Automotivo e Aeronáutico

A importância do revestimento nanocerâmico na indústria automotiva

Quimica e Derivados
17 de abril de 2019
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    Química e Derivados, A importância do revestimento nanocerâmico na indústria automotiva original (OEM)

    A importância do revestimento nanocerâmico na indústria automotiva original (OEM)

    Introdução:

    Como é bem conhecido, o aço-carbono é extensivamente utilizado em diversas áreas da indústria, sendo a automotiva, umas das grandes usuárias deste tipo de material. Dentre suas características, pode-se mencionar seu custo competitivo e diversas propriedades mecânicas importantes para a fabricação de carrocerias. Sua baixa resistência à corrosão, no entanto, sem a proteção adequada, leva à rápida degradação. De maneira a melhorar sua proteção e a adesão das camadas seguintes de revestimentos orgânicos (eletroforese, primers e acabamentos), pré-tratamentos são aplicados ao aço-carbono, logo após a limpeza e desengraxe do mesmo. Camadas de conversão à base de fosfato têm sido amplamente utilizadas como um destes pré-tratamentos para aço-carbono automotivo, em particular o chamado fosfato tricatiônico (Zn, Mn e Ni).

    Este tipo de revestimento, no entanto, apesar de suas ótimas propriedades, não é ecologicamente adequado. Nos últimos trinta anos, têm crescido a preocupação com relação aos seus custos energéticos, modos de descarte e impactos ambientais relacionados ao seu processo (NARAYANAN, 2005; LOSCH; KLUSMANN, 1994). As temperaturas dos banhos de fosfato normalmente operam acima da temperatura ambiente (30 a 50°C). Formam ainda muita lama ou lodo, causando muito trabalho e custos para se realizar adequadamente seu descarte (ADHIKARI et al., 2011; RAMANATHAN; BALASUBRAMANIAN, 2016). A presença ainda do elemento fósforo em sua formulação pode provocar a eutroficação de rios e lagos.

    Consequentemente, novas alternativas têm sido estudas de modo a substituir o pré-tratamento a base de fosfato. Dentre elas, tem se destacado na última década um método promissor baseado em óxido de zircônio (ZrO2), aplicado por imersão em uma solução ácida de hexafluorzircônico (H2ZrF6). Este processo é conhecido normalmente como nanocerâmico (MOHAMMADLOO et al., 2014). O nanocerâmico hoje é muito utilizado pelos fabricantes de rodas de alumínio, um dos substrato mais beneficiados por essa tecnologia.

    A aplicação do nanocerâmico é particularmente importante para adesão do primer pó sobre a liga de alumínio das rodas, evitando a utilização de promotores de adesão, como wash-primers ou similares. A utilização de nanocerâmico sobre aço-carbono automobilístico tem sido pouco estudada, principalmente a sua combinação com eletroforese catódico, que é primeiro revestimento orgânico aplicado logo após o pré-tratamento, nos casos deste substrato. Com base nessa premissa, o presente trabalho teve como objetivo estudar a influência de revestimentos nanocerâmicos depositados sobre aço-carbono e usá-los como superfície para primer de eletrodeposição catódica, voltado para o mercado automotivo original (OEM). Os testes mostraram que o nanocerâmico apresenta-se competitivo, frente ao atual método de fosfatização, podendo gerar, em um futuro próximo, grande economia energética e de insumos de produção, além de redução de impactos ambientais em grandes montadoras.

    Breve descrição da tecnologia do nanocerâmico:

    O revestimento nanocerâmico é obtido pela formação de uma densa e aderente camada de óxido que forma um filme protetor sobre o metal. Essa camada é resultado da utilização de metais na formação de óxidos do tipo cerâmico nanoestruturado. Dentre esses metais, destacam-se o zircônio e o titânio, sendo que o zircônio em particular tem se mostrado muito eficiente para proteger diversos substratos, incluindo o aço-carbono (RODRIGUES et al, 2013; DRONIOU, 2005). Estudos realizados por CEREZO et al (2013) mostraram que o mecanismo de formação dos revestimentos nanocerâmicos baseados em solução ácida de H2ZrF6 seguem basicamente as mesmas etapas, para diversos substratos metálicos. A reação genérica de formação da camada de conversão ZrO2 em solução ácida é descrita pela eq(1), a seguir:

    Química e Derivados, A importância do revestimento nanocerâmico na indústria automotiva original (OEM)



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