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GALVANOPLASTIA, Notas de estudo de Engenharia Mecânica

PROCESSOS DE GALVANOPLASTIA EM METAIS, BANHOS DE ZINCO E NÍQUEL

Tipologia: Notas de estudo

2012

Compartilhado em 23/08/2012

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naiara-ferreira-7 🇧🇷

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UNIVERSIDADE REGIONAL INTEGRADA DO ALTO URUGUAI E DAS MISSÕES
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
ENGENHARIA MECÂNICA
DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL E EXPERIMENTAL II
PROCESSO DE GALVANOSPLASTIA
Acadêmicos: Gicélia Freitas;
Naiara Ferreira; Nelson Sutil;
Tiago Lando.
Erechim, junho de 2012
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UNIVERSIDADE REGIONAL INTEGRADA DO ALTO URUGUAI E DAS MISSÕES

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

ENGENHARIA MECÂNICA

DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL E EXPERIMENTAL II

PROCESSO DE GALVANOSPLASTIA

Acadêmicos: Gicélia Freitas; Naiara Ferreira; Nelson Sutil; Tiago Lando. Erechim, junho de 2012

1- INTRODUÇÃO

A galvanoplastia é um tratamento de superfície que consiste em depositar um metal sobre outro, através da redução química ou eletrolítica. O objetivo principal dos processos de tratamento de superfícies é o de conferir um tempo maior de vida útil a todo o metal tratado, retardando o processo de corrosão aos quais os metais estão sujeitos. Principais aplicações:

  • Proteção;
  • melhorar a aparência(visual);
  • resistência ao atrito;
  • melhorar a dureza superficial; Trata-se de um processo barato, comparado com os demais, porém se não tratado corretamaente após sua utilização pode gerar muitos problemas ambientais, devido seu alto teor de metais pesados.

corrente sendo elas catódica e anódica. Corrente catódica forma grande quantidade de hidrogênio que se desprende em grande volume produzindo uma ajuda mecânica dessas sujidades. Na corrente anódica as peças funcionam como anodos nos banhos, ou seja, atuam como polo positivo, neste pocesso ocorre o fenômeno de oxidação das impurezas. 2.5. DECAPAGEM Ácido muriático ou ácido sulfurico são os reagentes deste precesso. Serve para retirar a carepa de carbono das chapas e algum excesso de óleo. 2.6. BANHO DE ZINCO ELETROLÍTICO Trata-se, então, de uma eletrodeposição na qual o objeto que recebe o revestimento metálico é ligado ao polo negativo de uma fonte de corrente contínua enquanto o metal que dá o revestimento é ligado ao polo positivo. Para que a película do metal se ligue a outro, além de uma perfeita limpeza e desengorduramento da superfície, é preciso conhecer suas naturezas e propriedades químicas. 2.6.1. DEPOSIÇÃO DE ZINCO

  • O zinco é um metal de cor cinza, bastante mole e sua propriedade mais importante é a proteção à corrosão desubstratos de ferro.
  • Não dá problemas de aderência.
  • Caracteriza-se por ser de cor iridiscente

2.6.2. COMPOSIÇÃO DOS BANHOS DE ZINCO

O quadro 1 mostra a composição dos componentes químicos que fazem parte do banho e suas concentrações. quadro 1 – Composição banhos zinco 2.7. PROCESSO DE NIQUELAGEM A eletrodeposição do níquel é obtida em uma solução aquosa, com sais de níquel pela aplicação de corrente direta entre um ânodo e a peça. Usualmente, os ânodos são de níquel eletrolítico com alto grau de pureza, que se dissolvem pela passagem de corrente, formando os íons de níquel que substituem os que são removidos durante a eletrodeposição, no cátodo.

  • Consiste no mesmo tratamento de decapagem e desengorduramento do processo de zincagem.
  • O níquel é um metal duro, de cor cinza claro, bastante resistente ao ataque químico.
  • O níquel depositado eletroliticamente pode ser fosco ou brilhante. 2.7.1. PROPRIEDADES E TIPOS DE BANHOS DE NÍQUEL Em contato como ar, o níquel sofre rapidamente embaçamento. Este metal é muito utilizado para fins decorativos.

3-METODOLOGIA

3.1. MATERIAIS UTILIZADOS

Para a preparação do banho deve ser utilizado recipiente de ferro revestido com PVC, os barramentos devem ser de aço inox, cobre ou latão. Retificador de 12V, trifásico e amostras metálicas, que podem ser de ferro fundido, aços temperados, aços de alta resistência, chumballoy etc. 3.2. PREPARAÇÃO DO BANHO 3.2.1. Processo de Zinco Ácido à base de Cloreto de Potássio A montagem do banho se dá adicionando em um tanque de água com baixo teor de calcário, até 2/3 do volume total do banho. Aquecer até 60º C. Adiciona-se o Ácido Bórico até completa dissolução. Logo após, adiciona-se o Cloreto de Zinco e o Cloreto de Potássio sob agitação até completa dissolução. Adiciona-se água até 90% do volume total. Deixa-se esfriar. Adiciona-se de 1 a 2 g/L de Zinco em pó, agita-se o banho durante aproximadamente 30 minutos. Deixa-se decantar durante algumas horas e depois filtrar para o tanque de operação. Ajusta-se o pH para a faixa recomendada com Ácido Clorídrico, em seguida adiciona-se o nivelador- marrom, diluído previamente com pequena quantidade de água e por ultimo o abrilhantador-marom. Completa-se com água o volume total do banho e mistura-se bem. Introduzem-se os anodos no barramento anódico e faz-se eletrólise utilizando chapas de ferro ou aço inox, previamente limpas, em toda a extensão do barramento catódico durante 1 hora com uma densidade de corrente de 4 A/dm2. Após esse procedimento o banho estará pronto para operar.

  • Condições operacionais:
  • Densidade de corrente catódica: 0,5 a 12 A/dm
  • Tensão: 3 a 10 Volts
  • Eficiência anódica: 100%
  • Eficiência catódica: 85 a 95%
  • Velocidade de deposição: aproximadamente 1 um/min.
  • Agitação catódica: 4 a 5 m/min. (banhos parados).
  • Temperatura: 18 a 60 ºC Utiliza-se anodos de zinco eletrolítico com pureza de 99,99% de preferência revestidos em sacos de polipropileno. Ao contrário dos banhos de zinco alcalino à base de cianetos, os anodos no banho de zinco ácido não se dissolvem sem corrente elétrica, podendo permanecer no banho enquanto o mesmo não estiver operando. 3.2.2. Processo de Zinco Alcalino com Médio Cianeto Adiciona-se em um tanque com água de baixo teor de calcário até 2/3 do volume total do banho. Adiciona-se soda cáustica sob agitação até completa dissolução. Adiciona-se o Cianeto de Sódio e o Óxido de Zinco sob agitação até completa dissolução. Adiciona-se água até 90% do volume total. Deixa-se esfriar. Adiciona-se o zinco em pó, agita-se o banho durante 30 minutos. Deixa-se decantar durante algumas horas e filtrar para o tanque de operação e completar com água do volume do banho. Utiliza-se anodos de zinco eletrolítico com pureza de 99,99% 3.2.3. Processo de niquelagem Adiciona-se em um tanque, água com baixo teor de calcário e isento de impurezas, até 2/3 do volume total do banho e aquece-se até aproximadamente 60 ºC. Adiciona-se o ácido bórico sob agitação até completa dissolução. Adiciona-se o cloreto de níquel e o sulfato de níquel sob agitação até completa dissolução. Adiciona-se água até 90% do volume total. Aquece-se até 58 ºC. Adiciona-se

3.6. PASSIVAÇÃO

A peça passa pelo cromatizante que reforça a proteção anti-corrosiva e o acabamento estético da peça. OBS: O banho de níquel não possue processo de passivação.

4 - RESULTADOS

Como o banho galvanico trata-se da deposição de metal sobre metal as peças zincadas ou niqueladas garantem uma boa proteção contra a corrosão e com a constante preocupação e leis que garantem a preservação do meio ambiente, o processo de galvanoplastia é considerado ideal pelo seu baixo custo e bom resultado. Figura 4.1 – Peça zincada sem passivação

A figura 4.2 mostra a comparação de uma peça sem a cobertura do banho de zinco e uma peça com a cobertura do banho de zinco. Figura 4.2 – Comparativo entre peça sem banho e com banho Figura 4.3 – Peça zincada com cromatizante amarelo

7 - REFERÊNCIAS

  1. SCHELLE, Gustl. Manual de procedimentos para utilização de tecnologia limpa na indústria galvânica. Revisado por Haroldo A. Ponte. Curitiba. 1998. Série SIDEE n° 18
  2. http://www.infoescola.com/quimica/galvanizacao/
  3. http://www.lmc.ep.usp.br/people/valdir/pef5736/corrosao/PROTE %C3%87%C3%83OCORROS%C3%83O.html
  4. http://drika.wordpress.com/tecnologia-liga/eletrodeposicao-de-metais/
  5. http://www.mecanicaindustrial.com.br/conteudo/422-como-funciona-a- eletrodeposicao/
  6. http://www.sorocromo.com.br/img/servicos.swf