Abrilhantamento Quimico do Alumínio

     

BANHO DE ABRILHANTAMENTO

QUIMICO DO ALUMINIO E SUAS LIGAS

  Descritivo Operacional do Banho 

            

Elaborado

Paulo Roberto O. Soares

e-mail – pauloosoare@yahoo.com.br

01 outubro de 2008

Bibliografia; Monsanto NFB 85

BANHO  ABRILHANTADOR

Reduz o custo da matéria prima (produto químico), oferece qualidade superior do abrilhantamento, resolve o problema desagradável do vapor de Ácido Nítrico.

Nada contido aqui será construído e recomendado para qualquer uso em conflito com produtos existentes e patenteados ou qualquer uso de material revestido. As informações contidas aqui, é para o nosso correto saber; mas todas recomendações ou sugestões são sem garantia desde, que as condições de uso seja fora de nosso controle.

A companhia Monsanto, como uma fornecedora de ácidos fosfórico e  nítrico para industria de abrilhantamento do alumínio, sob vários anos passados. Tem desenvolvido nova tecnologia de operação do banho de abrilhantamento, o qual oferece custos mais econômicos e tem assistido com base cientifica em alguns lugares o processo do banho abrilhantador.

Tem desenvolvido método  e seu largo uso diário o qual permite a rápida e correta determinação da composição química do banho de abrilhantamento do alumínio, (ácido fosfórico  – acido nítrico), descrito na patente U.S 2.729.551. Estes métodos asseguram controle da composição  do banho sobre um funcionamento continuo, assim o banho abrilhantador rejeita material bruto e a perda por trabalho é atribuída para o excesso de variação na composição.

No desenvolvimento da tecnologia acima discutido, a tecnologia torna aparente que a maior necessidade da industria de abrilhantamento do alumínio é o de reduzir o perigoso vapor de dioxiodo de nitrogênio (NO2) associado com o banho de abrilhantamento. Este programa é encarregado para desenvolver a solução para este vapor problema (NO2), e ao mesmo tempo para melhor proveito do banho e atender a contribuição execução do banho, aditivo surfactantes, semelhante como a transição ion metal, abrilhantado.

Na industria são usados largamente como uma extensiva investigação, nesta área tende para especial grau de desenvolvimento de ácido fosfórico, chamado de acido fosfórico N.F.B*. Este novo ácido tem componente com eficiente eliminador de vapor de dióxido de nitrogênio (NO2), produzido quanto o aluminio é dissolvido no banho normal de abrilhantamento, e uma ótima quantidade do efetivo de cobre da mais eficiência ao abrilhantador.

O ácido N.F.B é formulado para substituir o ácido fosfórico e todos aditivos necessários no banho, restrito o ácido nítrico, como é também uma parte inerente para composição do banho abrilhantador.

Entretanto, você poderá esperar para o uso do ácido fosfórico N.F.B, em vez de o simples ácido fosfórico:

1-    Substancial eliminação do desagradável vapor NO2

2-   Redução na quantidade de ácido nítrico requerido

3-   Ótimo abrilhantamento do alumínio.

4-   Mínimo custo proporcionado com a altíssima qualidade de trabalho.

A discussão seguinte do controle e qualidade do banho, para ácido fosfórico N.F.B e para o simples ácido fosfórico.

Como você examina a carta, constituinte e controle do processo do banho, nossa esperança é que você esteja pronto para explorar completamente a superioridade do N.F.B no seu próprio processo, através da operação N.F.B, iniciar a avaliação.

Os resultados não são confidentes, demonstramos para você no seu próprio ambos termos a superioridade econômica, e execução disponível com a escolha do N.F.B para seu banho.

Em conclusão bem sucedida do processo semelhante, esperamos, ver voce com abastecimento completamente necessário do N.F.B, e conforme seu maior programa existente.

REISSUE PATENTE Nº 25.789.

É da Monsanto a marca registrada para o especial preventivo de vapor ácido fosfórico para industria de abrilhantamento do alumínio. Numerosas letras designam o compreender do poder ácido fosfórico com esta substituição N.F.B 85, esta substituição designado ácido fosfórico 85%.

LAVAGEM

É dupla a função de operação de lavagem.

1- Procede uma lavagem para remover o uso do banho químico e para prevenir o secamento do metal na superfície, porque pode causar Mancha.

2-Para prevenir a contaminação do banho por outra causa; a formação de precipitados com poder de deposito na superfície do metal. Uma lavagem insuficiente seguindo limpeza alcalina ou banho abrilhantador pode causar um problema de Manchamento e sendo difícil a remoção desta mancha, particularmente se tenha  secado no metal. Porque para esta reação é importante que não tenha, interrupção entre limpeza ou banho abrilhantador e a lavagem. A lavagem mantida muito diluída com respeito ao arraste de dentro do banho químico, assegura uma apropriada lavagem e previne quanto a contaminação na subseqüênte operação.

Uma lavagem não servirá mais, para uma operação desde que os arraste do químico ou dos banhos diferentes possam formar precipitados indesjaveis. O drenamento da água de lavagem do banho de abrilhantamento é muito importante considerando critico o controle da água no banho abrilhantador na obtenção de um abrilhantamento satisfatório. O final da operação de lavagem será extremamente diluída com respeito para contaminação.

Tendo uma água dura apresentará problemas em algumas operações haverá formação de manchas de água (depósito de sal de cálcio) na drenagem das peças, e o problema será unicamente eliminado através do uso de água desmineralizada.

A lavagem final na maioria é quente, assim as peças são inteiramente enxutas.

BANHO DE ABRILHANTAMENTO

Polimento químico de alumínio, vulgarmente conhecido como banho de abrilhantamento, é um processo em que o alumínio é imerso em solução ácida quente para eliminar defeitos e produzir uma superfície brilhante e às vezes como acabamento espelho. Tal como todas as reações polimento químico, que é baseado em um mecanismo que ataca projeções ou microscópicas montanhas (relevos, como linhas de extrusão etc.) mais rápido do que ele faz depressões (baixo relevo). Não se delinear (revelar) grão da estrutura do metal aluminio, como faz na decapagem cáustica, que produz um efeito fosco. O mecanismo reação química do polimento é baseado em uma solução viscosa e relativa insolubilidade na interface líquido-metal dos compostos metálicos dissolvidos. 

               Em uma tecnologia moderna de acabamento do alumínio, a operação de banho abrilhantador químico ou um Eletropolimento é absolutamente necessária, a fim de produzir um acabamento brilhante depois da anodização. É característica da formação de uma  película anódica  incorporada a camada transparente, que é formado por contaminantes insolúvel da superfície de alumínio. Este é o propósito  da operação de polimento químico.

          A). Retira da superficie a camada de impurezas embutidas, por desbaste e usinagem. 

               B). Para  superfícies opacas, abrilhanta e deixa lisa.

              A composição química originalmente utilizado para o polimento de alumínio consistiu de uma simples mistura de ácidos nítrico e ácido fosfórico. Os resultados de abrilhantamento alcançados em ligas 1100, 3003 e 5052 foram bastante satisfatórios.

Subseqüente anodização resultou na perda de uma quantidade considerável do brilho metálico devido a impurezas. Após a alta pureza e de super-pureza dos metais, tornou-se necessário adicionar diversos metais catalisadores em quantidades vestigiais, a fim de manter o brilho espelhado. Sem estes aditivos existe uma forte tendência para enfatizar a estrutura dos grãos, com uma conseqüente perda de valor reflexivo. Foi descoberto nos últimos anos certos tensoativos e surfactantes, que têm o efeito de aumentar a taxa de reação e melhorar a um pouco brilho metálico. O efeito líquido é o de permitir o funcionamento de banho, com mais alto teor de alumínio livres - e por  períodos mais longos - do que inicialmente pensado em ser possível.

     Ainda uma outra solução moderna do banho de abrilhantamento com capacidade de eliminar cerca de 80% dos fumos marron (óxidos) de nitrogênio NO2. Onde existe condições de ventilação (exaustão) inadequada, bem como, onde a redução desses fumos marrom torna-se altamente desejável, recomenda-se que um agente antifumos deve ser utilizado. Seu uso, porém, faz um sacrifício em pequeno grau a capacidade de operar no máximo lustro, com um elevado teor de alumínio; ou seja haverá uma dificuldade de manter o grau maximo de brilho.

A execução do banho de abrilhantamento químico é muito sensilvel nas mudanças de variáveis de operação, e é primordial o controle destas numerosas variáveis para satisfazer o abrilhantamento e com a operação econômica. As variáveis de operação para o banho de abrilhantamento esta registrada na TABELA I e as suas largas recomendações para constituição e operação, para ótima qualidade de abrilhantamento com operação econômica.

Os primitivos estudos deste banho, será a recomendação do controle da temperatura com limite de 88 a 99°C, mas a mais recente investigação de G.D Nelson para Companhia Monsanto foi reportado em 1964 na reunião nacional da sociedade Americana de Eletrogalvanizador, deixando ver o baixo custo químico, aumento rigoroso de trabalho e melhor qualidade, podendo ser realizado com alta temperatura do banho, no limite de 110 a 115°C. Uma temperatura mais baixa que 88°C, Apresentará quedas na qualidade de abrilhantamento.

O efetivo e a variável da composição, a qualidade e a economia de operação do banho, foi extensivamente estudada e os resultados e recomendações estão registrado na SEÇÂO III deste documento.

No trabalho do banho é importante a agitação, para que se possa certificar-se que a solução (H3PO4, HNO3 e possível água) estão bem dispensados no banho e se não há esgotamento do banho ácido na superfície da peça. Este pode resultar no desigual abrilhantamento, devido a deposição de cristal na superfície do metal.  

O limite de imersão no banho de abrilhantamento geralmente é baixo entre 1 a 3 minutos. O alto conteúdo de alumínio no banho torna-se mais lento a sua atuação de abrilhantamento em alguns casos tempos mais longo que o necessário.

Evidentemente a temperatura do banho bem como sua efetividade, seu tempo de tratamento deverá ser operado com um tempo de imersão requerido, controlado, para haver a possibilidade de oferecer altíssima reflectibilidade para a peça acabada.

O tempo de drenagem do banho não pode exceder a 30segundos, mas consegue-se com o Maximo consistente uma boa qualidade, visto que para o panorama econômico é desejável que se tenha o menor possível de arraste acido para fora do banho de abrilhantamento. O longo tempo de drenagem pode resultar num secamento do banho sob o metal e resultar em manchas, como “Mancha de Folha” esta torna-se difícil o enxágüe. Em caso que o conteúdo de alumínio no banho de abrilhantamento seja baixo, o tempo de drenagem longo acima de 30 segundos, produzirá defeito na qualidade, ataque, gravado forte, indicando se necessário um menor tempo de drenagem. O fenômeno de ataque, gravado forte, acontecerá usualmente dentro das condições para este banho, o tempo de drenagem dessas peças devem ser de proporção rápida pois este banho é altamente ativo e reação continua.

A superfície fresca e a atividade química, do banho de abrilhantamento de alumínio reage quase prontamente com ar ou qualquer outro que entre em contato. Assim a superfície deverá ser protegida com uma uniforme camada, transparente, quase imediatamente depois do banho abrilhantador, preservado aparência brilhante.

                       TABELA  I

     Variáveis de operação,recomendação e controle para Abrilhantamento

Variáveis operação	Recomendações operações	Método de controle
1-Temperatura  do banho	88      a     115°C	Regulagem da temperatura automática -  manual
2- Composição      do banho	Ver seção III –  Recomendações detalhadas	Ver seção V – Procedimento detalhado
3- Agitação     do banho	Agitação branda Ar ou mecanicamente	Manter uniformidade
4- Trabalho     agitação banho	Movimento brando das peças Na imersão no banho	Manter uniformidade Evitar transbordamento.
5- Tempo de    Trabalho imersão	1  a  3  minutos	Regulagem para brilho ideal Tempo manual ou automático
6- Tempo de drenagem das peças	30 segundos máximo	Regulagem manual ou automático ver nível AlPO4

  PROBLEMAS NO ABRILHANTAMENTO

Problemas	Possível Causa	Correção
Pitting-Ataque em forma de pontos	Densidade muito alta Banho com sujeira	Adicionar água (0,5%) Melhorar desengraxe ou utilizar ácido nítrico na limpeza aumento de ácido nítric 0,5%max Verificar material (metal)
Pitting - localizada	Baixo teor de Acido nítrico Agitação deficiente	Aumentar ácido nítrico (0,1%) Aumentar agitação ar/ou mecânica Adicionar surfactante p/ 100ppm
Sulcos na superfície do metal (baixo relevo)	Falta Agitação no Banho	Instalar agitação
Ataque da peça na transferência	Baixo conteúdo de Alumínio AlPO4	Aumentar o conteúdo de Alumínio para 25-30g/l. Usar Al(OH)3, (29 gramas equivale a 10grmas de Alumínio) Usar 10% vol. Acido acético Manter 100ppm de surfactante ou cobre no banho
Problemas	Possíveis Causas	Correção
Granulado ou pobre espelhamento - baixo brilho	Baixo nível ácido nítrico Alto nível de ácido nítrico Granução grande do metal Conteúdo de cobre abaixo de 50ppm Cobre de gancheira ou liga 2024 de gancheira dissolvido  no banho Utilização excessivo do aditivo	Aumentar em 0,1% Aumentar a agitação e aquecimento Faze comparação de ½ duro ou duro alumínio, manter o mínimo necessário de tempo o abrilhantamento. Aumentar o cobre para 50ppm Usar gancheira de titânio Parar adição de cobre . Remover pó causado pelo cobre na superfície da peça, com ácido nítrico 35% ou cromato.
Vapores excessivo marrom  ácido nítrico	Alto conteúdo  ácido nítrico (acima de 3,5%peso) Algumas ligas/ peças reagem mais rigorasa que outras	Remover por agitação rigorosa,  ou aditivos.
Ataque na lavagem posterior ao banho	Concentração do banho na lavagem acima de 35%. Temperatura acima de 105°C Tempo de transferência acima de 30 segundos	Descartar lavagem para diminuir Concentração Refrigerar para diminuir temper. Reduzir tempo de transferência
Substancia oleosa na superficie	Abrilhantamento em forma de desbastes ou gravado em forma de desenho	Melhorar ciclo de limpeza
Granução em regiaão de baixa agitação	Alto nível de alumínio acima de 50g/l	Remover solução do banho Aumentar a agitação com algum sacrifício do brilho adicionando água
Fragmentos cristalizados no banho	Alto metal no banho, fragmentos de alumínio metal no banho Agente aderente vindo do desengraxante	Remover metal peças do banho Lavar em acido nítrico ou melhorar lavagem anterior ao banho

   PROTEÇÃO APÓS ABRILHANTAMENTO

-A proteção é consumada usualmente em banho de anodização como composição ácido sulfúrico ou outra composição, seguida de um cuidadoso enxágüe, mas sobre tudo em algumas condições a laca foi usada.

A aplicação de uma anodização muito fina, será resistente a corrosão e ao desgaste do oxido de alumínio, será não condutora e com excelente base para absorver varias tintas. A propriedade da camada dependerá das condições de operações do banho de anodização. Solução diluída e pequenas temperaturas geralmente produz camadas duras: existindo solução mais concentradas e temperaturas elevadas proporcionará um filme primeiro mole e não aderente.

A condição típica de operação é de 15% ácido sulfúrico, a 22°C e uma densidade de corrente de 1,5 A/dm2. O tempo é variado entre 5 – 30 minutos dependendo da camada desejada para a particular aplicação. Para que esta possa oferecer toda resistência temporária, o tempo de anodização usado é de  15 – 30 minutos que oferecerá espessuras de camada na ordem de 5,1 – 15,2 microns.

Para artigos de uso domésticos com semelhança de instrumentos que não requer uma elevada proteção, o tempo de anodização é entre 5 – 10 minutos, oferecendo camada de espessura de 1,3 – 5,1 microns. Para parte de tingimento são usado o Maximo de 60 minutos – 25,4 microns para poder requerer uma coloração escura.

Isto pode ser notado esse passo requer um maior tempo para completa anodização para qualquer daqueles procedimentos e é o preço do passo da posição dentro qualquer operação de banho abrilhantador.

Portanto a capacidade para uma planta pode ser oferecida e determinada sobre as bases destas capacidade anodização..

     TINGIMETNO e SELAGEM

              A função da operação de selagem é para encher os espaços no

poro da camada anodizada, por esse meio esta camada esta selada para ataques ou forças externas.

              No processo de selamento, a combinação química da água com a formação da camada anódica, temos o “oxido de alumínio hidratrado” desenvolvendo assim a selagem dos poros. 

              Nestas peças de alumínio existindo tintura, a selagem serve para previnir o desbotamento da tinta e providenciando a resistência a corrosão.

            O selamento geralmente procede por uma imersão das peças na água perto do ,ponto de ebulição, em solução a 0,5% de acetato de níquel, ajustando o pH para 5,5 e a temperatura para 80-90°C. O acetato de níquel tem avançada selagem, este proporciona um menor tempo que o requerido em água, o pH deve ser ajustado entre 5,5 – 6,5 com acido fraco para a máxima eficiência. Água com alto grau de dureza, deverá ser evitada, visto que se acredita na precipitação do sal de cálcio nos poros da camada reduzindo a efetividade da selagem.

REQUERIMENTO QUIMICO DA OPERAÇÃO DO ABRILHANTAMENTO

A produção da superfície brilhante pode se obtida por imersão das peças de alumínio apropriadamente limpas, no banho de ácido fosfórico e acido nítrico, providenciando para que seja conhecidas, certas condições de operação.

Este abrilhantamento é portanto de pequena ou não consideração, para o controle das diversas variáveis, quanto ao alto grau de qualidade de trabalho demonstrada, nas variações e alto custo, deve ser rejeitado. Visto que distante, a operação de abrilhantamento representa a soma de 75% do total dos custos dos produtos químicos envolvidos na produção das peças de acabamento brilhante, a falta de controle sobre estas variações afetará primeiro o matéria prima e o consumo  do banho de abrilhantamento, podendo ser excessivo o custo do mesmo.

As variáveis que afetam a operação do banho de abrilhantamento podem ser consideradas em 2 categorias, o saber operacional e químico. Recomendações para o alcance, do controle das variáveis de operação existe representada na Seção II deste documento.Esta seção de acordo com a composição química do banho de abrilhantador, e com os requisitos químicos para obter ótima qualidade com o mínimo custo, o resultado das variáveis de operação sobre a composição química do banho de abrilhantamento e o problema de controle do banho abrilhantador.

                A COMPOSIÇÃO QUIMICA DO BANHO DE ABRILHANTAMENTO

   Embora exista aqui, numerosos caminhos teoricamente aceitáveis para descrição da composição química do banho de abrilhantamento do alumínio, ácido fosfórico e nítrico, é  preferível considerar para semelhante banho quatro maior componente que é constituído inteiramente, e cada um dos termos expressos de concentração em porcentagem peso. Os quatros componentes são:

1-    HNO3 – Ácido Nítrico livre

2-   H3PO4 – Ácido Fosfórico Livre

3-   H2O – Água

4-   AlPO4 – Fosfato de Alumínio

Este sistema é usado exclusivamente neste documento.

A principal vantagem deste sistema é a da soma das concentrações dos quatros componentes adindo para 100 por cento (100%). ( Este sistema não é verdadeiro com o uso comumente por esta industria quando os ácidos fosfórico e nítrico são expressados em porcentagem volume e o conteúdo de alumínio em gramas por litro.) .

Embora este sistema teoricamente incorreto para ignorar menor aditivos e impurezas no banho, estes componentes são presentes na soma, este resulta muito pequeno erros, não dando resultados práticos. Porém se o quinto maior componente da soma for acido sulfúrico ou acido acético adido no banho, isto deverá ser levado em consideração.

Neste documento não é discutido a soma do banho, embora a informação presente é aplicada com próprias modificações para o processo pela presença do quinto maior componente.

A concentração desse maior componente no banho, somente dependerá do seu coeficiente de adição e remoção, o retorno do dinheiro operacional dependerá das variáveis.

Por vários meios estes componentes são introduzidos para dentro do banho ou removidas para fora do banho, estes meios são oferecidos na Tabela II.

Quando introduz os componentes na montagem, equilibra o banho, o equilíbrio é alcançado na partida do banho. Este nível de equilíbrio para ácidos  nítrico e fosfórico pode ser facilmente variado pelo coeficiente de adição desses componentes para o banho.

A água e o fosfato de alumínio, porém são os mais dependentes na outra variável de operação e por isso é a função da particular operação do banho de abrilhantador. Em algumas circunstância esta água e fosfato de alumínio pode ser necessário para regular outros destes componentes do banho ao nível do equilíbrio natural que resultam para a combinação da operação variável, deste modo é aceitável a execução.

           

                    TABELA II

Meios de introduzir ou remover maiores componentes para o banho de abrilhantamento de alumínio ácidos fosfórico e nítrico.

Componente do Banho	Introduzir no Banho		Remover do Banho
1-Acido Nítrico    HNO3    Livre	Banho Composto com Acido Nítrico 42 °Be ou solução própria	a)Reação química com trabalho das peças b) Evaporação c)Decomposição dos Vapores d)Arraste para fora pelas peças e)Periodicamente renovado o liquido do banho
2-Acido Fosfórico     H3PO4     Livre	Banho composto com acido fosfórico 85% ou solução própria	a)Reação Química com trabalho das peças b)Arraste para fora pelas peças c)Periodicamente renovado o liquido do banho
3-Água    H2O	Banho composto de uma  parte do acido nítrico e fosfórico e ou solução própria Resoluto adições de H2O Reação química de ácidos fosfórico e nítrico com trabalho das peças Decomposição do ácido nítrico para forma de vapores Levado para o banho após operação de lavagem	a)Evaporação b)Arraste para fora pelas peças c)Periodicamente renovado o liquido do banho
4-Fosfato de  Alumínio  ALPO4	Reação química do acido fosfórico com trabalho das peças	a)Arraste para fora pela peças b)Renovação periodicamente do liquido do banho
5-Outros aditivos	Composição do banho com ácido fosfórico ou solução própria.	a)Reação química com trabalho das peças. b)Renovação periodicamente do liquido do banho c)Arraste para fora pela peças

       OTIMA COMPOSIÇÃO PARA O BANHO DE ABRILHANTAMENTO

A qualidade dos produtos abrilhantado, no banho é obtida com ácido fosfórico e ácido nítrico, o banho é extremamente sensível na variação da composição, e para que obtenha uma alta qualidade de abrilhantamento é necessário o controle da composição.

O efetivo da composição no banho de abrilhantamento, para esta execução, na  operação do banho a temperatura alcançando 88 – 99°C e contendo 2,5 - 3,5% de ácido nítrico e 0,01 a 0,02% de cobre conforme mostrado na figura 1. Esta informação é o resultado de um extensivo estudo no laboratório e são confirmado operando o banho.  O nível de 3% ácido nítrico oferecerá ótimos resultados com o comum uso do processo. O nível 0,01 – 0,02% de cobre melhora a qualidade significativamente sobre estes exemplos onde ali não é presente o cobre e portanto é considerado a importante exigência do banho de abrilhantador.

Esta composição poderá ser vista na figura 1, sendo apresentada uma área pequena  com composição que oferece alta qualidade, no abrilhantamento dos produtos. Esta qualidade é a mais desejada constantemente, e para se manter a composição do banho nessa área, é necessário o controle das composições, assegurando assim alta qualidade nesta área conforme a figura 1.

A alta qualidade é obtida em qualquer parte e tempo, neste alcance,  é obtido com mínimo de custo de material(produto químico), o banho unicamente seguido é operado em uma  composição perto do topo deste alcance (10 – 12% ALPO4).  A TABELA III apresenta a ótima composição do banho para alta qualidade em mínimo de custo de material (produto químico), é recomendado meio de controle para cada variável. Isto é reconhecido, esta condição de operação pode ser semelhante, este alto nível de AlPO4, não pode ser alcançado com mínimo de custo de material (produto químico). Para a particular operação do nível de equilíbrio do AlPO4 é considerado para determinar se este nível pode ser diminuído. (Para discussão da variável de operação relativo a composição do banho, ver seção III parte C).

A alta qualidade na área da figura 1  é obrigado perto da exata linha de cristalização, para este sistema quatro componentes. Para qualquer composição exata desta linha, ocorrerá uma precipitação do fosfato de alumínio monobásico, na forma de cristal no banho, que será depositado sobre a peça e provocará marca inaceitável. Se a composição for longe da exata linha de cristalização, isto é, possível  formação de congelamento do banho (sólido).

A área de alta qualidade é restrita no topo do nível de 12% de fosfato de alumínio. Este é o nível de fosfato de alumínio, onde a qualidade será longe deste ponto; este ponto não poderá ser de grande consideração para alta qualidade.

Realmente a diminuição da velocidade de ataque do banho na superfície do alumínio, é  dentro da proporção do AlPO4; assim o aumento da diminuição de abrilhantamento  se dá com o banho próximo do limite de 12% deste.

É possível obter boa qualidade de trabalho acima de 12%. E perto de 14% de AlPO4, por diminuição do ácido nítrico, da temperatura ou tempo de imersão, diminuindo a soma de ataque do banho.Porém para níveis abaixo de 12% AlPO4 a obtenção desta qualidade é definitivamente inferior.

Para níveis elevados de AlPO4 maior que 14%, é necessário  adição de aditivos semelhantes como ácido sulfúrico e surfactantes, para obter velocidade de ataque e aceitável qualidade das peças. Este orienta para nunca um aumento do nível de AlPO4, produz manchamento das peças, é um problema devido a pobre drenagem das peças e lavagens próprias para alto viscosidade do banho.

O limite fronteira mostrado à esquerda do lado de alta qualidade  na figura 1, é ocasionado a limitação do conteúdo de água 6%, na excessiva grande linha de cristalização.

Por exemplo em 12% AlPO4 o conteúdo de água na linha de cristalização é perto de 17%, considerando que o limite fronteira para água em 12% AlPO4, o limite de água é de 17 – 23%, ai não terá problema para o congelamento ou desenvolvimento de falta de brilho no acabamento.

A linha de fronteira será empatado para indicar o nível de água bem como será aparecido a falta de lustro no acabamento. O grau de falta de lustro aumenta nesta linha fronteira que é mostrado na figura 1; o conteúdo da água pode tornar-se alto 26,5% sem uma severa falta de lustro na qualidade desenvolvida. Assim deste modo operando o banho em 12% AlPO4 e entre 23 e 26% de água produzindo trabalho desejado com claro bruma ou falta de lustro no acabamento, com isto pode ser possível para minimizar em aumento da temperatura e o nível de ácido nítrico sobre esta indica figura 1.

Porém, a qualidade de trabalho não será desejada boa, será o caso onde o nível da água é abaixo do limite fronteira 23%. Isto será apontado também para figura 1 deste banho abaixo 6% AlPO4, será mais crítico com consideração para controle da água. Por exemplo, em 4% AlPO4 a água limite para alta qualidade e´unicamente 14 -  16%, comparando para 16 – 23% em 12% AlPO4.

Figura 1: Efetivo de alumínio na composição e execução do banho de abrilhantador. (para operar o banho no alcance de 88 a 99°C e contendo 2,8 a 3,2% HNO3 e 0,01 – 0,02% Cu, na adição para o indicado nível de H3PO4, AlPO4 e H2O).

                               TABELA III

Composição das variáveis e recomendações de controle para níveis de alta qualidade de trabalho em mínimo de custo material (produto químico).

Variável Composição	Limite recomendado	Método controle
Ácido Nítrico    HNO3	2,8 – 3,2%   88 – 99°C	Adição de NHO3 67%, Indicado pelo método do ácido nítrico
Água  H2O	17 – 23%	Adição de H3PO4 85% e ou água indicado por analise
Fosfato de Alumínio   AlPO4	10 – 12%	Decantação do Banho se o valor é excedido, banho não pode ser controlado abaixo deste nível por outras variáveis
Ácido Fosfórico   H3PO4	64 – 70%	Adição de H3PO4 85% e ou água indicado por analise
Cobre  CuSO4.5H2O	0,01 – 0,02%	Adição de CuSO4.5H2O dissolvido em água em proporção de 2,5 – 5,0 Gramas por galão de H3PO4 85%

Operando essas variáveis, o banho deverá ter temperatura e agitação regulada para segurar a ligeira perda de água vinda para o banho em todo tempo. Ver seção V deste documento para procedimento detalhado para o controle destas variáveis.

O baixo limite para área de alta qualidade é combinação efetiva do conteúdo de água e AlPO4. O mais comum problema para a qualidade é o baixo conteúdo de AlPO4, é desenvolvido ataque na transferência devido ao rápido desempenho do banho. O muito alto nível de água resulta em qualidade com falta de brilho. A linha de fronteira mostra isso ai, nenhum banho de composição abaixo de 3% AlPO4 pode ser operado para produzir alta qualidade de trabalho, neste caso a qualidade é defeituosa existindo ataque na transferência. Este é verdadeiro a menos que o tempo de transferência entre o banho de abrilhantamento e a subseqüente lavagem é reduzido essencialmente para zero, e a lavagem subseqüente efetivamente remova rapidamente o liquido vindo na superfície da peça.

Tem sido afirmado anteriormente para este mínimo de consumo de material (produto químico) e alta qualidade de trabalho. Um Banho poderá operar com alto conteúdo de AlPO4, mas dentro da área de alta qualidade mostrada na figura 1. Muitas operações iniciando com banho novo e utilizando até que seja o trabalho de qualidade e  inaceitável ou ocorra cristalização do banho, momento em que o banho velho deverá ser descartado e um novo preparado. Deveria ser evidente a partir da exposta discussão mencionada na figura 1, que este tipo de operação não levará a uma qualidade consistente, nem mínimos custos dos materiais (produto químico), mas esses objetivos são alcançados apenas através de controles da composição do banho dentro dos limites de ótimo funcionamento.

EFETIVOS DO BANHO E VARIAVEIS DA COMPOSIÇÃO

Para manter a composição do banho de abrilhantamento oferecendo uma ótima operação ou para correta composição para um banho novo, o efetivo das variáveis de operação na composição deverá ser sabido. Visto que o ácido nítrico é consumido rapidamente no processo de banho abrilhantador. Este nível de ácido nítrico deverá ser controlado por freqüentes adições no banho. A variável de operação poderá ser seguido pelo controle do  nível de equilíbrio dos outros três componentes, quais são: AlPO4, H2O e H3PO4. Se dois desses três componentes (nível de acido nítrico fixo) em seguida um terceiro torna-se automaticamente fixo. Visto a execussão do banho é relatada habitualmente para AlPO4 e H2O, o efetivo da variável de operação poderá ser discursado nos termos deste segundo componente. A variável de operação, qual pode afetar o nível de equilíbrio destes dois componentes e a direção deste efetivo, são mostrados na Tabela IV.

Isto pode ser visto na tabela de nível AlPO4 do banho, pode ser afetado significativamente por três das seis operações variáveis. O mais usado destes três no controle de ótima composição de AlPO4 é o tempo de drenagem sobre o banho de abrilhantamento, com arrastes regulares para fora do banho.

Quando o banho é operado em um nível abaixo do ótimo nível recomendado de 10 – 12% AlPO4, um aumento no tempo de drenagem, poderá aumentar o conteúdo de AlPO4 com a redução no consumo de ácido fosfórico. Ao invés se o equilíbrio do conteúdo de AlPO4 do banho é o Maximo excesso do nível tolerado (12%AlPO4), pode ser usado, uma diminuição no tempo de drenagem, para manter o nível em valor aceitável.

A temperatura do banho de abrilhantamento e tempo de imersão são significativos, este será usado para reduzir o nível de AlPO4  no banho. Na pratica quando banho de abrilhantador excede o limite de AlPO4 para a qualidade, são feito usualmente correções deste para melhorar qualidade, também com aumento adicional no nível de AlPO4 causa para o banho resultado em problemas suplementar.

Por exemplo, quando a qualidade começa para queda de qualidade, porque o banho esta excedendo o limite de AlPO4, usualmente é feito a correção para aumento da temperatura do banho abrilhantador ou tempo de imersão ou por adição de ingredientes com a velocidade acima da taxa de ataque do banho, semelhante como ácido sulfúrico ou surfactantes. O liquido resultado deste nível de AlPO4 é para continua subida e não mais cedo que a posição na melhor para o operador. A correção deste será feito nesta situação, sendo para decantar uma porção do banho e repor esta porção com H3PO4 para trazer o banho para o aceitável nível de AlPO4 para qualidade e quando reduz ligeiramente o tempo de imersão e a temperatura até que o equilíbrio de AlPO4 seja alcançado e aceitável para o banho.

O conteúdo de água no banho, como mostrado na tabela IV, pode ser afetado por 5 das 6 variáveis de operação. O  maior afeta tarnsformando o equilíbrio do nível de água do banho podendo ser produzido por um alcance de água no arraste para dentro do tanque de lavagem anterior o banho de abrilhantamento ou por oferecer a soma da agitação de ar e portanto a soma de água carregado para dentro do tanque. Um oferecido carregado para dentro por ar usado para agitação ou  no gás formado na reação química, e a soma perdida para a superfície do banho devido a evaporação. O efetivo no conteúdo de água produzido por um oferece no tempo de imersão resultado para oferecer na soma da reação química este lugar leva no banho desde um e um terço de libra da água são produzido por muitas libras de alumínio dissolvido.

TABELA IV

Efetivo da variável de operação no nível de equilíbrio do AlPO4 e H2O no banho de abrilhantamento de alumínio.

Variavel de Operação	Efetivo do nível de equilíbrio AlPO4                         H2O
1- Temperatura do banho  Aumenta  Diminui	Aumenta                     Diminui Diminui                       Aumenta
2- Tempo de Imersão  Aumenta  Diminui	Aumenta                     Aumenta Diminui                        Diminui
3- Agitação a Ar do Banho   Aumenta   Diminui	Nenhum                      Aumenta Nenhum                      Diminui
4- Tempo Dreno Sobre Tanque de   Lavagem previa p/ Banho    Aumenta    Diminui	Nenhum                      Diminui Nenhum                      Aumenta
5- tempo Dreno Sobre Tanque de banho abrilhantador/lavagem depois de abrilhantado    Aumenta    Diminui	Aumenta                     Nenhum Diminui                        Nenhum
6- Poder do Acido Fosfórico    Aumenta    Diminui	Nenhum                      Aumenta Nemhum                      Diminui

CONTROLE DOS PROBLEMAS DO BANHO DE ABRILHANTADOR

O  conhecimento da composição química do banho de abrilhantador somente concede tempo em essencial para sua própria adaptação são feitos dentro do limite e controle desejado. Assim um prático e seguro método de analise do banho é requerido. Logo muitas operações conta sobre a perícia e opinião deste operador que estima para o banho a apresentação do banho e do trabalho. Neste sistema são dirigidos abaixo o tempo e condições adequadas de rotina, isto a alto premio sobre  instrução e frequentemente  falta na situação de emergência. Pode este inferior período de pobre qualidade de trabalho, perda de tempo de operação e no extremo caso a necessidade de parar a operação para descartar o banho ou a porção deste e substituir por nova solução.

Dentro de um esforço para vencer a deficiência deste sistema, método de analise química destas variáveis constituinte do banho, são bem desenvolvidas para suplemento ou repor o raciocínio do operador.

Estes métodos não são totalmente satisfatórios, embora, desde então estes requerem dispendiosos laboratórios, analista instruído e facilidade, este pode introduzir uma demora de 2 a 4 horas entre a correção.

Mais distante, dentro adição para ser dispendioso, estes são inadequados para próprio controle destas operações onde a composição do banho muda rapidamente com o tempo.

O método para analise do banho usa duas simples unidades física, peso especifico e viscosidade. O método é rápido dentro deste nível quanto do maior componente do banho pode ser determinado com 15 minutos depois da amostragem do banho. Não dispendiosos, laboratório e facilidades ou reagente são requeridos para este procedimento e isto é simples bastante para ser rapidamente por relatividade sem pratica tecnicamente ou por operadores se desejado. Mais distante, isto será mostrado, para oferecer segurança nas analises dos componentes do banho, e os métodos químicos.

ÁGUA E A SUA FUNÇÃO EM UM BANHO DE ABRILHANTAMENTO QUIMICO DO ALUMINIO

A quantidade de água livre, em um ambiente ácido pode ter um efeito marcado sobre a atividade do ácido em diversos metais. A magnitude do ataque ácido, em muitos sistemas de água podem ser plotados para mostrar como é uma reação diminuindo a concentração de ácido, até zero.

Modificando a  abordagem, com o aumento da concentração, o ataque ao metal aumenta para um ótimo, após o qual a atividade diminuir como o aumento da água, num sistema anidro.

Este conceito articula a ação em um banho abrilhantador do alumínio. Se o teor de água em um banho de polimento químico excede um certo limite, a falta de brilho se torna aparente e até pode desenvolver ataque. Brilho máximo ocorre quando quantidade mínima de metal é removida para suavizar ou eliminar as marcas  por desbaste. O ácido ataca seletivamente os picos e vales da superfície de alumínio, quando os componentes e3 a viscosidade  do banho são mantidas no nível adequado.

INPORTANCIA DA ÁGUA E SEU EFEITO SOBRE POLIMENTO QUIMICO DO ALUMINIO

A água é indispensável para o bom funcionamento de um banho de polimento químico do alumínio; quantidade deve ser mantida dentro de limites restritos para obter ótimo desempenho banho. Um típico banho de polimento químico, consideramos constituído por quatro elementos-(1) ácido nítrico livre (HNO3), (2)  ácido fosfórico livres (H3PO4), (3) fosfato de alumínio (AlPO4) e água (H2O),  pode expressar a composição do banho em termos de porcentagem peso pela seguinte equação:

HNO3 + H3PO4 + AlPO4 + H2O = 100%
portanto, o porcento teor de água do banho é:
                  % H2O = 100 - (% HNO3 + + H3PO4% AlPO4%)

Se o teor de ácido nítrico é determinada pelo método químico via úmida  usual, ou um nível fixado por outro método, e o conteúdo do ácido fosfórico e fosfato de alumínio é medido através da determinação peso específico e viscosidade; a porcentagem de água é dada pela acima equação.

Para obter uma idéia do desempenho crítico do nível de água, em um banho abrilhantador do alumínio, observar no gráfico as limitações no tamanho e forma da superfície de boa qualidade.

À medida que nos move para baixo a partir da área de boa qualidade, o nível de água no banho diminui, faz no gelo banho (Cristais de fosfato de alumínio) e pode voltar a depositar sobre a peça de alumínio. Com o movimento descendente, pode diminuir mais o nível de água, até um ponto em que toda  a carga banho irá congelar.

À medida que nos move para cima a H2O, o nível da água aumenta. O primeiro efeito do movimento, fora da zona de boa qualidade, é a diminuição do brilho na superfície de alumínio, se o nível de água ainda for aumentada, pode ser alcançado, ou ocorrer uma área de decapagem do alumínio.

Efeito do teor de água no desempenho no abrilhantamento do alumínio por imersão, contendo sua composição H3PO4, HNO3 e AlPO4.