Estudo comparativo do desempenho de um revestimento nanocerâmico à base de ácido hexafluorzircônio juntamente com o processo de polimerização visando a substituição do processo de fosfatização em uma empresa do setor automobilístico

Abstract

O processo de fosfatização é um tratamento superficial de metais que visa promover a lubrificação de peças para a posterior conformação mecânica, assim como também proteger contra a corrosão e melhorar a aderência entre o substrato e as camadas de tinta. Porém, juntamente com as suas vantagens, nascem as preocupações ambientais provenientes deste processo. Sendo assim, novas alternativas vêm sendo estudadas, aprimoradas e aplicadas para o tratamento de superfícies. Visando não somente o sucesso econômico, mas também a proteção ambiental, uma determinada empresa do setor automobilístico visa eliminar sua linha de fosfatização até 2020. Em 2015 a empresa substituiu parte de sua linha por um processo de revestimento à base de polímero, todavia este método não tem apresentado resultado satisfatório, visto que muitas peças estão oxidando após sua implementação, o que não ocorre com o revestimento de fosfato. Com o intuito de encontrar uma alternativa para contornar este problema, o presente trabalho relata um estudo comparativo do desempenho de um revestimento nanocerâmico à base de ácido hexafluorzircônio juntamente com o processo de polimerização. Para a avaliação desta alternativa foram preparados corpos de prova com três tipos de revestimentos: fosfato, polímero e um terceiro com a camada de conversão nanocerâmica e posterior aplicação do polímero. Ensaios metalográficos e mecânicos foram realizados para avaliar o comportamento dos corpos de prova preparados com o revestimento nanocerâmico. A resistência à corrosão dos três revestimentos distintos foi analisada a partir do ensaio de névoa salina. Os resultados comprovaram que a camada de conversão nanocerâmica pode trazer benefícios às peças estudadas e ao mesmo tempo manter o padrão de qualidade requerido pela empresa.

The phosphating process is a surface treatment: a phosphate-based coating, used for metals for promoting the lubrication of parts for further mechanical conformation. In addition this process protects against corrosion and improves the adherence between the substrate and subsequent coats of paint. In spite of its advantages, this process has a negative environmental impact. Therefore, new alternatives for the treatment of metalic surfaces are being investigated, developed, and improved. With the goal of not only economic gain but also environmental protection, a company from the automobile industry plans to eliminate phosphating from its production line by 2020. In 2015, this company replaced its phosphating process with a polymer-based coating in part of its production line. However, this method had not yet provided a satisfactory result. Many pieces produced with this process exhibit unacceptable oxidation, which does not happen with the phosphating process. Herein, a case study, which primary goal was to evaluate an alternative to overcome the oxidation problem, is presented. The performance of a hexafluorzirconic acid based nanoceramic coating followed by a polymer-based coating is compared with the aforementioned processes. For evaluating this new process, specimens treated with three different coating were prepared: a phosphate-based coating, a polymer-based coating, and a nanoceramic conversion layer followed by a polymer-based coating. Metallographic and mechanical tests were performed for evaluating the behavior of the specimens prepared with these coatings. The resistance to corrosion of the three coatings was individually analyzed using the salt spray test. The results demonstrate that nanoceramic conversion layer brings the lower environmental impact of the polymer-based process without the undesired oxidation, thereby conforming to the quality standard required by the company.