ESTUDO DA COLORAÇÃO DE AÇOS INOXIDÁVEIS PELO MÉTODO DE VARREDURA TRIANGULAR DE CORRENTES

Elaine Kikuti (PG), Rosangela Conrrado (PG), Romeu C. Rocha-Filho (PQ),

Sonia R. Biaggio(PQ) & Nerilso Bocchi (PQ)

Departamento de Química, Universidade Federal de São Carlos

Palavras-Chave: processo de coloração, aços inoxidáveis, varredura triangular de correntes.

A demanda de aços inoxidáveis coloridos tem sido cada vez mais crescente, pois o filme de óxido colorido apresenta características ornamentais, além de melhorar a resistência à corrosão do aço. Existem na literatura diversos métodos de coloração de aços inoxidáveis^1-6. Neste trabalho aplicou-se o método de varredura triangular de correntes proposto por Ogura et al.⁷, que apresenta vantagens frente aos outros métodos propostos anteriormente, pois seu controle é galvanostático e permite trabalhar à temperatura ambiente com uma solução altamente agressiva. Por este método, várias cores de filmes de óxido são produzidas sobre aço inoxidável em solução de ácido crômico e sulfúrico. A espessura dos filmes interferentes depende linearmente do tempo de eletrólise e da velocidade de varredura de correntes. Este trabalho teve como objetivo comparar propriedades dos filmes de óxidos coloridos obtidos pelos métodos de varredura triangular de correntes⁷ e de pulsos alternados de potencial anteriomente estudados^8-9.

O material utilizado foi o aço inoxidável AISI 304 n^o 2B da ACESITA. Realizou-se como tratamento superficial desengraxe em acetona por 10 minutos sob agitação ultrassônica. Em seguida, as amostras foram submetidas a uma polarização catódica com densidade de corrente de 1,0 mA cm^-2, por 15 minutos, em solução aquosa de HNO₃ (1,0 mol L^-1). Uma célula eletroquímica convencional foi usada para a coloração das amostras de aço. Utilizou-se dois contra eletrodos de platina em espiral, eletrodo de referência de Hg/Hg₂SO₄ e como eletrodo de trabalho uma tira de aço inoxidável 304. A temperatura da célula eletrolítica foi mantida em 25^oC ± 0,5, com o auxílio de um banho termostático . A solução eletrolítica era composta de ácidos crômico (2,5 mol L^-1) e sulfúrico (5,0 mol L^-1). Para a coloração, a amostra foi imersa na solução eletrolítica e, em seguida, a programação de varredura triangular de correntes do potenciostato/galvanostato PARC modulo 273A era acionada para variar os valores de correntes entre I_max = 8,0 mA e I_min = -3,24 mA, a velocidade de 9,0 mA s^-1.

As cores interferentes exibidas por filmes de óxidos crescidos sobre aço são resultado de diferentes espessuras destes filmes. Assim, neste trabalho obteve-se várias cores de filmes de óxidos, dependendo do tempo de eletrólise usado e do método de coloração aplicado. A Fig. 1 mostra que a espessura dos filmes de óxidos coloridos,obtidos tanto pelo método de varredura triangular como pelo método de pulsos alternados de potencial, aumenta com o tempo de eletrólise. É importante ressaltar que os valores de espessura obtidos por ambos os métodos aplicados são

próximos daqueles obtidos anteriormente por Ogura et al.⁷. A reprodutibilidade na obtenção de amostras coloridas foi avaliada por inspeção visual, pelos valores de espessura e também por coordenadas cromáticas. Observou-se reprodutibilidade satisfatória para amostras coloridas pelos métodos de varredura triangular de correntes e de pulsos alternados de potencial. Entretanto, deve-se assinalar que a coloração de amostras de aço pelo método de pulsos alternados de potencial exige um controle rigoroso do potencial do eletrodo de aço. Esta exigência obriga a utilização de um eletrodo de referência muito estável, o que nem sempre é conseguido na solução eletrolítica empregada neste método. Assim, o método de varredura triangular de correntes mostrou-se muito mais prático que o de pulsos alternados de potencial. Além disso, este método é bastante eficiente e mais seguro que o convencional (oxidação química) para a coloração de amostras de aço inoxidável.

Referências Bibliográficas:

1. T. E. Evans, A. C. Hart, H. James & V. A. Smith, Trans. Inst. Met. Finish., 50, 77 (1972).

2. T. E. Evans, A. C. Hart & A. E. Skedgell, Trans. Inst. Met. Finish., 51, 108 (1973).

3. T. E. Evans, Corros. Sci., 17, 105 (1977).

4. T. E. Evans & H. James, Brit. Pat. 1 089 0496 (1991).

5. K. Ogura, M. Tsujigo, K. Sakurai & J. Yano, J. Electrochem. Soc., 140, 1311 (1993).

6. K. Ogura, K. Sakurai & S. Uehara, J. Electrochem. Soc., 141, 648 (1994).

7. K. Ogura, W. Lou & M. Nakayama, Electrochim. Acta. 41, 18 (1996).

8. R. Conrrado, R. C. Rocha Filho, & N. Bocchi, Anais do VI Seminário Brasileiro de Aço Inoxidável-INOX'99. São Paulo (SP), (1999).

9- R. Conrrado, Dissertação de Mestrado. São Carlos, PPGQ- UFSCar, (1998).

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