Corrosion Resistance of Zinc Plating

br> Se você está contemplando a melhor maneira de proteger as superfícies metálicas contra as forças implacáveis da corrosão, uma frase simples a ter em mente é “pense zinco”. Quando um revestimento de zinco é galvanizado sobre a superfície de metais ferrosos (contendo ferro), ele cria uma barreira formidável resistente à corrosão – ao mesmo tempo em que fornece uma série de outros benefícios importantes.

A notável eficácia do revestimento de zinco combinada com seu custo relativamente baixo fez dele uma escolha popular para proteger superfícies em todos os tipos de processos de fabricação. Você encontrará revestimentos de zinco em porcas, parafusos, peças automotivas e uma ampla gama de outros produtos de consumo.

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Zinco: Para que é usado o zinco?

Zinco é um elemento que ocorre naturalmente e que é abundante na crosta terrestre. Se você se lembrar dos seus dias de química na escola secundária, você deve se lembrar que o zinco (Zn) é um dos elementos químicos listados na tabela periódica de elementos – #30 para ser exato.

Muito antes do zinco ser oficialmente descoberto e isolado como elemento natural por um químico alemão chamado Andreas Marggraf em 1746, os minérios de zinco foram combinados com cobre para produzir latão. A produção de zinco metálico remonta ao século XIII. No seu estado metálico, o zinco é relativamente duro e quebradiço. É também conhecido pela sua cor branco-azulado.

Zinco é agora o quarto metal mais consumido em todo o mundo. Quase metade de todo o zinco produzido é utilizado em processos de galvanização do zinco para proteger o aço e o ferro da ferrugem. Isto envolve o revestimento da superfície de um metal com uma fina camada de zinco para criar uma barreira resistente à corrosão. A liga de zinco com cobre para produzir latão continua a ser uma prática generalizada, representando a segunda forma mais comum de utilização do zinco.

Se trabalha na produção industrial, pode estar familiarizado com o termo “Zinco Comercial”. Isto refere-se a uma especificação de acabamento de zinco que é frequentemente utilizada para revestir peças metálicas. Ele pode fornecer proteção básica contra corrosão.

Como o Zinco Impede a Corrosão?

O zinco tem a capacidade inerente de formar subprodutos de corrosão que podem reduzir significativamente a taxa de corrosão dos metais ferrosos. Estes produtos de corrosão de zinco, que são comumente chamados de pátina de zinco, servem como uma barreira protetora em superfícies metálicas. Eles ajudam a manter fora a umidade que pode acelerar significativamente o processo de corrosão. Dependendo das condições ambientais, o zinco pode corroer a uma taxa até 100 vezes mais lenta do que outros metais.

Tintas de zinco formam uma barreira protetora contra a umidade

Você também pode estar familiarizado com o conceito de oxidação, que é coloquialmente referido como ferrugem. Ocorre quando o ferro ou aço entra em contato com a umidade no ar. O ferro e o aço são particularmente susceptíveis à oxidação. Pense no que acontece quando você deixa um objeto metálico à base de aço ou de ferro ao ar livre sem protegê-lo da chuva ou da neve: a formação de ferrugem é inevitável.

revestimento de zinco serve como uma barreira metálica que impede que a umidade atinja a superfície do objeto revestido. Isto não é importante apenas em ambientes externos, mas muitos ambientes internos industriais ou de manufatura também são propícios à formação de oxidação. A umidade pode encontrar seu caminho através de dutos de ventilação, e certas atmosferas carregadas de produtos químicos encontradas em alguns ambientes industriais também podem promover corrosão em superfícies metálicas.

Zinco Serve como Revestimento Sacrificial

Interessantemente, outra razão pela qual o revestimento de zinco é tão eficaz em parar a corrosão é devido às propriedades corrosivas do próprio zinco. Através de um processo conhecido como corrosão galvânica, o zinco “deferirá” para o metal que está protegendo. O zinco é mais electroquimicamente activo do que o ferro. E quando o zinco e o aço entram em contacto um com o outro numa solução electrolítica – que é o que ocorre durante o processo de zincagem – o zinco serve como ânodo para o aço. Isto evita a formação de pequenas regiões anódicas e catódicas na superfície do metal, o que reduzirá significativamente o desenvolvimento e propagação da corrosão.

Zinco também atua como um revestimento de sacrifício que protege o aço através da galvanização. O aço não corroerá tão rapidamente quando coberto com um revestimento de zinco, mesmo quando um arranhão ou corte expõe o aço ao ar ou à umidade. O revestimento de zinco irá sempre manchar e corroer primeiro. Pode-se dizer que um revestimento de zinco “leva um para a equipe”
Isso difere significativamente dos revestimentos que consistem de materiais como tinta ou alumínio, onde o aço corroendo corrói o revestimento com o tempo e reduz sua eficácia.

O processo de zincagem

O processo de zincagem pode variar dependendo das preferências da empresa de acabamento do metal, bem como da aplicação específica de zincagem em questão. Em geral, o processo começa por limpar a superfície do metal com uma solução de detergente alcalina para remover óleo, outros materiais ou detritos. O item é então tratado com uma solução ácida para remover ferrugem ou escamas superficiais.

Após a limpeza, o processo de zincagem propriamente dito pode ser iniciado. O item é imerso em uma solução eletrolítica contendo zinco dissolvido. Uma corrente elétrica DC é então introduzida na solução, a qual deposita o zinco no cátodo – o item menos quimicamente ativo, ou parte sendo galvanizado. Este procedimento é conhecido como electrodeposição. O zinco serve o papel do anodo, ou do componente mais ativo.

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Um problema potencial com zinco em banho de zinco é que é provável que o metal entre em contato com moléculas de hidrogênio durante o processo de banho de zinco. Isto pode resultar em uma condição conhecida como fragilização pelo hidrogênio, onde o hidrogênio aprisionado causa o enfraquecimento do metal e pode levar à rachadura. O cozimento do objeto após o banho pode difundir o hidrogênio por todo o metal, ajudando a minimizar o risco de fragilização.

Rack and Barrel Zinc Plating

Métodos de banho para aplicação de revestimentos de zinco incluem o uso de processos de banho de cremalheira e barril. Com o revestimento de cremalheiras, as peças são afixadas em um jig durante o revestimento para mantê-las no lugar e evitar danos. O revestimento de zinco em barril envolve a colocação das peças dentro de um recipiente especialmente concebido para o efeito, contendo o banho de galvanização. O barril é girado lentamente durante o processo de revestimento para revestir as peças.

Rack zincados é normalmente a melhor escolha para peças menores e delicadas que não suportam o tombamento causado por um barril rotativo. O revestimento de zinco em tambor, por outro lado, é normalmente mais rentável e menos trabalhoso. Muitas vezes é a melhor opção para revestimento de muitas peças de uma só vez.

Aplicar um tratamento pós-prato de cromato de zinco

Uma outra forma de aumentar as propriedades de protecção contra a corrosão do revestimento de zinco é através da aplicação de um tratamento pós-prato de cromato de zinco. Um cromato é um sal que contém uma combinação de crómio e oxigénio. A imersão das partes zincadas em dicromato ou solução de ácido crómico como parte do processo de pós-placamento pode torná-las menos susceptíveis à oxidação. Também ajudará a proporcionar o benefício adicional de criar outra barreira resistente à corrosão contra a umidade.

Usar Seladores Pós-tratamento

Um outro processo amplamente utilizado de pós-zincagem é a aplicação de seladores pós-tratamento, que ocorre após o tratamento com cromato. Os seladores podem ser usados em revestimentos de zinco amarelo, preto, óxido preto (oliva drab) ou transparente (azul). Um selador funciona fazendo com que a película de cromato endureça, ao mesmo tempo que promove a adesão ao revestimento de zinco. Quando usado em conjunto com um tratamento cromado, os seladores também podem aumentar a proteção anticorrosiva em até 100%.

Testar a resistência à corrosão de revestimentos de zinco

algumas oficinas de acabamento de metal têm a capacidade de testar a resistência à corrosão de uma superfície revestida com zinco após o revestimento. Isto é normalmente realizado por um processo conhecido como teste de pulverização de sal. Com o teste de pulverização de sal, o valor relativo de proteção de um acabamento pode ser determinado com bastante facilidade. Os resultados são medidos em termos do número de horas que leva para a formação de ferrugem branca após a pulverização.

Tipos de revestimento de zinco

Os vários tipos de revestimento de zinco podem ser identificados pela cor produzida pelas diferentes formulações. Cada cor oferece diferentes níveis de proteção contra corrosão:

• Zinco Amarelo – Este tipo de revestimento de zinco é comumente usado na indústria automotiva e oferece um nível médio de proteção contra corrosão.
• Zinco Preto – Os revestimentos de zinco preto estão disponíveis como um óxido preto que pode na verdade ser de cor amarelo-azeitona, ou como um revestimento preto puro. O primeiro normalmente oferece uma resistência ligeiramente melhor à corrosão.
• Zinco Claro ou Azul – Esta formulação do revestimento tende a oferecer menos protecção contra a corrosão, embora seja considerado mais amigo do ambiente.
• Zinco Ácido – O zincado ácido difere dos outros tipos de zincagem, uma vez que não introduz cianeto no banho de galvanização. Uma vantagem chave do zinco ácido é que ele pode ser eficaz para uso em substratos difíceis de serem revestidos.

Classificar os Tipos de Acabamentos de Zinco

A American Society for Testing Methods instituiu um sistema de classificação baseado no nível de proteção contra a corrosão que um revestimento de zinco irá proporcionar. Isto pode ser útil ao determinar o tipo de revestimento mais apropriado. Existem quatro níveis diferentes, desde revestimentos ideais para aplicações interiores suaves até revestimentos mais adequados para ambientes exteriores extremos. Em geral, quanto maior a espessura do revestimento, mais proteção ele oferecerá.

Plating With Zinc Alloys

Quando se trata de maximizar a proteção anticorrosiva, o revestimento de ligas de zinco é tipicamente mais eficaz do que o revestimento de zinco por si só. Talvez a liga mais utilizada em zincagem é o zinco-cobalto, que pode aumentar a resistência à corrosão em até cinco vezes. Uma liga de zinco-cobalto também é extremamente dúctil – não perderá a sua tenacidade mesmo quando deformada ou dobrada em formas diferentes.

Outras ligas de zinco comumente utilizadas incluem o zinco-ferro, estanho-zinco e zinco-níquel. Independentemente da liga utilizada, ela irá proporcionar uma protecção anticorrosiva significativamente melhor do que quando revestida apenas com zinco.

Outros benefícios importantes do revestimento de zinco

Quando se considera o revestimento de zinco, a protecção anticorrosiva não é a única vantagem potencial. Outros benefícios importantes incluem:

• Baixo custo – O zinco é muito mais abundante e acessível do que muitos outros metais utilizados para o revestimento. Quando se trata de galvanização económica, o zinco constitui uma excelente alternativa.
• Acabamento brilhante – A galvanização é por vezes utilizada para melhorar a aparência de uma superfície metálica, muitas vezes para tornar o objecto mais atraente para os potenciais compradores. O revestimento de zinco pode proporcionar um nível de brilho que é o equivalente ao crómio. Os níveis de brilho podem ser controlados com o uso de vários aditivos. A ampla gama de cores disponíveis também oferece uma grande flexibilidade para escolher o acabamento mais apropriado.
• Várias aparências de superfície – os revestimentos de zinco podem ser produzidos em uma ampla gama de texturas e padrões. Uma superfície lisa e lisa ou uma textura rugosa com um padrão liso pode ser alcançada com facilidade.
• Fácil aplicação – Os revestimentos de zinco são fáceis de aplicar e o processo de zincagem resulta num depósito de baixa tensão que não danifica o substrato. Além disso, o zinco pode ser usado com uma ampla gama de produtos químicos para banho de galvanização.
• Compatível com diferentes processos de galvanização – O zinco pode ser usado tanto com processos de galvanização em cremalheira como em barril. Isto significa que o zincado pode acomodar peças de vários tamanhos e volumes de trabalho.
• Funciona bem como uma subcapa – Se as suas aplicações envolvem pintura ou e-coating, o zinco pode ser uma subcapa extremamente eficaz devido às suas excelentes propriedades adesivas. Naturalmente, também irá aumentar a resistência à corrosão das superfícies pintadas ou revestidas.

Limitações

Como em qualquer processo de acabamento de metal, o zincado tem certas limitações. Por exemplo, o zinco normalmente não tem um bom desempenho a altas temperaturas. Suas capacidades de proteção contra corrosão começam a diminuir significativamente quando as temperaturas atingem e excedem 212° F. A menos que as peças sejam assadas corretamente após o revestimento, a fragilização pode ocorrer quando a temperatura excede 500° F.

Também pode ser um desafio distribuir um revestimento de zinco uniformemente sobre uma superfície metálica. Objetos que estão confinados em áreas fechadas que são propensas à umidade podem promover corrosão rápida de superfícies revestidas de zinco. O zinco não resiste bem a álcalis ou ácidos.

Uma ampla gama de fatores pode impactar a vida útil de um revestimento de zinco, incluindo a composição da atmosfera e o tipo e espessura do revestimento.

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Processos de zincagem em cremalheira e em barril que oferecem numerosas opções flexíveis para a nossa base de clientes. Além do zinco, também fornecemos soluções de zinco-níquel para uma melhor protecção contra a corrosão.

Os nossos serviços de zincagem são apoiados por quase 90 anos de experiência no fornecimento de soluções personalizadas de acabamento de metais. Podemos até fornecer opções eficazes de zincagem para aqueles substratos difíceis de revestir que estão além das capacidades de muitos de nossos concorrentes. Tudo isso faz parte da nossa busca contínua para atingir a satisfação total de cada cliente que atendemos.

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