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O conceito eletrodeposição é usado para definir o recobrimento de peças com um metal condutor ou outra substância sendo resultado de uma emigração de partículas carregadas eletricamente a uma solução aquosa iônica com o auxílio de corrente elétrica a fim de impedir a deteriorização de peças devido à oxidação, corrosão ou ataque de bactérias. As partículas podem ser íons, moléculas grandes (proteínas), coloides ou macromoléculas (goma ou látex).
Na eletrodeposição de metais, utiliza-se uma célula
eletrolítica contendo uma solução eletrolítica. Esta
solução contém sais iônicos do metal a ser depositado.
Usualmente denomina-se esta solução como banho. O banho é
dividido em dois grupos:
- Banhos orgânicos, que incluem as pinturas, esmaltes, vernizes
e lacas;
- Banhos inorgânicos, que são os mais utilizados em
eletrodeposição. Os banhos mais comuns são os banhos de cromo,
cobre, estanho, níquel, zinco. Outros banhos ganham destaque
como os banhos de metais nobres, como ouro, prata, ródio,
platina, etc..., e banhos do tipo zinco-liga: Zinco/Ferro,
Zinco/Níquel, Zinco/Cobalto.
Outro nome comum na área de tratamento de superfícies
metálicas é o termo galvanização. Este nome é derivado do
cientista italiano Luigi Galvani (1757-1798). A galvanização,
porém, é a aplicação de uma camada protetora de zinco
a um metal, principalmente o ferro para inibir a corrosão. A
proteção depende essencialmente da camada depositada. Quanto
maior a camada, maior a proteção verificada. A camada de zinco
é aplicada por dois procedimentos:
- a fogo, passando a peça através de zinco fundido;
- por eletrodeposição de zinco, no qual se tem uma superfície
mais lisa e brilhante, porém com menor camada que pelo
procedimento a fogo.
A energia elétrica pode ser conduzida através de matéria pela passagem de carga elétrica de um ponto a outro, sob a forma de corrente elétrica. A existência de corrente elétrica implica a existência de transportadores de carga na matéria e de uma força que faça com que eles se movam. Os transportadores de carga podem ser elétrons, como no caso dos metais, ou íons positivos e negativos, como no caso de soluções eletrolíticas e sais fundidos. No primeiro caso a condução é dita metálica e no segundo, eletrolítica.
Em uma galvanoplastia a corrente elétrica é uma das principais matérias-prima do processo. Porém antes de entrar no processo ela é convertida de corrente alternada (redes de distribuição de energia elétrica) para corrente contínua, com o uso de retificadores ( Aparelho - foto abaixo). Com a transformação em corrente contínua é possível separar a parte positiva e negativa da corrente.
No catodo (parte negativa) é colocado as peças a serem beneficiadas.
No anodo (parte positiva) é colocado o metal, que fornecerá os íons (cátions) para a solução eletrolítica.
É interessante ressaltar que o metal (estado neutro) se dissocia através da corrente elétrica ou dissolução química em cátions, carregados positivamente. Esses cátions ficam dispersos na solução eletrolítica e através de reações de oxi-redução no catodo(carregado negativamente), estes são convertidos novamente em metal (estado neutro) depositado sobre a superfície da peça. Quanto mais energia é fornecida, maior é a camada depositada.
 Retificador de Corrente Contínua |
Com o intuito de verificar a resistência dos recobrimentos metálicos, utilizam-se testes, no qual a peça é colocada numa câmara fechada contendo vapores de uma solução de Cloreto de Sódio (Câmara de Salt-Spray) ou Anidrido Sulfuroso (Câmara de Kersternich), simulando uma atmosfera altamente agressiva. Nos dois processos os produtos químicos fornecem o meio corrosivo do teste.
O tempo de resistência da camada é registrado como Horas de Salt-Spray ou ciclos de Kesternich.
Os testes devem respeitar normas ASTM ou ABNT e o aparelho de teste deve manter-se em condições adequadas de temperatura e pressão.
A maioria dos recobrimentos metálicos na sua forma mais simples apresentam baixas horas de Salt-Spray. Entretanto, com o intuito de conferir uma maior resistência à corrosão, utilizam-se substâncias químicas, que atuam como vernizes, selantes ou camadas de conversão.
Assim para testes de corrosão, a deteriorização da camada dos vernizes, selantes ou camadas de conversão é convencionada como corrosão branca , enquanto que a deteriorização da camada total ( juntamente com a camada metálica ) é denominada corrosão vermelha.
Camadas de conversão no campo de tratamento de superfícies metálicas são denominadas camadas protetoras ou intermediárias nas quais se formam pela reação química entre o metal (ferro, zinco, alumínio, etc.) e uma solução química . Isto ocorre sem o auxílio de energia elétrica, observando-se apenas as características determinadas de temperatura, concentração e outras para a reação. Entre os processos mais divulgados são os processos de cromatização ( uso de cromatos) sobre o zinco, cobre, alumínio, cádmio, latão, magnésio, estanho, prata, zamak e fosfatização sobre ferro.
Uma camada de conversão constituída de cromatos é produzida pelo tratamento químico de uma superfície metálica que produz uma película gelatinosa contendo um complexo de cromo do metal. A formação da película ocorre por reação química entre a superfície do metal (depositado), ativadores, catalisadores e cromo trivalente e hexavalente (números de oxidação do cromo). O processo químico é uma reação de oxi-redução, onde o metal é oxidado a sua valência normal (+2 ou+3) e o cromo hexavalente é reduzido ao estado trivalente.
Metal o + Cr 6+ => Metalx y+ (CrO4)y x- + Cr(OH)3
A película de cromato resultante adere ao metal e confere uma barreira auto-protetiva contra fatores atmosféricos. O grau de proteção é melhorado pelo aumento do teor de cromato na película e também da espessura do depósito metálico.
- filme gelatinoso e mole;
- espessura de camada fina;
- variedade de cores ( incolor, azul, amarelo iridescente,
bronze, verde oliva e preto);
- condutividade constante para contatos elétricos;
- soldabilidade;
- conformável;
- baixa resistência a abrasão.
- aumentar a resistência à corrosão;
- promover efeito decorativo;
- fornecer a base para acabamentos orgânicos e pintura;
- absorver corantes;
- facilidade à deformação a frio;
- veículo para absorção de lubrificantes.
Com o objetivo de atender as mais rigorosas normas que visam uma maior durabilidade de componentes, principalmente da indústria automobilística, ou mesmo como segurança no benefício de outras peças que necessitam de boa performance quanto à resistência à corrosão, utiliza-se filmes protetores, soluções e vernizes que consigam alterar a camada de conversão, conferindo a estas característica adicionais à proteção.
São divididos em:
- Selantes Orgânicos solúveis em água
- Selantes Inorgânicos
- Selantes Organo-minerais
- Vernizes orgânicos.
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