LABORATORIO DE ELECTROQUIMICA ANODIZADO DE ALUMINIO
INTEGRANTES: Pamela Cerda Isabel Meza Marco Zamora
INTRODUCCION
ANODIZADO Es un tratamiento electrolítico, con corriente continua de baja tensión, que consiste en la oxidación artificial del aluminio y muchas de sus aleaciones; el cual forma en la superficie metálica una capa de óxido de aluminio adherente, transparente y ligeramente traslúcida, uniforme, homogénea e impermeable, protectora del metal base, confiriéndole al material tratado una mayor durea superficial y aislación eléctrica, mayor resistencia a la abrasión, el desgaste y a la corrosión pro!ocada por agentes químicos y atmosféricos"
POR QU! ANODIZAR"
#ndudablemente la aplicación más importante del aluminio anodiado es bajo la forma de perfiles extruidos para arquitectura y construcción" $ pesar de haber sido comercialmente desarrollado hace ya más de %& a'os, su difusión se acentúa en las últimas décadas, considerándose que la aplicación del anodiado ha sido fundamental para que el sector de perfiles arquitectónicos se haya con!ertido en el más dinámico y de más alta tasa de crecimiento del mercado de semi(productos de aluminio" )a delgada capa anódica aumenta, en forma notable, la durea y la resistencia natural del metal a la acción agresi!a y corrosi!a de los agentes atmosféricos, conser!ando inalterable por muchos a'os el brillo y la !istosidad inherentes al aluminio" *u aplicación es recomendable en todas las circunstancias, no importando cuán modesta pareca la aplicación" +el mismo modo, la especificación del aluminio anodiado es generaliado para los grandes proyectos edilicios oficinas, hoteles, hospitales, escuelas, etc"- donde rige el concepto de costo global, es decir, de instalación y mantenimiento"
QU! ES EL ANODIZADO" El anodiado es un tratamiento electroquímico que permite apro!echar una propiedad que el aluminio ya tiene" )uego del proceso de conformado plástico del perfil, este se oxida en contacto con el aire y forma una capa de décimas de micrones, que no es una capa dura, ni uniforme debido a su delgade" El anodiado consiste en someter al aluminio o sus
aleaciones a un tratamiento electrolítico, con el propósito de obtener una capa superficial de óxido de aluminio, alúmina-, de espesor superior al que el aluminio adquiere naturalmente, con propiedades particulares diferentes del metal base"
PRETRATAMIENTOS El anodiado natural, y particularmente el anodiado color, constituyen un elemento de protección y decoración de ilimitadas posibilidades arquitectónicas, que se multiplican cuando se considera la aplicación de tratamientos superficiales adicionales como el pulido mecánico o el satinado químico"
PROCESO +escribiremos las tres operaciones más importantes del proceso para la obtención del anodiado. a# A$od%zado: El proceso se desarrolla en una cuba de electrólisis, las pieas de aluminio se colocan en soportes conductores conectados al polo positi!o ánodo- de una fuente de poder de corriente continua, el polo negati!o cátodo- es de un material inerte y el electrolito es una solución acuosa de ácido sulfúrico, el único que permite obtener capas protectoras de espesores importantes" b# Coloreado: $pro!echando la porosidad de la capa anódica se puede colorear por impregnación con colorantes o introducir iones metálicos en el fondo de los poros, mediante una diferencia de potencial" El método más difundido para incorporar color a la capa anódica es el coloreado electrolítico, mediante el cual se introducen iones metálicos en el fondo de los poros, antes del sellado final" El tipo de ión metálico y su concentración en los poros determinan el color y la intensidad del mismo" )a gama clásica de colores de anodiado normalmente utiliados en arquitectura !a desde el oro claro conocido también como champagne- a tra!és de !arias tonalidades de bronces hasta el negro" El anodiado sin colorear se lo conoce como $nodiado natural y tiene también amplia difusión" c# Sellado: Esta es la última operación del proceso, se haya efectuado o no la coloración" *e realia por inmersión de las pieas anodiadas en agua desmineraliada en ebullición" Esta operación de sellado es la que permite mantener estable, a tra!és del tiempo, el proceso de coloreado" $ tra!és de este proceso se transforma la alúmina en monohidrato, que tiene mayor !olumen, se dilata y cierra herméticamente los poros de la capa anódica" Esta operación es indispensable"
PROCEDIMIENTO +ebemos contar con un recipiente de plástico, donde quepan las pieas a tratar" Estas deben quedar totalmente sumergidas en la solución y sin tocarse entre sí" /ambién tendremos que colocar dentro del mismo un termómetro que nos permita controlar la temperatura del electrolito disolución-" El ba'o debe mantenerse a unos 0&1 2" de temperatura, como el mismo proceso genera calor es que necesitamos una bandeja con agua donde poder refrigerar el recipiente de anodiado" En algunos casos necesitaremos colocar algo de hielo en el agua para mantener la temperatura" 3ara sostener las pieas dentro del electrolítico utiliaremos un listón de madera en el que hemos colocado algunos cla!os en sus laterales, unimos estos mediante un cable de cobre para que estén conectados eléctricamente entre sí" )as pieas, denominadas 456+6, y que conectaremos al polo positi!o, estarán sostenidas de los mismos mediante unos cocodrilos" $hora necesitamos construir un 24/6+6, el cual conectaremos al polo negati!o, este ira sumergido en el fondo electrolito y estará formado por un aro de plomo con un diámetro un poco menor al del recipiente, cla!amos en él una barra de aluminio que salga fuera del liquido para que podamos en!iarle corriente a tra!és de ella" *olo falta una fuente de poder, algunos cables y un tester si es posible"
El proceso de anodiado es muy simple, cuando tenemos todos los elementos lo primero que debemos hacer es preparar el electrolito, el más común consiste de una solución de ácido sulfúrico al 0& 7 en agua destilada a una temperatura de 0&1" 56/$. siempre debe agregarse el ácido en el agua lentamente, notaremos que el mismo se irá calentando lo cual es normal" 5unca al re!és agua al ácido- ya que esto produciría una explosión" /rabajar durante todo el proceso con lentes de seguridad y guantes protectores" 2uando la solución se enfría y esta lista para su utiliación, lo !ertemos dentro del recipiente de anodiado" $ continuación sumergimos el 24/6+6, colocamos el termómetro de manera que podamos controlarlo sin tener que mo!erlo, apoyamos el
listón de madera con los cla!os sobre este y listo" *i contamos con un tester lo conectamos de manera que podamos medir el !oltaje y amperaje que circula por todo el circuito esto nos ayudara mucho a la hora de calcular el tiempo que necesita cada una de las pieas para su anodiado-" 56/$. todo esto se debe tener armado antes de comenar con el desengrasado de las pieas"
El primer paso consiste en tener ya listas todas las pieas que !ayamos a anodiar, con esto nos referimos a la terminación de la superficie, si queremos que la piea quede con una terminación brillosa tipo laca, esta deberá pulirse antes de ser tratada; por el contrario si queremos que tenga una terminación mate, esta deberá arenarse o esmerilarse" 56/$. algo muy importante es la forma en que se conecta la piea al conductor de electricidad del cual la suspendemos dentro del electrolítico, este debe ser también de aluminio"
)o importante de este paso radica en que si la unión de la piea con el alambre no es bien firme tipo cu'a- el alambre se oxida produciéndose en el una capa aislante que no permite la circulación de corriente hacia la piea y la electrolisis se detiene" 8na !e que tenemos las pieas firmemente unidas al conductor procedemos a desengrasarlas sumergiéndolas en una solución alcalina compuesta de hidróxido de sodio sosa cáustica- al %7 en agua, a una temperatura de %&1 2 o 9&1 2" :antenemos las pieas dentro por 0 a minutos, luego las retiramos y la!amos en abundante agua, pero sin tocarlas, ya que !ol!eríamos a ensuciar la superficie de las mismas" $ partir de aquí es con!eniente trabajar con un par de guantes de látex y tomar las pieas solo del conductor que instalamos antes" 56/$. si mantenemos la piea sumergida en exceso, la solución desengrasante comenará a comerse el aluminio quedando las pieas como si le hubiéramos hecho un arenado muy fino" Esto puede usarse para dar a las pieas una terminación mate" ( +espués del la!ado, las pieas deben sumergirse en una solución ácida para neutraliar cualquier !estigio que pudiera haber quedado del ba'o anterior, esta solución la preparamos con ácido clorhídrico ácido muriático- al %& 7 en agua a temperatura ambiente, puede ser también ácido nítrico-, sumergimos las pieas solo unos 0 a % segundo solamente y !ol!emos a la!arlas en abundante agua limpia" ( +espués de esto, están listas para el proceso de anodiado" !oltios aproximadamente" ?eremos enseguida como comienan a desprenderse burbujas del 24/6+6, estas son de hidrogeno procedentes de la descomposición electrolítica del agua, por lo que se debe trabajar en un lugar bien aireado, preferiblemente cerca de una !entana" $ medida que pasa el tiempo obser!aremos como el amperaje que consume el proceso !a decayendo, comprobamos así las propiedades no conductoras de la capa de oxido-
esto nos indica que todo está correcto" 2uando transcurrió el tiempo que establecimos anteriormente, cortamos la corriente, retiramos las pieas y las la!amos otra !e en agua limpia sin tocarlas" ( En este momento las pieas están listas para el te'ido final, por su estructura porosa, la capa de oxido formada en este medio sulfúrico se asemeja a la textil y puede, ser te'ida por medio de colorantes formulados para estas industrias" Existen también, tintes especiales y más adecuados para este pr oceso en sí, pero no son las que a nosotros nos interesan" ( 3or ejemplo, en un !aso con agua a'adimos anilina ti'e en rojo-, de la que se utilia para te'ir tela o ropa, la proporción en que se diluye es la indicada por cada fabricante, le damos una temperatura sua!e de aproximadamente & a @&1 2" y sumergimos las pieas dentro, el tiempo necesario lo damos obser!ando el grado de color que !an tomando las pieas" ( 8na !e te'idas solo falta dar el sellado final; )a capa anódica de aluminio coloreado es toda!ía una estructura porosa de oxido y debe ser sometida a un tratamiento de eliminación de su propiedad absorbente que garantice la estabilidad química y de color frente a la lu solar, si no hacemos esto el coloreado se irá perdiendo con el paso del tiempo o se nos manchara al contacto con otro agente liquido-" El sellado es tan simple como todo el proceso en sí y consiste en sumergir las pieas, en agua destilada hir!iendo =&&1 2- de 0 a minutos" )o que logramos con esto es cerrar los poros de la capa anódica mediante un proceso hidrotermal con lo cual e!itamos el ataque o la modificación de esta por cualquier agente externo" 56/$. si no mantenemos la temperatura del electrolítico entre 0& y 001 2, se forma la capa anódica, y el exceso de temperatura !a cerrando la estructura porosa de la misma, por lo que no penetra ninguna tinta" El exceso de corriente y la falta de !oltaje producen el mismo efecto" 56/$. la unión de la piea al conductor de aluminio que la sostiene debe ser muy firme, si no es así este se comiena a oxidar en el punto donde hace contacto y deja de conducir corriente hacia piea, la cual no se anodia" 56/$. la limpiea de las pieas es muy importante para un buen resultado"
&ENTA'AS DEL ANODIZADO (# Decorac%)$:
El anodiado permite la realiación de acabados decorati!os, especialmente en color por sistema electrolítico" El carácter metálico de las pieas no se oculta y se conser!a gracias a la transparencia de la capa"
*# Pro+ecc%)$: 2ontra la exposición a atmósferas agresi!as o intemperie que pueda deteriorar su aspecto inicial"
,# T-c$%cos: 3ara obtención de superficies duras, autolubricadas, aislantes, absorbentes, de reflexión constante, etc" .# Pro/%edades 01s%cas: El anodiado proporciona. mayor durea superficial, mayor resistencia a la abrasión y al desgaste, mayor aislamiento eléctrico, mayor resistencia a los agentes químicos y atmosféricos"
2# Pro/%edades 341m%cas: *on las de la alúmina cristalina" )as capas tienen un gran !alor protector en los medios en que el índice de acide está comprendido entre phA @ y ph AB" )a inercia química de la capa es mayor en medio ácido que en medio alcalino" )a alúmina es traslúcida y no tóxica" 3ueden presentarse ligeras diferencias de tono con ciertas aleaciones de aluminio" 5# Eco$)m%cas: 2oste de mantenimiento cero"
ANODIZADO DURO Es un proceso similar a la oxidación anódica con!encional, pero con la diferencia de que éste se realia a baja temperatura inferior a 612-, y con densidad de corriente más alta" 2on este procedimiento se obtienen películas muy gruesas y duras, las cuales confieren al aluminio protección mecánica, aislamiento térmico y aumentan sus características dieléctricas"
