apostila 2 Revestimentos de superfícies com materiais metálicos e inorgânicos

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Revestimentos de superfícies com materiais metálicos e inorgânicos
I-REVESTIMENTOS METÁLICOS: São revestimentos onde se emprega metais que podem ter 
como função: a decoração (ouro, prata); o aumento da resistência ao atrito (índio e cobre); a 
recuperação de peças desgastadas (cromo) e a resistência à corrosão (cromo, níquel, alumínio, 
zinco, cádmio, estanho).
As técnicas mais utilizadas para aplicação de revestimentos metálicos são: cladização, 
imersão a quente (galvanização), aspersão térmica (metalização) e eletrodeposição.
1. Cladização: Pode ser feita pela laminação conjunta, a quente, de chapas do metal base (a se 
proteger) com a chapa de revestimento (resistente à corrosão), pelo processo de explosão ou 
por solda.
Exemplo: a cladização do aço carbono com aço inoxidável, níquel, titânio e tântalo tem sido 
muito usada em vasos de pressão, reatores e tanques de armazenamento. O aço dá ao 
equipamento as propriedades mecânicas necessárias, e o aço inoxidável, ou os outros metais, 
fornece resistência ao meio corrosivo, não havendo necessidade de se usar grandes espessuras 
de materiais metálicos de custo elevados.
http://multiclad.com.br/12.html
http://www.youtube.com/watch?v=pHXDvXOLDVk
2. Imersão a quente: é a técnica em que se mergulha o material metálico em um banho do 
metal (protetor) fundido, obtendo-se o revestimento. É um processo muito usado para 
revestimento de aço com estanho (estanhagem), com cobre (copperweld – fio de aço revestido 
com cobre), com alumínio (aluminação – combina a resistência do aço com a característica de 
ser resistente à corrosão do alumínio) e com zinco (galvanização ou zincagem) 
A espessura do revestimento depende do tempo de imersão e da temperatura do 
banho, assim, esses fatores são controlados rigorosamente.
3. Aspersão térmica (Metalização): O processo de metalização consiste na aplicação de um 
revestimento, metálico ou não-metálico, usando-se uma pistola de aspersão ou de 
metalização.
Basicamente uma pistola de aspersão é dotada de chama oxi-acetilênica e é alimentada com 
fio ou pó do material metálico a ser utilizado como revestimento. A liga, ou o metal, é 
aquecida até fusão e por meio de ar comprimido é projetada, sob a forma de finíssimas 
partículas, em um substrato adequadamente preparado, como, por exemplo, por jateamento 
abrasivo. Quando as partículas metálicas tocam o substrato se solidificam, ligando-se à 
superfície metálica a ser protegida, em camadas lamelares. São também usadas pistolas em 
que o aquecimento é feito por chama oxi-acetilênica, sendo usado um aquecimento por meio 
de arco elétrico ou voltaico. Para materiais ou compostos metálicos de pontos de fusão 
elevados é usado o processo de plasma. Nesse processo um gás inerte, como argônio, 
nitrogênio ou hélio, é ionizado em um arco elétrico e a energia produzida eleva a temperatura 
do fluxo de gás para cerca de 8000ºC, e o material metálico ou não metálico, sob a forma de 
pó, é colocado nesse fluxo onde funde imediatamente e é dirigido para a superfície a ser 
revestida.
O material do revestimento atinge a superfície já numa temperatura baixa permitindo 
que o substrato com ponto de fusão baixo possa ser revestido pelo processo de plasma. É 
usado para depositar, entre outros materiais, tântalo, molibdênio, ligas de cobalto, alumina, 
óxido de zircônio e carbetos de boro e de tungstênio, visando-se a proteção contra a corrosão 
ou contra a abrasão.
A metalização é muito usada para diversos fins como recuperação de peças gastas, 
aplicação de revestimentos duros e também paa proteção contra corrosão. São usadas 
metalizações com zinco, alumínio, estanho, chumbo, cobre cromo, níquel latão, aço inoxidável 
etc.
No controle de qualidade do fio ou do pó metálico, na presença de umidade no ar 
comprimido, na temperatura e no preparo da superfície, reside o bom resultado do processo 
de metalização. A superfície deve ser bem preparada para garantir firme aderência do 
revestimento, usando-se, por exemplo, o jateamento abrasivo.
Em alguns casos, na proteção contra a corrosão procura-se combinar a metalização 
com a pintura, para aumentar a durabilidade do revestimento e também diminuir a 
porosidade do metal depositado.
http://www.metalica.com.br/metalizacao-revestimentos-por-aspersao-termica/
4. Eletrodeposição: Processo comumente utilizado por ser possível a obtenção de um 
revestimento muito e relativamente livre de poros.
Trata-se de uma eletrólise: o material a ser protegido é colocado no cátodo e o 
eletrólito contém sal do metal protetor.
Anodo insolúvel:
Catodo: Mn+ + ne M
Anodo: 2OH- H2O + ½ O2 + 2e 
Anodo solúvel:
Catodo: Mn+ + ne M
Anodo: M Mn+ ne
II- REVESTIMENTOS INORGÂNICOS NÃO-METÁLICOS: Os revestimentos não-metálicos 
inorgânicos são aqueles constituídos de compostos inorgânicos que são depositados 
diretamente na superfície metálica ou formados sobre essa superfície.
1. Anodização. Para o alumínio, de acordo com o tempo de exposição ao ar, forma-se uma 
película protetora de óxido que apresenta grande aderência e boa resistência à corrosão. De 
acordo com o tempo de exposição ao ar tem-se determinada espessura desse óxido, assim, 
por exemplo, em uma exposição de um dia é formada uma camada de 0,001µm e em um ano 
é formada uma camada de 0,01-0,03µm.
A anodização é utilizada para se obter a camada de óxido de forma mais rápida e em 
espessuras maiores que a natural. Para tanto, pode-se fazê-la por dois métodos: o químico e o 
eletrolítico.
Na oxidação por métodos químicos trata-se o alumínio com soluções de cromatos ou 
dicromatos em presença de carbonatos alcalinos, a quente. A camada de óxido obtida tem 
espessura de 1-2 µm, apresenta grande aderência, pouca elasticidade e serve como excelente 
base para pintura sobre alumínio, sendo utilizada com excelente base para pintura sobre 
alumínio, sendo utilizada na indústria aeronáutica como base para aplicação do primer de 
cromato de zinco, em estruturas de alumínio ou suas ligas.
A oxidação eletrolítica utiliza-se o tratamento do metal, em solução adequada, 
colocando-se o material metálico como anodo, daí o processo ser chamado anodização. Por 
exemplo, para o alumínio tem-se a reação no anodo, com formação da película de óxido de 
alumínio: 2Al + 3H2O Al2O3 + 6H+ + 6e-
Após a anodização, faz-se a selagem com água em ebulição ou vapor d’água sob 
pressão, ou em solução de dicromato de potássio durante cerca de 30 minutos. Essa selagem é 
necessária devido a camada de óxido ser porosa e estar sujeita a depósitos de agentes 
químicos.
Dica: O alumínio anodizado é muito utilizado em construção civil e deve-se evitar seu 
contato com argamassa de cimento úmida.
2. Cromatização: processo em que o revestimento obtido é produzido em soluções contendo 
cromatos ou ácido crômico. Esse revestimento pode ser feito sobre o metal ou sobre camadas 
de óxidos ou de fosfatos. No primeiro caso, o objetivo é aumentar a resistência à corrosão 
como no aço galvanizado, para evitar a corrosão ou oxidação branca ou melhorar a aderência 
de tintas sobre materiais metálicos, como alumínio e magnésio ou suas ligas. No segundo caso, 
é utilizado como vedante de poros suplementando a proteção dada pelas camadas de óxido ou 
fosfatos obtidos respectivamente por anodização ou fosfatização.
Costuma-se adicionar, na solução de cromatização, ativadores como sulfato, nitrato, 
cloreto, fluoreto, fosfato ou acetato. Eles aceleram o ataque do metal, e o hidrogênio 
resultante reduz parte do íon dicromato, dando hidróxido de cromo e cromato básico de 
cromo, Cr(OH)3.Cr(OH)CrO4, que se depositam sobrea superfície. Essa camada contém, 
também, óxido do metal tratado e metal alcalino, sob a forma de cromato duplo básico. São 
prováveis as reações:
M Mn+ + ne
nH+ + ne n/2 H2
HCr2O7- + 3H2 2Cr(OH)3 + OH-
Cr2O72- + 3H2 + 2H+ 2Cr(OH)3 + H2O
E com a elevação do pH tem-se:
2Cr(OH)3 + Cr2O42- + 2H+ Cr(OH)3.Cr(OH)CrO4 + 2H2O
A cromatização pode ser feita em meio básico ou ácido, geralmente em temperaturas 
ambientes. O tempo de tratamento varia de segundos a alguns minutos e o revestimento 
pode ser aplicado por imersão ou jateamento. Depois da cromatização o material é 
cuidadosamente lavado e seco. 
A espessura desse revestimento varia entre 0,01 e 1 µm, contendo diferentes 
colorações: incolor, azulado, amarelo, violáceo, verde-oliva e verde.
3. Fosfatização: A fosfatização permite a aplicação de camada de fosfato sobre variados 
materiais metálicos como ferro, zinco, aluminío, cádmio e magnésio. Esse tipo de revestimento 
tem especial importância que decorre, não propriamente, das suas propriedades intrínsecas, e 
sim de seus efeitos secundários, pois a camada fosfatizante, por si só, não tem qualidades 
senão medíocres, para não dizer fracas, porém a sua presença exalta a eficiência de outros 
meios convencionais de proteção. 
Isso ocorre devido ao aumento de porosidade e área específica da superfície tratada, o 
que permite alguma penetração de tinta (ou absorção de óleos lubrificantes protetivos), de 
modo a criar uma unidade integrada metal base/depósito/recobrimento orgânico. A aderência 
do filme aplicado é, então, muito maior do que no caso de uma superfície não-tratada. Assim, 
a película de fosfato permite uma boa aderência dos esquemas de pintura aos substratos e 
melhora a resistência à corrosão conferida pelos revestimentos.