similar a la "madera podrida". Se trata de un grave peligro para la seguridad de las piezas de alta resistencia.
- Apariencia: La superficie parece intacta, pero se produce un fallo frágil repentino bajo carga, o aparecen finas grietas en red.
- Causa principal: Inadecuado tratamiento térmicolo que da lugar a una composición química desigual en los límites de los granos (común en Series 2xxx y 7xxx).
- Recomendación: Control estricto procesos de tratamiento térmico (por ejemplo, estado T6) y elegir proveedores con un riguroso control de calidad de los materiales.
Agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC)
Es el resultado de la acción combinada de tensión de tracción y un ambiente corrosivo. Es el modo de fallo más peligroso para las piezas estructurales, ya que a menudo provoca un agrietamiento repentino sin previo aviso.
- Apariencia: Las piezas se fracturan repentinamente con cargas muy inferiores a su límite elástico.
- Causa principal: Grande tensiones residuales de transformación (debido a un desbaste CNC agresivo o a una deformación de sujeción) combinada con la humedad.
- Recomendación: Realice recocido de alivio de tensiones tras el mecanizado de aluminio de alta resistencia; reducir los puntos de concentración de tensiones en el diseño (por ejemplo, aumentar los filetes R).
Corrosión en grietas y corrosión bajo película
Esto ocurre cuando el agua y los medios corrosivos quedan atrapados en zonas estancadas (como juntas solapadas o bordes de juntas), provocando un fuerte deterioro del pH local.
- Apariencia: Acumulación de productos de corrosión blanca en el interior de las grietas; revestimiento ampollado o descascarillado.
- Causa principal: Agua estancada en zonas muertas de diseño.
- Recomendación: Evite los diseños estancados; añada ranuras o agujeros de drenajeuso biselado correcto para garantizar una cobertura uniforme del revestimiento.
¿Cómo prevenir la corrosión del aluminio?
Las estrategias anticorrosión deben integrarse desde la fase inicial de diseño hasta las etapas finales de mecanizado.
Estrategia de selección de materiales
La composición de la aleación influye directamente en el comportamiento del aluminio en entornos corrosivos. Para las piezas estructurales mecanizadas por CNC, la selección del material debe basarse tanto en los requisitos mecánicos como en las condiciones de exposición a largo plazo.
En las aplicaciones prácticas de mecanizado, el comportamiento frente a la corrosión puede entenderse a grandes rasgos de la siguiente manera:
- Serie 5xxx (aleaciones Al-Mg)
Aleaciones como las 5052 y 5083 ofrecen una excelente resistencia a la niebla salina y a los ambientes húmedos. Suelen seleccionarse para aplicaciones marinas, al aire libre y relacionadas con productos químicos en las que la resistencia a la corrosión es una prioridad. - Serie 6xxx (aleaciones Al-Mg-Si)
Las aleaciones 6061 y 6082 ofrecen una combinación equilibrada de fuerza, resistencia a la corrosión y mecanizabilidad. Esto las convierte en las aleaciones de aluminio más utilizadas para componentes estructurales mecanizados por CNC. - Serie 7xxx (Aleaciones Al-Zn-Mg-Cu)
Las aleaciones de alta resistencia como la 7075 son más sensibles a la corrosión ambiental y al agrietamiento por corrosión bajo tensión. Cuando se utilizan en piezas estructurales, requieren un estricto control de tensiones y una sólida protección superficial.
La selección de una aleación que se adapte al entorno de servicio reduce la dependencia de tratamientos superficiales agresivos y mejora la fiabilidad a largo plazo.
2. Estrategia de diseño estructural
El objetivo principal es eliminar las zonas donde puedan acumularse medios corrosivos y evitar los puntos de reacción electroquímica.
- Diseño del drenaje: Evite las zonas muertas estancadas; incluya orificios de drenaje para evitar la corrosión por hendiduras.
- Optimización del perfil: Utilice chaflanes o radios para garantizar que los tratamientos superficiales (como la pintura) cubran todos los bordes de manera uniforme.
- Aislamiento de metales diferentes: Utilice juntas aislantes o selladores para eliminar por completo la corrosión galvánica.
3. Métodos habituales de tratamiento de superficies
Una vez finalizados el material y el diseño, el tratamiento de la superficie es el paso final para proporcionar una barrera adicional contra el medio ambiente.
| Método | Finalidad y características | Lo mejor para |
| Anodizado | Espesa la capa de óxido; mejora la resistencia y el desgaste; disponible en colores. | La mayoría de las piezas de interior y exterior ligeras |
| Anodizado duro | Capa mucho más gruesa; resistencia al desgaste extremadamente alta. | Piezas en entornos abrasivos y duros |
| Polvo / Pintura | Crea una capa de barrera orgánica. | Grandes viviendas, estructuras exteriores |
| Película química | A menudo se utiliza como pretratamiento; proporciona cierta conductividad. | Electrónica y piezas que requieren conexión a tierra |
Conclusión
La corrosión del aluminio es esencialmente una fallo localizado en condiciones ambientales y de diseño específicas, y no una simple cuestión de "se oxidará".
Siempre que la selección del material, el diseño del drenaje, el aislamiento de metales distintos y los tratamientos superficiales se planifiquen conjuntamente en las primeras fases, las aleaciones de aluminio pueden funcionar de forma estable a largo plazo, incluso en condiciones adversas.
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PREGUNTAS FRECUENTES
1. ¿Se oxida el aluminio si se moja?
Contesta: El aluminio no produce óxido rojo. Reacciona rápidamente con el agua y el oxígeno para formar un densa película protectora de óxido de aluminio. En entornos cotidianos de agua dulce, esta película protege eficazmente el metal interno.
2. ¿Se corroe el aluminio al aire libre?
Contesta: Se oxidará y perderá brillo. En zonas con mucha sal (como la costa) o con agua estancada, picaduras lo que puede afectar a la estética y a la resistencia estructural.
3. ¿Cuánto tarda el aluminio en corroerse?
Contesta: El aluminio forma su capa protectora natural de óxido en segundos. La corrosión nociva (como las picaduras) depende del entorno: puede durar décadas en interiores, pero sin protección puede mostrar corrosión visible en semanas en entornos con mucha sal.
4. ¿Se oxidará el aluminio desnudo?
Contesta: El aluminio desnudo se oxida. Sin embargo, esta oxidación es beneficioso ya que forma el escudo natural del metal. La corrosión dañina sólo se produce cuando el aluminio desnudo se expone a medios duros (como iones cloruro o álcalis fuertes) o entra en contacto con metales distintos.
