anodizado en distintos tipos de aluminio
DESCRIPTION
Este documento presenta los resultados que se obtuvieron de realizar una serie de pruebas de anodizado de color en distintas aleaciones de aluminio, de distintas geometrías. Varios parámetros del proceso fueron modificados durante el experimento como lo fueron el tiempo de preparación superficial, la utilización de algunos reactivos, el amperaje, la temperatura del anodizado, el tiempo de anodizado, entre otros. Se utilizaron dos tipos de tinte diferente, de distintos colores e intensidades. Se analizan las propiedades de cada aleación y de la influencia de los tintes en la adherencia del color. También se realizaron muestras anodizadas transparentes con el fin de establecer un parámetro de comparación.TRANSCRIPT
TECNOLÓGICO DE COSTA RICA
ESCUELA DE CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES
TECNOLOGÍA DE RECUBRIMIENTOS METÁLICOS
PROYECTO FINAL
ELABORACIÓN DE UN RECUBRIMIENTO DE
ANODIZADO EN DIFERENTES TIPOS DE ALUMINIO
ESTUDIANTES:
JUAN JOSÉ ALVARADO H.
ANA LAURA MORA E.
PROFESOR:
RONALD JIMENEZ SALAS.
2
JUNIO 2016
I. INDICE GENERAL
I. INDICE GENERAL 2
II. INDICE FIGURAS 3
1. Resumen 4
RESUMEN.........................................................................................................................4
ABSTRACT.......................................................................................................................4
PALABRAS CLAVE...........................................................................................................4
KEYWORDS......................................................................................................................4
2. Introducción 5
Principio Químico..............................................................................................................5
Material base.....................................................................................................................6
Formación de la capa porosa............................................................................................8
Etapas...............................................................................................................................8
Beneficios........................................................................................................................10
Aplicaciones....................................................................................................................10
3. Materiales y métodos. 11
Procedimiento 1...............................................................................................................11
Procedimiento 2...............................................................................................................13
Procedimiento 3...............................................................................................................16
3
4. Resultados 19
RESULTADOS DEL PRIMER PROCEDIMIENTO..........................................................19
RESULTADOS DEL SEGUNDO PROCEDIMIENTO......................................................20
RESULTADOS DEL TERCER PROCEDIMIENTO.........................................................21
5. Análisis de los resultados. 23
6. Conclusiones 26
7. Bibliografía. 27
II. INDICE FIGURAS
Figura 1. Esquema del proceso de anodizado 5
Figura 2. Aleaciones de aluminio para anodizado 6
Figura 3. Comparación del 6063 con otras aleaciones en algunas propiedades 6
Figura 4. Poros en capa anodizada 7
Figura 4. Forma correcta de sujeción del alambre. 15
Figura 5. Aluminio anodizado según procedimiento 1 18
Figura 6. Muestra de perfil de aluminio 6063 anodizada usando el procedimiento 1 18
Figura 7. Muestra de perfil de aluminio 6063 anodizada usando el procedimiento 2 19
Figura 8. Perfil de aluminio anodizado sin color usando el procedimiento 2 19
Figura 9. Lámina de aluminio anodizada usando el procedimiento 3. 20
Figura 10. Pretina de aluminio anodizada usando el procedimiento 3 20
Figura 11. Pretina de aluminio anodizada usando el procedimiento 3 21
4
Figura 12. Pretina de aluminio anodizada usando el procedimiento 3 21
5
Resumen
RESUMEN
Este documento presenta los resultados que se obtuvieron de realizar una serie de
pruebas de anodizado de color en distintas aleaciones de aluminio, de distintas
geometrías. Varios parámetros del proceso fueron modificados durante el experimento
como lo fueron el tiempo de preparación superficial, la utilización de algunos reactivos, el
amperaje, la temperatura del anodizado, el tiempo de anodizado, entre otros. Se utilizaron
dos tipos de tinte diferente, de distintos colores e intensidades. Se analizan las
propiedades de cada aleación y de la influencia de los tintes en la adherencia del color.
También se realizaron muestras anodizadas transparentes con el fin de establecer un
parámetro de comparación.
ABSTRACT
This paper presents the results obtained from a series of color anodizing tests in aluminum
alloys of different geometries. Several parameters were modified during the experiment as
were the time of surface preparation, the use of some reagents, amperage, anodizing
temperature, and anodizing time, among others. Two types of dyes, of different colors and
intensities were used. The properties of each alloy and the influence of dye color in
adhesion are analyzed. Transparent anodized samples were also conducted in order to
establish a benchmark for comparison.
PALABRAS CLAVE
Anodizado, aleación de aluminio, tinte, sellado, ácido sulfúrico, activación.
KEYWORDS
Anodizing, aluminum alloy, dye, sealing, sulfuric acid, activation.
6
Introducción
El anodizado es un proceso electroquímico que aumenta el espesor y endurece el óxido
protector natural de un material. El recubrimiento anódico es parte del metal, pero posee
una estructura porosa que permite difusiones secundarias (tintes orgánicos e inorgánicos,
lubricantes, etc.). Al aplicarse sobre aluminio, la superficie de este se endurece a un grado
mayor al de cualquier otro material o proceso. El recubrimiento es 30% más grueso que el
metal que sustituye, ya que el volumen del óxido producido es mayor al del metal
reemplazado.
El aluminio, naturalmente, se protege contra los efectos ambientales mediante una capa
de pasivación de Al2O3 cuyo espesor varía de 0.01 a 0.4 micras. Con el anodizado, estos
espesores pueden alcanzar valores mayores, entre 25 y 30 micras para un anodizado
decorativo, y hasta 100 micras en un anodizado de endurecimiento superficial, conocido
como anodizado duro.
Principio Químico
El anodizado es una reacción de oxidación anódica en la superficie del aluminio. Esta
reacción es posible al generar una celda electrolítica en la cual el aluminio sea el ánodo
que va a ceder electrones. El circuito eléctrico se completa con un material inerte, sea
níquel o plomo, y una sustancia conductora de cargas eléctricas, conocida como
electrolito (figura 1). Una vez que la corriente eléctrica empieza a circular alrededor del
circuito, el agua que contiene el electrolito se disocia y libera átomos de oxígeno,
responsables de generar el óxido en la superficie del aluminio.
7
Figura 1. Esquema del proceso de anodizado
La naturaleza del electrolito es determinante en el proceso. En los electrolitos que no
tienen acción disolvente sobre la capa de óxido, se forma una película muy adherente y
no conductora. En cambio, para los electrolitos que tienen una acción disolvente sobre la
capa de óxido, si el metal mismo es disuelto y si los productos de reacción son solubles
en el electrolito, no se forma capa de óxido. Comercialmente, el ácido sulfúrico es el
electrolito más utilizado debido a su alta corrosividad.
Material base
La figura 2 muestra la clasificación de aleaciones de aluminio para el anodizado, realizada
por el Aluminum Anodizers CouncilTM. El 6063 es el material más apropiado y más
utilizado para conseguir anodizados de alta calidad, apto para aplicaciones decorativas,
estructurales, o ambas (arquitectónicas). La figura 3 muestra la comparación entre el 6063
y otras aleaciones de aluminio respecto a varias propiedades tecnológicas, entre ellas el
anodizado. Como se observa, el 6063 y el 6061 poseen buenas características para el
anodizado. El factor determinante entre estas dos aleaciones es el contenido de hierro.
Para un contenido de hierro menor al 0.1%, se obtienen las mejores condiciones para el
anodizado. Después del 0.2%, a mayor contenido de hierro, el acabado no va a ser el
óptimo. Como se observa en la tabla 1, el 6063 posee un contenido de hierro máximo de
0.35%, mientras que el 6061 contiene un máximo de 0.7%. En contraste, el 3003 no es
muy apto para el anodizado debido a su alto contenido de manganeso. Probablemente
este comportamiento se debe a que esta aleación ya ofrece una excelente resistencia a la
corrosión.
8
Figura 2. Aleaciones de aluminio para anodizado
Figura 3. Comparación del 6063 con otras aleaciones en algunas propiedades
9
Tabla 1. Composición química de aluminio 6063, 6061 y 3003
Formación de la capa porosa
El óxido formado como consecuencia de la oxidación anódica consiste en una alúmina
anhidra en estado amorfo. Esta capa es disuelta por el ácido sulfúrico que genera puntos
de ataque formados por un apilamiento de células hexagonales, constituyendo el inicio de
los poros (figura 4).
Figura 4. Poros en capa anodizada
Etapas
Limpieza. Productos alcalinos y/o ácidos remueven grasas y suciedad superficial
(tierra, polvo, grasas, aceites).
Pulido. Se genera un acabado casi espejo con una mezcla concentrada de ácidos
fosfóricos y nítricos que alisan la superficie del aluminio.
10
Etching. Se crea una superficie mate con soluciones calientes de hidróxido de
sodio que remueven algunas imperfecciones superficiales menores. Se remueve
una fina capa de aluminio que crea el acabado mate.
Anodizado. La película anódica se construye y combina con el metal al pasar una
corriente eléctrica a través de un baño electrolítico ácido en el cual se sumerge el
aluminio. El recubrimiento aumenta su espesor. Las características de la superficie
y el espesor del recubrimiento son controlados para que cumplan con todas las
especificaciones del producto final.
Teñido. Este proceso se puede lograr de 4 maneras:
o Teñido electrolítico – Después del anodizado, el metal se sumerge en un
baño que contiene una sal inorgánica. Se aplica corriente la cual deposita
la sal en la base de los poros. El color resultante depende del metal usado
en la sal y de las condiciones del proceso (el rango de colores se puede
expandir al teñir los tintes orgánicos más fuertemente). Este proceso ofrece
versatilidad en los colores y la calidad de color más avanzada.
o Teñido integral – Combina el anodizado y el teñido para formar y teñir
simultáneamente la pared de la celda del óxido en sombras color bronce y
negro y lo vuelve más resistente a la abrasión. Es el proceso más caro ya
que requiere una mayor cantidad de energía eléctrica.
o Teñido Orgánico – Este proceso produce una amplia variedad de colores.
Estos tintes ofrecen colores vibrantes con intensidades que no pueden ser
logradas por ningún otro sistema de pintura en el mercado. También
presentan excelente firmeza ante la luz y las condiciones del clima. Muchas
estructuras construidas con estos acabados han durado en servicio más de
20 años. Este método es relativamente barato y no requiere un capital
inicial muy alto.
o Tenido por Interferencia – Este proceso es reciente. Involucra una
modificación de la estructura del poro que se produce en ácido sulfúrico. En
alargamiento del poro ocurre en la base del poro. La deposición del metal
en esta zona produce colores como el azul, verde, amarillo y rojo. Este
11
rango de colores se debe a la interferencia óptica en lugar de la dispersión
de la luz, como sucede en el teñido electrolítico.
Sellado. Los poros en la superficie de las piezas terminadas tienen que cerrarse
antes de que el elemento anodizado se ponga en servicio. Si se deja sin sellar, las
superficies pueden poseer mala resistencia a la corrosión o absorber manchas no
deseadas.
Beneficios
El proceso de anodizado presenta algunas características favorables a nivel de proceso y
operación:
Durabilidad: los productos anodizados tienen una larga vida útil, poseen excelente
resistencia al desgaste y a la corrosión. La superficie anodizada no es afectada por
la luz solar.
Bajo costo de mantenimiento: limpieza sencilla restituye el aspecto original del
anodizado.
Estética: permite mantener la apariencia metálica del material. Ofrece gran
diversidad de tonos, colores y texturas brillantes o mates.
Seguridad: no se descompone, no es tóxico, no es combustible.
Reciclable: no altera las propiedades reciclables del aluminio.
Aislante eléctrico.
Aplicaciones
Las aplicaciones del aluminio anodizado (con o sin color) son numerosas. Entre ellas, se
pueden mencionar las siguientes:
Estructuras arquitectónicas: cortinas, sistemas de techos, ventanas, toldos,
puertas, marcos de ventana, accesorios de baño.
Electrodomésticos.
Exteriores e interiores de edificios.
Elementos de Electrónica.
12
Equipos para la elaboración de alimentos.
Elementos deportivos: Carros de Golf, elementos de camping y pesca.
Náutica.
Piezas para motores eléctricos.
Joyas y obras de arte.
Mobiliario.
Industria automotriz y aeronáutica.
Industria aeroespacial: protección y señalización de satélites por la resistencia a
los rayos UV
Materiales y métodos.
Durante el transcurso del Proyecto, se realizaron diferentes procedimientos de anodizado
sin obtener resultados satisfactorios. A continuación, se enunciarán los procedimientos
utilizados según su orden cronológico.
Procedimiento 1.
Reactivos y materiales
Ácido Clorhídrico al
Hidróxido de Sodio al
Solución de Ácido Sulfúrico para anodizado
Electrodos de plomo.
Probetas de Aluminio de Fundición
Hielo
Tinte para ropa azul
Lámina de Plomo
13
Equipo utilizado
Fuente eléctrica.
Lagartos para conexión
Prensas de ropa
Pinzas
10 Beackers
Bandeja metálica
Plantilla eléctrica.
2 Termómetros.
Pie y prensas para sujetar termómetros.
Guantes de látex
Secador de aire caliente
Procedimiento
1. Vierta 250 ml de ácido sulfúrico en un beacker. Posteriormente póngalo a enfriar
adicionando el hielo a la bandeja y colocando el beacker dentro de la bandeja.
Coloque un termómetro dentro de la solución de ácido sulfúrico utilizando una
prensa y un pie para la sujeción. El ácido se debe enfriar hasta los 5°C.
2. Utilizando la plantilla, caliente el hidróxido de sodio hasta los 45°C
3. Des gasifique la lavadora ultrasónica junto con 4 beackers llenos de agua.
4. Vierta el HCl en un beacker y colóquelo dentro de uno de los beackers que llenó
de agua dentro de la lavadora, con cuidado de que no se riegue ni le entre agua.
Realice el mismo procedimiento para el NaOH.
14
5. Accione la lavadora ultrasónica y con ayuda de las pinzas adicione una a una las
piezas en el NaOH, consérvelas dentro 40 segundos, sáquelas y colóquelas dentro
de un beacker con agua.
6. Saque las piezas del agua y agréguelas al HCl durante 30 segundos. Sáquelas y
colóquelas en un beacker con agua diferente al del enjuague anterior.
7. Completado el proceso, saque las piezas y séquelas con el secador de aire
caliente. No las manipule con la mano desnuda.
8. En un beacker, prepare el tinte de ropa según las instrucciones de empaque,
manténgalo caliente
9. Utilizando la plantilla, hierva agua y manténgala en ebullición.
10. Conecte la fuente
11. Conecte el ánodo a la lámina de plomo y el cátodo a la lámina de aluminio.
12. Sumerja el cátodo y el ánodo y fíjelos con presas de ropa que queden uno frente al
otro.
13. Fije la corriente en la fuente que quede en 0.5 A
14. Encienda la fuente y pare el proceso cuando la corriente empieza a disminuir.
15. Retire del ácido sulfúrico y de los lagartos y sumerja inmediatamente en el tinte
caliente.
16. Posteriormente sumerja en agua hirviendo para sellar el tinte.
17. Seque con un secador de aire caliente.
Procedimiento 2.
Reactivos y materiales
Ácido Clorhídrico al
15
Hidróxido de Sodio al
Solución de Ácido Sulfúrico para anodizado
Electrodos de plomo.
Probetas de Aluminio ( Lámina de 3003, Pretina de 6061, Perfil de 6063)
Refrigeradora
Tinte para ropa azul marino, rosado y negro.
Lámina de Plomo
Equipo utilizado
Fuente eléctrica.
Lagartos para conexión
Prensas de ropa
Pinzas
12 Beackers
Plantilla eléctrica.
2 hervidores.
2 Termómetros.
Pie y prensas para sujetar termómetros.
Guantes de látex
Secador de aire caliente
Gancho de aluminio
16
Procedimiento
1. Coloque el ácido sulfúrico en el refrigerador durante varias horas.
2. Utilizando la plantilla, caliente el hidróxido de sodio hasta los 45°C
3. Des gasifique la lavadora ultrasónica junto con 4 beackers llenos de agua.
4. Vierta el HCl en un beacker y colóquelo dentro de uno de los beackers que llenó
de agua dentro de la lavadora, con cuidado de que no se riegue ni le entre agua.
Realice el mismo procedimiento para el NaOH.
5. Accione la lavadora ultrasónica y con ayuda de las pinzas adicione una a una las
piezas en el NaOH, consérvelas dentro 40 segundos, sáquelas y colóquelas
dentro de un beacker con agua.
6. Saque las piezas del agua y agréguelas al HCl durante 30 segundos. Sáquelas y
colóquelas en un beacker con agua diferente al del enjuague anterior.
7. Completado el proceso, saque las piezas y séquelas con el secador de aire
caliente. No las manipule con la mano desnuda.
8. En un beacker, prepare los tintes de ropa según las instrucciones de empaque,
llévelos a ebullición y manténgalos ebullendo.
9. Utilizando la plantilla, hierva agua y manténgala en ebullición.
10. Vierta 250 ml de ácido sulfúrico para anodizado en un beacker
11. Conecte la fuente
12. Conecte el ánodo a la lámina de plomo y el cátodo a la lámina de aluminio.
13. Sumerja el cátodo y el ánodo en el beacker con ácido sulfúrico y fíjelos con
presas de ropa que queden uno frente al otro. Sujete las muestras de aluminio
con el gancho, como se muestra a continuación. La forma correcta se aprecia en
la figura 4 a la derecha. No debe quedar como se aprecia a la izquierda debido a
17
que se forma una capa aislante que no permite la circulación de corriente hacia la
pieza y por lo tanto, la electrolisis se detiene.
Figura 4. Forma correcta de sujeción del alambre.
Tomada de documento proporcionado por el profesor
14. Fije la corriente en la fuente que quede en 1.5 A
15. Encienda la fuente y pare el proceso cuando la corriente empieza a disminuir.
16. Retire del ácido sulfúrico y de los lagartos y sumerja inmediatamente en el tinte
hirviendo.
17. Posteriormente sumerja en agua hirviendo para sellar el tinte.
18. Seque con un secador de aire caliente.
Procedimiento 3.
Reactivos y materiales
Ácido Oxálico al 20%
Hidróxido de Sodio al
Solución de Ácido Sulfúrico para anodizado
18
Electrodos de plomo.
Probetas de Aluminio ( Lámina de 3003, Pretina de 6061, Perfil de 6063)
Refrigeradora
Tinta de impresora Negra
Lámina de Plomo
Equipo utilizado
Fuente eléctrica.
Lagartos para conexión
Prensas de ropa
Pinzas
Gancho de aluminio
10 Beackers
Plantilla eléctrica.
2 hervidores.
2 Termómetros.
Pie y prensas para sujetar termómetros.
Guantes de látex
Secador de aire caliente
Procedimiento
1. Utilizando la plantilla, caliente el hidróxido de sodio hasta los 45°C
19
2. Vierta el ácido oxálico en un beacker y dilúyalo con agua destilada. Mantenga las
piezas dentro del beacker al menos 2 horas. Posteriormente, enjuague en agua.
3. Adicione una a una las piezas en el NaOH, consérvelas dentro 40 segundos,
sáquelas y colóquelas dentro de un beacker con agua.
4. Completado el proceso, saque las piezas y séquelas con el secador de aire
caliente. No las manipule con la mano desnuda.
5. En un beacker, vierta la tinta de impresora y dilúyala con agua destilada. Ponga
en ebullición la disolución.
6. Utilizando la plantilla, hierva agua y manténgala en ebullición.
7. Vierta 250 ml de ácido sulfúrico para anodizado en un beacker
8. Conecte la fuente
9. Conecte el ánodo a la lámina de plomo y el cátodo a la lámina de aluminio.
10. Sumerja el cátodo y el ánodo en el beacker con ácido sulfúrico y fíjelos con
presas de ropa que queden uno frente al otro.
11. Fije la corriente en la fuente que quede en 1.5 A
12. Encienda la fuente y pare el proceso cuando la corriente empieza a disminuir.
13. Retire del ácido sulfúrico y de los lagartos y sumerja inmediatamente en el tinte
hirviendo.
14. Posteriormente sumerja en agua hirviendo para sellar el tinte.
15. Seque con un secador de aire caliente.
20
Resultados
RESULTADOS DEL PRIMER PROCEDIMIENTO
Con el primer procedimiento, se obtuvo una sola pieza teñida.
Figura 5. Aluminio anodizado según procedimiento 1
21
Figura 6. Muestra de perfil de aluminio 6063 anodizada usando el procedimiento 1
RESULTADOS DEL SEGUNDO PROCEDIMIENTO
Con el segundo procedimiento se obtuvo una probeta teñida, utilizando reactivos nuevos
Y una probeta teñida, usando colorante rojo y con los reactivos a la mitad de su vida útil.
Figura 7. Muestra de perfil de aluminio 6063 anodizada usando el procedimiento 2
22
Figura 8. Perfil de aluminio anodizado sin color usando el procedimiento 2
RESULTADOS DEL TERCER PROCEDIMIENTO
Con el tercer procedimiento se obtuvieron 7 piezas teñidas. Sólo se presentan los mejores
resultados de cada tipo de aluminio.
Figura 9. Lámina de aluminio anodizada usando el procedimiento 3.
23
Figura 10. Pretina de aluminio anodizada usando el procedimiento 3
Figura 11. Pretina de aluminio anodizada usando el procedimiento 3
24
Figura 12. Pretina de aluminio anodizada usando el procedimiento 3
Análisis de los resultados.
El procedimiento de anodizado se debió intentar con varias metodologías y diferentes
tipos de material debido a que no se obtenían resultados satisfactorios. Los primeros
resultados obtenidos, como se aprecian en la ilustración 5 , no presentan una coloración
completa de la pieza.
La coloración de la pieza es un buen indicador del proceso mediante el cual se crea la
capa anódica. Si la temperatura del electrolito no se mantiene entre 20 y 22°C, la capa
anódica si se produce pero no se puede colorear debido a que los poros de la misma se
cierran y no permite la entrada del tinte. Este mismo efecto se obtiene si hay exceso o
falta de corriente o de voltaje.
Podemos entonces sospechar que para la pieza obtenida siguiendo el procedimiento 1,
donde el electrolito se encontraba a 5 grados, la formación de la capa anódica porosa que
25
se aprecia en los bordes de la pieza ocurrió en un momento donde el electrolito se
encontraba en el rango de temperaturas de 20 a 22°C. Aunque la coloración es muy tenue
porque probablemente los poros no tienen el tamaño adecuado debido a la falta de
corriente, ya que se utilizó 0.5 A/dm2 cuando lo recomendado es 1.5 A/dm2
Después de aplicado el procedimiento 1 se contaba con reactivos recién formulados para
el proceso de anodizado y de preparación superficial, y aunque no se contaba con un
aluminio de composición conocida y adecuado para anodizar se obtuvo un buen
resultado, probablemente uno de los más homogéneos de los tres procedimientos, como
se aprecia en la figura 6.
Posteriormente el profesor nos proporcionó tres diferentes tipos de aluminio en tres
presentaciones distintas: lámina de 3003, pretina de 6061 y un perfil de 6063. Se cortó el
perfil y la pretina en muestras de 1 dm2 con el fin de que la corriente aplicada fuera de 1.5
A, mientras que la lámina fue cortada en secciones de 2 dm2.
Con este procedimiento también se variaron los tintes, puesto que el proceso de
coloración con anilina, o tinte para ropa, es un proceso iónico el cual depende del peso
molecular del compuesto que le proporcione color al tinte, es por ello que no todos los
colores son favorables para anodización.
Se comprobó experimentalmente que de los tintes seleccionados, negro de alto peso
molecular, azul de intermedio peso molecular y rosado de bajo peso molecular, el que
mejor funcionó fue el rosado, ya se obtuvo una zona tintada rosada como se aprecia en la
figura 7. También se obtuvo una muestra color azul, teñida en la misma zona que la
muestra rosada pero por error fue extraviada.
De forma que si se usa un tinte de ropa para anodizado se debe asegurar que este tenga
un bajo peso molecular, colores rojos, amarillos o celestes, ya que son las coloraciones
que funcionan de la mejor manera para teñir la capa anodizada.
En el procedimiento 2 también se obtuvieron muestras anodizadas, las cuales no se
pudieron colorear. El anodizado es un proceso bastante sensible a las variables del
26
proceso, tal como la limpieza previa de las piezas, por lo que probablemente se originó
una capa anodizada con poros muy cerrados que no permitieron el proceso de coloración.
Luego de anodizar 10 piezas y solo poder colorear 2 en zonas que no se habían
preparado previamente se evidencian varios factores que estaban afectando el proceso:
1. Los reactivos de limpieza previa se encontraban muy desgastados: es importante
tomar en cuenta la vida útil de los reactivos para anodizado, ya que estos afectan
el resultado final. Según los resultados experimentales, para 250 ml de HCl y
NaOH lo adecuado es limpiar 10 piezas y posteriormente desechar los reactivos o
enriquecer los mismos.
2. La solución anódica se encontraba muy contaminada: en el proceso anódico la
solución anódica se va desgastando, por lo que la eficiencia de la misma se
reduce considerablemente conforme se usa una y otra vez. Para 100 ml de ácido
sulfúrico se recomienda anodizar 10 piezas y posteriormente descartar. La
solución anódica no se puede enriquecer, debido a que hay presencia de
“elementos antianodizantes” dentro de ella, los cuales al ocurrir el proceso de
anodizado se anodizan ellos y no se anodiza la pieza, obteniéndose capas muy
heterogéneas de anodizado o con poros muy cerrados como ocurrió en este caso.
3. El gancho de aluminio es un elemento fundamental, dentro del proceso de
anodizado este elemento no puede sustituirse. Posterior a cada anodizado el
gancho debe decaparse, ya que si no se hace afecta la conductividad de la
electricidad hacia la pieza.
Aunque los factores anteriores fueron mitigados de una u otra forma en los
procedimientos 1, 2 y 3 hubo un factor considerablemente importante que afecto los tres
procedimientos y los acabados finales que se obtuvieron: todo el proceso necesita
realizarse con agua des ionizada.
El agua des ionizada desde los procesos de enjuague en la preparación superficial, hasta
en la disolución de los ácidos para lograr las concentraciones adecuadas, es fundamental
para obtener buenos resultados en los procesos de anodizado.
27
El agua destilada que se usó en el procedimiento 3 no es adecuada ni sustituye en ningún
momento al agua des ionizada, ya que el agua destilada no posee ningún contenido de
iones mientras que al agua des ionizada se le han eliminado todos los iones excepto el
H3O + y el OH - . El agua común, o de tubo, tampoco es una opción viable debido a que tiene
cantidades de aniones y cationes que afectan la conductividad eléctrica del electrolito y
además compiten con el potencial del ánodo y del cátodo.
En el procedimiento 3 se utilizó agua destilada porque en el momento era más fácil de
adquirir que el agua des ionizada. La diferencia en la anódica obtenida fue significativa y
se aprecia en la figura •. En la misma figura se aprecia el desgaste de los reactivos y su
efecto en la capa anódica obtenida.
El aluminio que mejor resultados dio para colorearse fue el pretil 6063, seguido del 3003.
La lámina de 6061 fue la que presentó propiedades más pobres parta colorearse, pero
formó las capas más homogéneas de anodización.
Con respecto a la preparación mecánica de la superficie, esta no se tomó en cuenta
dentro del procedimiento debido a que depende del tipo de acabado que se desea
obtener, por ejemplo el pulido da un acabado brillante, mientras que el estado de
suministro o el granallado dan acabados mates.
El resultado más importante, muy a pesar de que no se obtuvieron los resultados
esperados, fue la comprensión de los factores que afectan el proceso de anodizado y los
efectos de los mismos en el producto final.
Conclusiones
El mejor material para anodizar y colorear fue el aluminio 6063, mientras que el
mejor para obtener capas homogéneas fue el 6061.
28
La utilización de tintes de bajo peso molecular es vital para obtener adecuadas
coloraciones.
El uso de agua des ionizada tiene un peso significativo en los resultados finales a
obtener.
Es cierto que cualquier aluminio se puede anodizar más no colorear.
La temperatura de los reactivos, y la concentración de los mismos en el proceso
son los parámetros que más se deben de controlar en el proceso de anodizado.
La influencia de la limpieza de las muestras tiene un gran efecto en el resultado
final.
La corriente y l voltaje permiten variar el tipo de capa anódica que se obtendrá.
29
Bibliografía.
Sapa Group (2012). Extruded Aluminum Alloy 6063. Recuperado el 21 de mayo de 2016
de http://www.sapagroup.com/pages/630244/Alloy%206063%20Rev2012.pdf
Advanced Anodising Ltd. (s.f.). Anodising Aluminium - Choose The Right Aluminium Alloy
for your Anodising. Recuperado el 20 de mayo de 2016 de
http://anodizing.co.nz/index.php/aluminium-alloy-anodising-anodizing
Aluminum Anodizers Council (AAC). (1994). Aluminum Alloy Reference for Anodizing.
Technical Bulletin #4-13. Recuperado el 6 de junio de 2016 de http://www.anodizing.org/?
page=alloys
Superior Metal Technologies. (2005). Aluminum Anodizing Process. Recuperado el 20 de
mayo de 2016 de http://www.superiormetals.us/aluminum-anodizing-process.htm