Revestimento: uma abordagem de acabamento de superfície eficaz

Rolamentos com acabamento galvanizado

Revestimento de superfície de peças usinadas CNC é um processo vital em termos de funcionalidade, durabilidade e aparência. O acabamento usinado não é aceitável para a maioria das aplicações e requer etapas de pós-processamento.

Numerosas abordagens de acabamento superficial podem ser aplicadas para peças usinadas em CNC com base nos requisitos de material e acabamento. O processo de acabamento típico inclui jato de areia, chapeamento, polimento e pintura. E neste artigo, discutiremos os diferentes processos de galvanização e sua importância.

O que é um acabamento de revestimento?

O processo de galvanização envolve a cobertura de peças usinadas em CNC com uma fina camada protetora de um metal diferente. O objetivo principal do revestimento é alterar as propriedades da superfície, como rugosidade, resistência à corrosão, resistência ao desgaste e resistência. As propriedades originais da superfície do substrato (peças ou materiais que precisam ser revestidos) podem precisar ser melhoradas para aplicações, enquanto o Plating pode fazer as peças conforme desejado.

Existem quatro tipos de processo de galvanização: galvanoplastia, galvanização sem eletricidade, galvanização mecânica e galvanização por imersão.

Aprender mais: Galvanoplastia vs galvanização sem eletrodeposição

Processo de galvanoplastia

Peça com acabamentos em Galvanoplastia

A galvanoplastia usa eletrólise para depositar a fina camada protetora sobre a superfície das peças. A solução eletrolítica é responsável pela eletrodeposição na superfície do substrato. A galvanoplastia envolve a técnica de depositar um metal sobre outro por meio de hidrólise. Este método é frequentemente utilizado para melhorar a estética ou proteger o metal da corrosão. Entre as diversas formas estão o cobre, a prata e o cromagem. A imagem acima mostra um componente com um acabamento galvanizado impressionante, caracterizado por sua superfície incrivelmente lisa e propriedades anticorrosivas e antifricção louváveis.

Como funciona a galvanoplastia?

O funcionamento da galvanoplastia é baseado no princípio da eletrólise. Consiste em fontes de alimentação de ânodo, cátodo, eletrólito e CC.

Vamos entender o funcionamento do processo de galvanoplastia com um exemplo de revestimento de cobre na superfície de zinco.

Galvanoplastia de Cu na superfície de Zn

O cobre puro é conectado no terminal positivo (ânodo) e o zinco no terminal negativo (cátodo). Ambos os eletrodos são imersos na solução eletrolítica contendo íons de cobre (CuSo4). Após o fornecimento de corrente elétrica, o cobre (ânodo) passa pelo processo de oxidação. Os íons de cobre são dissolvidos na solução eletrolítica e viajam em direção ao substrato de zinco carregado negativamente. O movimento contínuo de íons de cobre (cátions) em direção ao zinco constrói uma camada de cobre na superfície do zinco.

Espessura, qualidade e uniformidade da deposição dependem de várias variáveis ​​de controle, como a magnitude da corrente, a distância entre dois eletrodos e a temperatura do eletrólito.

• Temperatura: A temperatura correta do eletrólito facilita a transferência de massa e reduz a resistência à eletrólise.
• Distância dos eletrodos: Após a dissolução do íon metálico de revestimento, ele viaja para o cátodo. Se o espaço for muito grande, reduz a taxa de deposição.
• magnitude atual: A magnitude da corrente que flui através do circuito decide a taxa de oxidação do ânodo e produz os íons para deposição de acordo.

Materiais para galvanoplastia

A galvanoplastia pode ser aplicada ao Peças usinadas em CNC de qualquer material condutor, incluindo ferro, aço, latão, alumínio, zinco e prata. No entanto, a tecnologia mais recente também permite o uso em partes não metálicas.

Relacionado: Materiais Comuns para Usinagem CNC

A seguir estão os materiais mais populares usados ​​para revestir vários substratos.

• Gold
• Cobre
• Silver
• Chromium
• zinco
• Resina
• Níquel
• Titânio, etc

O melhor material para galvanoplastia depende do material do substrato e das propriedades que você deseja adicionar. Por exemplo, o cobre é a melhor opção para aumentar a condutividade elétrica, enquanto o ouro pode ser a escolha ideal para decoração.

Galvanização sem eletrodos

Peças com acabamento galvanizado

Como o nome sugere, galvanoplastia refere-se ao desenvolvimento de uma camada de revestimento na superfície do substrato sem usar o processo de eletrólise. O chapeamento eletrolítico também é chamado de revestimento de conversão ou chapeamento autocatalítico.

É o processo de criação de uma camada protetora empregando a deposição química de íons. Se você se lembra, a galvanoplastia funciona bem apenas para substratos condutores. Uma das vantagens mais significativas dessa abordagem inclui o revestimento de peças ou materiais não condutores, como plásticos.

Como funciona o revestimento eletrolítico?

O processo de revestimento eletrolítico usa um agente redutor para formar os íons do metal de revestimento, que são depositados na superfície do substrato por meio de agentes catalisadores e constroem uma camada protetora.

Vamos entender o funcionamento do galvanoplastia com um exemplo de revestimento de níquel em uma superfície de aço. A solução de sulfato de níquel (NiSO₄ [H2O]₆ ) funciona como fonte de íon níquel, e o agente redutor hipofosfito de sódio (NaH₂PO₂ H₂O) oxidar o sulfato de níquel para criar os íons de níquel, que se depositam na superfície do aço.

Outras soluções como citrato tri-amônico [(NH₄)₃C₆H₅O₇)] também são usados ​​no processo como tampão A ou agente complexo moderado (Marca, 2014)

Materiais para chapeamento sem eletrodos

Cobre, níquel, prata, titânio e outros metais podem revestir muitos substratos, incluindo peças metálicas e não metálicas. O agente redutor apropriado, agente complexo e solução tampão são cruciais para obter o resultado de qualidade.

Chapeamento de Imersão

O revestimento por imersão refere-se ao revestimento de um substrato com uma fina camada protetora de outro metal, mergulhando-o na solução desse metal. O principal requisito para o revestimento por imersão é que o metal do substrato seja menos nobre do que o metal do revestimento.

Ele cria uma fina camada protetora em comparação com eletrodeposição e galvanoplastia. Essa abordagem de revestimento é benéfica para tornar as peças resistentes à corrosão, aumentar a dureza e alterar a condutividade elétrica.

Como funciona o revestimento por imersão?

O processo de revestimento por imersão usa uma solução que contém o metal de revestimento. A solução de metal de revestimento desloca os íons metálicos do substrato da superfície. Também é conhecido como chapeamento de deslocamento, pois um metal se desloca para formar uma camada de revestimento.

O fenômeno ocorre devido ao maior potencial de oxidação do metal deslocado. Vamos entender um exemplo de revestimento de cobre em uma superfície de aço. Quando o aço é imerso na solução contendo íons de cobre, o ferro desloca o cobre da solução, pois o cobre tem mais potencial de oxidação do que o ferro.

Fe + Cu²⁺ = Cu + Fe²⁺ 【por Stanley Hirsch, Charles Rosenstein]

A deposição do metal de revestimento para quando a superfície do metal base é completamente coberta. A espessura do chapeamento é influenciada por diferentes variáveis, como temperatura, taxa de reação e qualidade da superfície.

Materiais para chapeamento por imersão

Muitos metais e ligas, incluindo ferro, aço, cobre, zinco e alumínio, são adequados para revestimento por imersão. Em aplicações industriais, Ouro, Prata, Cobre, Estanho, Zinco, Platina, Ródio e Rutênio são os metais mais usados ​​para criar um revestimento protetor.

Revestimento Mecânico

Partes Mecânicas

O chapeamento mecânico é feito mergulhando o material de base no meio de chapeamento. É uma abordagem econômica para revestir muitas peças rapidamente, com mais vantagens do que a galvanização. Este processo requer peças de metal limpas e livres de contaminação e pode ser operado em temperatura ambiente. No entanto, uma temperatura ligeiramente alta pode acelerar o processo.

Como funciona o revestimento mecânico?

O metal base é mergulhado no tambor de galvanização contendo o pó/solução do metal de revestimento. Outros materiais também estão no tambor de galvanização, como bolas de vidro e partículas de silício, que martelam o pó de revestimento na superfície do substrato assim que o tambor começar a girar.

Materiais para chapeamento mecânico

Zinco, cádmio, estanho, cobre e alumínio são os materiais comuns usados ​​para revestir a superfície do substrato com uma abordagem de revestimento mecânico. No entanto, o zinco é um metal amplamente utilizado entre estes.

Diferenças entre revestimento e chapeamento

Diferenças entre revestimento e chapeamento

Revestimento e galvanização são duas técnicas diferentes de acabamento de superfície usadas em vários setores, incluindo metalurgia e eletrônica.

Acabamento refere-se ao processo de aplicação de uma fina camada de material em um substrato para fornecer um acabamento, proteção ou melhoria de desempenho desejados. Os revestimentos podem ser aplicados usando vários métodos, incluindo escovação, pulverização, imersão ou aplicação eletrostática. Exemplos de revestimentos incluem tinta, revestimento em pó e anodização.

Galvanização envolve a deposição de uma fina camada de metal sobre um substrato. O revestimento é normalmente realizado através de galvanoplastia, onde um objeto de metal é submerso em uma solução contendo íons do metal a ser depositado. Uma corrente elétrica é então passada através da solução, fazendo com que os íons metálicos se liguem à superfície do objeto. O revestimento é usado para melhorar a aparência, resistência à corrosão e condutividade do substrato.

Importância do revestimento de metal

Discutimos quatro abordagens de revestimento de metal para acabamento de superfície. Os principais benefícios do revestimento incluem resistência à corrosão, melhoria da condutividade e uso estético. No entanto, cada processo de revestimento tem vantagens exclusivas no acabamento da superfície de peças usinadas em CNC. Vamos discutir a importância fundamental do acabamento do revestimento.

1. Proteção contra corrosão

É o único objetivo de qualquer acabamento de revestimento nas peças usinadas em CNC. O desenvolvimento de uma camada protetora de metal com resistência superior à corrosão torna as peças resistentes à corrosão, mesmo em um ambiente úmido.

2. Apelo estético

O apelo estético é essencial na indústria de manufatura, desde ferramentas mecânicas simples até joias bem projetadas que precisam de uma aparência atraente. Um acabamento de revestimento pode ser aplicado em peças metálicas e não metálicas para melhorar sua aparência. Por exemplo, o revestimento de zinco em aço fornece uma superfície prateada brilhante.

3. Resistência ao desgaste

O revestimento de uma camada protetora de metal duro na superfície dos materiais de base melhora a dureza e os torna resistentes ao desgaste. Por exemplo, o alumínio torna-se mais resistente aos amidos e ao desgaste após o revestimento de zinco na superfície.

4. Melhoria da condutividade elétrica e térmica

O revestimento é o método mais eficiente e econômico para melhorar a condutividade térmica e elétrica de várias peças. Por exemplo, o revestimento de cobre é usado em peças eletrônicas para torná-las altamente condutoras de eletricidade.

5. Acabamento uniforme da superfície

O revestimento oferece um acabamento de superfície uniforme e a espessura da camada de revestimento desenvolvida de forma consistente em toda a superfície do substrato. A galvanização permite a criação da camada de material de revestimento com a consistência desejada em toda a superfície.

Aplicação de chapeamento

Conclusão

O galvanização é sem dúvida uma das abordagens de acabamento superficial mais eficazes e econômicas para uma ampla gama de materiais. Com base na especificação do acabamento necessário, vários metais podem ser revestidos em peças criadas a partir de usinagem CNC ou outros métodos de fabricação.

Perguntas Frequentes

Quais são as vantagens de revestimento de superfície de chapeamento?

O chapeamento é a abordagem econômica para personalizar as propriedades de superfície de materiais ou peças. Oferece excelente resistência à corrosão, resistência ao desgaste e desgaste, durabilidade e uma aparência brilhante.

Qual é a diferença entre galvanização eletrolítica e de imersão?

A diferença fundamental entre imersão e eletrodeposição é que ela não utiliza nenhum agente redutor ou solução catalítica para deposição.

Qual abordagem de galvanização é melhor para o meu projeto de usinagem CNC?

Depende de vários fatores, como tipo de material, especificações necessárias, custo, aplicações finais de peças e muito mais.

Bibliografia

1. Marca, A. (2014). Contatos de níquel-cobre banhados a níquel revestidos em c-Si: do processamento microeletrônico à produção econômica de células solares de silício. ResearchGate.
2. por Stanley Hirsch e Charles Rosenstein. (nd). PLATAGEM DE IMERSÃO. NY: Leeam Consultants Ltd., New Rochelle.