» PROCESSO:

A zincagem por imersão a quente tem seu processo perfeitamente definido, sendo basicamente o mesmo para qualquer produto, podendo varias na espessura da camada dependendo da geometria da peça, composição química do material base (aço-carbono).

» DESENGRAXE:

É a remoção dos materiais orgânicos, através da imersão em solução alcalina, aquosa a quente, à base de carbonatos, silicatos, hidróxidos, fosfatos, detergentes e outros.

Trata-se da remoção dos materiais orgânicos, através da imersão em solução alcalina, aquosa a quente, à base de carbonatos, silicatos, Operação subseqüente ao desengraxe, é fundamental pois qualquer resíduo que permaneça sobre a peça, contaminará os tratamentos subseqüentes.

Importante: materiais com tintas, vernizes e resinas, não podem ser removidos por banhos de desengraxe alcalino, devendo sofrer um tratamento prévio com solventes ou removedores. Devido às características combustíveis destes produtos, muitas vezes opta-se pela remoção por jateamento abrasivo hidróxidos, fosfatos, detergentes e outros.

Óxidos, cascas de óxidos e carepas não são removidos nos banhos de desengraxe alcalino. Sua remoção é feita em banhos e soluções ácidas, em um processo conhecido como decapagem. Uma camada típica de oxidação apresenta os seguintes elementos e compostos:

• Fe (ferro base)
• FeO (óxido de ferro no estado menos oxidado)
• Fe3O4 (óxido de ferro no estado intermediário de oxidação)
• Fe2O3 (óxido de ferro no estado mais oxidado)

Camada de FeO contribui com 80% da espessura da camada total e é o elemento mais solúvel em ácidos , a  camada de Fe3O4 contribui com cerca de 18% e é menos solúvel do que a anterior e a camada de Fe2O3 contribui com o restante de 2% e corresponde ao estado mais estável e menos solúvel destes óxidos.

Aspecto prático: o ácido clorídrico (muriático) é o mais comumente usado nas galvanizações brasileiras, nas concentrações de 6 a 12%.

Ataque do ácido: através das rachaduras e poros existentes na camada de oxidação, até atingir o substrato de FeO, promovendo sua dissolução e propiciando o destacamento da camada de óxido. Quimicamente, o elemento mais solúvel nestas circunstâncias é o Fe base através da reação:

                                      Fe + 2HCl è FeCl2 + H2

Cuidado especial: Ocorre a geração de hidrogênio nesta reação que, se por um lado auxilia mecanicamente a remoção da camada, por outro, dissolve-se no ferro base fragilizando a peça (fragilização por hidrogênio). Utiliza-se então Inibidores (reduzindo o ataque do ácido ao ferro base), estas substâncias promovem redução da tensão superficial entre o ácido decapante e a peça (ação umectante, facilitando seu molhamento)

Após a decapagem é muito importante que as peças sofram uma lavagem em água corrente, em banhos subseqüentes (de preferência mais de um) com a finalidade de remover os resíduos produzidos nas reações de decapagem, de forma a minimizar as contaminações dos banhos seguintes.

Ação do fluxante processa-se sob duas formas:  

1. Parte é consumida na dissolução e escorificação dos resíduos remanescentes. 

2. O restante exerce a função umectante (ou mordente) proporcionando um eficiente molhamento da peça pelo zinco fundido .

Principais componentes de um fluxante: São os compostos químicos cloreto de zinco ( ZnCl2 ) e cloreto de amônio (NH4Cl), formando sais duplos. A grande vantagem de utilização de fluxos baseados em cloretos duplos de zinco e amônia é a redução drástica na formação de borra e a melhor qualidade do acabamento

» IMERSÃO A QUENTE:

Imersão do substrato de aço, limpo e adequadamente preparado em um banho de zinco líquido, dentro de uma cuba metálica ou cerâmica, a uma temperatura em torno de 450oC.

EXPLICAÇÃO FÍSICO-QUÍMICO-METALÚRGICA: Durante a imersão, ocorre difusão do zinco no substrato de aço, havendo uma reação metalúrgica com formação de intermetálicos (compostos Fe-Zn) cuja composição varia na espessura da camada, sendo que a porção mais externa é constituída basicamente de zinco puro. Para o aço baixo-carbono revestido em banho de zinco fundido, sem nenhum elemento de adição e para as condições de operação comumente utilizadas, obtém-se um revestimento constituído por quatro fases:

> CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS: 

As três primeiras fases são formadas devido à reação entre o zinco fundido e o aço, chamadas de fases intermediárias. Esta reação pode continuar após a retirada do aço de dentro da cuba, se a velocidade de resfriamento for baixa. A última fase, denominada Eta (de zinco puro) é formada pela solidificação do zinco fundido aderido à peça por arraste

> ASPECTOS IMPORTANTES NA GALVANIZAÇÃO À FOGO

Temperatura do processo: As temperaturas usadas para zincagem variam normalmente entre 445° a 455°

Velocidade de imersão: A imersão deve ser a mais rápida possível para que não haja tempo de uma espessa camada de zinco se formar na primeira parte da peça, antes que toda ela tenha entrado em contato com o zinco.

Velocidade de remoção: Em contrapartida, quanto mais lenta e constante for a velocidade de remoção, melhor será a uniformidade da camada e menos espessa a camada “eta”..

Tempo de imersão: Quanto maior o tempo de imersão, mais espessa é a camada, até determinado limite, passando a ocorrer uma estabilidade. Observa-se um crescimento acentuado no primeiro minuto de imersão, etapa que corresponde à rapidez da reação entre o zinco e o ferro para, em seguida, ocorrer uma etapa de reação mais lenta, correspondendo a um conseqüente crescimento mais lento da camada

> COMPOSIÇÃO DO MATERIAL BASE A SER GALVANIZADO (aço/ferro fundido):

Fator altamente relevante na formação e evolução da camada zincada:

Elementos que mais ativam a reação entre o zinco e o aço a ser galvanizado: carbono, silício, fósforo, enxofre e manganês (C-Si-P-S-Mn);

Mais reativo e mais comum de aparecer entre eles é o silício (Si) acima de 0,12% o mecanismo normal de formação da camada Fe-Zn é modificado, obtendo-se camadas espessas e de coloração escura acinzentada

> RESÍDUOS GERADOS NO PROCESSO DE GALVANIZAÇÃO A FOGO:

Borra de Zinco: mais conhecida como "areião", é um resíduo formado por cerca de 96% Zn e 4% Fe, com aparência arenosa e composta de cristais de ferro-zinco insolúveis à temperatura normal de trabalho, que se depositam no fundo da cuba durante o processo de galvanização. Além de representar uma perda de zinco, prejudica o aquecimento da cuba, (mau condutor de calor) e o aspecto das peças zincadas, quando adere a sua superfície. Não é possível impedir a formação de borra, porém, é indispensável que se saiba sua origem para poder controlar sua formação.

Cinza de Zinco: mais conhecida como "terra de zinco", é um resíduo composto de óxido de zinco, zinco metálico e cloretos em teores variáveis. A cinza forma-se na superfície do banho devido à oxidação do zinco com o oxigênio do ar e as escórias da reação fluxo-zinco-ferro.

» RESFRIAMENTO E PASSIVAÇÃO:

Aconselha-se um resfriamento rápido em água, para que cesse o crescimento das camadas de ligas, evitando-se uma cristalização grosseira e frágil e a passivação em soluções cromatizantes, à base de ácido crômico e bicromato de sódio, com a finalidade de retardar o aparecimento da chamada “corrosão branca” (capa protetora em torno de 0,5 m de cromato de zinco insolúvel).

Aspecto prático: Coloração da peça X Corrosão

Corrosão branca: é característica da corrosão do zinco. Inicia-se quando a proteção da passivação foi comprometida

Corrosão vermelha: coloração típica quando a corrosão atinge o metal base.