Oxidación de aluminio: ¿Se oxida el aluminio?

Según la Asociación del Aluminio, “casi el 75 por ciento de todo el aluminio que se haya producido todavía se usa hoy en día”. Esto no solo es un testimonio de la reciclabilidad del aluminio, sino también de su capacidad para resistir la corrosión. El aluminio mantiene su valor en la cadena de suministro. Como continúa diciendo la Asociación del Aluminio, “el aluminio es 100 % reciclable y conserva sus propiedades indefinidamente”. ¿Qué tiene el aluminio que lo hace tan resistente a la corrosión? En esta publicación de blog, responderemos por qué.

¿Qué es la corrosión?

La corrosión ocurre naturalmente cuando la naturaleza intenta devolver los metales a su estado original, estable y oxidado. El grado y la severidad de la corrosión que ocurre con el tiempo es una función tanto del material como de su entorno operativo. La corrosión es la degeneración causada por elementos ambientales. La corrosión del aluminio puede ocurrir gradualmente durante semanas, meses o incluso años. Con el tiempo suficiente, los productos de aluminio pueden desarrollar agujeros grandes debido a la corrosión.

¿Qué tan resistente a la corrosión es el aluminio?

En términos generales, el aluminio y sus aleaciones tienen una excelente resistencia a la corrosión. El aluminio en su estado natural, comercialmente puro o aluminio 1xxx, tiene la mejor resistencia a la corrosión, pero esa calidad se ve comprometida a medida que se agregan aleaciones, particularmente cobre y hierro, pero también magnesio o zinc. Los elementos de aleación utilizados para lograr las propiedades deseables de la mayoría de los grupos de aleaciones de aluminio comerciales se enumeran a continuación.

Estos elementos, agregados en pequeños porcentajes, se agregan para dar al metal las propiedades deseadas de resistencia, ductilidad, soldabilidad, maquinabilidad, resistencia a la corrosión y otras. Debido a cierto grado de previsibilidad en los cambios de propiedades entre los diferentes grupos de aleaciones, normalmente se usan en diferentes mercados. A los efectos de esta publicación de blog, hablaremos principalmente sobre la resistencia a la corrosión, pero al decidir sobre una aleación, no se deben considerar las propiedades de forma aislada.

¿Cuál es la relación entre la oxidación del aluminio y la resistencia a la corrosión?

Paradójicamente, la oxidación del aluminio es una parte central de su resistencia a la corrosión. El aluminio tiene una afinidad muy alta con el oxígeno. Cuando una nueva superficie de aluminio se expone en presencia de aire o cualquier otro agente oxidante, desarrolla rápidamente una película delgada y dura de óxido de aluminio (u óxido hidratado en agua no estancada). Esta oxidación del aluminio es precisamente lo que hace que el aluminio sea tan resistente a la corrosión.

Esta película es relativamente inerte químicamente. La resistencia a la corrosión del aluminio se basa en la inactividad de esta película superficial de aluminio u óxido hidratado. Es cuando esta película superficial se disuelve que se produce la corrosión; cuando la película sufre daños localizados y no puede producirse la autorreparación, se produce una corrosión localizada.

Esta película superficial generalmente es estable en un rango de pH de aproximadamente 4,5 a 8. La película puede permanecer estable en otros casos dependiendo del entorno, por ejemplo, ácido nítrico a pH 0, ácido acético glacial a pH 3 o hidróxido de amonio a pH 13 La película de óxido se puede disolver en la mayoría de los ácidos y bases fuertes, en cuyo caso la corrosión del aluminio será rápida.

Al igual que con todos los elementos arquitectónicos y estructurales comunes, el aluminio se corroerá bajo ciertas condiciones. Esto es más probable que ocurra cuando se elige la aleación incorrecta para proyectos o aplicaciones. Para obtener buenos resultados con el aluminio, es fundamental saber lo siguiente:

• las condiciones bajo las cuales ocurrirá la corrosión
• la forma que tomará la corrosión
• la tasa de corrosión
• cualquier medida preventiva que se pueda tomar

¿El aluminio se oxida?

La oxidación es una forma de corrosión que es específica del hierro y el acero (porque contiene hierro). De hecho, óxido es el nombre común del óxido de hierro, cuando el hierro o el acero se unen con el oxígeno y se oxidan. Por lo tanto, el aluminio no se puede oxidar.

¿Qué aleaciones tienen la mejor resistencia a la corrosión?

1xxx

Aleación 1100: El grado de aluminio 1100 es aluminio comercialmente puro. Tiene una excelente resistencia a la corrosión y es común en las industrias química y de procesamiento de alimentos. Por lo demás, es un metal blando y dúctil con excelente trabajabilidad. Encontrará la aleación 1100 con frecuencia en aplicaciones que requieren formación. Se puede soldar con cualquier método, pero no es tratable térmicamente.

3xxx

Aleación 3003: La aleación 3003 es la más común de las aleaciones de aluminio. Es aluminio puro de calidad comercial con un aumento del 20 % en resistencia gracias a la adición de manganeso y cobre. También tiene una excelente resistencia a la corrosión, trabajabilidad y se puede soldar o soldar, trefilar o girar.

5xxx

Aleación 5052: 5052 también es una aleación muy popular porque tiene la mayor resistencia de cualquiera de los grados no tratables térmicamente. Es especialmente común en ambientes marinos y de agua salada debido a su resistencia a la corrosión. Tiene una excelente trabajabilidad y se dibuja fácilmente o se le da forma en formas complejas.

6xxx

Aleación 6061: 6061 es la más versátil de las aleaciones tratables térmicamente, incluida la resistencia a la corrosión, la trabajabilidad cuando se recoce y la soldabilidad. Encontrará la aleación 6061 en productos y aplicaciones que requieren una trifecta de buena apariencia, mejor resistencia a la corrosión y buena resistencia.

La aleación 6063: 6063 generalmente se conoce como una aleación arquitectónica debido a sus propiedades de alta resistencia a la tracción, gran acabado y alta resistencia a la corrosión. Encontrará 6063 en configuraciones y molduras arquitectónicas interiores y exteriores. Con frecuencia se anodiza.

La industria aeroespacial (2xxx y 7xxx)

En la industria aeroespacial, existe la necesidad tanto de una alta resistencia como de una alta resistencia a la corrosión. Por esta razón, la industria aeroespacial generalmente se limita a las series de aluminio 2xxx y 7xxx. Evitamos la resistencia reducida a la corrosión del aluminio aleado en estas series a través de revestimientos alclad que son de aluminio puro y aleados con la aleación de aluminio más fuerte que se encuentra debajo. El aluminio puro le da al avión la resistencia a la corrosión que se necesita sin comprometer la resistencia del aluminio estructural.

Aleación 2011: la aleación 2011, también conocida como aleación de mecanizado libre (FMA), es conocida por su alta resistencia mecánica y su excelente mecanizado, por lo que se ve en piezas complejas y detalladas. Si esta aleación se mecaniza a alta velocidad, producirá virutas finas, pero se eliminan fácilmente.

Aleación 2014: la aleación 2014 tiene una base de cobre con una resistencia muy alta y un mecanizado excelente. Lo encontrará en muchas aplicaciones aeroespaciales estructurales debido a su alta resistencia a la corrosión.

Aleación 2024: La aleación 2024 se usa con mucha frecuencia debido a su combinación de alta resistencia y excelente resistencia a la fatiga. Lo encontrará dondequiera que los productos requieran una buena relación entre resistencia y peso. Pero su resistencia a la corrosión es bastante baja, por lo que a menudo lo verá con una superficie anodizada (ver más abajo) o con Alclad.

Aleación 7075: De todas las aleaciones de aluminio, 7075 es una de las aleaciones de mayor resistencia. Al igual que el 2024, tiene una excelente relación entre resistencia y peso y se utiliza en piezas que se someterán a una gran tensión. 7075 se puede formar cuando se recoce y luego se trata térmicamente si es necesario.

¿Qué tan rápido ocurre la oxidación del aluminio?

La oxidación del aluminio ocurre más rápido que la oxidación del acero porque el aluminio tiene una gran afinidad por el oxígeno. Cuando todos los átomos de aluminio se han unido con el oxígeno, el proceso de oxidación se detiene.

¿Cómo se ve la corrosión del aluminio?

En lugar de descascararse como el óxido, el óxido de aluminio simplemente forma una capa superficial dura de color blanquecino.

¿Cómo se detiene la corrosión del aluminio?

Dado que el aluminio se une tan fácilmente con el oxígeno, es poco lo que se puede hacer con respecto a la oxidación del aluminio. La corrosión del aluminio, sin embargo, puede ser un problema serio. Para evitar la corrosión del aluminio, debe considerar:

• En primer lugar, elegir la aleación correcta: algunas aleaciones, como la 5052 y la 3003, tienen una mejor resistencia a la corrosión que otras. Puede leer aquí sobre la diferencia entre 5052 y 3003. En general, 1xxx, 3xxx, 5xxx ofrecen la mejor resistencia a la corrosión.
• Considere los revestimientos alclad comunes en la industria aeroespacial
• Aplicar una capa protectora
• Minimizar el efecto de la corrosión galvánica. La corrosión galvánica se produce al colocar dos metales diferentes, como el aluminio y el acero, uno al lado del otro.

Recubrimientos protectores

Generalmente, existen tres tipos de recubrimientos protectores apropiados para el aluminio:

• Pintar
• La capa del polvo
• anodizado

Si te preocupa el riesgo de corrosión galvánica, te recomendamos buscar pinturas o recubrimientos en polvo con alta resistencia eléctrica.

El anodizado es un tipo de oxidación superficial que se busca porque produce acabados atractivos, pero no es apropiado para fabricaciones más grandes. Muchos navegantes usan un ánodo de sacrificio hecho de zinc. Se corroe más rápido que el aluminio, esencialmente sacrificándose a sí mismo, y deberá reemplazarse periódicamente.

Si toma el enfoque de revestimiento, no olvide que cualquier daño necesitará atención inmediata. Deje algo de aluminio expuesto y corre el riesgo de que la corrosión se afiance.