¿Cómo afecta el contenido de silicio de la aleación al rendimiento del MAO?
El Impacto del Contenido de Silicio en la Formación y Propiedades del Recubrimiento MAO
El contenido de silicio en una aleación de aluminio es un factor crítico que determina la calidad, el rendimiento y la apariencia de un recubrimiento por Micro-arc Oxidation (MAO). Las partículas de silicio alteran fundamentalmente el proceso electroquímico y la microestructura de la capa cerámica resultante.
Interrupción de la Uniformidad y Crecimiento del Recubrimiento
Durante el proceso MAO, las descargas de plasma de alto voltaje facilitan el crecimiento de una capa cerámica de alúmina (Al₂O₃) desde el sustrato de aluminio. El silicio, presente en la aleación como una fase separada, no se oxida anódicamente bajo estas condiciones. En su lugar, estas partículas de silicio permanecen en gran medida inertes y quedan incrustadas dentro de la matriz de óxido en crecimiento. Esto crea una estructura compuesta discontinua donde la alúmina dura y aislante crece alrededor de las “islas” de silicio sin oxidar. La consecuencia es un recubrimiento más heterogéneo y mecánicamente interrumpido, en lugar de una capa cerámica uniforme.
Degradación del Rendimiento Funcional
Esta interrupción microestructural tiene consecuencias directas en las propiedades clave del recubrimiento:
Reducción de la Resistencia a la Corrosión: Las interfaces entre la matriz de alúmina y las partículas de silicio incrustadas pueden crear microceldas galvánicas y vías para que los agentes corrosivos lleguen al sustrato. Esto compromete la función principal del recubrimiento como barrera, reduciendo su resistencia en pruebas de niebla salina comparado con aleaciones de bajo silicio.
Resistencia al Desgaste Comprometida: Aunque la alúmina es extremadamente dura, las partículas de silicio actúan como discontinuidades que pueden iniciar microgrietas bajo esfuerzo mecánico. La cohesión y resistencia a la abrasión del recubrimiento pueden ser inferiores a las de una capa monolítica de alúmina formada sobre una aleación más pura.
Cambio en la Apariencia y las Propiedades Dieléctricas: Las partículas de silicio dispersan la luz, dando al recubrimiento un aspecto característico gris oscuro a negro y moteado. Esto puede ser indeseable para aplicaciones estéticas. Las propiedades de aislamiento eléctrico también pueden ser menos consistentes debido a posibles caminos conductivos creados por la red de silicio.
Implicaciones Prácticas para la Selección de Aleaciones
Por esta razón, la selección de la aleación es fundamental en nuestro servicio de Diseño de Fundición. Para componentes que requieren el máximo rendimiento del recubrimiento MAO —como aquellos que necesitan alta resistencia al desgaste y excelente resistencia a la corrosión— recomendamos encarecidamente especificar una aleación de bajo contenido de silicio como A360.
Aunque aleaciones comunes de fundición a presión como A380 y ADC12 (con 7.5–9.5% de silicio) pueden procesarse con MAO, el recubrimiento resultante no alcanzará su máximo potencial en durabilidad y capacidad protectora. El alto contenido de silicio es excelente para la fundibilidad, pero perjudicial para la integridad del recubrimiento cerámico avanzado.
