Estratégias Eficazes de Prevenção de Corrosão para Design de Veículos Leves

Leveamento de veículos significa garantir que os materiais mais leves adequados ao trabalho sejam usados na fabricação de veículos. Ao tornar veículos mais leves, fabricantes visam criar veículos que tenham melhor dirigibilidade e eficiência de combustível que seus equivalentes mais pesados.

Alguns dos materiais usados apresentam desafios quando se trata de prevenir corrosão, então uma estratégia de prevenção de corrosão deve ser implementada ao buscar leveamento na indústria automotiva.

Estratégia para Redução de Peso de Material

Aço de alta resistência para componentes estruturais do assoalho é usado para reduzir o peso de um automóvel. À medida que optamos por aço de alta resistência de calibre mais fino no lugar de um aço de menor resistência mais grosso, valores de rigidez podem ser comprometidos.

Usar aço de alta resistência mais fino ajuda designers a alcançar a redução de peso necessária. No entanto, a corrosão torna-se uma preocupação, pois uma peça mais fina de aço pode falhar de maneira estrutural. O aço mais fino pode ser afetado por corrosão mais rapidamente, atingindo a espessura crítica na qual tais falhas poderiam ocorrer, comparado a um aço mais grosso. Portanto, medidas adicionais para controle de corrosão são necessárias quando tentamos alcançar redução de peso usando aço de calibre mais fino.

Quatro fatores principais são responsáveis pela resistência geral à corrosão: material, design, processo de fabricação e pós-revestimento.

Tipos de Corrosão:

Quatro tipos de corrosão são importantes no caso de componentes estruturais do assoalho: fresta, pitting, galvânica e cosmética. (Leia também: Os 8 Tipos Mais Comuns de Corrosão de Metais.)

Corrosão por fresta é normalmente associada a pequenos volumes de solução estagnada ou eletrólito que fica preso em frestas de juntas ou em depósitos superficiais e poultices.

Corrosão por pitting é um ataque localizado, geralmente causado por cloretos, à medida que covas se formam, resultando em superfície rugosa. Corrosão por fresta e pitting podem levar a perfuração do aço e falhas funcionais prematuras.

Corrosão galvânica ocorre quando metais diferentes estão em contato um com o outro. Por exemplo, um componente de alumínio em contato com um componente de aço pode corroer-se, ou pode se sacrificar para proteger o componente de aço.

Corrosão que inicia em uma superfície visível de um veículo, geralmente em pontos agudos ou arranhões em um pós-revestimento, é chamada corrosão cosmética. Na maioria dos casos, a corrosão cosmética é estética; no entanto, pode subsequentemente levar a danos mais severos, incluindo perfuração.

Graus de Aço

Existem vários graus de aço disponíveis para componentes estruturais automotivos.

• Aços de baixo carbono, conformáveis, têm limites de escoamento até 260 MPa.
• Aços resistentes a amassados têm limites de escoamento até 280 MPa.
• Aços de alta resistência têm limites de escoamento até 830 MPa.
• Aços de ultra-alta resistência têm resistências à tração até 1500 MPa.

A maioria desses tipos de aço pode ser fornecida com revestimento metálico, como zinco, zinco-ferro ou alumínio para proteção aprimorada contra corrosão.

Revestimentos

Componentes estruturais do assoalho são normalmente revestidos para fornecer uma primeira linha de defesa contra corrosão. Revestimentos comumente usados incluem conversão, cera de fusão a quente, eletrodeposição, metálico, orgânico, autodeposição e pó. Revestimentos de conversão de fosfato são empregados para melhorar adesão de tinta, melhorando indiretamente a resistência à corrosão.

Revestimentos como base epóxi seguida por topo epóxi são frequentemente usados em veículos comerciais.

Revestimentos em pó de epóxi, poliéster e híbridos são comuns para componentes do assoalho. A desvantagem no caso de revestimentos em pó é que eles não podem ser usados em seções internas devido a problemas de acesso.

No caso de rodas, um topo acrílico é requerido sobre o revestimento epóxi para melhor resistência à intempérie, que de outra forma poderia resultar em marcas brancas de giz no revestimento e pode subsequentemente perder uma medida de sua resistência à corrosão. (Leia também: Como Revestimentos Metálicos Protegem Metais da Corrosão.)

Processos de Fabricação e Considerações de Design

O assoalho de um veículo é feito montando muitos componentes. Os processos usados para fabricar os componentes e os métodos usados para unir os componentes desempenham impacto significativo na resistência à corrosão de um assoalho. Ao projetar peças e juntas, é da maior importância garantir que revestimentos acessem peças e juntas individuais. Normalmente, aberturas são fornecidas em peças para acesso de revestimento e drenagem. As aberturas devem ser estrategicamente localizadas para que não haja comprometimento da integridade estrutural.

Normalmente, a eletrodeposição (E-coating) usada para o assoalho carece da capacidade de lançar revestimento em uma seção longa e fechada. Uma abordagem para superar este problema é ter furos ao longo do comprimento da seção. O revestimento alcançado dentro da seção depende da localização, tamanho e frequência dos furos. Similarmente, furos são requeridos para que a entrada de cera de fusão a quente ou pó seja possível em uma seção fechada.

Testes de Corrosão

Testes de corrosão devem simular condições de serviço de campo o mais próximo possível e podem ser divididos em duas classes amplas: testes de laboratório acelerados e testes de campo. Testes de laboratório podem envolver teste de pequenos espécimes de cupom ou teste de componente totalmente montado. Testes de campo podem incluir teste de espécimes anexados a veículos submetidos a um comprimento especificado de serviço de campo. (Leia também: Avaliação de Corrosão: 8 Tipos de Testes que Ajudam Engenheiros.)

Conclusão

Leveamento de veículos pode usar várias técnicas. Quando alcançado usando aço mais leve, abre a porta para potenciais problemas de corrosão. Planejando para a possibilidade, estando ciente dos tipos de aço e corrosão, usando os revestimentos certos nos lugares corretos, e garantindo que você tenha testes adequados em vigor, fabricantes podem prevenir problemas de corrosão de assolarem seus veículos.