Pré-tratamento do aço carbono AISI 1010 com revestimentos nanocerâmicos para pintura eletrostática à base de resina de poliéster

Abstract

Processos de pré-tratamento são amplamente utilizados em aços carbono com o intuito de aumentar a resistência à corrosão e também atuam como camadas de conversão conferindo a adesão de tintas ao substrato. Desenvolvimentos alternativos ao processo convencional de fosfatização vêm sendo estudados a fim de se obter revestimentos menos agressivos ao meio ambiente. Diante disso, os processos de pré-tratamentos baseados em nanotecnologia ganham êxito neste contexto, considerando que possuem como principal característica serem ambientalmente corretos, além disso, são promissores na redução de tempos e custos de processo. O presente trabalho tem por objetivo efetuar um estudo comparativo entre o desempenho de um processo convencional de fosfatização e três processos de pré-tratamentos nanocerâmicos comerciais de diferentes formulações sobre o substrato de aço AISI 1010, associados ou não a pintura a pó com a aplicação de tinta à base de resina poliéster. A caracterização das camadas de conversão foi avaliada quanto à topografia do filme formado (rugosidade), molhabilidade (determinação do ângulo de contato), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e quanto ao comportamento eletroquímico (potencial de circuito aberto e polarização potenciodinâmica). A influência dos pré-tratamentos no processo de pintura eletrostática foi avaliada pela exposição do substrato pintado ao ensaio acelerado de corrosão em câmara de névoa salina e ensaios mecânicos de aderência, flexibilidade e impacto. A partir do estudo realizado foi possível observar que os três revestimentos nanocerâmicos avaliados apresentaram-se mais hidrofóbicos que o revestimento obtido por fosfatização (à base de fosfato de zinco). No entanto, o revestimento obtido por fosfatização apresentou potencial de corrosão menos ativo e desenvolveu menores valores de densidade de corrente, exibindo o melhor desempenho à corrosão seguido pelo revestimento nanocerâmico à base de cromo trivalente. Para as amostras cujos pré-tratamentos foram combinados com a pintura a pó à base de resina poliéster, o pré-tratamento com revestimentos nanocerâmicos promoveu o melhor desempenho quanto à resistência à corrosão, comparativamente às amostras pré-tratadas com fosfatização. Porém todos os sistemas estudados, independente do pré-tratamento empregado apresentaram comportamento mecânico e adesão similar e satisfatória.

Pretreatment processes are widely used on carbon steels in order to increase the corrosion resistance and also act as conversion layers giving the adhesion of coatings to the substrate. Alternative developments to conventional phosphating process have been studied in order to obtain coatings which are less harmful to the environment. Thus, the pretreatment processes based on nanotechnology are successfully employed in this context, in which the nanoceramic coatings have as their main characteristic to be environmentally friendly, moreover, are promising for the reduction of the process time and costs. The present work aims to make a comparative study between the performance of a conventional phosphating process and three commercial nanoceramic pretreatment processes with different formulations on the substrate of AISI 1010 steel, associate or not to a polyester resin powder painting. The characterization of the conversion coatings was evaluated regarding the formed film topography (roughness), wettability (contact angle determination), scanning electron microscopy (SEM) and the electrochemical behavior (open circuit potential and polarization). The influence of pretreatments in the process of electrostatic paint was evaluated by exposure of the coated subtract to accelerated corrosion tests and mechanical adhesion test, flexibility and impact. From the study realized it was possible to observe that the three nanoceramic coatings evaluated presented higher hydrophobic behavior than the coating produced by the phosphating process (zinc phosphate based). However, the coating obtained by phosphating process showed a less active corrosion potential and developed lower values of current density, resulting in better corrosion performance followed by the nanoceramic coating based on trivalent chromium. For samples for which pretreatments were combined with the powder coating, nanoceramic coatings showed a better performance against corrosion when compared to the samples pretreated with phosphating process. All systems studied independent of the pretreatment used, showed similar and satisfactory adhesion and mechanical behavior.