A escolha do metal para seus produtos é uma das decisões mais importantes para o seu projeto. A escolha do metal pode afetar a durabilidade, o custo e o sucesso geral do projeto. O metal galvanizado é uma das superfícies metálicas mais populares e versáteis devido à sua maior resistência, durabilidade e conformabilidade.
Neste artigo fornecemos uma visão abrangente dos processos de galvanização de metais. Em seguida, discutiremos as diversas vantagens e aplicações das chapas metálicas galvanizadas.
Definição de galvanoplastia
Galvanização é o processo de revestimento da superfície de um metal, liga ou outro material com zinco. É uma técnica de tratamento de superfície que atende a fins estéticos e de prevenção de ferrugem. Como o zinco atua como revestimento sacrificial, ele protege o substrato subjacente.
Portanto, a galvanização é geralmente usada para prolongar a vida útil das peças metálicas. A versatilidade deste revestimento metálico o torna adequado para uma ampla gama de aplicações em diversos setores, incluindo automotivo, solar, eletrônico e construção.
O que é metal galvanizado?
Metal galvanizado é simplesmente metal que passou pelo processo de galvanização. Este processo envolve a aplicação de finas camadas de zinco na superfície do metal para protegê-lo de elementos corrosivos. Isso geralmente envolve mergulhar o metal limpo e sem óxido em zinco fundido para criar uma camada de zinco no metal.
O revestimento então se liga metalurgicamente à superfície do metal e atua como um ânodo de sacrifício. Como resultado, o revestimento confere durabilidade e longevidade ao metal.
Que tipos de metal podem ser galvanizados?
Os metais mais comuns adequados para galvanização são o aço e o ferro. No entanto, outros tipos de metal também podem ser galvanizados. Geralmente, todos os metais ferrosos, como aço fundido, ferro fundido, ferro maleável, aço laminado a quente e aço laminado a frio, podem ser galvanizados.
Contudo, os revestimentos galvânicos não se formam em muitos outros materiais. Como o ferro é importante na reação de galvanoplastia, os revestimentos galvânicos não se formam em metais como cobre ou alumínio. Um revestimento pode se formar em materiais como o aço cromo-molibdênio, mas muitas manchas permanecem.
Processo de galvanização: Como a galvanização protege o metal base?
Galvanoplastia é o processo de adição de uma camada de zinco à superfície de metais como aço e ferro. Existem diferentes processos de galvanização. Portanto, o processo varia dependendo da técnica escolhida. No entanto, todos se baseiam no princípio básico de envolver o aço ou o ferro com zinco, que pode estar na forma líquida ou em pó.
Quando o zinco é adicionado, o ferro presente no substrato metálico reage com o zinco e são criados revestimentos de liga firmemente ligados. É um revestimento relativamente simples que produz um revestimento bastante espesso. Todo o processo pode ser dividido em três fases:
- Preparação da superfície metálica
- A galvanização real
- Tratamento de superfície após galvanização
Em geral, a galvanização protege o metal de acordo com os seguintes princípios:
- O revestimento de zinco protege o metal base de substâncias corrosivas como ácidos, álcalis e bases, gases, etc.
- O zinco atua como um metal sacrificial. Quando o revestimento é arranhado, o zinco libera seu ânodo em vez do metal base, protegendo-o da ferrugem.
- A capacidade do zinco de corroer mais rapidamente do que o metal base é uma excelente forma de proteger o metal. Alguns fabricantes adicionam cromo ao metal galvanizado como um “agente especial” para fazer com que o zinco enferruje ainda mais rápido.
No entanto, os métodos de preparação e pós-tratamento determinam a eficácia do processo de galvanização. A preparação inadequada afeta a reação entre o metal base e o aço fundido. O pós-tratamento inadequado também pode afetar a aparência final do revestimento galvanizado. Isso, por sua vez, afeta a qualidade geral do produto.
Diferentes métodos de galvanização
Existem diferentes processos de galvanização, cada processo possuindo características e vantagens próprias. Aqui está uma visão geral:
Galvanização por imersão a quente
Como o nome sugere, este processo é realizado mergulhando o metal base em um banho de zinco fundido. Antes da galvanização real, os maquinistas devem limpar o metal base quimicamente, mecanicamente ou de ambas as maneiras. A limpeza é um processo preparatório para garantir uma ligação de alta qualidade entre o metal e o revestimento de zinco. Após a limpeza, o metal é tratado com fluxo para remover qualquer resíduo de óxido.
Isto é seguido pelo processo de imersão em uma piscina de zinco aquecido, muitas vezes mantida a uma temperatura de cerca de 460°C (860°F). Uma ligação metalúrgica começa então entre o zinco e o substrato metálico. Depois que o metal é retirado do banho, ele reage com o oxigênio para formar óxido de zinco. Este óxido de zinco também reage com o dióxido de carbono para formar carbonato de zinco, que é a camada protetora final.
A galvanização por imersão a quente é um método rápido e econômico e pode ser usado em estruturas de chapa metálica simples e complexas. No entanto, pode acontecer que o revestimento do metal seja irregular.
Pré-galvanização
O processo de pré-galvanização é semelhante à galvanização por imersão a quente. Porém, é realizado na primeira fase de produção (na aciaria). Este processo envolve laminar folhas de metal através de um agente de limpeza mecânico ou químico para preparar o metal para galvanização. Após a limpeza, o maquinista passa o metal base por uma poça de zinco fundido antes de rebobiná-lo imediatamente.
Este processo garante uma rápida galvanização de grandes rolos de chapa de aço e garante um revestimento mais uniforme. Contudo, podem existir algumas áreas não revestidas e expostas durante a produção do metal pré-galvanizado. Por exemplo, as bordas permanecem livres quando rolos de chapa metálica mais longos são cortados em pedaços menores.
Galvanização
Em contraste com os dois processos descritos acima, a eletrogalvanização não utiliza banho de zinco fundido. Em vez disso, uma corrente elétrica é introduzida em uma solução eletrolítica antes de ser aplicada ao material de aço. A corrente elétrica transfere os íons de zinco para o substrato metálico.
Neste método de galvanização de metal, os íons de zinco carregados positivamente são eletricamente reduzidos a zinco metálico. O metal zinco é então depositado sobre um metal carregado positivamente (aço ou ferro). Os fabricantes também adicionam refinadores de grãos para garantir um revestimento liso de zinco no metal. Assim como a pré-galvanização, a galvanização também é utilizada nas primeiras fases do processo de desenvolvimento de produtos em longos rolos de chapa metálica.
Este processo aplica uma espessura de camada precisa e uniforme ao metal. No entanto, os revestimentos com este processo são geralmente mais finos do que com a galvanização por imersão a quente.
Galvanização e inclinação
Galvannealing é uma combinação de galvanização por imersão a quente e recozimento. O objetivo deste processo é produzir aço galvanizado com revestimento especial. Os processos de recozimento e galvanização por imersão a quente ocorrem instantaneamente e produzem uma superfície cinza fosca.
O processo de galvanização por imersão a quente geralmente ocorre antes que o metal revestido passe pelas facas de ar. As facas de ar ajudam a remover o excesso de zinco do metal. O metal é então brevemente aquecido a 500 a 565 °C em um forno de recozimento. As camadas de zinco e ferro então se difundem umas nas outras para formar camadas de liga de zinco-ferro.
O aço galvanizado assim produzido é resistente à soldagem e as superfícies garantem excelente aderência da tinta.
Vantagens da galvanização de chapas metálicas
No geral, a galvanização confere ao substrato metálico propriedades resistentes à corrosão. Isto, por sua vez, oferece diversas vantagens às chapas metálicas. Aqui estão alguns dos benefícios da galvanização de metal:
1. Melhore a durabilidade
A galvanização produz um dos revestimentos mais duráveis da indústria atual. O aço galvanizado industrial pode durar mais de 50 anos em um ambiente normal. Se exposto a água pesada, pode durar mais de 20 anos. Na verdade, se você usar um revestimento médio com 85 mícrons de espessura, poderá esperar que sua estrutura de aço dure até 100 anos.
O processo cria uma espessura de revestimento que ajuda o metal a atender aos requisitos atuais de proteção contra corrosão. Na maioria dos casos, não é necessária manutenção, o que aumenta a confiabilidade do produto.
2. Fornece proteção tripla para metais básicos
A galvanização protege o seu metal de três maneiras:
- Forma uma barreira física. Esta barreira é ligada metalurgicamente ao metal e o protege das intempéries. O revestimento altamente durável proporciona uma adesão sete vezes mais forte do que as tintas orgânicas. Portanto, você pode ter certeza de que seu metal durará mais tempo sem nenhuma manutenção.
- Oferece proteção às vítimas. O zinco sacrifica seu ânodo quando ocorrem pequenos arranhões no metal galvanizado. O zinco corrói preferencialmente em vez do metal subjacente, proporcionando proteção a longo prazo.
- Impede o deslizamento lateral. A fluência lateral é uma forma de corrosão que ocorre quando depósitos de ferrugem se acumulam no aço exposto. Digamos que haja um caso incomum em que o revestimento galvanizado esteja danificado e o aço descoberto fique exposto. Neste caso, o revestimento de zinco limita os danos para evitar este tipo de danos.
3. Obtém cobertura total
A galvanização não só proporciona resistência e durabilidade superiores, mas também excelente cobertura. Isto garante que mesmo as áreas mais sensíveis do metal permaneçam protegidas durante um longo período de tempo. O processo de limpeza inicial prepara e prepara a superfície metálica para o revestimento. Isto significa que a camada de zinco adere melhor ao metal.
Além disso, a galvanização por imersão a quente também permite o revestimento das superfícies internas de corpos ocos. Isso protege a estrutura de dentro para fora. Em contraste com os revestimentos por spray e pincel, a galvanização por imersão a quente também forma camadas em arestas e cantos importantes.
Portanto, tanto componentes pequenos como grandes podem ser igualmente protegidos contra corrosão.
4. Revestimento confiável
Os elementos de ferro em aço e ligas de ferro são propensos a enferrujar. No entanto, a combinação de elementos de zinco e ferro ajuda a formar uma camada protetora entre o metal e a umidade ou oxigênio. A ligação metalúrgica formada proporciona proteção segura e completa desde o início. Mesmo depressões e cantos vivos podem ser protegidos com este revestimento e, assim, resistentes a danos.
5. Custo-benefício
Ao contrário de muitos outros processos de tratamento de metal, o metal galvanizado está pronto para uso imediato. O revestimento de alto desempenho criado por este processo torna desnecessários outros processos de acabamento de peças. Além disso, na maioria dos casos você não precisa se preocupar com manutenção. Tudo isso combinado reduz o custo geral do metal galvanizado.
6. Processamento rápido
Depois de preparar o metal e o zinco fundido pronto, a galvanização leva apenas alguns minutos. Embora a preparação do metal deva ser minuciosa, não precisa ser muito demorada. Desde que você trabalhe com a empresa certa, o processo será contínuo e eficiente em termos de tempo. Concluir seus produtos em um curto período de tempo o ajudará a atingir seus objetivos de negócios com mais rapidez.
Aplicações Industriais de Metal Galvanizado
O metal galvanizado tem uma ampla gama de aplicações, desde carrocerias de automóveis até tubulações de água potável, porcas e parafusos, fios elétricos, etc. Seu amplo uso se deve à sua relação custo-benefício e capacidade de criar revestimentos duráveis. É uma das melhores opções se o seu componente estiver exposto a condições ambientais adversas.
Abaixo estão algumas indústrias onde a chapa galvanizada é valiosa:
Indústria eólica e solar
Uma vez instalados, os sistemas solares requerem operação contínua e quaisquer reparos ou manutenção custam dinheiro. Devido à sua capacidade de prevenir a corrosão, o aço galvanizado é frequentemente utilizado em sistemas solares. Por não emitir emissões e exigir décadas de manutenção, também é conhecido como “amigo do meio ambiente”. Mesmo quando exposto ao clima rigoroso dos sistemas solares, o aço galvanizado por imersão a quente fornece proteção contra corrosão que normalmente dura décadas.
Indústria automobilística
As carrocerias galvanizadas são agora padrão na construção de automóveis, embora no passado os fabricantes limitassem isso a veículos de luxo. Cerca de 80% da carroceria de um carro é composta pela carroceria, que é inteiramente feita de aço galvanizado. A resistência à ferrugem do aço galvanizado o torna uma ferramenta útil para prototipagem automotiva porque permite que as empresas ofereçam “garantias antiferrugem” aos consumidores.
Indústria de telecomunicações
Devido à sua altura e à frequente dificuldade de acesso, as linhas telefônicas são um grande desafio de manutenção. Para terem sucesso, eles precisam dos materiais mais resistentes e confiáveis. Cabos telefônicos e caixas de equipamentos podem ser feitos de metal galvanizado. Isto reduz o risco de danos e não requer manutenção.
indústria de construção
O aço galvanizado tem sido um produto básico na indústria da construção há mais de um século, seja para uso comercial ou residencial. Além da durabilidade, também é utilizado na construção civil devido ao seu apelo estético. O aço galvanizado tem visual contemporâneo graças ao seu “brilho” e é muito utilizado por designers em conceitos de projetos arquitetônicos modernos.
Além disso, também é usado para uma variedade de componentes estruturais menores, incluindo cercas, grades, calhas, tubos, postes e muito mais.
Concluindo
O metal galvanizado oferece vários benefícios, incluindo durabilidade, resistência à corrosão e economia. Este tipo de metal é útil para uma variedade de aplicações em muitas indústrias. Se suas aplicações exigem produtos expostos a condições ambientais extremas, você deve escolher chapas galvanizadas.
Perguntas frequentes
Como posso saber se um metal é galvanizado?
O padrão na superfície do metal indicará se ela é galvanizada. O metal galvanizado geralmente apresenta um padrão distinto semelhante a um cristal, denominado padrão “lantejoula”. Como esse processo também adere uma camada de zinco ao metal, você também pode verificar isso usando medição de espessura, testes de laboratório e ressonância de spin eletrônico (EPR).
O que é melhor, alumínio ou aço galvanizado?
Em processos industriais onde os componentes são expostos a materiais corrosivos, o aço galvanizado é preferido ao alumínio porque oferece melhor resistência à corrosão do que o alumínio. No entanto, os produtos de alumínio são preferidos quando as aplicações exigem materiais leves e condução de calor eficiente.
Você pode gravar metal galvanizado?
Sim, é possível gravar aço galvanizado. Para fazer isso, é necessário remover o máximo possível da camada de zinco com uma lixa fina ou uma esponja levemente abrasiva. A gravação ácida então atinge o aço e grava o desenho desejado no metal.
