Para dominar e gerenciar bem o processo de remoção de óleo, é necessário compreender corretamente o princípio da adesão entre o revestimento e o substrato metálico. Este ponto é frequentemente negligenciado, o que acarreta dificuldades na prática.
Materiais relevantes apontam que a ligação mecânica causada pela microrrugosidade do revestimento e da superfície do substrato só é forte quando há ligações por forças intermoleculares e intermetálicas entre o revestimento e o substrato metálico. As forças intermoleculares e intermetálicas só podem se manifestar em distâncias muito pequenas.
Quando a distância entre as moléculas excede 5μm, a força intermolecular deixa de funcionar. Portanto, uma fina película de óleo e uma película de óxido na superfície do substrato também podem dificultar a força de ligação intermolecular ou metálica.
Para obter a adesão mencionada, é necessário remover completamente manchas de óleo, ferrugem e óxidos dos produtos. A expressão "completamente" não significa que a superfície precise estar absolutamente limpa após o tratamento de pré-galvanoplastia, mas sim que apresente uma superfície adequada. Essa superfície adequada significa que as películas prejudiciais à galvanoplastia devem ser removidas após o tratamento de pré-galvanoplastia e substituídas por películas apropriadas para receber o revestimento eletrolítico.
Ao mesmo tempo, por meio de um tratamento prévio à galvanização, exige-se que a superfície metálica esteja absolutamente plana. Após tratamentos mecânicos como retificação, polimento, tamboreamento, jateamento de areia, etc., arranhões, rebarbas e outros defeitos visíveis na superfície são removidos, de modo que a superfície do substrato atenda aos requisitos de nivelamento e acabamento das peças galvanizadas antes da remoção de óleo e ferrugem.
Este ponto precisa ficar claro. Somente quando este ponto estiver claro poderemos selecionar, de forma correta e prática, o fluxograma e a fórmula do processo de tratamento pré-revestimento dentre fórmulas semelhantes.
Como aplicar o processo de desengorduramento na produção?
Geralmente, adota-se o desengraxamento alcalino. A composição da solução desengraxante e as condições do processo são selecionadas de acordo com o grau de impregnação de óleo e o tipo de material metálico.
Quando há uma grande quantidade de graxa aderida à superfície, ou seja, quando a camada de óleo é muito espessa e apresenta uma sensação oleosa e pegajosa, a remoção apenas com desengraxe alcalino não é simples. Nesses casos, é necessário utilizar outros métodos, como a escovação com solvente para pré-tratamento desengraxante, e só então realizar o desengraxe alcalino. A solução desengraxante alcalina é fortemente alcalina e pode causar corrosão significativa ao reagir com alguns metais.
Portanto, ao desengraxar peças revestidas, como alumínio e zinco, o processo deve ser realizado, sempre que possível, em condições de baixa temperatura e baixa alcalinidade. Geralmente, é aceitável tratar peças de aço com maior alcalinidade, mas, ao tratar peças de metais não ferrosos, o pH da solução desengraxante deve ser ajustado para uma faixa adequada. Por exemplo, para alumínio, zinco e suas ligas, o pH deve ser controlado abaixo de 11, e o tempo de desengraxe para esses produtos não deve exceder 3 minutos.
Do ponto de vista do custo, alguns defendem a desengorduragem a baixa temperatura, mas reduzir a temperatura não significa necessariamente melhorar a eficiência. Quanto maior a temperatura, mais rápida é a reação físico-química entre a gordura aderida à superfície e o agente de limpeza, facilitando a desengorduragem.
A prática comprovou que a viscosidade das manchas de óleo diminui com o aumento da temperatura, facilitando a remoção do graxa. Entretanto, baixas temperaturas não apresentam esse efeito. Portanto, recomenda-se o uso de emulsificantes e surfactantes. Quanto à eficácia da remoção de graxa em altas temperaturas e à temperatura ideal de controle, a experiência do autor indica que 70-80 °C é o período mais adequado. Essa temperatura também auxilia na eliminação da tensão residual do metal base causada pela usinagem, o que é muito benéfico para melhorar a adesão do revestimento, especialmente entre camadas múltiplas de níquel.
As peças de aço em geral podem ser submetidas a desengorduramento combinado, como por exemplo, primeiro desengorduramento catódico por 3 a 5 minutos, seguido de desengorduramento anódico por 1 a 2 minutos, ou vice-versa. Isso pode ser obtido por meio de dois processos de desengorduramento ou utilizando uma fonte de alimentação com dispositivo de comutação.
Para aços de alta resistência, aços para molas e peças finas, a fim de evitar a fragilização por hidrogênio, realiza-se apenas a desengraxe anódica por alguns minutos. No entanto, peças de metais não ferrosos, como cobre e ligas de cobre, não podem ser submetidas à desengraxe anódica, sendo permitida apenas a desengraxe catódica por 1 a 2 minutos.
Em termos de preparação e manutenção da solução desengordurante, o preparo de soluções desengordurantes químicas e eletrolíticas é relativamente simples. Primeiro, utilize 2/3 do volume do tanque de água para dissolver os demais materiais, exceto os surfactantes, e mexa continuamente (para evitar a formação de grumos). Como esses materiais liberam calor ao serem dissolvidos, não há necessidade de aquecê-los. Os surfactantes devem ser dissolvidos separadamente em água quente antes de serem adicionados. Caso não se dissolvam de uma só vez, descarte o líquido transparente que se formou na superfície e adicione água até completar a dissolução. Adicione a solução até atingir o volume especificado e mexa bem antes de usar.
Deve-se atentar para o gerenciamento do fluido de remoção de óleo:
① Realize testes e reabasteça os materiais regularmente. Os surfactantes devem ser reabastecidos em 1/3 a 1/2 da quantidade original semanalmente ou quinzenalmente, de acordo com o volume de produção.
② As placas de ferro utilizadas não devem conter impurezas excessivas de metais pesados para evitar que sejam introduzidas no revestimento. A densidade de corrente deve ser mantida entre 5 e 10 A/dm², e sua seleção deve garantir a formação suficiente de bolhas. Isso não só assegura o desprendimento mecânico das gotículas de óleo da superfície do eletrodo, como também agita a solução. Quando a mancha de óleo na superfície se torna constante, quanto maior a densidade de corrente, mais rápida será a desengorduragem.
③ As manchas de óleo flutuantes no tanque devem ser removidas o mais rápido possível.
④ Limpe regularmente a lama e a sujeira do tanque e troque a solução de limpeza assim que possível.
⑤ Procure usar surfactantes de baixa formação de espuma no eletrólito; caso contrário, sua introdução no tanque de galvanoplastia afetará a qualidade.
Como dominar e gerenciar o processo de decapagem ácida (ou corrosão química)?
Assim como o processo de desengorduramento, a decapagem ácida (ou decapagem química) desempenha um papel importante no tratamento pré-revestimento. Esses dois processos são usados em conjunto na produção de pré-revestimento e têm como principal objetivo remover ferrugem e óxidos das peças metálicas a serem revestidas.
Geralmente, o processo usado para remover uma grande quantidade de óxidos é chamado de ataque químico forte, e o processo usado para remover películas finas de óxido, quase invisíveis a olho nu, é chamado de ataque químico fraco, que pode ser subdividido em ataque químico e ataque eletroquímico. O ataque químico fraco é usado como tratamento final após o ataque químico forte, ou seja, antes da peça entrar no processo de galvanoplastia. É um processo de ativação da superfície metálica e é facilmente negligenciado na produção, sendo justamente uma das razões para o descascamento da galvanoplastia.
Se a solução de corrosão fraca for um dos componentes da próxima solução de revestimento, ou se a sua introdução não afetar a solução de revestimento, é melhor colocar diretamente as peças a serem revestidas no tanque de revestimento sem limpeza.
Por exemplo, ao utilizar uma solução ácida diluída para ativação antes da niquelagem, para garantir o bom andamento do processo de corrosão, é necessário realizar a desengorduragem antes da corrosão; caso contrário, o ácido e os óxidos metálicos não conseguirão entrar em contato adequado, e a reação de dissolução química terá dificuldade em ocorrer.
Portanto, para dominar bem a técnica de corrosão ácida, é necessário também esclarecer esses princípios básicos teoricamente.
Normalmente, para remover a camada de óxido de peças de ferro e aço, utilizam-se principalmente ácido sulfúrico e ácido clorídrico para decapagem ácida. O método é simples, mas na prática, é difícil atingir o objetivo desejado se não houver atenção.
Os critérios de seleção das condições do processo de decapagem com ácido sulfúrico geralmente se baseiam na experiência, observando-se a aparência da peça após a decapagem, o que, afinal, não pode ser controlado quantitativamente. A prática tem demonstrado que o efeito da decapagem com ácido sulfúrico na remoção de camadas de óxido a 40 °C é muito maior do que a 20 °C, mas, quando a temperatura é aumentada ainda mais, o efeito de descamação não aumenta proporcionalmente.
Ao mesmo tempo, em ácido sulfúrico com concentração inferior a 20%, à medida que a concentração aumenta, a velocidade de corrosão ácida acelera, mas quando a concentração excede 20%, a velocidade de corrosão ácida diminui. Por esse motivo, acreditamos que as condições padrão do processo, com concentração de ácido sulfúrico entre 10% e 20% e corrosão abaixo de 60 °C, sejam mais adequadas. Deve-se observar também que, em relação ao grau de envelhecimento da solução de ácido sulfúrico, geralmente, quando o teor de ferro na solução de decapagem ultrapassa 80 g/L e o teor de sulfato ferroso ultrapassa 2,5 g/L, a solução de ácido sulfúrico não pode mais ser utilizada.
Nesse momento, a solução deve ser resfriada para cristalizar e remover o excesso de sulfato ferroso, e então deve-se adicionar ácido novo para atender aos requisitos do processo.
Os critérios de seleção para as condições do processo de corrosão ácida com ácido clorídrico são os seguintes: a concentração deve ser controlada, em geral, entre 10% e 20%, e o processo deve ser realizado à temperatura ambiente. Comparado ao ácido sulfúrico, sob as mesmas condições de concentração e temperatura, a velocidade de corrosão com ácido clorídrico é de 1,5 a 2 vezes maior.
A escolha entre ácido sulfúrico e ácido clorídrico para a corrosão ácida depende das especificidades do processo produtivo. Por exemplo, na corrosão intensa de metais ferrosos, utiliza-se frequentemente ácido sulfúrico ou ácido clorídrico, ou uma mistura dos dois em determinada proporção.
Contudo, o tipo de ácido utilizado para a corrosão química forte depende da composição e estrutura dos óxidos na superfície das peças de ferro e aço. Ao mesmo tempo, é necessário garantir uma alta velocidade de corrosão, baixo custo de produção e minimizar a deformação dimensional e a fragilização por hidrogênio dos produtos metálicos. Entretanto, é importante compreender que a remoção das camadas de óxido com ácido clorídrico depende principalmente da dissolução química do próprio ácido, sendo o efeito de descamação mecânica do hidrogênio muito menor do que com o ácido sulfúrico. Portanto, o consumo de ácido quando se utiliza apenas ácido clorídrico é maior do que quando se utiliza apenas ácido sulfúrico.
Quando a ferrugem e as camadas de óxido na superfície das peças revestidas contêm uma grande quantidade de óxidos de ferro de alta valência, pode-se utilizar a decapagem com ácido misto, que não só exerce o efeito abrasivo do hidrogênio sobre as camadas de óxido, como também acelera a dissolução química dos óxidos. No entanto, se a superfície do metal apresentar apenas produtos de ferrugem soltos (principalmente Fe₂O₃), o ácido clorídrico puro pode ser utilizado para a decapagem devido à sua alta velocidade de corrosão, menor dissolução do substrato e menor fragilização por hidrogênio.
Mas quando a superfície metálica possui uma camada densa de óxido, o uso exclusivo de ácido clorídrico consome mais, tem um custo mais elevado e apresenta um efeito de remoção da camada de óxido pior do que o ácido sulfúrico, sendo, portanto, a melhor opção.
A corrosão eletrolítica (corrosão ácida eletrolítica, corrosão eletroquímica), seja por eletrólise catódica, eletrólise anódica ou eletrólise PR (eletrólise de reversão periódica, que alterna periodicamente os polos positivo e negativo da peça de trabalho), pode ser realizada em uma solução de ácido sulfúrico de 5% a 20%.
Em comparação com a corrosão química, a corrosão eletrolítica remove mais rapidamente as camadas de óxido firmemente aderidas, causa menos corrosão ao metal base, é fácil de operar e gerenciar, sendo adequada para linhas de galvanoplastia automatizadas. A eletrólise PR é amplamente utilizada no Japão para remover camadas de óxido do aço inoxidável.
Na China, muitos utilizam decapagem eletrolítica catódica e anódica combinada com desengorduramento eletrolítico para tratamento pré-galvanização. A decapagem eletrolítica anódica ácida para metais ferrosos é adequada para o processamento de peças metálicas com grande quantidade de óxidos e ferrugem, e geralmente pode ser realizada à temperatura ambiente. O aumento da temperatura pode acelerar a decapagem ácida, mas não tanto quanto na decapagem ácida química. O aumento da densidade de corrente também acelera a decapagem ácida, mas se for muito alta, o metal base será passivado.
Nesse momento, a dissolução química e eletroquímica do metal base praticamente desaparece, restando apenas o efeito de descamação do oxigênio sobre as camadas de óxido. Portanto, a velocidade de corrosão aumenta pouco, sendo necessário dominá-la com habilidade. Geralmente, uma densidade de corrente de 5 a 10 A/dm² é adequada. Para corrosão ácida anódica, pode-se usar o-xilenotioureia ou cola sulfonada para madeira como inibidores, com uma dosagem de 3 a 5 g/L; para corrosão ácida catódica de metais ferrosos, pode-se usar solução de ácido sulfúrico ou uma mistura ácida com cerca de 5% de ácido sulfúrico e 5% de ácido clorídrico, além de uma quantidade adequada de cloreto de sódio. Como não há um processo de dissolução química e eletroquímica evidente do substrato metálico (ferro), a adição adequada de compostos contendo Cl⁻ pode ajudar a soltar as camadas de óxido na superfície das peças e acelerar a velocidade de corrosão. Ao mesmo tempo, formaldeído ou urotropina podem ser usados como inibidores.
Em resumo, o ácido sulfúrico é amplamente utilizado para a corrosão ácida de aço, cobre e latão. Além disso, o ácido sulfúrico, juntamente com o ácido crômico e dicromatos, é usado como agente para remover óxidos e fuligem do alumínio.
É utilizado em conjunto com ácido fluorídrico ou ácido nítrico, ou ambos, para remover incrustações de óxido do aço inoxidável. A vantagem do ácido clorídrico é que ele pode decapar eficazmente muitos metais à temperatura ambiente; uma de suas desvantagens é que é preciso ter cuidado para evitar a poluição por vapor de HCl e névoa ácida.
Além disso, o ácido nítrico e o ácido fosfórico também são comumente usados no tratamento manual de pré-revestimento. O ácido nítrico é um componente importante de muitos agentes de decapagem brilhante. Ele é misturado com ácido fluorídrico para remover camadas de óxido resultantes do tratamento térmico de alumínio, aço inoxidável, ligas à base de níquel e ferro, titânio, zircônio e algumas ligas à base de cobalto.
O ácido fosfórico é utilizado para a remoção de ferrugem em peças de aço e também em soluções especiais para tanques de aço inoxidável, alumínio, latão e cobre. A mistura de ácido fosfórico, ácido nítrico e ácido acético é utilizada no pré-tratamento para anodização brilhante de peças de alumínio. O ácido fluorobórico demonstrou ser a solução de decapagem mais eficaz para ligas à base de chumbo ou peças de cobre ou latão com solda de estanho.
Foi relatado que a remoção de incrustações e óxidos metálicos consome 5% da produção mundial de ácido sulfúrico, 25% do ácido clorídrico, a maior parte do ácido fluorídrico e uma grande quantidade de ácido nítrico e ácido fosfórico.
Portanto, dominar corretamente o uso desses ácidos para decapagem ácida é obviamente uma questão importante na tecnologia de aplicação do tratamento pré-galvanoplastia. Contudo, utilizá-los não é difícil, mas sim utilizá-los bem, economizá-los e reduzir o consumo.
Data da publicação: 29/01/2026