ABSTRACT Studies have shown that Zamac containing coatings obtained by electroplating, used as sanitary metal, has low resistance to corrosion, which was attributed to the formation of porosity in the alloy due to the pressure injection process. In this case, the electrodeposited coatings do not satisfactorily cover the surface porosity of the Zamac injected under pressure. Research has shown that zamac anodizing has minimized or closed these porosities. This work aims to verify the behavior of electrodeposited layers in zamac samples with and without anodization. For this, Zamac samples were anodized in 0.3 M oxalic acid electrolyte, with process parameters of 100 V, 10 mA/cm2, for 300 s, in a source of potential × current (300 V, 500 mA) and subsequently electrodeposited in alkaline copper, acid copper, nickel and chromium baths. The samples were evaluated by SEM (Scanning Electron Microscopy) by top analyses, cross section and by Energy Dispersive Spectroscopy - EDS. The results showed that the anodizing process allows for better leveling of the alkaline copper and acid copper coating electrodeposited in Zamac, impacting final coatings (up to chrome electrodeposition) with greater thickness when compared to those obtained in the industrial process.

RESUMO Estudos mostraram que o Zamac contendo revestimentos obtidos por eletrodeposição, utilizado como metal sanitário, apresenta baixa resistência à corrosão, o que foi atribuído à formação de porosidade na liga devido ao processo de obtenção por injeção sob pressão. Nesse caso, os revestimentos eletrodepositados não cobrem satisfatoriamente a porosidade superficial do Zamac injetado sob pressão. Pesquisas mostraram que a anodização em zamac tem minimizado ou fechado essas porosidades. Este trabalho tem por objetivo verificar o comportamento das camadas eletrodepositadas em amostras de zamac sem e com anodização. Para tanto, amostras de Zamac foram anodizadas em eletrólito de ácido oxálico 0,3 M, com parâmetros de processo de 100 V, 10 mA/ cm2, por 300 s, em uma fonte de potencial × corrente (300 V, 500 mA) e posteriormente eletrodepositadas em banhos de cobre alcalino, cobre ácido, níquel e cromo. As amostras foram avaliadas ao MEV (Microscopia Eletrônica de Varredura) por análises de topo, seção transversal e por Energy Dispersive Spectroscopy- EDS. Os resultados mostraram que o processo de anodização permite melhor nivelamento do revestimento de cobre alcalino e cobre ácido eletrodepositados no Zamac, impactando em revestimentos finais (até a eletrodeposição de cromo) com maior espessura quando comparados aos obtidos no processo industrial.

ABSTRACT Aluminum is a metal widely used commercially and usually with surface anodizing treatment. Anodizing is also a consolidated and widespread process, mainly a potentiostatic technique known as Mild Anodization, which uses organic acids as electrolytes with application of low potentials to generate semiconductor oxide layers. On the other hand, the pyroligneous liquor, which is a by-product of the production of charcoal, arising from the condensation of smoke from pyrolysis ovens as a process for controlling atmospheric pollution, is little known in technological means, being used primarily for agricultural purposes and has mainly organic acids in its composition, such as acetic acid, tar and ketones. On the other hand, anodizing processes are normally carried out in electrolytes that require expensive effluent treatment and controlled disposal. Thus, the aim of this study is to evaluate the behavior of pyroligneous liquor as an anodizing electrolyte for 6061 aluminum at different concentrations. Therefore, process parameters (current density, temperature, time) and three levels of electrolyte concentration were defined – 10%, 25% and 50% v/v. Comparatively, the same process parameters were used for the acetic acid electrolyte (at concentrations of 0.4%, 1% and 2% v/v). The surfaces after electrochemical treatment were evaluated for their morphology, through scanning electron microscopy, and for wettability, by the sessile drop method. It was verified that aluminum was anodized in pyroligneous liquor, while in acetic acid there was surface electropolishing. In the case of the pyroligneous liquor, the results showed that, under the proposed anodizing conditions, the process performance was better at the concentration of 10% v/v.

RESUMO O alumínio é um metal muito utilizado comercialmente e normalmente com tratamento superficial de anodização. A anodização também é um processo consolidado e difundido, principalmente uma técnica potenciostática conhecida como Mild Anodization, que utiliza ácidos orgânicos como eletrólitos com aplicação de baixos potenciais para gerar camadas de óxidos semicondutoras. Por outro lado, o licor pirolenhoso, que é um subproduto da produção de carvão vegetal, oriundo da condensação da fumaça dos fornos de pirólise como processo de controle de poluição atmosférica, é pouco conhecido nos meios tecnológicos sendo utilizado basicamente para fins agrícolas e tem principalmente ácidos orgânicos em sua composição, como o ácido acético, o alcatrão e cetonas. Por outro lado, os processos de anodização são feitos normalmente em eletrólitos que demandam tratamento de efluentes dispendiosos e descarte controlado. Assim, o objetivo deste estudo é avaliar o comportamento do licor pirolenhoso como eletrólito de anodização para alumínio 6061, em diferentes concentrações. Para tanto, foram definidos parâmetros de processo (densidade de corrente, temperatura, tempo) e três níveis de concentração do eletrólito – 10%, 25% e 50% v/v. Comparativamente, os mesmos parâmetros de processo foram utilizados para o eletrólito de ácido acético (em concentrações de 0,4%, 1% e 2% v/v). As superfícies após o tratamento eletroquímico foram avaliadas por sua morfologia, através de microscopia eletrônica de varredura, e quanto à molhabilidade, pelo método da gota séssil. Verificou-se que houve anodização do alumínio em licor pirolenhoso, enquanto que em ácido acético houve eletropolimento da superfície. No caso do licor pirolenhoso, os resultados mostraram que, nas condições de anodização propostas, o desempenho do processo foi melhor na concentração de 10% v/v.

ABSTRACT The Hard Anodization technique was developed to optimize the porous aluminum anodizing process, generating high anodization rates, with accelerated and organized growth of the oxide layer, combining high voltages applied in the process with electrolytes at low temperature. The pyroligneous liquor is a well-known product in the agricultural environment, being a mixture of liquid organic compounds derived from the condensation of smoke from charcoal production. Thus, the aim of this study is to evaluate the technical feasibility of using pyroligneous liquor as an anodizing electrolyte for aluminum using Hard Anodization. The anodizing parameters were defined (time, temperature, voltage and current density) suitable for Hard Anodization in pyroligneous liquor electrolyte and compared to 1% acetic acid. Electrochemical tests were conducted in galvanostatic and potentiostatic mode. The samples were evaluated morphologically, by scanning electron microscopy (SEM) and optical microscopy, and for their wettability characteristics. The results showed that the pyroligneous liquor is capable of anodizing aluminum at low oxide growth rates, and that the best anodizing mode was galvanostatic. Under the process conditions used, acetic acid behaved as an electropolishing electrolyte for aluminum.

RESUMO A técnica de Hard Anodization foi desenvolvida para otimizar o processo de anodização porosa de alumínio, gerando altas taxas de anodização, com crescimento acelerado e organizado da camada de óxido aliando altas tensões aplicadas no processo com eletrólitos em baixa temperatura. Já o licor pirolenhoso é um produto conhecido no meio agrícola, sendo uma mistura de compostos orgânicos líquidos derivados da condensação da fumaça da produção de carvão vegetal. Assim, o objetivo deste estudo é avaliar a viabilidade técnica do uso do licor pirolenhoso como eletrólito de anodização para alumínio por meio de Hard Anodization. Foram definidos os parâmetros de anodização (tempo, temperatura, tensão e densidade de corrente) adequados a Hard Anodization, em eletrólito de licor pirolenhoso e comparado ao ácido acético 1%. Os testes eletroquímicos foram conduzidos em modo galvanostático e potenciostático. As amostras foram avaliadas morfologicamente, por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia ótica, e por suas características de molhabilidade. Os resultados mostraram que o licor pirolenhoso é capaz de anodizar alumínio, em baixas velocidades de crescimento de óxido, e que o melhor modo de anodização foi o galvanostático. Nas condições de processo utilizadas, o ácido acético comportou-se como eletrólito de eletropolimento para o alumínio.

ABSTRACT Zamac is a metallic alloy composed of zinc, aluminum, magnesium and copper. Its processing properties, such as low melting point and high hot fluidity, make the industry reprocess the waste from zamac production without sending it to a plant for refining, which can cause differences in chemical composition in the original alloy and consequently in its mechanical and microstructural properties. This work aims to evaluate the variations arising from the reprocessing of zamac 5 in the form of scrap containing alkaline copper electrodeposition in terms of microstructure and mechanical properties. The reprocessed samples were compared with zamac 5 samples as received and analyzed using hardness, compressive strength, microstructure tests using scanning electron microscopy and chemical composition tests using EDS. The results of the compressive strength and chemical composition tests show that a new alloy was formed, with an increase in copper concentration of approximately 4%, very similar to the ternary alloy Zn-15Al-4Cu. Although this new alloy has shown results of high hardness and relatively low compressive strength, preliminarily, it can be said that it is suitable for manufacturing parts that do not receive significant compressive stresses, such as decorations for clothes, bags, shoes and accessories.

RESUMO Zamac é uma liga metálica composta de zinco, alumínio, magnésio e cobre. Suas propriedades de processamento, como baixo ponto de fusão e alta fluidez a quente faz com que a indústria reprocesse o refugo da produção de zamac sem enviá-lo a uma usina para refino, podendo ocasionar diferenças de composição química na liga original e consequentemente nas suas propriedades mecânicas e microestruturais. Este trabalho visa avaliar as variações oriundas do reprocessamento de zamac 5 na forma de sucata contendo eletrodeposição de cobre alcalino quanto à microestrutura e às propriedades mecânicas. As amostras reprocessadas foram comparadas com amostras de zamac 5 como recebidas e analisadas por meio de ensaios de dureza, resistência à compressão, microestrutura por microscopia eletrônica de varredura e de composição química por EDS. Os resultados de ensaio de resistência à compressão e composição química mostram que houve a formação de uma liga nova, com aumento da concentração de aproximadamente 4% de cobre, muito semelhante à liga ternária Zn-15Al-4Cu. Embora essa liga nova tenha apresentado resultados de dureza alta e resistência à compressão relativamente baixa, preliminarmente, pode-se dizer que é adequada para fabricação de peças que não recebem esforços compressivos significativos, como enfeites para roupas, bolsas, calçados e acessórios.