Revestimentos Metálicos de Aços

Revestimentos Metálicos de Aços

Aços revestidos metálicos são definidos como substratos de aço revestidos com uma camada de zinco, liga de Zn/Al (zinco/alumínio), liga de Zn/Si (zinco/silício) ou Al puro, etc. sem passivação é mostrado na Fig 1,

Fig 1 Estrutura de revestimento metálico com e sem passivação

Revestimentos metálicos de aços aumentam a vida e o desempenho dos aços. Eles fornecem a maneira mais eficaz e econômica de proteger os aços contra a corrosão. Os aços revestidos de metal oferecem uma combinação única de propriedades que incluem alta resistência, conformabilidade, leveza, resistência à corrosão, estética, reciclabilidade e baixo custo.





Existem vários processos para revestimento metálico de aços, conforme indicado abaixo.

• O processo de revestimento por imersão a quente, pelo qual a tira de aço é imersa em um banho de metal fundido. A composição do metal fundido (Zn, Zn/Al, Al/Si ou Al puro etc.) determina a natureza do revestimento metálico.
• O processo de eletrogalvanização, no qual o metal é depositado eletroliticamente na tira de aço fria.
• Revestimento sob vácuo, como PVD (deposição física de vapor), CVD (deposição química de vapor) etc.

Os processos de revestimento por imersão a quente são os processos mais populares para o revestimento metálico de tiras de aço. Normalmente, linhas de revestimento contínuas são empregadas para a produção de produtos de aço revestidos de metal.

Os aços revestidos metálicos produzidos em linhas de revestimento contínuo tiveram um crescimento notável e continuam a ser usados ​​em novos campos cada vez mais variados. Isso se deve às suas excelentes vantagens econômicas, tecnológicas e ambientais.

.A ampla gama de produtos de aço revestidos metálicos disponíveis hoje atende aos requisitos de todos os setores. A seguir estão os parâmetros que governam a escolha do material de aço revestido de metal.

Qualidade ou grau do substrato de aço

• Tipo de revestimento metálico
• Massa ou espessura do revestimento metálico
• Aspecto da superfície
• Qualidade da superfície
• Tratamento de superfície
• Tolerâncias em dimensões e formas

O revestimento metálico melhora a resistência à corrosão do aço e prolonga a vida útil do produto. Um revestimento metálico adequado permite melhorar as propriedades de conformação e soldagem por resistência do aço, bem como sua capacidade de pintura.

Tipos de produtos revestidos

  A seguir estão os principais tipos de produtos revestidos de metal.

• Chapa de aço galvanizado por imersão a quente – os padrões ASTM para essas chapas de aço são A653M e A1063M. O revestimento de galvanização é essencialmente um revestimento de Zn em chapa de aço. A palavra galvanizar vem da proteção galvânica que o Zn confere ao aço quando exposto a um ambiente corrosivo. É, de longe, o produto revestido por imersão a quente mais comum com uma ampla gama de aplicações. O Zn fornece proteção galvânica e de barreira. A proteção galvânica é maior do que qualquer outro tipo de revestimento por imersão a quente em aço. O revestimento contém Al que está tipicamente na faixa de 0,20% a 0,30%. Al é adicionado ao banho de Zn fundido para controlar a taxa de crescimento da camada de liga (zona de ligação entre o aço e o revestimento de Zn). Melhora drasticamente a adesão do revestimento para permitir a formação severa da folha revestida. O revestimento pode conter uma pequena quantidade de chumbo (Pb) e/ou antimônio (Sb) para o desenvolvimento de lantejoulas. Quase todos os aços galvanizados revestidos não contêm Pb e, se o fizerem, o Pb é inferior a 0,03%. O peso (massa) do revestimento geralmente está na faixa de 90 a 1.200 g/m² para A653M e 90 a 600 gm/m² para A1063M total em ambos os lados.
• Chapa de aço galvannealed por imersão a quente – a especificação ASTM para essas chapas de aço é A653M. Na produção da chapa de aço galvannealed, o revestimento de galvanização por imersão a quente é ligado por difusão com o aço por aquecimento adicional na torre acima do banho de revestimento. O revestimento metálico típico contém 8% a 11% de ferro. Essas folhas são geralmente destinadas a serem pintadas para a maioria das aplicações. Estas chapas são caracterizadas por sua alta dureza e comportamento quebradiço durante a conformação. As chapas galvanneadas são mais fáceis de soldar e pintar do que as chapas galvanizadas. O desempenho com a pintura é sinergicamente melhorado devido à excelente ligação formada entre a tinta e a superfície do revestimento. Em comparação com o aço galvanizado, as chapas de aço galvannealed normalmente exibem menos corrosão sob a pintura nas bordas expostas, arranhões ou outros defeitos na pintura. Essas chapas de aço são usadas para painéis de carroceria de automóveis. O peso (massa) do revestimento geralmente está na faixa de 90 a 180 g/m² total em ambos os lados.
• Folha de aço revestida com liga de Zn 55% Al por imersão a quente – Essas chapas revestidas também são conhecidas como chapas Galvalume. O padrão ASTM para essas folhas é A792M. O revestimento é um revestimento de liga Al-Zn que contém aproximadamente 55% Al, 43,5% Zn e 1,5% Si. Este revestimento oferece excelente proteção de barreira combinada com alguma proteção galvânica. A retenção da proteção galvânica é uma característica importante para este revestimento. Esta combinação particular de Al e Zn afeta a formação de uma microestrutura de revestimento que é muito importante para um bom desempenho. Este revestimento fornece um equilíbrio muito bom entre proteção galvânica e de barreira. Si é adicionado para controlar a taxa de crescimento da camada de liga. O revestimento melhora a adesão durante a formação. O revestimento tem uma resistência à corrosão muito maior do que os revestimentos galvanizados na maioria dos ambientes. A sua durabilidade a longo prazo foi demonstrada. O peso do revestimento (massa) geralmente está na faixa de 100 a 210 g/m² no total, em ambos os lados.
• Chapa de aço revestida com liga de Zn -5 % Al por imersão a quente – Essas chapas revestidas também são conhecidas como chapas Galfan. O padrão ASTM para essas folhas é A875M. O revestimento galvânico contém cerca de 95% Zn e 5% Al. Este revestimento fornece aproximadamente a mesma proteção galvânica que o galvanizado e melhora a resistência à corrosão na maioria dos ambientes. Este revestimento é normalmente usado principalmente para aplicações que exigem boa ductilidade do revestimento (como peças repuxadas e chapas pré-pintadas) e resistência à corrosão superior. O peso do revestimento (massa) geralmente está na faixa de 90 a 700 g/m² total em ambos os lados.
• Folha de aço revestida com liga de Zn – Al – Mg (magnésio) por imersão a quente – o padrão ASTM para essas chapas é A1046M. O revestimento é um revestimento galvânico que contém Zn, Al (5% a 11%) e Mg (2% a 4%). Este revestimento oferece resistência superior à corrosão em muitos ambientes agressivos. O revestimento é usado em aplicações como transporte, infraestrutura, construção, agricultura, energia elétrica e automotiva. O peso (massa) do revestimento geralmente está na faixa de 60 a 600 g/m² total em ambos os lados.
• Folha de aço aluminizada por imersão a quente – a especificação ASTM para essas chapas é A463M. Existem dois tipos de revestimentos aluminizados:(i) Tipo 1 – Al juntamente com 5% a 11% Si, e (ii) Tipo 2 – revestimento de Al puro. A forma mais comum é o revestimento Tipo 1; usado para aplicações que exigem resistência à oxidação pelo calor, como peças de fornos, pequenos eletrodomésticos e sistemas de exaustão, etc. O revestimento aluminizado é o melhor revestimento em chapa de aço para resistência à oxidação pelo calor. Pode ser aplicado sobre aço inoxidável para oferecer um desempenho ainda melhor em altas temperaturas. O revestimento Pure Al Type 2 é usado para aplicações externas. O desempenho de corrosão deste revestimento é baseado na proteção por barreira sem proteção galvânica na maioria dos ambientes. A proteção contra corrosão por barreira é muito boa neste caso, pois o Al do revestimento forma um filme estável de óxido de alumínio na superfície do revestimento. O peso do revestimento (massa) geralmente está na faixa de 75 a 300 g/m² total em ambos os lados para o Tipo 1 e para o Tipo 2 na faixa de 200 a 300 gm/m² total em ambos os lados.
• Chapa de aço revestida de Terne – a norma ASTM para estas chapas é A308M. Este revestimento é um revestimento de liga de Pb que contém 3% a 15% de Sn (estanho). Sn é adicionado para desenvolver uma ligação entre o revestimento e o aço. O revestimento é muito moldável e melhora o comportamento de estampagem profunda. Além disso, a folha revestida pode ser facilmente soldada. A chapa revestida tem uma resistência muito boa à gasolina, embora o uso para tanques de combustível esteja diminuindo (relacionado à questão ambiental associada ao Pb e não relacionado ao desempenho da chapa revestida). O peso do revestimento (massa) geralmente está na faixa de 75 a 335 g/m² total em ambos os lados.

  Linha de revestimento de metal

  A linha de revestimento de metal é onde o substrato de aço é revestido com uma combinação protetora e comprovada de metais que fornecem resistência à corrosão eficaz. A linha possui dois acumuladores de tiras numéricas, um na entrada e na saída da linha, permitindo que a tira de aço seja acumulada por um curto período de tempo. Essa capacidade permite que a linha mude para uma nova bobina ou remova uma bobina acabada enquanto o resto da linha continua a funcionar a uma velocidade consistente. A precisão pode ser mantida em todas as partes do processo, resultando em uma superfície consistente e um revestimento uniforme. A seguir estão os componentes básicos de uma linha de revestimento de metal.

• A bobina vem do laminador a frio (CRM) para a linha de revestimento por meio de uma das duas bobinas de compensação. A extremidade traseira da bobina anterior e a extremidade dianteira da nova bobina são cortadas. As novas extremidades são soldadas entre si por um soldador elétrico ou mecanicamente unidas para criar uma tira contínua de aço na seção de processo da linha.
• O aço entra no primeiro acumulador de tiras geralmente na forma de uma torre.
• Após a redução a frio no CRM, o filme residual de óleo lubrificante deve ser removido do aço antes do recozimento para garantir que o revestimento metálico adira perfeitamente ao substrato de aço. O filme de óleo é removido em um tanque de desengorduramento alcalino. Após a limpeza, a tira de aço é enxaguada e seca.
• A fita de aço frio entra no forno. O propósito do forno é fazer uma limpeza final da superfície queimando a película de óleo restante na superfície do aço por queimadores de chama aberta na zona de pré-aquecimento da seção de recozimento. A segunda finalidade do forno é aquecer o aço para desenvolver as propriedades mecânicas adequadas.
• Devido à laminação a frio do aço, o substrato de aço apresenta um endurecimento de trabalho extremo e geralmente é chamado de aço totalmente duro. A seção de recozimento fornece tratamento térmico do aço para recuperar suas propriedades mecânicas e tornar o aço adequado para o uso pretendido. Durante o tratamento térmico, a microestrutura severamente reduzida a frio é recristalizada.
• A seção de recozimento é dividida em três zonas:(i) pré-aquecimento, (ii) retenção e (iii) resfriamento controlado. Dentro da zona de recozimento, o aço é impedido de oxidar usando uma mistura de gás hidrogênio nitrogênio. Todos os queimadores são geralmente do tipo radiante, para evitar o contato direto entre a chama e a superfície do aço. Os ciclos de recozimento são gerenciados de acordo com as propriedades mecânicas finais exigidas.
• No final da zona de resfriamento, a temperatura da tira é resfriada a um nível apropriado em relação à temperatura do metal fundido a ser revestido.
• Uma vez que a tira de aço atingiu a temperatura necessária, ela é imersa em um banho de metal fundido. Quando a tira sai do banho, ela é revestida com uma espessa camada de metal fundido. Um conjunto de facas de ar (ou nitrogênio), localizado acima do banho, ajusta o peso do revestimento aos níveis necessários. O peso do revestimento normalmente é permanentemente controlado e monitorado por equipamentos de medição automática
• As tiras de aço revestidas passam por uma torre de resfriamento, levando a tira revestida quase de volta à temperatura ambiente.
• Em caso de necessidade, o aço pode passar por um moinho de condicionamento de superfície para criar uma superfície lisa para revestimento colorido.
• O nivelador de tensão puxa a tira de aço revestida de metal enquanto passa por uma série de rolos para proporcionar nivelamento superior.
• A tira de aço revestida de metal que não se destina à linha de pintura colorida recebe um tratamento químico que oferece proteção provisória contra a deterioração do revestimento. Este tratamento de superfície é feito por pulverização ou imersão convencional e posterior compressão ou por aplicação direta com um rolo revestidor. Os pós-tratamentos são passivação de superfície ou revestimentos orgânicos finos. Eles podem ser aplicados na seção de saída em alguns casos.
• A tira de aço revestida entra no acumulador de saída, esperando para ser enrolada novamente.
• A tira de aço revestida é enrolada novamente no carretel de tensão e enviada para revestimento colorido ou embalagem.?

Um diagrama esquemático típico da linha de revestimento de metal mostrando os principais equipamentos está na Fig 2.

Fig 2 Diagrama esquemático típico da linha de revestimento de metal mostrando os principais equipamentos

  Aplicativos

A utilização de uma variedade de aços revestidos metálicos tornou-se parte integrante do dia a dia das pessoas. Esses aços são usados ​​para proteção, abrigo, embalagem e transporte, além de atender a demanda por materiais sólidos, duráveis ​​e esteticamente agradáveis.

Na construção civil, os aços revestidos de metal têm sido usados ​​para perfis, revestimentos e coberturas por muitos anos, mas também são usados ​​para aplicações como portas, escadas e tetos, etc.

Os produtos de aço revestidos de metal têm uma gama muito ampla de aplicações na indústria em geral. Exemplos são móveis, ar condicionado, dutos, tanques, blindagens térmicas etc.

O setor de eletrodomésticos também é um grande usuário de aços revestidos de metal. Existe até uma tendência hoje para a construção de eletrodomésticos inteiramente de aços revestidos de metal, tanto para linha branca (geladeiras, máquinas de lavar e fornos etc.)