Anodização MIL-PRF-8625: Tipo II x Tipo III (dura) em peças usinadas

A anodização dura MIL-PRF-8625 Tipo III é um revestimento espesso e duro de óxido de alumínio, tipicamente cerca de 0.002 in (50 µm) nominais, que cresce aproximadamente metade para fora e metade para dentro do metal. O Tipo II é mais fino e usado para proteção contra corrosão e cor. O Tipo I é um revestimento fino de ácido crômico. A escolha entre eles, e a forma como é indicada, decide se os furos ainda se encaixam e se as roscas ainda passam no calibrador depois do acabamento. Este guia trata de tipos, classes, espessura, crescimento, mascaramento, selagem, comportamento das ligas e indicações de desenho.

Tipos e classes na MIL-PRF-8625

A MIL-PRF-8625 é uma especificação de desempenho. Ela substituiu a MIL-A-8625, e a revisão atual é a F com emendas; verifique qual revisão o seu contrato cita. Ela define os revestimentos por tipo (processo) e classe (cor).

• Tipo I: anodização em ácido crômico. Tipo IB: ácido crômico de baixa tensão. Tipo IC: uma alternativa sem cromo ao Tipo I e IB.
• Tipo II: anodização sulfúrica convencional. Tipo IIB: anodização sulfúrica fina, também usada como alternativa sem cromo ao Tipo I e IB.
• Tipo III: revestimento anódico duro, geralmente em ácido sulfúrico a baixa temperatura e maior densidade de corrente.
• Classe 1: sem tingimento. Classe 2: tingida ou pigmentada.

Existem equivalentes comerciais: SAE AMS 2469 para anodização dura, e AMS 2471 (sem tingimento) e AMS 2472 (tingida) para anodização sulfúrica. A substituição é uma decisão do contrato, não da oficina.

Tipo I, Tipo II e Tipo III comparados

Propriedade	Tipo I / IB	Tipo II	Tipo III
Eletrólito	Ácido crômico	Ácido sulfúrico, perto da temperatura ambiente	Ácido sulfúrico, frio (muitas vezes perto de 0 °C)
Espessura típica	0.00002 a 0.0003 in (0.5 a 7.6 µm)	0.0002 a 0.001 in (5 a 25 µm)	0.0005 a 0.0045 in (13 a 114 µm), cerca de 0.002 in (50 µm) nominais
Crescimento para fora	Pequeno	Cerca de um terço da espessura, depende do processo	Cerca de metade da espessura
Resistência ao desgaste	Baixa	Moderada	Alta; a dureza costuma ser citada perto de 60 a 70 HRC equivalente
Opções de cor	Cinza, tingimento limitado	Ampla gama, incluindo preto	Cinza natural a bronze ou cinza escuro; tingimento preto possível, a cor varia
Selagem	Selado	Selado por padrão	Sem selagem, a menos que especificado
Efeito na fadiga	Menor	Moderado	Maior redução
Usos típicos em defesa	Estrutura aeronáutica sensível à fadiga	Carcaças, suportes, chassis, tampas	Corrediças, trilhos, suportes, placas de desgaste, superfícies isolantes

Os valores são números típicos do setor, não promessas. A especificação controla alguns tipos pelo peso do revestimento e não pela espessura, portanto consulte a revisão atual para os critérios exatos de aceitação. O Tipo I usa cromo hexavalente, e muitos processadores fora da aeronáutica já não o executam; se o seu desenho pede Tipo I, pergunte se o Tipo IC ou IIB é aceitável. Os fornecedores indicados pela milcnc.com providenciam Tipo II e Tipo III por meio de seus processadores de acabamento.

Espessura e crescimento dimensional

A anodização converte a superfície do alumínio em óxido. Parte do óxido fica acima da superfície original e parte substitui o metal abaixo dela. Para o Tipo III, a regra prática é 50 por cento para fora e 50 por cento para dentro. Para o Tipo II, uma parcela menor se forma para fora, muitas vezes citada perto de um terço.

O crescimento se aplica a toda superfície revestida, então os diâmetros mudam o dobro do crescimento para fora.

Exemplo hipotético: um furo de 12 mm H7

Um furo de 12.000 mm com tolerância H7 (0 a +0.018 mm) recebe Tipo III a 0.002 ± 0.0002 in (50 ± 5 µm).

• Crescimento para fora por lado: 22.5 a 27.5 µm
• Redução do diâmetro do furo: 45 a 55 µm
• Furo necessário antes da anodização: cerca de 12.055 a 12.063 mm para terminar dentro de 12.000 a 12.018 mm

A faixa de tolerância de 18 µm encolhe para cerca de 8 µm antes da anodização, porque a variação do revestimento consome o resto. Isso é alcançável em um CNC com um bom cabeçote de mandrilar, mas é um trabalho muito diferente do H7 nominal do desenho. As alternativas usuais são mascarar o furo ou anodizar primeiro e brunir o revestimento até a medida.

Roscas

Em uma rosca de 60 graus, o diâmetro primitivo muda cerca de quatro vezes o crescimento para fora. Um revestimento Tipo III que forma 25 µm para fora desloca o diâmetro primitivo cerca de 100 µm, muito mais que qualquer sobremetal 2A/2B ou 3A/3B. Por isso as roscas são mascaradas em quase todo trabalho com Tipo III. As alternativas são roscar com sobremedida, levando o acabamento em conta, ou instalar insertos depois da anodização. Nunca passe um macho comum por uma rosca com anodização dura para “limpá-la”; isso remove o revestimento e embota o macho.

Onde o revestimento fica fino

A espessura do revestimento cai no interior de furos profundos e furos cegos, e cresce perpendicularmente à superfície, o que deixa uma zona fina ou vazia em cantos externos vivos. Para o Tipo III, quebre as arestas externas com um raio de cerca de 0.5 a 0.8 mm (0.020 a 0.030 in) onde o projeto permitir.

Mascaramento

Mascare o que precisa permanecer inalterado em dimensão ou eletricamente:

• Furos de rolamento, ajustes prensados e diâmetros de centragem de precisão
• Furos roscados e roscas fresadas
• Pontos elétricos de aterramento e ligação (em geral recebem conversão química MIL-DTL-5541 Classe 3)
• Faces de acoplamento com planeza apertada em que o revestimento acrescentaria variação

Os processadores mascaram com bujões e tampas de silicone, laca de bloqueio ou fita de vinil. Mostre as áreas mascaradas no desenho com uma zona hachurada e uma nota de bandeira, e permita uma tolerância de contorno (cerca de 0.5 a 1 mm é típico para fita e laca). O Tipo III também exige contato elétrico firme durante o processo, o que deixa marcas de gancheira sem revestimento. Informe onde as marcas de gancheira são permitidas; do contrário, o processador escolhe.

Selagem

A selagem fecha os poros do óxido. O Tipo II é selado por padrão, normalmente em água deionizada quente, acetato de níquel ou dicromato. O dicromato dá boa resistência à corrosão e um tom amarelo-esverdeado na Classe 1, mas é um processo hexavalente. O requisito de névoa salina da especificação para revestimentos Tipo II selados é um ensaio de aceitação comum (336 horas conforme ASTM B117 nas revisões recentes; verifique a sua).

O Tipo III fica sem selagem, a menos que o desenho ou o contrato peça, porque a selagem amolece a superfície e reduz a resistência à abrasão. Se uma peça com anodização dura fica ao ar livre sem pintura, por exemplo um dispositivo de equipamento de apoio em solo, especifique a selagem e aceite alguma perda de desempenho ao desgaste.

Comportamento do 6061 e do 7075

O 6061-T6 (magnésio e silício, 0.15 a 0.40 por cento de cobre) anodiza de forma uniforme. O Tipo II aceita corante de modo consistente e o Tipo III sai em cinza uniforme a cinza escuro, mais escuro conforme a espessura aumenta.

O 7075-T6 (5.1 a 6.1 por cento de zinco, 1.2 a 2.0 por cento de cobre) produz um revestimento Tipo III mais escuro, que pode ser ligeiramente menos uniforme. É mais propenso a queimar em arestas vivas com alta densidade de corrente, então os raios de aresta importam mais. O Tipo II incolor no 7075 muitas vezes mostra um leve tom amarelado.

O 2024 (3.8 a 4.9 por cento de cobre) é o difícil; a especificação aplica um limite de abrasão mais frouxo a ligas com mais de 2 por cento de cobre. Ligas fundidas com alto teor de silício dão revestimentos manchados.

Regras práticas para qualquer liga: conclua toda a usinagem e o tratamento térmico antes de anodizar, nunca anodize conjuntos com insertos de aço ou ligas diferentes e instale os insertos de bobina helicoidal depois do acabamento.

Como indicar o Tipo III em um desenho

Uma nota completa elimina a maior parte da adivinhação do processador. As notas de desenho costumam estar em inglês, então o exemplo permanece inalterado:

1. ANODIZE PER MIL-PRF-8625, TYPE III, CLASS 1.
   COATING THICKNESS 0.0020 ± 0.0005 IN (51 ± 13 µm).
   DO NOT SEAL.
2. MASK SURFACES INDICATED BY FLAG NOTE A.
   NO COATING PERMITTED IN THREADED HOLES.
3. RACK MARKS PERMITTED ONLY ON SURFACES INDICATED BY FLAG NOTE B.
4. DIMENSIONS APPLY AFTER ANODIZE UNLESS NOTED "PRE-FINISH".
5. PROCESSOR CERTIFICATE OF CONFORMANCE REQUIRED,
   INCLUDING THICKNESS READINGS.

Inclua a revisão da especificação se o contrato a fixar, a cor para a Classe 2 (uma amostra de referência ou um número FED-STD-595) e como a espessura é verificada: corrente de Foucault conforme ASTM B244 na produção, microsseção conforme ASTM B487 quando for preciso resolver disputas. Uma tolerância de espessura mais apertada, como ±0.0002 in, costuma ser possível em geometrias simples, mas combine-a antes com o processador.

Dimensões antes da anodização: quem as calcula

Há três abordagens viáveis:

1. Somente dimensões acabadas. O desenho informa as dimensões depois da anodização e o fornecedor calcula os tamanhos antes do acabamento a partir do crescimento conhecido do processador. É a abordagem mais comum e mantém o desenho limpo.
2. Os dois conjuntos de dimensões. As características críticas mostram valores antes do acabamento e acabados. Isso elimina ambiguidade, mas deve ser mantido consistente ao longo das revisões.
3. Mascaramento. Os ajustes críticos são mascarados para que suas dimensões não mudem.

A maioria dos compradores combina a primeira e a terceira. Qualquer que seja a sua escolha, peça ao fornecedor que liste as dimensões-alvo antes do acabamento nas notas de DFM e que meça as características críticas antes e depois da anodização no primeiro artigo. O guia de primeiro artigo AS9102 explica como registrar isso, e a nossa página de qualidade descreve os registros de inspeção que os fornecedores indicados entregam. Para ver como as indicações de acabamento se combinam com os requisitos de material, rosca e marcação, consulte o guia de usinagem CNC mil-spec.

Se você já tem um desenho com uma indicação de anodização e quer que ele seja revisado quanto a crescimento e mascaramento antes de cotar, envie-o como cotação.

Enviar uma cotação de peça anodizada

Inclua o desenho (PDF, DWG ou DXF) e o modelo (STEP ou IGES), a nota completa de acabamento, a liga e a têmpera, as quantidades e se as dimensões valem antes ou depois do acabamento. Marque as áreas mascaradas e os locais das marcas de gancheira. A página de capacidades lista os materiais, as tolerâncias e os acabamentos que encaminhamos, e as peças devem ser itens não controlados, como carcaças, suportes, trilhos, bases de fixação e gabinetes.

Começamos com um NDA mútuo, verificamos a completude e a sensibilidade de exportação do pacote e o indicamos a até três fornecedores qualificados. As propostas chegam em até 24 horas úteis após uma cotação completa e informam o processador de acabamento, os certificados do material, o plano de FAI e o prazo. Envie a sua cotação.