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Recobrimento metlico

Um problema J sabemos que o tratamento de superfcie tem, princi-palmente, a finalidade de proteger peas ou materiais da corroso e de outros tipos de desgaste. Essa proteo pode consistir num tratamento por meio da pintura. Outra proteo importante o recobrimento metlico de peas ou materiais. O problema est na escolha de um destes dois tipos pintura e recobrimento metlico - para o tratamento de superfcies. Conforme o tipo da pea desejada e a nature-za do material que ser usado, a pintura pode ser o trata-mento adequado. Mas, em outros casos, prefervel o recobrimento metlico pintura. Introduo Para modificar ou proteger a superfcie dos metais preciso levar em conta aspectos econmicos e funcionais. Do ponto de vista econmico, o que se quer proteger o material de uma possvel corroso ou desgaste e, assim, aumentar seu tempo de vida til. Os aspectos funcionais consistem na modificao da superfcie dos metais, de modo que eles adquiram certas

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qualidades, como boa aparncia, maior dureza, novas dimenses, capacidade de refletividade e condutividade. Recobrimento metlico Uma das formas de modificar as propriedades da superf-cie dos metais consiste no recobrimento metlico, mtodo pelo qual se deposita uma camada de outro metal sobre a superfcie da pea metlica. s vezes, possvel deposi-tar vrias camadas de metais diferentes, ou at de ligas metlicas, na pea que ser tratada. A aplicao correta de metal numa pea aquela que proporciona boa aderncia ao depsito desejado e que recobre toda a extenso da superfcie de modo uniforme. O recobrimento metlico uma forma de revestimento cujas caractersticas so estabelecidas em especificaes ou normas. A escolha do metal ou liga de revestimento depende das propriedades fsicas e qumicas dos metais, a saber: vaporizao, ionizao, condensao, fuso, reduo (quando o metal se encontra dissolvido na forma de ons), solidificao ou cristalizao. Vejamos cada uma dessas propriedades. Vaporizao a mudana do estado lquido para vapor. Ionizao um processo de ionizar um material de modo que seus componentes adquiram carga eltrica positiva ou negativa. Estando ionizada, cada partcula pode se deslocar sob o efeito de um campo eltrico. Essa proprie-dade muito utilizada nos recobrimentos metlicos e at mesmo na deposio de tintas. Quando um metal se apresenta na forma de on, pode ser dissolvido na gua, formando solues.

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Condensao a passagem de vapor para o estado lquido. Fuso a passagem do estado slido para o estado lquido. Reduo um fenmeno qumico e, numa das suas manifestaes, corresponde passagem do on para o estado de metal. Solidificao ou cristalizao a passagem do estado lquido para o slido. A temperatura de vaporizao de uma substncia diminui medida que se diminui pres-so a qual ela est submetida. Assim, muitos processos de revestimento ou recobrimento metlico so feitos sob presso reduzida. Processos de recobrimento metlico Os processos mais empregados so: eletrodeposio (galvanizao); imerso a quente (galvanizao a fogo); deposio qumica. Eletrodeposio Nesse processo, os metais so dissolvidos em gua na forma de ons com cargas positivas. Os ons podem se deslocar durante a passagem de uma corrente eltrica (eletrlise). Os eltrons da corrente eltrica se deslocam num condutor. Os eltrons so fornecidos por uma fonte externa deno-minada retificador, uma mquina eltrica que transfor-ma a corrente eltrica alternada em corrente cont-nua. A sada do retificador tem dois plos: um positivo e

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outro negativo. O plo negativo fornece eltrons que so cargas negativas. Durante a eletrlise, os eltrons - sendo cargas negativas - neutralizam os ons carregados positivamente, trans-formando-os em metal. A instalao de eletrodeposio projetada de modo que a pea que ser revestida com metal fique sempre ligada ao plo negativo do retificador. A eletrodeposio requer, no mnimo, um retificador, ou fonte de corrente contnua; barramentos para conduzir a corrente eltrica; tanque; soluo, conhecida como ba-nho; e os nodos, que so os eletrodos que fecham o circuito eltrico. Os nodos so ligados ao plo positivo do retificador. O esquema, ao lado, ilustra a montagem.

A composio dos banhos varia. Cada banho atende a determinadas necessidades tcnicas. Atualmente, pesqui-sam-se banhos menos poluentes e que permitam deposi-tar ligas zinco-nquel e zinco-ferro. Esses processos protegem mais o ao contra a corroso. Eletrodeposio: processos de zincagem eletroltica Os processos de zincagem eletroltica constam de trs tipos de banhos de: zinco alcalino com cianeto; zinco levemente cido base de cloretos; zinco alcalino sem cianeto.

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Banho de zinco alcalino com cianeto - Este banho usado em 80% dos casos de revestimento porque seu emprego bastante conhecido. Trata-se de um processo barato, embora seja poluente e venenoso. Deve-se traba-lhar com luvas, botas, avental e culos de segurana. Os outros dois processos tm menos uso porque so mais sensveis s impurezas e, em geral, mais caros. Preparao do banho de zinco alcalino com cianeto - O banho prev os seguintes procedimentos: a) selecionar a frmula e pesar a matria-prima utilizada; b) encher o tanque at a metade com gua;. c) adicionar soda custica e agitar a gua para dissolu-

o; d) adicionar o cianeto de sdio e agitar a mistura: e) colocar xido de zinco, aos poucos, com forte agita-

o; f) adicionar o purificador e aguardar duas horas; g) juntar o abrilhantador na quantidade recomendada

pelo boletim tcnico do processo. h) o prximo passo limpar a pea e pendur-la no

banho, com auxlio de um gancho de metal (de prefe-rncia, cobre).

A escolha da amperagem - Este um dos pontos mais importantes para se obter um bom resultado em qualquer processo de eletrodeposio. A amperagem depende da rea e do formato geomtrico das peas que sero tratadas. Cada processo requer um valor adequado e, no caso do banho de zinco com ciane-to, esse valor da ordem de 1 a 2 ampres por decmetro quadrado da superfcie que ser recoberta. Embora o zinco seja eficiente na proteo do ao contra a corroso, ele corrodo quando exposto ao ambiente. Por esse motivo necessita de uma proteo adicional, que se

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obtm por meio da cromatizao, que um ps-tratamento usado para proteger o zinco da corroso ambiental. A pea zincada mergulhada numa soluo de cromato. Essa soluo reage com o zinco, formando uma pelcula de cromatos de zinco. As camadas de cromatos podem ser obtidas em diferentes cores, desde que se variem as condies do banho cromatizante. Controle do banho de zinco alcalino com cianeto - O controle do banho do zinco feito por meio de anlises para determinar os teores de zinco, cianeto de sdio total e soda custica total. De posse desses teores, faz-se a correo do banho, adicionando os produtos que faltam. As anlises so feitas por qumicos, em laboratrio equipado para os controles. Alm do controle do banho, as peas tambm so submetidas a testes de corroso em cmaras especiais. No interior dessas cmaras, simula-se uma atmosfera corrosiva que atua sobre as peas. O tempo em que a pea permanece fechada na cmara, sem ser corroda, d uma idia da qualidade de proteo oferecida pelo revestimento. Recobrimento por imerso a quente Esse tipo de tratamento tambm conhecido como zin-cagem a fogo. Trata-se de um processo diferente do anterior, principalmente porque no usa corrente eltrica para depositar o metal. O zinco mantido em estado de fuso, a 450C, numa cuba de ao aquecida por resistncias eltricas ou maa-ricos a leo. O pr-tratamento consta de desengraxamento e decapa-gem com cido clordrico, seguido de lavagens. Depois,

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procede-se fluxagem, que consiste em mergulhar a pea numa soluo de cloreto de amnio. A pea permanece mergulhada no metal fundido por um perodo que varia de 30 segundos a alguns minutos, dependendo do formato e do tamanho da pea. A pea deve entrar seca no banho porque a gua, encontrando o zinco numa alta temperatura, evapora instantaneamente arremessando o zinco fundido a grandes distncias. Aps a zincagem a fogo, as peas pequenas devem ser centrifugadas, e as grandes, escorridas para a remoo do excesso de zinco da superfcie. Deposio qumica O processo consta da deposio de metais em soluo aquosa, sem passagem de corrente eltrica. um proces-so vantajoso porque permite deposio em todas as cavidades da pea, por mais escondidas que estejam. Outras tcnicas Alm dos processos descritos para recobrimento metli-co, existem certas tcnicas para depositar metais, como a asperso trmica em que um arame ou p do metal introduzido num maarico. O metal fundido arremessa-do contra a pea e se solidifica, formando uma camada metlica. Vem sendo muito empregado um processo denominado plasma, no qual os xidos de metais so fundidos em temperaturas muito altas e arremessados contra a pea. Desse modo, a pea revestida com uma camada de altssima dureza e com grande resistncia abraso. Teste sua aprendizagem. Faa os exerccios a seguir e confira suas respostas com as do gabarito

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Exerccios Marque com X a resposta correta. 1. A vaporizao a passagem do estado lquido para:

a) ( ) slido; b) ( ) vapor; c) ( ) lquido; d) ( ) gelia.

2. Um processo muito utilizado para depositar metais

a: a) ( ) eletrocorroso; b) ( ) eletrocoagulao; c) ( ) eletrocusso; d) ( ) eletrodeposio.

3. A fonte de corrente contnua muito usada em eletrode-

posio : a) ( ) retificador; b) ( ) acendedor; c) ( ) carburador; d) ( ) normatizador.

4. O plo negativo fornece: a) ( ) psitrons; b) ( ) eltrons; c) ( ) cargas positivas; d) ( ) cargas positivas e negativas.

5. O processo de zincagem mais empregado tem na sua

formulao: a) ( ) cianetos; b) ( ) cianatos; c) ( ) cloretos; d) ( ) nitratos.

6. A seqncia da adio dos produtos na preparao do

banho : a) ( ) cianeto de sdio, soda custica e xido de zin-

co;

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b) ( ) xido de zinco, cianeto de sdio e soda custi-ca;

c) ( ) soda custica, cianeto de sdio e xido de zin-co;

d) ( ) cianeto de sdio, xido de zinco e soda custi-ca. 7. A cromatizao serve para:

a) ( ) lubrificar o zinco; b) ( ) corroer o zinco; c) ( ) proteger o zinco; d) ( ) aumentar a espessura do zinco.

8. No processo de imerso a quente, o zinco se encontra:

a) ( ) slido; b) ( ) fundido; c) ( ) condensado; d) ( ) frio.

9. Uma caracterstica importante da deposio qumica

: a) ( ) uniformidade na espessura do depsito; b) ( ) desigualdade de cores no depsito; c) ( ) altssima dureza dos metais depositados; d) ( ) permitir que se aplique corrente eltrica.

Gabarito 1. b 2. d 3. a 4. b 5. a 6. c

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7. c 8. b 9. d

Recobrimento metlicoUm problemaIntroduoRecobrimento metlicoVaporizaoIonizaoCondensaoFusoReduoSolidificao ou cristalizaoProcessos de recobrimento metlicoEletrodeposioEletrodeposio: processos de zincagem eletrolticaBanho de zinco alcalino com cianetoPreparao do banho de zinco alcalino com cianetoA escolha da amperagemControle do banho de zinco alcalino com cianetoRecobrimento por imerso a quenteDeposio qumicaExercciosGabarito