Anodização dura em pistões de alumínio - Domingues, João Guilherme [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021)
The Hard Anodization (industrial) method consists of placing a mixture of acid and water in a tank of insulating material, together with a cathode connected to a rectifier, which generates a current. Then, the piece is immersed in the bath and the acid induces the formation of dendrites in the aluminum, and the outer part of these cells becomes more resistant to acid and improves its properties. The appearance of thousands of attack points is a consequence of the effect of the dissolution of the film by the electrolyte, produced in the center of the alumina cells and which constitutes the beginning of the pores. The objective of this work is to analyze the hard anodizing process in aluminum parts, more specifically in automotive pistons. The piston functions, structures and materials used for its manufacture are presented. The methodology included a review of the theory and experimental phase developed entirely at the company KSPG. For this work, a study was made on the effects that hard anodization causes on aluminum and its applications in automotive pistons. The results of the study are presented in the form of tables and graphs, and the factors analyzed are the hardness and thickness of the anodizing layers of piston samples made of aluminum. We conclude with the study, the efficacy that the bath presents to each batch submitted to the treatment, evidencing the need to reinforce it to guarantee the quality of the process, since the thicknesses of the anodizing layers and the hardness of the samples, will decreasing, if we take as a reference the reinforcement of the bath. There is an opportunity for improvement related to the time of exposure of the sample to the bath, but it is also evidenced the robustness of the analyzed process, without any disapproval of samples and batches. Finally, it is evident in this work that hard anodizing is an essential process in more robust applications, which need greater resistance than aluminum can offer, thus modifying its microstructure and mechanical properties

O método de Anodização Dura (industrial), consiste em colocar em um tanque de material isolante uma mistura de ácido com água, juntamente com um cátodo ligado a um retificador, que gera uma corrente. Em seguida, a peça é mergulhada no banho e o ácido induz a formação de dendritas no alumínio, sendo que a parte exterior dessas células se torna mais resistente ao ácido e melhora as suas propriedades. O aparecimento de milhares de pontos de ataque é consequência do efeito da dissolução da película pelo eletrólito, produzida no centro das células de alumina e que constitui o começo dos poros. O objetivo desse trabalho é analisar o processo de anodização dura em peças de alumínio, mais especificamente em pistões automotivos. Apresenta-se as funções do pistão, estruturas e materiais utilizados para sua fabricação. A metodologia compreendeu revisão da teoria e fase experimental desenvolvida inteiramente na empresa KSPG. Para este trabalho, foi feito um estudo sobre os efeitos que a anodização dura causa no alumínio e suas aplicações em pistões automotivos. Os resultados do estudo são apresentados em forma de tabelas e gráficos, sendo que os fatores analisados são as durezas e as espessuras das camadas de anodização de amostras de pistões feitos de alumínio. Conclui-se com o estudo, a eficácia que o banho apresenta a cada lote submetido ao tratamento, evidenciando a necessidade do reforço do mesmo para garantir a qualidade do processo, uma vez que as espessuras das camadas de anodização e as durezas das amostras, vão diminuindo, se tomarmos como referência o reforço do banho. Observa-se uma oportunidade de melhoria relacionada ao tempo de exposição da amostra ao banho, porém também fica evidenciado a robustez do processo analisado, sem nenhuma reprova de amostras e lotes. Por fim, fica evidenciado nesse trabalho que a anodização dura é um processo imprescindível em aplicações mais robustas, que precisam de uma resistência maior do que a que o alumínio pode oferecer, modificando assim sua microestrutura e propriedades mecânicas.
Hard anodizing on aluminum pistons
Keywords: Strength of materials; Materials testing; Oxidation; Biocompatible materials; Resistência de materiais; Teste de materiais; Oxidação; Materiais biocompatíveis