A importância do acabamento em peças de usinagem
- Suellen Gonçalves
- 18 de set. de 2024
- 7 min de leitura
Atualizado: 7 de abr.
Após a produção de qualquer peça usinada, outra etapa se faz muito importante – O Acabamento.
O processo de acabamento, visa melhorar não só a estética, mas a qualidade e durabilidade da peça produzida, uma vez que eles trará variados efeitos sobre essa peça.
Há variados processos mecânicos de acabamento, como tambor, escovação e jateamento, mas também processos químicos, nos quais é possível remover manchas, alterar seus níveis de condutividade, prolongar sua vida útil e até aumentar sua resistência ao desgaste e à corrosão. Todo acabamento químico é normalmente compatível com materiais específicos e é escolhido com base na finalidade proposta de cada um. Para essa escolha, deve-se considerar alguns fatores:
- O ambiente em que sua peça será usada;
- Se requer propriedades condutoras ou isolantes;
- Quanto peso terá que suportar;
- Quanto desgaste ele precisará suportar;
- Requisitos de cor e transparência;
- Padrões de acabamento de superfície
- Quaisquer outras propriedades relevantes.
Anodização
A anodização é uma opção popular de acabamento em peças de alumínio, ela engrossa a camada de óxido natural nas superfícies das peças, criando um filme de óxido anódico que resulta em maior proteção e melhor estética.
No processo, a peça é banhada de eletrólito ácido, e em seguida é aplicado um cátodo (um eletrodo carregado negativamente) para fazer com que a solução libere hidrogênio. Ao mesmo tempo, a parte de alumínio (o ânodo carregado positivamente) liberará oxigênio, formando uma camada protetora de óxido em sua superfície.
Após esse processo, a superfície da peça terá poros microscópicos que devem ser selados com uma solução química para evitar corrosão e qualquer acúmulo de contaminantes. Além da vedação, a camada anodizada porosa pode ser pintada ou tingida e, como os acabamentos anodizados são atóxicos e quimicamente estáveis, também são mais ecológicos.
A anodização não é condutora de eletricidade e está totalmente integrada ao substrato de alumínio, de modo que não lasca ou descama. As peças anodizadas são duráveis e resistentes à corrosão e à abrasão, o que pode reduzir os custos de manutenção no futuro.
A anodização não é apenas um acabamento para alumínio: o processo também é possível para titânio e outras peças de metal não ferroso.
Existem três tipos diferentes de anodização:
Tipo I (anodização com ácido crômico) resulta na camada de óxido mais fina, e assim não altera as dimensões da peça, também terão uma cor mais acinzentada e não absorverão bem outras cores.
Tipo II (anodização com ácido bórico-sulfúrico) é ligeiramente mais espesso, tem melhor adesão da tinta, sendo possível facilmente criar peças azuis, vermelhas, douradas, pretas ou verdes.
Tipo III (anodização dura com ácido sulfúrico) é a forma mais comum de anodização. Tem o acabamento mais claro, o que significa que pode ser usado com mais cores. Vale notar que esse acabamento é o mais espesso.
A maior durabilidade, resistência à abrasão e resistência à corrosão das peças anodizadas e o alto nível de controle dimensional que o processo oferece tornam a anodização particularmente popular na indústria.
Passivação
Outro processo popular de acabamento em metal, especialmente no inox.
As peças passivadas são mais resistentes à ferrugem, e terão menos probabilidade de corroer, portanto são mais adequadas para uso externo.
O processo envolve a submersão da peça em um banho à base de ácido para remover qualquer ferro e ferrugem de suas superfícies sem perturbar o cromo. A aplicação de ácido ao aço inoxidável remove qualquer ferro livre ou compostos de ferro de sua superfície, deixando para trás uma camada composta de cromo (e às vezes níquel).
Após a exposição ao ar, esses materiais reagem com o oxigênio para formar uma camada protetora de óxido.
Embora o ácido nítrico seja a escolha tradicional, o ácido cítrico recentemente aumentou em popularidade por produzir tempos de ciclo mais curtos e ser mais seguro e ecológico.
Antes que uma peça possa ser passivada, ela deve ser limpa para remover qualquer graxa, sujeira ou outros contaminantes e, em seguida, enxaguada e embebida (ou pulverizada).
Revestimento de óxido preto
O processo de revestimento de óxido preto envolve a imersão de peças em um banho de óxido para formar uma camada de magnetita (Fe 3 O 4), que oferece resistência suave à corrosão, sendo uma opção de acabamento para metais ferrosos como aço, aço inoxidável e cobre.
Existem três tipos de revestimento de óxido preto:
Óxido preto quente: Imersão da peça em um banho quente de hidróxido de sódio, nitritos e nitratos para transformar sua superfície em magnetita. Após o banho, as peças são submersas em um limpador alcalino, água e soda cáustica, em seguida, revestidas com óleo ou cera para obter a estética desejada.
Esta forma de revestimento requer três instalações especializadas.
- Alto-forno com solução salina alcalina para converter óxidos de ferro em ferro líquido na superfície.
- Sistema de controle de temperatura para manter o ponto de ebulição necessário.
- Instalações de limpeza para remover a poeira e fixação na superfície durante todo o processo
Óxido preto de temperatura média: Semelhante ao revestimento de óxido preto quente, tendo a diferença que as peças revestidas em temperatura média, escurecerão a uma temperatura mais baixa (90 – 120 °C). Como está abaixo do ponto de ebulição da solução de sódio e nitrato, não há necessidade de se preocupar com vapores cáusticos.
Óxido preto frio: Enquanto o processo quente e de temperatura média, envolvem conversão de óxido, o revestimento com óxido preto frio depende do selênio de cobre depositado para alterar uma peça. As peças são mergulhadas em um tanque com uma solução de ácido fosfórico com um grau razoável de selênio, cobre e compostos, ficando imersas de 20 a 30 minutos.
Todas as outras limpezas, secagem e revestimento secundário de cera e óleo são iguais aos acabamentos em temperatura quente e média.
Sendo de fácil aplicação, porém sai mais rapidamente e oferece menos resistência à abrasão.
O revestimento de óxido preto, dará a peça maior resistência à corrosão e à ferrugem, será menos refletiva e terá seu ciclo de vida muito mais longo. O revestimento de óleo ou cera adiciona resistência à água e também facilita a limpeza das peças, evitando que substâncias nocivas cheguem ao interior do metal.
O revestimento de óxido preto também adiciona espessura, tornando-o ideal para furadeiras, chaves de fenda e outras ferramentas que exigem bordas afiadas que não ficarão cegas com o tempo.
Filme químico
Também conhecido por sua marca Alodine, é um revestimento fino de conversão química usado para dar acabamento às superfícies metálicas, como alumínio, cobre, latão e aço. Embora se aplique principalmente às peças de alumínio para prevenir a corrosão e melhorar a aderência de adesivos, tintas e primer.
Um acabamento de filme químico pode ser aplicado por pulverização, imersão ou pincel e, dependendo do produto e da fórmula, pode ser amarelo, bege, dourado ou transparente.
O diferencial é que o acabamento do filme químico permite que o alumínio mantenha suas propriedades condutoras e também é relativamente mais barato.
Como é propenso a arranhões, abrasão e outros danos superficiais, o filme químico não é ideal para projetos nos quais a aparência estética é uma prioridade.
Eletropolimento
O eletropolimento é um processo de acabamento eletroquímico usado para remover uma fina camada de material de aço, aço inoxidável e ligas similares.
Durante o processo, a peça é submersa em um banho químico, e uma corrente elétrica é aplicada para dissolver sua camada superficial. Vários parâmetros afetam o acabamento da peça, incluindo a composição química da solução eletrolítica, sua temperatura e o tempo de exposição da peça.
O eletropolimento geralmente remove entre 0,0002 e 0,0003 polegadas da superfície de um objeto, deixando um material liso, brilhante e limpo. Inclui benefícios como maior resistência à corrosão, maior longevidade da peça, menor coeficiente de fricção, redução da rugosidade da superfície e eliminação de defeitos na superfície, como rebarbas e microfissuras.
O eletropolimento é compatível com aço, aço inoxidável, cobre, titânio, alumínio, latão, bronze, berílio e muito mais. Vale ressaltar que o eletropolimento é mais rápido e barato do que o polimento manual, embora ainda seja demorado e não remova 100% dos defeitos superficiais ásperos.
Cromagem
A cromagem, é um tipo de galvanoplastia que envolve adicionar uma fina camada de cromo a uma peça de metal para aumentar sua dureza de superfície ou resistência à corrosão.
A adição de uma camada de cromo pode tornar a limpeza de uma peça mais fácil e melhorar sua estética, e quase todas as peças de metal podem ser cromadas, incluindo alumínio, aço inoxidável e titânio.
O processo de cromagem geralmente envolve o desengorduramento, limpeza manual e pré-tratamento de uma peça antes de ser colocada em um tanque com água, cromo e outros aditivos, e então se inicia o processo de eletrodeposição de cromo na peça.
A peça deve então permanecer no tanque por tempo suficiente para que a camada de cromo atinja a espessura desejada. Como o processo consome eletricidade e envolve várias etapas, a cromagem é um processo de acabamento relativamente caro.
Zincagem
O revestimento de zinco, ou cromato de zinco, é um acabamento químico popular que protege as peças de aço contra umidade e corrosão. Os produtos zincados têm maior longevidade, melhor apelo estético e uma aparência mais uniforme. Esse revestimento também pode alterar a cor de uma peça para azul prateado, amarelo, preto ou verde.
Outro benefício significativo, é o seu potencial para proteger a superfície de uma peça por anos: mesmo que o revestimento seja arranhado, o zinco reagirá à atmosfera e oxidará rapidamente. No entanto como o zinco é quimicamente suscetível a ácidos e álcalis, a zincagem pode não ser suficiente para peças destinadas a ambientes úmidos ou extremamente úmidos.
Existem alguns tipos diferentes de revestimento de zinco. A eletrogalvanização por exemplo, requer uma corrente elétrica para revestir a peça em uma fina camada de zinco, enquanto a galvanização por imersão a quente requer que as peças sejam submersas em um banho de zinco quente.
A eletrogalvanização é o processo mais barato, mas a galvanização por imersão a quente é melhor para peças que serão usadas em ambientes agressivos ou que sofrerão muito desgaste.
Após o processo de zincagem, as peças podem passar por um procedimento secundário para maior proteção e melhor desempenho. O padrão da Sociedade Americana de Testes e Materiais a ASTM B633, inclui quatro tipos de revestimento de zinco:
Tipo I: Não possui tratamento complementar.
Tipo II: Envolve um tratamento de cromato colorido.
Tipo III: Usa um tratamento de cromato incolor.
Tipo IV: Usa um tratamento de conversão de fosfato.
Concluímos que os acabamentos químicos oferecem várias maneiras de obter a qualidade da superfície e os níveis de desempenho necessários para a sua peça, mas nem todos os processos de acabamento serão adequados para todos os materiais e usos finais. Para determinar qual acabamento químico é adequado para sua peça, você precisará ter um forte entendimento de fatores críticos, como quanta corrosão, fricção e resistência ao desgaste sua peça final precisa, o ambiente em que ela será usada e suas propriedades condutoras ou isolantes necessárias.
Fica claro então, observando todas essas informações, que os processos de usinagem envolvem a obtenção de peças com qualidade e precisão. Daí a importância do acabamento. Assim, essa é mais uma das etapas que garante alto grau de assertividade e adequação à necessidade específica do cliente.
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