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ANODIZAÇÃO


Processo Galvânico em que consiste em aumentar de forma controlada a camada de óxido na superfície do alumínio, permitindo assim uma qualidade e durabilidade do alumínio contra corrosão e intempéries naturais.

O processo de anodização obedece aos seguintes requisitos conforme fluxograma (anexo 1):

  • Pré-tratamento:        
  • Desengraxante;
  • Fosqueamento
  • Neutralização;
  • Anodização;
  • Coloração;
  • Selagem.



Todas as etapas deverão ser precedidas de água de lavagem.



1.0 – Recebimento

                Etapa que consiste no descarregamento dos perfis de alumínio. Sendo assim, o material é separado conforme a cor a serem anodizados e feito lote.
                Após isso é feito uma desembalagem dos amarrados de alumínio e que os resíduos gerados (papel e plástico) são colocadas em um container para disposição adequada posterior.



2.0 – Montagem

As gancheiras são normalmente feitas de alumínio ligas ABNT 6063 e 6101. Durante a anodização, juntamente com as peças, por isso, após cada operação, devem ser decapadas em solução de soda cáustica, antes da montagem de novas peças, o que acarreta um desgaste das mesmas. As peças são presas na gancheira através de fios de alumínio ou alicate.


3.0 – Desengraxante

Têm a finalidade de remover gorduras de óleos e graxas da superfície do alumínio, preparando as peças para um fosqueamento uniforme, estes banhos ácidos a base de H2SO4 e aditivos. A concentração varia de 60 – 80g/l de H2SO4 a temperatura é ambiente.

No desengraxante é utilizado ácido sulfúrico com o aditivo para complexação de graxas e óleos. Trabalha a temperatura ambiente e ajuda na remoção das impurezas e óxido presente na superfície do alumínio natural, o que acarretará um fosqueamento homogêneo.



4.0 – Fosqueamento

Tem a finalidade de “fosquear”, ou nivelar a superfície do alumínio em uma solução de soda cáustica, cuja concentração deverá ser aumentada de acordo com a quantidade de alumínio dissolvido. A adição de outros produtos com a finalidade de aumentar a vida útil do banho, aglomerando o alumínio dissolvido, tais como: hexametafosfato, polifosfato, gluconato e glucoheptanato, todos de sódio. A temperatura deverá estar entre 50 – 65 ºC. A concentração de soda deverá variar entre 60 – 100 g/l e a taxa de aluminato de sódio entre 80 – 120 g/l, sendo que a proporção de soda deverá ser de 80 % da taxa de aluminato.

A soda cáustica é a mais utilizada devida ela ser altamente reativa com alumínio. Sólido, branco, com ponto de fusão de 318 ºC, tóxico, corrosivo e bastante solúvel em água. Suas aplicações são das mais variadas e que vai da preparação de compostos até a purificação.
Sua reação com o alumínio é a seguinte:

 

Um aditivo é utilizado para dar maior sobrevida ao banho de soda cáustica. É um líquido a base de hexametafosfato e gluconato de sódio, que tem a função de aglomerar o alumínio dissolvido não deixando formar pedras no fundo do tanque. OBS: Importante o banho nunca deverá estar abaixo de 40 ºC pois irá precipitar formando Hidróxido de Alumínio.



5.0 – Neutralização

Após o fosqueamento, o alumínio apresenta resíduos deixados em sua superfície, provenientes das impurezas da liga, os mesmos são removidos em uma solução de ácido sulfúrico (110 – 130 g/l). Devem-se utilizar aditivo especial a fim de se formar sais solúveis que esteja na superfície do metal e precipitá-lo.

Utilizado o ácido sulfúrico que é um ácido forte e reage com os resíduos que tenham ficado sobre a peça formando sais. É um líquido incolor, oleoso, denso, corrosivo e extremamente solúvel em água.
É utilizado neste banho um aditivo que tem como base ácido nítrico, pois este ácido forma sempre sal solúvel o que não acontece com o sulfúrico.



6.0 – Anodização

É o processo anódico mais utilizado universalmente, constituindo-se de ácido sulfúrico, cujo custo é relativamente baixo. Em função da temperatura e da voltagem, apresenta uma grande versatilidade quanto à qualidade da camada anódica formada, que vai desde a porosa, até aquelas extremamente duras. A tabela, a seguir indica as condições de trabalho para que se possa obter a melhor qualidade de anodização.

 

CONDIÇÕES DE TRABALHO FAIXA OPERACIONAL

Concentração de H2SO4 (g/l)

150 – 220

Voltagem (V)

14 – 20

Temperatura (ºC)

17 – 28

Densidade de Corrente (A/dm²)

1,2 – 2,0

Alumínio Dissolvido (g/l)

25 Max

Camada pretendida (mícrons)

11 – 25

Contra-eletrodo

Alumínio



A reação do alumínio com o oxigênio é altamente exotérmica, conforme a reação:



Deverá, portanto, ser adaptado ao sistema um grupo frigorífico que, através de um trocador de calor, deverá absorver as calorias libertadas, mantendo uma temperatura pré-fixada, oscilando ± 1,5 ºC. É indispensável uma agitação constante por injeção do ar, a fim de manter uniforme a temperatura do banho, junto às peças.

O ácido sulfúrico é o mais utilizado devido suas características próprias para o processo e o seu baixo custo, agente oxidante e que em solução ele facilita a hidrólise da água para que com o oxigênio possa se fazer à oxidação do alumínio (alumina). Aqui também é utilizado um aditivo que irá fazer uma espuma protetora em cima do banho retendo os gases liberados H2k. A adição também de aditivo, melhora o banho trazendo grandes adições de produtividade, pois se consegue melhor condutibilidade da energia e aumento da camada anódica.



Anodização

Anodizar uma peça é submetê-la a um processo eletroquímico que resulta na
formação de uma camada, controla e uniforme, de óxido na superfície do alumínio



 


Estrutura da camada

A estrutura básica da camada é formada por células hexagonais.
Cada uma delas possui um poro central e no fundo de cada poro forma-se uma fina camada-barreira que separa o óxido em formação do alumínio.

 


Estágios de crescimento da camada anódica



7.0 – Coloração

Após a anodização em meio sulfúrico poderemos colorir a película anódica, em um banho contendo sais metálicos de sulfato de estanho, o qual é depositado por corrente alternada para o fundo dos poros. As cores variam de acordo com a quantidade de sais metálicos impregnados, partindo do bronze claro até o preto. Normalmente se consegue até 5 cores em só banho, variando somente o tempo de exposição no eletrólito. Segue abaixo tabela de parâmetros:

CONDIÇÕES DE TRABALHO FAIXA OPERACIONAL

Concentração de H2SO4 (g/l)

16 – 20

Concentração de SnSO4 (g/l)

15 – 18

Concentração de Aditivo (g/l)

25 – 30

Voltagem (V)

16 – 20

Temperatura (ºC)

20 – 22

Densidade de Corrente (A/dm²)

1,2 – 2,0

Contra-eletrodo

Inox 316 L


O produto utilizado é uma solução de sulfato de estanho com concentração, de coloração branca acinzentada, pré-estabilizadas com produtos. Usados para colorir os poros do alumínio através da absorção do metal SN++ nas peças. O sulfúrico aqui utilizado é para garantir boa condutibilidade de eletricidade no banho. Novamente se adiciona um aditivo  que tem como finalidade amenizar o ataque do sulfúrico às peças ali colocadas para colorir e também em relação aos eletrodos, além de auxiliar o estanho a ser depositado no banho.
Com o tempo haverá o surgimento de Sn+4 e que deverá ser limpo para não prejudicar o banho. Utiliza-se então um produto, que adicionado ao tanque e com repouso de 24 horas, precipita-se toda a sujeira do banho.



8.0 – Selagem

Após a anodização, colorida ou não, devemos hidratar a película anódica, provocando o fechamento dos poros. O óxido de alumínio (alumina) que anteriormente era anidro e poroso, ao receber uma molécula de água, aumenta seu volume específico, e os poros existentes entre os óxidos se fecham, tornando a película impermeável, aumentando assim, sua resistência contra corrosão atmosférica.

Para facilitar a hidratação da alumina, costuma-se adicionar produtos que venham acelerar esta reação e, com isso teremos tolerâncias bem superiores aos agentes inibidores.

O aditivo mais usado é o acetato de níquel, cujo pH ao ser acertado com ácido acético, forma uma solução tampão. O flúor que também é adicionado é utilizado para acelerar o início da hidratação.
Solução de níquel e flúor que tem como características a hidratação dos poros. O flúor é adicionado sob a forma de um líquido, vermelho, solúvel em água. Já o níquel e na forma de acetato de níquel que é líquido, solúvel em água, de coloração esverdeada.

O pH deverá estar entre 5,5 e 7,0, sendo para correção do pH a adição de Ácido Acético (para aumentar o pH) e adição de Amônia (para abaixar). Após algum tempo de utilização do banho irá sujar-se, sendo então necessário elevar o pH até 7,50, aguardar 24 horas para precipitar-se toda a sujeira e limpeza do tanque.



9.0 – Lavagens

Tanques onde se tem a circulação de água para lavagem e retirada do excesso de impurezas vindo de outros tanques. Todos os tanques devem ter sistema de cascata, que consiste em comunicação entre eles, fazendo com que se reduza o volume o volume de água a ser tratado.



10.0 – Controle de Qualidade

O controle de qualidade deve ser definido por normatização NBR onde deve se estabelecer a qualidade pela:

 

1. Camada

CLASSE

CAMADA

APLICAÇÃO

FREQUENCIA DE LIMPEZA

A13

11 – 15

Urbana 12 meses

A17

16 – 20

Comercial 6 meses

A23

21 – 25

Industrial 3 meses


2. Controles

Código

Título

Publicação

Situação Atual

NBR12609

Alumínio e suas ligas - Tratamento de superfície - Anodização para fins arquitetônicos - Requisitos

09/10/2006

Em vigor

NBR12613

Alumínio e suas ligas - Tratamento de superfície - Determinação da selagem de camadas anódicas - Método de absorção de corantes

09/10/2006

Em vigor

NBR14128

Tratamento de superfície do alumínio e suas ligas - Determinação da resistência à abrasão da camada anódica da anodização para fins técnicos (dura) - Método de Taber

28/02/2005

Em vigor

NBR14155

Tratamento de superfície do alumínio e suas ligas - Determinação da microdureza da camada anódica da anodização para fins técnicos (dura)

28/02/2005

Em vigor

NBR14231

Tratamento de superfície do alumínio e suas ligas - Anodização para fins técnicos - Anodização para fins técnicos - Anodização dura

28/02/2005

Em vigor

NBR14232

Tratamento de superfície do alumínio e suas ligas - Anodização para bens de consumo

28/02/2005

Em vigor

NBR9243

Alumínio e suas ligas - Tratamento de superfície - Determinação da selagem de camadas anódicas - Método da perda de massa

09/10/2006

Em vigor



11.0 Fluxograma dos estágios básicos

O processo de anodização para fins arquitetônicos atende às seguintes
etapas básicas:

 

 

   

 

 

 

 



 

 

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