Galvanização Explicada: Como Revestimentos de Zinco Prolongam a Vida Útil de Peças Metálicas

A galvanização é um processo para adicionar um revestimento de zinco à superfície de aço ou ferro. Como o zinco atua como um revestimento sacrificial, ele protege o aço ou ferro subjacente e pode, portanto, prolongar a vida útil de peças metálicas.

Mas a galvanização é um processo complexo que pode ser realizado de várias maneiras. Diferentes formas de galvanização existem, incluindo galvanização a quente e galvanização por difusão térmica, e essas variações oferecem suas próprias vantagens e desvantagens particulares. Portanto, é útil entender as diferentes formas de galvanização antes de incorporá-la em um projeto de prototipagem ou manufatura.

Metal galvanizado é mais comum do que você imagina. Estruturas como estruturas de edifícios, bancos metálicos, varandas, escadas e escadas de incêndio podem ser feitas de metal galvanizado para garantir uma vida útil mais longa e proteção adequada contra corrosão e danos. Outros exemplos podem ser encontrados em peças automotivas e eletrodomésticos.

Além disso, aço galvanizado e ferro galvanizado podem ser usados com diferentes processos de manufatura, da fabricação de chapas metálicas à usinagem CNC, tornando-o um processo básico no mundo da manufatura.

Este artigo aborda os fundamentos da galvanização, respondendo perguntas como: o que é galvanização, quais metais podem ser galvanizados, para que serve a galvanização, quais tipos de galvanização existem e como a galvanização melhora as peças metálicas.

O que é galvanização?

Galvanização (ou galvanoplastia) é o processo de adicionar uma camada de zinco à superfície externa de um metal, nomeadamente aço ou ferro. O objetivo disso é adicionar um revestimento protetor ao metal subjacente, reduzindo a probabilidade de corrosão ou ferrugem.

O processo de galvanização varia dependendo da técnica exata. No entanto, a parte mais importante do processo é que ele geralmente envolve cercar o aço ou ferro com zinco, que pode estar em estado líquido ou semelhante a poeira. Quando o zinco é introduzido, o ferro no metal cercado reage com o zinco, criando um revestimento de liga firmemente ligado.

O processo de galvanização de ponta a ponta pode ser dividido em três estágios:

1. Preparação da superfície do aço ou ferro
2. A galvanização propriamente dita
3. Tratamento de superfície pós-galvanização

A galvanização é um processo de revestimento relativamente simples, e produz um revestimento superficial bastante espesso, tipicamente em torno de 80 µm — cerca de três vezes mais espesso que um revestimento criado por eletrodeposição.

Materiais para galvanização

Os materiais de substrato principais que podem ser galvanizados são aço e ferro. No entanto, outros metais ferrosos também podem ser galvanizados.

O material de revestimento na galvanização é sempre zinco. No entanto, um processo semelhante à galvanização é o estanho, que substitui o zinco por estanho. O estanho é adequado para aplicações simples como armazenamento de alimentos, mas é menos confiável que a galvanização: se o revestimento for danificado, o estanho consumirá o ferro subjacente.

Tipos de galvanização

As duas formas mais populares de galvanização são galvanização a quente e eletrogalvanização. Esses dois métodos e outros são discutidos abaixo. Saber qual tipo de galvanização selecionar pode requerer a ajuda de um especialista.

Galvanização a quente (Hot-dip galvanizing)

Durante a galvanização a quente, o metal é imerso em um banho de zinco quente a cerca de 450 °C. Quando removido, a superfície revestida reage com o oxigênio para formar óxido de zinco, e depois reage com dióxido de carbono para formar carbonato de zinco. Antes da galvanização, o metal deve ser limpo usando uma solução cáustica e depois decapado em uma solução ácida; cloreto de amônio de zinco também pode ser aplicado para evitar oxidação prematura do metal antes da galvanização.

Eletrogalvanização (Electrogalvanizing)

A eletrogalvanização combina galvanização com eletrodeposição: uma corrente elétrica é passada através de um banho de zinco com um ânodo de zinco e um condutor de aço. O processo produz um revestimento mais fino que a galvanização a quente e também cria um acabamento superficial mais brilhante adequado para aplicações cosméticas.

Sherardização (Sherardizing)

Esta forma de galvanização passa por vários nomes: Sherardização, galvanização por difusão térmica, galvanização a vapor e galvanização a seco. Envolve aquecer peças de aço até 500 °C em um tambor rotativo fechado que contém poeira de zinco. O zinco evaporado difunde-se na superfície da peça de aço para formar um revestimento firmemente ligado. É ideal para peças pequenas e peças que requerem revestimento de seções internas.

Galvanização recozida (Galvannealing)

A galvanização recozida é uma combinação de galvanização a quente e recozimento. O processo de galvanização a quente ocorre normalmente, antes que o metal revestido seja passado por facas de ar para remover qualquer excesso de zinco. O metal é então brevemente aquecido em um forno de recozimento a 500–565 °C, fazendo com que as camadas de ferro e zinco se difundam uma na outra e criem camadas de liga zinco-ferro.

Vantagens da galvanização

O objetivo da galvanização é criar um revestimento protetor de zinco sobre uma peça de aço ou ferro. Mas por que isso é útil e quais são as principais vantagens da galvanização?

• Bloqueia substâncias corrosivas: Um revestimento de zinco em metal galvanizado impede que substâncias corrosivas atinjam o metal de substrato mais fraco. Isso pode prolongar a vida útil do substrato, especialmente se usado em uma aplicação exigente.
• Previne ferrugem: A galvanização atrasa significativamente o início da ferrugem.
• Cria ânodo sacrificial: O revestimento de zinco é consumido por substâncias corrosivas, oferecendo proteção ao metal subjacente até ser totalmente consumido. Mesmo se um arranhão penetrar no revestimento, o zinco será consumido antes do ferro.
• Dura muito tempo: Revestimentos de zinco criados por galvanização são resistentes e duradouros, muitas vezes fornecendo décadas de proteção para o metal subjacente.
• É acessível: A galvanização é um procedimento bastante simples e acessível que fornece um benefício notável por gasto mínimo.
• Cria um revestimento espesso: Embora não seja adequado para todas as aplicações, a galvanização produz um revestimento mais espesso do que, por exemplo, a eletrodeposição.

Aplicações da galvanização

A capacidade de prevenir corrosão em aço e ferro torna a galvanização amplamente usada em várias indústrias.

A aplicação mais comum é aço galvanizado para construção: centenas de milhares de toneladas de aço de construção galvanizado são produzidas anualmente para fabricar estruturas como estruturas de edifícios, mobiliário urbano, escadas de incêndio, escadas e varandas.

Aço galvanizado também é comum na indústria automotiva, onde pode ser transformado em peças resistentes à ferrugem, incluindo a maior parte do "branco da carroceria" de um carro: sua fundação esquelética. Para-choques, vigas, chassis e quadros também podem ser feitos de aço galvanizado.

A prevenção de ferrugem é uma característica desejável em telecomunicações, onde linhas telefônicas e caixas elétricas estão sujeitas aos elementos diariamente. A galvanização serve para aumentar a vida útil de tais itens.

Manufatura com metal galvanizado

Materiais galvanizados estão amplamente disponíveis como chapa metálica galvanizada, adequada para processos de fabricação de chapas metálicas como dobramento e estampagem, ou como barras, tubos e hastes de metal galvanizado adequados para processos como usinagem CNC.

Materiais galvanizados tendem a ser facilmente usináveis, pois o revestimento de zinco é mais macio que o aço subjacente.

Metal galvanizado também pode ser soldado, mas o zinco pode liberar fumos perigosos, então ventilação adequada é essencial. Pintura não é particularmente eficaz em aço ou ferro revestidos de zinco, a menos que o material tenha sido galvanizado recozido (galvannealed).