A ideia deste trabalho é a de fazer uma breve apresentação dos principais tipos de revestimentos metálicos e cerâmicos aplicados sobre peças metálicas.
Antes de desenvolver o tema, entretanto, vamos nos deter na seguinte questão de partida: por que revestir uma peça metálica?
A resposta está no fato de muitas vezes as solicitações superficiais de uma peça quanto a desgaste abrasivo, desgaste adesivo, desgaste corrosivo, atrito, condutibilidade elétrica, permeabilidade magnética, etc., estarem em conflito com as características do material usado para a fabricação desta peça considerando sua função estrutural e seu custo.
Em outras palavras, com uma combinação adequada de materiais, entre revestimento e substrato, é possível produzir um conjunto de características que eventualmente não se conseguiria utilizando apenas um único material e/ou que representa uma solução mais econômica, como, por exemplo, substituindo uma peça de aço inoxidável por outra de aço carbono revestida com uma camada que impede a corrosão.
Uma das formas de se entender os processos de revestimento é quanto à maneira como o material depositado é incorporado à camada. Neste sentido, podemos dividir os processos em três categorias:
A. Processos baseados na adição de material compacto, ou no estado sólido ou no estado líquido;
B. Processos baseados na deposição de partículas de dimensões macroscópicas (com diâmetro entre 10 µm e 10 mm);
C. Processos baseados na formação de camadas a partir de deposição de átomos, íons ou moléculas.
No primeiro grupo temos dois tipos básicos de processo de revestimento:
1. Caldeamento, que pode ocorrer por laminação, explosão ou atrito. Exemplos: junção de duas chapas sobrepostas de ligas metálicas diferentes;
2. Imersão em banhos de metal fundido com posterior solidificação controlada do material aplicado. Exemplos: Al. Pb, Sn e Zn.
No segundo grupo temos também dois tipos básicos de processo de revestimento:
1. Solda, a partir de uma grande variedade de técnicas, tais como: chama, arco elétrico, MIG (Metal Inert Gas), MAG (Metal Active Gas), plasma, laser. Exemplos: diversos tipos de ligas metálicas;
2. Aspersão térmica, em suas principais variantes: chama, HVOF (High Velocity Oxygen Fuel), arco elétrico e plasma. Exemplos: Al, aço inoxidável, WC base Co, WC base Cr, óxido de Cr, óxido de Al.
No terceiro grupo temos quatro tipos básicos de processo de revestimento:
1. Galvânicos – Ocorrem através da imersão da peça a ser revestida em soluções líquidas eletrolíticas. Os íons do material de interesse depositam-se gradualmente na superfície da peça a ser revestida por meio da aplicação de uma corrente elétrica. Exemplos: Cr, Ag, Zn, Al, ligas metálicas;
2. Deposição Química – Ocorre através da imersão da peça a ser revestida em uma solução com uma composição tal que promove uma sequência de reações químicas na superfície da peça, cujo produto se constitui na camada de revestimento. Exemplos: Ni Químico, fosfatização;
3. PVD (Physical Vapor Deposition) – Ocorre dentro de uma câmara sob vácuo, onde o material a ser depositado é inicialmente vaporizado e ionizado formando um plasma. Por diferença de potencial estes íons, de forma pura ou combinados com átomos de nitrogênio ou carbono, são atraídos para a superfície das peças a serem revestidas. Exemplos: TiN, CrN, AlTiN, TiCN, Al;
4. CVD (Chemical Vapor Deposition) – Ocorre dentro de uma câmara sob vácuo, mas neste caso o elemento a ser depositado vem da decomposição de um gás a partir de uma reação química. O material da camada condensa na superfície das peças que são revestidas. Exemplos: TiN, TiC, CrC, TiB2, Al2O3.
Em edições posteriores, discutiremos com mais detalhes os processos PVD e CVD, inclusive sua aplicação no campo de ferramentas e componentes mecânicos de precisão.
Luiz Roberto Hirschheimer
1 de setembro de 2016 at 13:32Parabéns pela clareza da exposição, Paulo.