ANODIZADO

ANODIZADO

Juan Felipe Ardila Cortés

juan.ardila-c@mail.escuelaing.edu.co

Juan José Correal Vivas – 2133127

juan.correal-v@mail.escuelaing.edu.co

Andrés Felipe Guayacán Feo – 2132591

andres.guayacan@mail.escuelaing.edu.co

Programa de Ingeniería Mecánica

Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito

Bogotá, Colombia

Resumen: En el siguiente informe se presentarán el proceso llevado a cabo para generar un acabado superficial por anodizado. Esto con el objetivo de comprender el proceso y la relevancia de la variación de voltaje para la creación de capas de óxido protectoras en metales pasivables. Los resultados encontrados, son resultado de tipo descriptivo ya que no se realizó ningún tipo de medidas numéricas.  

1. INTRUDUCCIÓN

En la actualidad se buscan diferentes maneras de extender la vida útil de los elementos mecánicos y estructurales, los cuales tendrán unas condiciones de servicio de altas exigencias. Dichas condiciones dependerán de la necesidad que se desea satisfacer con el elemento. Por lo general, la mayoría de estos elementos, tendrán condiciones de exposición al ambiente industrial y exposición a agentes corrosivos, como ácidos. [1]

Existen diferentes formas para la protección a la corrosión de los metales. Los recubrimientos que son utilizados en la actualidad pueden ser de naturaleza polimérica o metálica. Los recubrimientos poliméricos son las pinturas y sus derivados. Sin embargo, en este informe se concentrará en los recubrimientos de tipo metálico.

Los recubrimientos metálicos, tiene como ventajas la protección contra la corrosión, mejorar estética, aumentar la resistencia al desgaste y reducir fricción, entre otras. Dentro de esta categoría se pueden clasificar en los siguientes tipos:

1. Inmersión.
2. Conversión.
3. Electrodeposición.
4. Sin electricidad.
5. Recubrimientos térmico y mecánico.
6. Deposición física de vapor.
7. Deposición química de vapor.

El análisis de este documento se centrará en el anodizado, el cual es de tipo conversión.  Es el proceso de producción de un recubrimiento por la acción de reacciones químicas y electroquímicas. Por otro lado, el anodizado es el proceso de oxidación donde la superficie de la capa de trabajo se convierte en una capa dura y porosa de óxido que proporciona resistencia a la corrosión y mejora estéticamente la pieza.  El montaje, en resumen, consta de la pieza de trabajo (ánodo), en una celda electrolítica inmersa en un balo de ácido, que produce una absorción de oxigeno del baño.

1. Arreglo experimental

Como se mencionaba anteriormente, el montaje experimental se basa de un ánodo (pieza de trabajo) y en un cátodo; el cátodo para el caso de anodización de titanio se usa una lámina de acero inoxidable o en su defecto una lámina de titanio del mismo grado [2], adicionalmente el ánodo y el cátodo son sumergidos en ácido sulfúrico (H2SO4). Para la obtención de un buen recubrimiento (capa de óxido) es necesario llevar a cabo un proceso de limpieza para la remoción de grasa y capa de óxido creada naturalmente por el titanio, este proceso de limpieza generalmente se realiza con un lijado. El cambio de color presentado sobre el proceso de anodizado de titanio es ocasionado por la interferencia entre ciertas longitudes de onda de luz que se refleja en la superficie recubierta de metal y óxido [3]. En esta ocasión se analizan dos probetas de titanio, la primera probeta es obtenida de una barra normal, mientras que la probeta 2 es obtenida por Pulvimetalurgia (Titanio grado 2 comercial). En este proceso se estudia el comportamiento que se presenta durante la obtención del recubrimiento, comparando los resultados de las dos probetas.

1. Análisis y resultados  

Al energizar este montaje se obtienen diferentes recubrimientos dependiendo principalmente de la diferencia de potencial aplicada, adicionalmente se obtienen diferentes estados de colores.

La primera observación que se pudo apreciar fue el cambio de color con tan solo una deferencia de potencial bajo (5% aproximadamente), al cambiar el color se indica la creación de una capa de recubrimiento. Como se mencionó el cambio del potencial varia el tono del color de la pieza, además de este fenómeno, el espesor del recubrimiento también se encuentra  asociado a la variación del voltaje [4].  La coloración mostrada sobre la superficie también se ve afectada por el material de trabajo. En la tabla 1 se pueden apreciar la relación que puede existir entre el voltaje aplicado, el color y el espesor obtenido.

Tabla 1 Relación de color, voltaje y espesor [5]

Adicionalmente en  la figura 1 se pueden evidenciar una gama de colores que se pueden obtener del proceso de anodizado de titanio relacionando el voltaje aplicado.

...