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.

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.

Esquematização da vista superior da camada anódica

Estágios de crescimento da camada anódica

Partícula anódica no princípio de sua formação em um eletrólito com ação dissolvente sobre a película. Estados sucessivos do progresso de película anódica, apartir de um poro isolado

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:

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:

11.0 Fluxograma dos estágios básicos

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