Anodizado (Definitivo)

8/11/2019 Anodizado (Definitivo)

1/52

Universidad de Guadalajara

Centro Universitario de Ciencias Exactas e IngenierasTecnologas de los Procesos Qumicos

Profesor: Meza Garca Alfredo

Equipo 3:

Hernndez Ramrez scar Ernesto

Tamayo Gonzlez Gloria AzucenaCruz Aceves Alfonso Cndido

Lpez Quiroz Juan Manuel

Ros Daz Carmela Yadira Ciclo escolar 2014A


2/52

ANODIZADO

DE

ALUMINIO


3/52

Marco histrico:

1.- Aluminio2.- Primeros Recubrimientos3.- Anodizado


4/52

Aluminio

El aluminio es el tercer elemento ms abundante de la Tierra.Constituye aproximadamente el 8% de su corteza. Slo elsilicio y el oxgeno son ms abundantes.

Slo existe en la naturaleza en combinacin con otrosmateriales muy estables, que dificultaron el desarrollo demtodos para obtener el aluminio en un estadorazonablemente puro.

Las primeras civilizaciones utilizaban adobes ricos enaluminio para crear cermica y sales de aluminio para hacermedicinas y colorantes.


5/52

En 1808, Sir Humphrey Davy de Gran Bretaa,

estableci la existencia del aluminio y le dio su nombre.En 1821, Pierre Vertier encuentra en Provenza una

piedra dura, rojiza y parecida a la arcilla, que contena un52% de xido de aluminio, al que denomin Bauxita.


6/52

El aluminio no fu aislado como tal hasta 1825. Elprimer lingote de aluminio se present al mundo en 1855en la Exposicin Universal.

La presencia de este metal en la arquitectura se remontaa 1897 con la construccin de la cpula de Saint

Joaquino con aluminio puro.


7/52

Desde entonces, la tecnologa de acabado

ha proporcionado un flujo constante deproteccin y mejoras continuas.


8/52

Propiedades

Metal muy electropositivo y extremadamente reactivo.

Al contacto con el aire se cubre rpidamente con una capa dura ytransparente de xido de aluminio resistente a la corrosin. Esto hace quesea inerte a los cidos, pero no al lcalis.

Es un metal ligero.

Es buen conductor de electricidad, slo superado por el cobre. El aluminio puro tiene propiedades mecnicas reducidas pero sus

aleaciones consiguen puntos muy elevados.

Tiene buena conductividad trmica.

Es maleable y dctil pero tiene escasa resistencia mecnica.


9/52

Aplicaciones


10/52


11/52


12/52


13/52

Como es sabido la pelcula o capa de xidonatural que se forma al cortar una superficie dealuminio en el aire presenta un gran poder

protector a la corrosin a pesar de su carcterelectronegativo.

El espesor de esta pelcula vara de acuerdo a la

composicin del aluminio y el tiempo de exposicinal aire oscilando de las .05 a .15 micras (x10-9).


14/52

Dicha capa puede resistir bien a lacorrosin pero por s misma no es una buenabase para un acabado qumico orgnico(pintura o laqueado).

Por lo que se buscaba un proceso que loconvirtiera en una buena base para acabadosqumico-orgnicos.


15/52

Recubrimientos

qumicos

Los mtodos basados en la formacin qumica de capas paraproteger al aluminio y aleaciones de la corrosin son conocidos

desde hace bastante tiempo pero ha sido solamente a partir de laltima guerra mundial cuando su desarrollo industrial haalcanzado una importancia fundamental. Los ms importantessistemas de formacin qumica de las capas son:

Espesor de la capa de xido en superficies de aluminio

Formacin con fosfatos y cromatos.


16/52

En busca de la capa ideal

La capa protectora ideal deba cumplir con:

Estructura continua e impermeable a gases y lquidos

Inerte o casi inatacable por factores atmosfricos

Bajo factor de solubilidad en agua y cidos.

No ser acelerador del ataque electroltico sobre el metal.

Resistencia mecnica a abrasin y araazos, de serlo,deba ser fcil de restaurar.

Ligar rpidamente con pinturas y productos de acabadoqumico-orgnico.


17/52

Historia

Bauer y Vogel realizaron sus pruebas en intervalos de 2a 4 horas a temperaturas de 90 a 95C con una solucin

que contena:

Carbonato potsico 25 g/l

Bicarbonato sdico 25 g/l

Dicromato potsico 10 g/l


18/52

Qu vieron Bauer y Vogel?

Este proceso produjo un pelcula iridiscente color gris

plido, la cual al extender el tratamiento se volva grisobscura. Posterior a esto se lavaba y coloreaba con xito.

Este xito se comparta entre aluminio puro y aleacionesaluminio-zinc (7%-10% Zn), pero era mejor proteccin

en aluminio puro.


19/52

La patente

Fue en el ao de 1923 que se patent un procedimientodel mtodo Bauer-Vogel en el que se agregaba un

compuesto de aluminio a la solucin para que actuasecomo catalizador, la nueva formula fue:

Dicromato potsico 3.3g/l

Carbonato sdico 13.3g/l

Alumbre 1.0g/l


20/52

La patente

A esta nueva disolucin se le agreg tambin unpequeo trozo de aluminio metlico, se agit el bao y se

trabajo nuevamente de 90 a 95

C en intervalos de a 1hora, lavando y coloreando con xito la pieza tratada.

Se corrobor que la pelcula formada por esteprocedimiento protega la superficie de corrosin ensoluciones salinas neutras (agua de mar), adems de resultarresistente a la corriente elctrica y adherirse bien al metal,an cuando ste se presentara doblado en ngulos agudos.


21/52

Posteriores procedimientos

Ms procedimientos surgieron de 1922 a 1930, pero fueen 1930 cuando el Dr. Gustavo Eckert present unmtodo sencillo, rpido y econmico.


22/52

Mtodo del Dr. Eckert

ste proceso esta basado en el original Bauer- Vogel,

utilizando una solucin que contiene carbonato sdico ycromato sdico en un proporcin 3 a 1. Llam a su mtodoprocedimiento M B V (Modifizierter Bauer-Vogel).


23/52

Procedimiento M.B.V.

En ste procedimiento se estableci una duracin de 3 a

5 minutos para el recubrimiento y, segn las aleaciones,produce un gris claro u oscuro para las capas de oxido,siendo sta una base ptima para los acabados qumicos-orgnicos o poda ser posteriormente protegido por elsellado (inmersin en solucin de silicato sdico).


24/52

Anodizado

Cuando una corriente circula a travs de unelectrolito en el que se utiliza un nodo de

aluminio, los iones cargados negativamente sedirigen hacia el nodo, el cual experimenta laprdida de uno o ms electrones.


25/52

En las disoluciones acuosas el anin estformado en parte por oxgeno, el cual se une

qumicamente con el aluminio.Los productos de la reaccin son apenas solubles

en el electrolito y forman una resistente pelculaadherente, la que no permite el paso de lacorriente hacia el nodo cuando est seca.

Anodizado


26/52

Al aplicar una diferencia de potencial, la pelcula

de xido aumentar su espesor hasta que elpotencial sea incapaz de hacer que los iones sigantransmitindose.

Anodizado


27/52

Anodizado con cido crmico

Operacin: Solucin del 2.5% de cido crmico al

99.5% Puede operar hasta un 10% de acido

crmico total Agua menor al 2% de cloruros

Temperatura de 40

C +/- 2

C Enfriadores Agitadores moderada no turbulenta Voltaje de corriente directa de 0 a 40 voltios

en los primeros 10 minutos gradualmente Voltaje a 50 V en los ltimos 5 minutos

Densidad de corriente: no mayor a 2A/l

Ideal para aluminio con Cu


28/52

Bengough-Stuart

De todos los procedimientos mencionados el

primero que apareci fue el de cido crmico deBengough-Stuart en 1923, para proteger lasplacas de duraluminio de los hidroaviones.


29/52

El procedimiento an se utiliza muchsimo en Inglaterra,pero en Amrica ha sido sustituido casi totalmente por un

procedimiento acelerado que utiliza una solucin msconcentrada y el cual, adems de resultar ms rpido,utiliza una tensin elctrica constante en sustitucin delciclo complejo de Bengough-Stuart, lo que conduce a la

posibilidad de instalaciones automticas.

Bengough-Stuart


30/52

Una posterior modificacin de este proceso se

ha llevado a cabo en Amrica por la BatelleMemorial Institute durante la ltima Guerra, encuyo procedimiento la solucin de cido crmicodel 5% al 10% se renueva con adiciones de cido

sulfrico

Bengough-Stuart


31/52

Anodizado con cido sulfrico

Operacin: Solucin del 5 al 22% de cido sulfrico Agua libre de Cloruros Temperatura de 20C +/- 2C Enfriadores

Agitadores para la solucin Voltaje de corriente directa de 12 a 14V Densidad de corriente: no mayor a 2A/l

Ideal para aluminio de pureza comercial (99%)Recubrimiento de 2 a 5 micras


32/52

C. H. R. Gower y S. O. O Brien

En 1927 en Inglaterra se patent el primer proceso con

acido sulfrico, aun cuando ya se haba empleadoampliamente en Estados Unidos. Las primeras solucionescontienen un 25% de cido sulfrico habindose reducidoen los ltimos aos de un 10 a un 20% segn lascaractersticas requeridas.


33/52

En este proceso se incluy el del Alumilite (pasta dealuminio lquido moldeable), en tanto que en Europa elprocedimiento del cido sulfrico se conoce con el

nombre de Eloxal GS (Electrolytisch German OxidiertesAluminium).

C. H. R. Gower y S. O. O Brien


34/52

Anodizado con cido Oxlico

El anodizado con cido oxlico fue patentado porprimera vez en Japn en 1923 y ms tarde ampliamenteutilizado en Alemania, particularmente para aplicacionesarquitectnicas popular en los aos 1960 y 1970


35/52

El procedimiento del cido oxlico fue desarrollado porvez primera por Hogin, Rikagy y Kenkygo, en Japn,pasando a extenderse rpidamente en Europa, y utiliza lomismo la corriente continua que la alterna.

Anodizado con cido Oxlico


36/52

Otros anodizados de cido

Oxlico

Ematal, desarrollado en Suiza en 1935, el cual utilizasoluciones de cido oxlico con sales de titanio, zirconio o

talio; produce capas de aspecto no metlico (porcelana yesmalte)

Procedimiento del cido brico para la fabricacin decondensadores

Procedimiento del cido sulfmico, recientementedesarrollado por Piontelli en Italia, para coloraciones enperfiles de aluminio.


37/52

El proceso de anodizado de aluminio de hoy incluyelneas especializadas, como por lotes y proceso continuo.Esta tecnologa de procesamiento especializado ha

permitido a las empresas que anodizan seguir siendocompetitivas y al mismo tiempo dar una calidad excelente.Los recientes avances en las tcnicas de coloracin, da una

gama de colores que rivalizan con la pintura, pero con lasventajas tcnicas y belleza de anodizado.

AnodizadoActual


38/52

Los procesos de cido fosfrico son el ms recientedesarrollo importante, hasta el momento slo se utilizan

como tratamientos previos para adhesivos o pinturasorgnicas. Una amplia diversidad en variaciones depropiedad y cada vez ms complejo de todos estos procesosde anodizacin continan siendo desarrollados por laindustria, por lo que la tendencia creciente en las normas

militares e industriales es clasificar por las propiedades derevestimiento en lugar del proceso qumico.

Desarrollo de tecnologas.


39/52

Numerosas patentes han sido publicados antes de ladcada de 1950, relativa a la coloracin de la anodizacindel aluminio. Desde los primeros aos, se ha prestado

atencin a los procesos andicos en corriente continua ocorriente alterna en cualquier cido crmico, sulfrico uoxlico como electrolitos. En consecuencia, se observ quelos aditivos tales como sales de metales como el cobre,nquel, plata, arsnico, antimonio, bismuto, telurio, selenioo estao producan un cambio en las propiedades fsicas ymecnicas, as como de los colores del xido.

Desarrollo de tecnologas.


40/52

La extrusin de aluminio anodizado comoun material arquitectnico se hizo muy

popular en los aos 1960 y 1970, pero desdeentonces ha sido desplazada por los plsticosms baratos.


41/52

n resumen


42/52

1825

El cientfico dansHans Christian rsted

fue el primero enproducir Aluminiopuro.

Entre 1827 y 1845, el

qumico alemn FriederichWller mejor el procesode rsted utilizandopotasio metlico y cloruro

de aluminio.

1827 1845 ...


43/52

1857

Henri Sainte-ClaireDeville obtuvo elmetal reduciendo

cloruro dealuminio consodio.

1854 1886

Paul Hroult de Francia y Charles

Martin Hall de EUA inventaron elproceso de electrolisis utilizadoactualmente en la produccinindustrial del Aluminio.

La posibilidad dereforzar la capa de

oxido naturalformado en elaluminio fuesugerida hacia1857 por H. Buff yposteriormente C.

Pollak.


44/52


45/52

Charles Martin Hall fue un inventor eingeniero estadounidense, famoso por su

descubrimiento en 1886 de un mtodobarato para producir aluminio.

Hall produjo lasprimeras muestras demetal el 23 de febrerode 1886, tras variosaos de intensotrabajo.


46/52

Ambos descubrieron en el mismo ao elmismo proceso. Debido a esto se le llama elproceso Hall-Hroult.

El proceso Hall-Hroult termin porlograr decrementar el precio del aluminio enun factor de 200, hacindolo accesible para

muchos usos prcticos.


47/52

1893 1895

Se construyla primera

estatua dealuminio fueen Londres.

Abundaba lo suficiente como

para ser empleado en laconstruccin, como es el caso dela cpula del edificio de lasecretara de Sdney.

1900

Para 1900 la

produccin anualalcanz las cercade 8.000 toneladas.


48/52

Ya desde la antigedad se ponan en prcticamedidas contra la corrosin mediante la utilizacinde recubrimientos protectores, tales como pinturas,aceites, estaado o galvanizado.


49/52

En los siglos XVII y XVIII se registra en Europa

una creciente intervencin de los materialesmetlicos y la trascendencia de una mayor o menorduracin de los mismos comienza a sentirse de unmodo ms agudo.

Se utiliz por primera vez en una


50/52

1920

El aluminio puso al revs el

mundo de los metales consus ventajas de peso ligero,la fuerza, la flexibilidad defabricacin y durabilidad.

1915

El primer procesoqumico se puso enmarcha por O. Bauer yO. Vogel ensayando laoxidacin del metal ensolucin.

1923

En Gran Bretaa se

desarroll el primerproceso de anodizado abase de cido crmico.(Bengough - Stuart).

p p escala industrial para proteger laspartes del hidroavin Duralumin

de la corrosin.


51/52

En 1930 cuando elDr. Gustavo Eckert

present un mtodosencillo, rpido yeconmico.

1930

En Inglaterra se patent elprimer proceso con cidosulfrico, aun cuando ya sehaba empleado ampliamenteen estados unidos

1927

Se patenta un procedimientodel mtodo Bauer-Vogel en el

que se agregaba un compuestode aluminio a la solucin paraque actuase como catalizador

El anodizado con

cido oxlico fuepatentado porprimera vez en

Japn

1923


52/52

Dudas?

Anodizado (Definitivo)

Documents

Transcript of Anodizado (Definitivo)