Pré Tratamento de superfícies

Atualizado: 19 de Jun de 2018


Pré Tratamento de superfícies Os principais objetivos na preparação de uma superfície de metal antes o pré-tratamento deve conferir uniformidade ao longo de todas as superfícies da peça de trabalho tratados, independentemente da fonte do metal ou contaminantes que podem aderir.

Tal como acontece com outros métodos de acabamento orgânico, atenção para a fase de pré-tratamento é essencial, a fim de atingir o potencial do revestimento em pó.

Pré-tratamento de superfície pode variar dependendo dos requisitos e especificações de utilização final dos produtos acabados – a partir de uma operação de limpeza de um único passo para um pré-tratamento multi-estágio sofisticado que deposite um revestimento de conversão na superfície do metal.

Aplicação de um revestimento de partículas carregadas eletrostaticamente para uma superfície de metal aterrado só pode ser alcançado se a superfície está livre de qualquer composição que tem uma alta resistência elétrica. A presença de qualquer película isolante na superfície da peça de trabalho a ser revestida irá limitar ou, em alguns casos, impedir o pó a ser depositado.


Substratos

Aço, alumínio, cobre, ligas de zinco e de aço galvanizado são metais comuns em que o pó é utilizado. Em uma série de casos em que as condições normais de serviço aplicam-se, propriedades satisfatórias podem ser obtidas em metal completamente limpo.


Aço

Para superfícies de ferro / aço de máxima corrosão e resistência de pulverização de sal são dadas por um revestimento de conversão de fosfato de zinco.


Alumínio

Para alumínio e suas ligas, embora as superfícies limpas sejam facilmente revestidas a aderência é excelente, o desempenho pode ser melhorado utilizando um revestimento de conversão de propriedade de cromato.


Ligas de zinco

Com todos os substratos de baseados em zinco tais como Zintec, Mazac e aço galvanizado, um revestimento de fosfato adequado é recomendado.


Peças fundidas porosas e superfícies ‘jateadas’

Estas superfícies podem dar uma considerável dificuldade com o ‘sopro’ do revestimento em pó, devido ao aprisionamento de ar. O perfil do metal e da espessura do revestimento deve, portanto, ser estritamente controlado. Pré-aquecimento durante alguns minutos, por vezes, supera este problema.


Remoção de óxido e escala

Isto pode ser conseguido por scuffing mecânico, escova de arame ou para áreas maiores, por projeção de abrasivo. Areia foi proibida como um material abrasivo no Reino Unido, e em muitos países europeus.

Os tipos grosseiros descartáveis ​​de abrasivos ou abrasivos metálicos re-utilizáveis ​​ que assumem a partir de areia são agora complementados por uma vasta gama de abrasivos ultrafinos, variando de 600 mesh de óxido aluminoso fundido (que é tão fino como talco), abrasivos vegetais macios tais como casca de noz e pedras de pessegueiros, através de esferas de vidro pequenos com menos de 25μ de diâmetro. Com estes produtos abrasivos extremamente finos uma uniformidade de superfície completa pode agora ser alcançada. Obviamente usando um grão muito fino a taxa de remoção é bastante lenta, enquanto que um grão muito grosseiro deixará o material muito áspero, o que inibe o fluxo de pó durante o aquecimento com a consequente perda de brilho acompanhadas por um perfil de superfície extremamente difícil.

Para dar uma ideia da rugosidade superficial em relação a uma superfície de aço que foi jateado a medida de ‘pico para vale” de cerca de 100μ. Com óxido aluminoso fundido (grau 180/220), seria 3-5μ, enquanto que com esferas de vidro seria 1-1.5μ.


Remoção de petróleo e gordura

Este é normalmente o primeiro passo na preparação de superfícies metálicas para revestimento. Há inúmeras maneiras de realizar esta operação, e alguns dos métodos mais comuns estão brevemente enumerados abaixo.


Limpeza com solvente

Remoção de gordura pode ser conseguida limpando a peça de trabalho com um tecido embebido em um solvente adequado. Este método remove a matéria sólida de gorduras e bastante eficiente até primeiro o pano e depois o solvente sujar. Posteriormente, o presente método só espalha a gordura e para a limpeza realmente eficaz os panos e solvente terão de ser substituídos frequentemente. Se apenas o pó solto é o contaminante, trapos de aderência são frequentemente utilizados.

Embora este método seja rápido e conveniente para a produção em pequena escala, ele sofre de trabalho elevado e custos de material e, dependendo do solvente selecionado, pode haver perigo de incêndio ou de saúde.


Mergulho em solvente

Com este método, a peça de trabalho é imersa em um tanque de solvente e depois retirada, quando o solvente evaporar, todo o óleo e gordura deverão ter sido removidos.

Este método é eficaz até que a sujeira se acumule no fundo do tanque de mergulho de solvente e um equilíbrio é alcançado entre o óleo ou graxa e são depositados sobre o trabalho. A única diferença entre os dois métodos é que este óleo é espalhado sobre todo o componente.

Melhores resultados podem ser obtidos por ter um número de tanques de acordo com um princípio de cascata, mas esta ocupa espaço considerável e é caro, pois as perdas de solvente por evaporação são elevadas.

Novamente, dependendo do solvente utilizado pode ser um saúde ou perigo de incêndio. Nem a limpeza por solvente ou métodos de imersão de solventes são recomendados.


Vapor de solvente desengordurante

Usando esta técnica a peça de trabalho é suspensa sobre o vapor de um solvente clorado tal como tricloroetileno em uma planta especialmente concebida e o metal é desengordurado pela condensação do vapor sobre a sua superfície de metal frio, que solubiliza os óleos e as gorduras que são removidas das partes com o líquido ao voltar para o reservatório.

Este é um processo muito mais eficiente porque o solvente é continuamente fervido até substituir o vapor que se condensa.

Por si só este método desengordura eficazmente, mas quaisquer partículas sólidas deixadas na superfície podem permanecer ali após todo o óleo e gordura ser removido.

As melhorias podem ser obtidas através da inclusão de uma fase de lixívia em ebulição ou pelo uso de agitação ultrassônica. Além disso, aditivos especiais podem ser colocado no solvente clorado para melhorar a eficiência.


Detergente

A peça de trabalho pode ser mergulhada em detergente ou, de preferência pulverizada com uma solução de detergente adequado em água quente e, em seguida, lavado e seco. Isto irá efetivamente remover contaminação leve, mas não vai lidar com o óleo velho, graxa ou sujeiras pesadas.


Limpeza de emulsão

Limpadores de emulsão são geralmente querosene/água pré-emulsionados, ou concentrados baseados em querosene que emulsionam quando adicionada água. Como os produtos de limpeza alcalinos, emulsões são mais eficientes quando usado em equipamento de pulverização, mas podem ser bastante eficazes como limpadores de imersão em muitos casos.

Limpadores de emulsão normalmente operam a temperaturas mais baixas do que o tipo alcalino e, em alguns casos pode ser utilizado em temperaturas ambientes.

Limpadores alcalinos – novamente a peça de trabalho pode ser mergulhada ou pulverizada com uma solução aquosa quente de uma mistura alcalina adequada e, em seguida, lavada duas vezes e secada. Aplicação por pulverização é mais eficaz do que a imersão e é mais barata que as temperaturas de funcionamento mais elevadas (70-90ºC) e concentrações têm que ser utilizadas com este último. Aplicação de pulverização varia no tempo de 5-60 segundo passo que mergulho leva a partir de 1-5 minutos. Limpadores de imersão podem dispersar a gordura e óleo por emulsificação para a solução. Alternativamente estão disponíveis limpadores, que separam o óleo em uma camada de modo que ele pode flutuar na superfície mais limpa ao longo de um açude adequado.

Produtos de limpeza alcalinos podem efetivamente remover óleo, graxa e sujeiras e lidar facilmente com os maiores contaminantes.

Existe uma grande variedade de produtos de limpeza alcalinos cujas propriedades podem ser ajustadas para dar uma limpeza eficaz de qualquer conjunto de contaminantes. Estes produtos de limpeza incluem frequentemente agentes de grãos refinados para assegurar que os revestimentos de fosfato subsequentemente aplicados a superfícies de aço tenham uma estrutura de cristal de grão fino.

Além do alcalino as misturas contêm detergentes, emulsionantes, agentes quelantes e sequestrantes e, ocasionalmente, aditivos de amaciamento de água.

Deve notar-se que apenas em condições controladas os produtos de limpeza alcalinos são adequados para ligas leves, zinco, metal galvanizado ou de alumínio que são todos atacados por alcalinos.


Limpeza ácida

Decapagem ácida usando um ácido sulfúrico ou clorídrico inibido pode remover completamente a ferrugem e a imperfeições e condições adversas da superfície. Este método é normalmente limitado a superfícies de ferro ou aço.

É da maior importância que, quando os métodos de limpeza aquosos são empregados, devem ser tomadas medidas para assegurar que a água de enxague subsequente é de elevado padrão para assegurar que os componentes secos e limpos não estão contaminados com ácido, alcalino ou emulsão. Além disso, se um sistema de revestimento de conversão não segue em sequência, o trabalho deve ser seco rapidamente e eficazmente para evitar a ferrugem da superfície.


Revestimentos de conversão de fosfatação

O principal pré-tratamento para substratos de aço imediatamente antes da aplicação de pó é de fosfatação, que pode variar em peso no revestimento.

Quanto maior for o peso do revestimento de conversão, a maior o grau alcançado de resistência à corrosão; quanto menor o peso do revestimento, melhores serão as propriedades mecânicas. Por conseguinte, é necessário selecionar um compromisso entre as propriedades mecânicas e resistência à corrosão. Pesos de revestimentos de alto fosfato podem dar problemas com revestimentos em pó em que fratura de cristal pode ocorrer quando o revestimento é submetido a forças mecânicas aplicadas localmente, por exemplo, flexão ou impacto.

Devido à excelente adesão do revestimento em pó para o revestimento de fosfato, descolamento normalmente ocorre na interface entre substrato de fosfato/ metal em vez de no fosfato/ revestimento em pó.

Revestimentos de fosfato são cobertos por BS3189/1959, Classe C para fosfato de zinco e Classe D para fosfato de ferro.

Um grão fino de fosfato de zinco cristalino é recomendado em pesos de revestimento de 1-2g/m2 e para o fosfato de ferro em 0.3-1g/m2. Aplicação pode ser feita por pulverização ou mergulho. Passivação de cromato normalmente não é necessária.

Os revestimentos de fosfato de ferro são normalmente aplicados por meio de pulverização em uma operação de fase três ou quatro. O trabalho geralmente passa por duas seções de lavagem com água antes de secar.

O fosfato de zinco pode ser tanto de pulverização ou mergulho aplicado em uma operação de fase cinco, ou seja, desengordurador alcalino, enxaguar, fosfato de zinco, duas lavagens de água.

É essencial que a peça de trabalho após fosfatação seja revestida de pó o mais rapidamente possível após a secagem.


Pré-tratamento de superfícies de zinco

O revestimento de fosfato de zinco leve é ​​recomendado. Geralmente eletro-depositados, revestimentos de zinco não apresentam problemas de pré-tratamento, mas revestimento zincado a quente podem afetar a aderência. Aumento do grau de spangle diminui as características de adesão.


Revestimentos de conversão de cromato

O revestimento de conversão principal para alumínio e suas ligas é um revestimento de cromato, que pode ser incolor ou do óxido de crômio amarelo ou tipo verde fosfato crómico. O peso do revestimento recomendado é 0.1-0.5g/m2.

O processo de fase cinco normalmente consiste de uma desengordurador alcalino, enxague, conversão de cromato, seguido de duas lavagens.

Novamente, o revestimento deve ser cromato deve ser de película de peso baixo para adesão máxima.

Para aplicações de alta qualidade, é geralmente necessário empregar uma lavagem final com água desmineralizada. A condutividade do banho de enxague final é então monitorada a fim de assegurar a sua limpeza.


Sistemas sem enxague

Uma maneira de evitar a necessidade para isto é a utilização de um secagem-no-lugar ou sem processo enxague. Estes são, predominantemente, uma forma de cromato. É discutível se eles são verdadeiros revestimentos de conversão ou simplesmente filmes a seco com alguma reação com o substrato, mas as vantagens de não precisar lavar são óbvias.


Pré-tratamentos livres de metais pesados

As normas cada vez mais rígidas legislações ambientais do mundo desenvolvido significa que há um movimento longe de heavy-metal contendo pré-tratamento, particularmente cromato. Os primeiros cromatos sem pré-tratamentos tiveram desempenho pobre, mas mais recentemente padrões têm melhorado com as primeiras aprovações para uso em aplicações de alumínio arquitetônico a serem concedidos pela organização Qualicoat em 1996.




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