Sair
6ª Conferência sobre
Tecnologia de Equipamentos
ALGUNS RESULTADOS DE AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA À
CORROSÃO DE REVESTIMENTOS COMERCIAIS ALTERNATIVOS AO
CÁDMIO
Luís Alexandre Sores da Silva
COPPE/UFRJ
Lúcio Sathler
COPPE/UFRJ
Marcelo Torres Piza Paes
CENPES/PETROBRÁS
6°° COTEQ Conferência sobre Tecnologia de Materiais
22°° CONBRASCORR – Congresso Brasileiro de Corrosão
Salvador - Bahia
19 a 21 de agosto de 2002
As informações e opiniões contidas neste trabalho são de exclusiva responsabilidade
do (s) autor(es).
Sair
6ª Conferência sobre
Tecnologia de Equipamentos
SINÓPSE:
O presente trabalho é uma contribuição ao estudo de revestimentos que apresentam
possibilidades de substituir o cádmio para resistência à corrosão. Os depósitos de
cádmio têm sido usados por muitos anos por apresentarem boa resistência à corrosão
a alta lubricidade. Entretanto, devido a sua elevada toxidez, revestimentos
alternativos têm sido propostos, sendo estes geralmente a base de liga de zinco. Os
revestimentos estudados são cádmio, zinco e ligas de Zn-Ni e Ni-P/Zn. Os depósitos
foram produzidos em instalações industriais a partir de banhos comerciais, aplicados
sobre chapas de aço carbono. Os revestimentos foram examinados por microscopia
eletrônica e submetidos aos ensaios de névoa salina, imersão total e polarização
anódica em soluções de NaCl 3%. Os depósitos de cádmio com cromato
apresentaram grãos finos e excelente resistência à névoa salina e aos ensaios
eletroquímicos. Os revestimentos de zinco com cromato apresentaram microtrincas,
grãos grosseiros e desempenho inferior ao revestimento de cádmio.
Os
revestimentos de liga Zn-15,8%Ni sem cromato e Ni-P/Zn tratados termicamente
apresentaram grãos grosseiros, microtrincas e baixa resistência à corrosão. Os
revestimentos de liga Zn-16,3%Ni com cromato apresentaram grãos finos e
desempenho superior ao revestimento de cádmio nos meios estudados.
Palavras-chave : Revestimentos metálicos, névoa salina, ensaios eletroquímicos
Sair
6ª Conferência sobre
Tecnologia de Equipamentos
1 - INTRODUÇÃO:
É conhecido que os revestimentos de cádmio possuem boa soldabilidade, baixa
resistência ao contato elétrico, baixa relação torque/tensão, alta lubricidade, e boa
resistência à corrosão(1,2).
Entretanto, devido a sua elevada toxidez(1,3),
revestimentos alternativos têm sido propostos sendo estes geralmente a base de ligas
de zinco(1,3,4,5,6). Os revestimentos de Zn-Ni são os mais indicados para diferentes
aplicações e os trabalhos de Miranda et al.(7), Alfantazi et al.(8) e Krishniyer et
al.(9) mostram que estes revestimentos são mais resistentes à corrosão do que o zinco
puro em meios contento cloreto. A concentração de níquel depende do meio e do
pH(8,9,10) sendo as mais estudadas entre 5 – 20%Ni. O presente trabalho é uma
contribuição ao estudo da resistência à corrosão de revestimentos de cádmio, zinco,
Zn-Ni e Ni-P/Zn em soluções de cloreto.
2 - MATERIAIS E MÉTODOS:
Os materiais estudados foram revestimentos metálicos comerciais produzidos sobre
chapas de aço carbono AISI 1010 de dimensões 70 x 50 x 2mm. São os seguintes
revestimentos:
1.
2.
3.
4.
Cádmio eletrodepositado, com cromatização verde-oliva (Cd c/cr);
Zinco eletrodepositado, com cromatização verde-oliva (Zn c/ cr);
Zn-15,8%Ni eletrodepositado (Zn-Ni s/ cr);
Zn-16,3%Ni eletrodepositado, com cromatização amarelo iridescente (Zn-Ni c/
cr);
5. Ni-P depositado quimicamente, seguido de eletrodeposição de zinco e tratamento
térmico de difusão a 320 o C durante 1 hora, 5 horas e 10 horas (Ni-P/Zn 1h, NiP/Zn 5h, Ni- P/Zn 10h).
Antes da deposição, as amostras foram pré desengraxadas em toluol e, em seguida,
em solução alcalina a 70o C. A seguir, foram lavadas em água destilada, decapadas
em ácido, lavadas, neutralizadas e novamente lavadas. O cádmio foi depositado em
banho cianídrico a 25-45o C e densidade de corrente de 5A/dm2. O zinco foi
depositado também em banho cianídrico a 25-45o C e densidade de corrente de 2-3
A/dm2 . A codeposição de Zn-Ni foi feita em banho ácido a 25-45o C e densidade de
corrente de aproximadamente 7 A/dm2. A deposição química de Ni-P foi feita em
eletrólito de hipofosfito ácido a 80-90o C sendo, em seguida, produzida a deposição
de zinco eletrolítico em banho cianídrico. Todos os materiais depositados foram
desidrogenados a 190o C durante 3 horas. A espessura total dos depósitos foi medida
com um aparelho FISHER modelo DUALSCOPE. Os valores médios das espessuras
foram: Cd (10,4 µm), Zn (26,8 µm), Zn-15,8%Ni (13,7 µm), Zn-16,3% Ni (12,0
µm), Ni-P/Zn 1h (11,0 µm), Ni- P/Zn 5h (10,0 µm) e Ni-P/Zn 10h (8,3 µm). Os
revestimentos foram examinados por espectroscopia eletrônica de varredura para
observação da morfologia do depósito. A análise dos elementos foi feita por
Sair
6ª Conferência sobre
Tecnologia de Equipamentos
espectroscopia de Raios-X (EDS) ao longo de uma linha traçada na seção de corte do
revestimento.
Os revestimentos metálicos foram submetidos aos seguintes ensaios de corrosão: 1)
Ensaios em Câmara de Névoa Salina, realizado segundo a norma ASTM B 117(11).
Foram utilizados 12 corpos-de-prova de cada revestimento sendo 1 com risco. As
avaliações dos corpos-de-prova ocorreram nos seguintes tempos: 24, 48, 72, 96, 115,
138, 206, 253, 302, 374, 444, 542, 628, 745, 850 e 950 horas; 2) Ensaios de Imersão
Total. O ensaio consistiu na imersão de 4 corpos-de-prova de cada material em
solução de NaCl 3%, pH 5,4. Durante o ensaio foram feitas medidas de potencial de
eletrodo em relação a um eletrodo de calomelano satur ado (ECS). Para isso, foi
conectado ao corpo-de-prova um fio de cobre isolado que serviu também de
sustentação da amostra na célula de teste. Três amostras de chapas não revestidas
foram expostas ao meio para determinação de seu potencial de eletrodo. Cada
material foi ensaiado em célula separada; 3) Ensaios de Polarização Anódica. Os
revestimentos metálicos foram polarizados anodicamente em solução de NaCl 3%,
aerada, sem agitação, de pH = 7,0. Cada corpo-de-prova apresentava uma área
exposta de 54 cm2. O contra-eletrodo foi uma chapa de aço inoxidável AISI 316
com área de 206 cm2 e a referência foi um eletrodo de calomelano saturado. Usou-se
a técnica potenciostática utilizando um equipamento Potenciostato-Galvanostato
Omnimetra modelo PG-05.
3 – RESULTADOS:
3.1 – Análises das Camadas de Revestimento:
Os revestimentos foram examinados por microscopia eletrônica de varredura para
observações de morfologia e análises de elementos na seção de corte e na superfície.
A seguir serão apresentados os principais resultados encontrados. 1)Revestimentos
de cádmio com cromato. A figura 1.a mostra uma imagem da seção de corte de uma
amostra de cádmio com cromato, tendo ao lado os perfis de concentração dos
elementos analisados. O revestimento apresentou-se contínuo e sem defeitos. O
aspecto da superfície é apresentado na figura 1.b onde observa-se grãos finos e lisos.
2)Revestimentos de zinco com cromato . A figura 2.a mostra o aspecto da seção de
corte do revestimento de zinco com cromato e os resultados das análises feitas ao
longo da linha de varredura EDS. Observou-se alguns defeitos na interface
substrato/zinco e microtrincas no sentido da espessura do revestimento. A figura 2.b
mostra o aspecto da superfície com características de depósito liso de grãos
grosseiros. 3)Revestimentos de zinco-níquel sem cromato. O aspecto da superfície
de corte do revestimento de Zn-Ni sem cromato e as análises de elementos podem ser
vistos na figura 3.a. O revestimento apresenta microtrincas ao longo da espessura. A
figura 3.b mostra o aspecto da superfície onde pode-se observar irregularidades,
trincas e grãos grosseiros. 4)Revestimentos de zinco-níquel com cromato. A figura
4.a mostra a superfície de corte do revestimento de Zn-Ni com cromato e as análises
dos elementos Fe, Zn, Cr e Ni. O depósito apresentou-se contínuo e com algumas
Sair
6ª Conferência sobre
Tecnologia de Equipamentos
microporosidades na interface substrato/revestimento. A vista de cima (figura 4.b)
mostra que a superfície apresenta irregularidades e grãos finos. 5) Revestimentos de
níquel-fósforo/zinco.
As amostras revestidas de Ni-P/Zn foram tratadas
termicamente a 320 o C para promover interdifusão dos elementos das sub-camadas
de Ni-P (níquel químico) e Zn (eletrolítico). Os tempos de tratamento térmico foram
1, 5 e 10 horas. Verificou-se um aumento da interdifusão com o tratamento térmico
de 1 hora para 5 horas e decréscimo para 10 horas. Verificou-se ainda que os
depósitos apresentavam microporos e microtrincas e que a quantidade e tamanho
desses defeitos cresciam com o tempo de tratamento térmico. Como exemplo, as
figuras 5.a e 5.b mostram os resultados de microscopia do revestimento de Ni-P/Zn
com 5 horas de tratamento térmico.
3.2 – Ensaios em Câmara de Névoa Salina:
A tabela 1 resume os resultados do teste de névoa salina. A amostra de depósito de
cádmio com risco apresentou alguns pontos de corrosão vermelha com 48 horas, mas
estes não evoluíram ao longo de 950 horas de exposição. A amostra de Zn-16,3%Ni
com cromato, com risco, apresentou corrosão vermelha com 374 horas, que também
não evoluiu com o tempo. Os corpos-de-prova de Ni-P/Zn tratados termicamente por
1, 5 e 10 horas, de um modo geral, apresentaram corrosão branca e vermelha com 24
horas de ensaio. Estes revestimentos sofreram corrosão intensa e foram retirados da
câmara com 138 horas de ensaio.
3.3 – Ensaios de Imersão Total:
A figura 6 mostra a variação do potencial a circuito aberto com o tempo no ensaio de
imersão total. O potencial do cádmio permaneceu constante com valor próximo a
−755mV e os corpos-de-prova não sofreram corrosão. As amostras de zinco
apresentaram potencial inferior a –1000mV nos primeiros 50 dias; após este tempo,
observou-se aumento de potencial até –690 mV quando os corpos-de-prova já
estavam totalmente corroídos.
As amostras de Zn-16,3%N i com cromato
apresentaram potenciais inferiores a –800mV no início do ensaio. Após 20 dias o
potencial estabilizou-se em aproximadamente –680mV e os corpos-de-prova não
apresentaram corrosão. As amostras de Zn-15,8%Ni sem cromato apresentaram
sinais de corrosão vermelha com 21 dias de imersão e foram retiradas do meio com
52 dias. Os corpos-de-prova de Ni-P/Zn tratados termicamente apresentaram sinais
de corrosão vermelha com 8 dias de ensaio e foram retirados da solução após 21 dias
por apresentarem intensa corrosão.
3.4 – Ensaios de Polarização:
A figura 7 mostra as curvas de polarização anódica dos revestimentos estudados em
solução de NaCl 3%, pH = 7,0. Foram levantadas 3 curvas para cada material, sendo
que apenas uma é representada na figura tendo em vista a boa reprodutibilidade
obtida. Conforme pode ser verificado, os materiais apresentaram dissolução ativa no
Sair
6ª Conferência sobre
Tecnologia de Equipamentos
meio estudado. O trecho linear indicado na curva foi obtido por regressão linear, que
possibilitou a determinação da corrente de corrosão e da inclinação da reta. A tabela
2 resume os resultados obtidos das curvas de polarização.
4 – DISCUSSÃO:
Os revestimentos metálicos aplicados sobre uma superfície com o objetivo de
proteger o substrato contra a corrosão devem ser contínuos, aderentes, livres de
defeitos como poros e trincas e quimicamente inertes ou consideravelmente
resistentes ao meio de trabalho. Se o revestimento apresenta defeitos que permitem a
penetração do eletrólito até o substrato, a proteção ou não do metal vai depender das
características eletroquímicas do par depósito/substrato no meio considerado. Se o
revestimento é menos nobre que o substrato, caso do zinco e cádmio sobre o aço, a
presença de tais defeitos conduz à formação de um par galvânico no qual o
revestimento protege catodicamente o substrato. Por outro lado, se o depósito é mais
nobre que o substrato, caso do níquel sobre o aço, ocorre a corrosão do substrato
através dos defeitos. Nesse caso, tem-se um processo de corrosão localizada
caracterizado por uma grande área catódica e uma pequena área anódica.
Os exames por microscopia dos revestimentos de cádmio e liga Zn-Ni com cromato
indicaram que os depósitos são contínuos e isentos de trincas. Ao contrário, os
revestimentos de zinco, liga Zn-Ni sem cromato e liga Ni-P/Zn, apesar de contínuos,
apresentavam microtrincas. Estes defeitos, cuja origem não foi estudada no presente
trabalho, podem ter resultado da ação do hidrogênio presente na estrutura do
depósito.
Como é conhecido, os processos de eletrodeposição e deposição química são
acompanhados de reações secundárias que resultam na formação de hidrogênio
atômico na superfície metálica. O hidrogênio adsorvido pode difundir no depósito e
criar tensões internas, tanto no revestimento como no substrato. Por outro lado, o
tratamento térmico de desidrogenação a 190 o C, que é um procedimento
recomendado na prática da eletrodeposição, pode levar à formação de hidrogênio
gasoso no interior do depósito. No caso de tratamentos térmicos a temperaturas mais
elevadas, os efeitos deletérios do hidrogênio são ainda maiores. De fato, os
revestimentos de Ni-P/Zn tratados a 320 o C apresentaram grande quantidade de
trincas, sendo que o número e o tamanho das trincas aumentaram com o acréscimo
do tempo de tratamento térmico.
A presença de microtrincas em depósitos de níquel químico tratados a 650 o C por 1
hora foi a causa da baixa resistência à corrosão de amostras submetidas a ensaio em
câmara de névoa salina, segundo Jafar et al.(12). Semelhantemente, Kalantary et
al.(13) encontraram microtrincas em camadas alternadas de Zn e Ni obtidas por
eletrodeposição. Danos produzidos pelo hidrogênio foram também verificados por
Fujinami e Honma(14) ao estudarem a deposição química de cobre sobre substratos
cerâmicos. A presença de trincas produzidas pelo hidrogênio foi também observada
Sair
6ª Conferência sobre
Tecnologia de Equipamentos
por Gavrila et al.(15) ao estudarem depósitos de Zn-Ni em soluções salinas.
Semelhantemente, Wright e colaboradores(16) encontraram trincas em depósitos de
Zn-Ni e fragilização do substrato de aço de alta resistência mecânica. A formação de
hidrogênio e os possíveis danos causados ao metal nos processos de revestimento
foram tratados por Riedel(17) numa revisão bibliográfica sobre o assunto.
Os ensaios de corrosão por exposição das amostras à névoa salina revelaram bom
desempenho dos revestimentos de cádmio e liga Zn-16,3%Ni com cromato, no
período de 950 horas. O mesmo não foi verificado para os demais materiais,
especialmente para os depósitos Ni-P/Zn tratados termicamente.
O baixo
desempenho destes revestimentos se deve às trincas presentes nas suas estruturas,
conforme foi revelado nos exames por microscopia.
No ensaio de imersão total, as amostras de revestimento de cádmio apresentaram
potencial próximo de –755mV, valor este que corresponde a 75 mV inferior ao
potencial do substrato (-680mV). Assim, pode-se considerar que o cádmio atuaria
como anodo se houvesse falha do revestimento no meio estudado. No caso das
amostras de revestimento de zinco, o potencial permaneceu inferior a –1000mV por
50 dias, mas em seguida evoluiu até –690mV no final de 100 dias. É oportuno
ressaltar que o revestimento já apresentava trincas, e a proteção do substrato por um
certo tempo só foi possível porque o zinco age como anodo em relação ao ferro. A
diferença de potencial entre o depósito e o substrato de aproximadamente 320mV é,
provavelmente, a principal causa do rápido consumo de zinco e conseqüente perda
total de proteção no final do ensaio. As amostras de revestimento de liga Zn-Ni
apresentaram, inicialmente, potenciais inferiores a –800mV devido ao alto teor de
zinco na superfície. A elevação do potencial estaria associada à dissolução da fase
rica em zinco num processo de dezincificação segundo propõem Gavrila(15) e
Krishniyer et al.(9). Isto é, a superfície do depósito de liga Zn-Ni torna-se mais
concentrada nas fases ricas em níquel à medida que o zinco dissolve, resultando na
elevação do potencial de eletrodo. As amostras de revestimento de Zn-15,8%Ni sem
cromato apresentaram potencial catódico em relação ao aço a partir do 9o dia de
imersão. Como estes revestimentos já apresentavam trincas, a proteção do substrato
não foi possível e logo surgiram os primeiros sinais de corrosão vermelha. Por outro
lado, as amostras de revestimento Zn-16,3%Ni com cromato apresentaram potencial
próximo ao do substrato e, nesse caso, a proteção foi possível porque o depósito não
apresentava trincas. Com relação às amostras de revestimento Ni-P/Zn, os resultados
de potencial indicaram um valor máximo de aproximadamente −540mV no 9o dia de
ensaio. A elevação de potencial ocorreu, provavelmente, em conseqüência da
dissolução seletiva de zinco, uma vez que a superfície continha de 5 a 8 % de Ni,
dependendo do tempo de tratamento térmico, conforme foi revelado pelas análises de
superfície. Como esses depósitos apresentavam grande quantidade de trincas, logo
teve início a corrosão do substrato, acompanhada de abaixamento de potencial para
−620 mV.
É importante assinalar que os revestimentos estudados apresentaram potencial a
circuito aberto inferiores ao potencial de equilíbrio de hidrogênio representado na
figura 6 por H+/H2 , exceto para os depósitos de Ni-P/Zn nos períodos de 7 a 13 dias.
Sair
6ª Conferência sobre
Tecnologia de Equipamentos
Isto significa que os revestimentos podem sofrer corrosão com despre ndimento do
hidrogênio. A intensidade da reação depende tanto da diferença de potencial EH –
Emetal como da densidade de corrente de troca do hidrogênio sobre o metal
considerado. Com relação à diferença de potencial, os resultados indicam que a
corrosão deve ser maior para o revestimento de zinco por apresentar uma diferença
de potencial de aproximadamente 500mV nos primeiros 50 dias de ensaio, o que
teria contribuído para a deterioração do revestimento juntamente com o processo
galvânico nas microtrinca s, discutido anteriormente.
Os resultados dos ensaios de polarização anódica indicaram que os revestimentos
estudados apresentaram dissolução ativa na solução de NaCl, isto é, nenhuma
passivação ocorreu na faixa de potencial examinada. As taxas de corrosão dos
revestimentos de cádmio e liga Zn-Ni com cromato são muito baixas, inferiores a
0,43µA/cm2, enquanto que os demais revestimentos apresentaram corrente de
corrosão cerca de 10 vezes superior. Segundo a literatura(5,18,19), os revestimentos
de cádmio apresentam melhor desempenho do que os de zinco. Semelhantemente, as
ligas Zn-Ni com cromato apresentam desempenho superior ao zinco com
cromato(7,8,9,20). Os resultados encontrados no presente trabalho estão de acordo
com as citações da literatura.
5 – CONCLUSÕES:
Revestimentos de cádmio, zinco e ligas zinco-níquel comerciais foram avaliados
quanto a sua resistência à corrosão em soluções de cloreto de sódio. As análises
microscópicas e as medidas eletroquímicas conduziram às seguintes conclusões:
• Os revestimentos de liga Zn-16,3%Ni com tratamento de cromatização
apresentaram estruturas de grãos finos e livres de trincas. Nos ensaios de
corrosão, estes revestimentos mostraram desempenho superior aos demais,
podendo ser indicados para substituição do cádmio;
• Os revestimentos de zinco cromatizado, liga Zn-15,8%Ni sem tratamento de
cromatização e liga Ni-P/Zn com tratamento térmico de difusão apresentaram
estruturas de grãos grosseiros e com microtrincas. Os testes de corrosão
indicaram baixo desempenho destes materiais nas soluções de cloreto.
AGRADECIMENTOS:
Os autores agradecem à NIKEM-RJ e GP-SP pelas aplicações dos revestimentos
metálicos e ao CNPq pelo suporte financeiro. O autor Luís Alexandre Soares da
Silva agradece à Petrobras, à CAPES e ao CNPq pela bolsa de mestrado.
Sair
6ª Conferência sobre
Tecnologia de Equipamentos
6 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
(1) –.Ingle M. W., “Cadmium Elimination”, ASM Handbook, Surface Engineering,
Vol 5, Ed. ASM International, 1994, pág 918-924.
(2) – Panossian Z., “Alternativas para o Revestimento de Cádmio: Parte 2”,
Tratamento de Superfície, p 16-25 (Jul/Ago) 1998.
(3) – Panossian Z., “Alternativas para o Revestimento de Cádmio”, Tratamento de
Superfície, p 34-44 (Mai/Jun) 1998.
(4) – Bates J. A., “Comparison of Alkaline Zn-Ni and Acid Zn-Ni as a Replacement
Coating for Cadmium”, Plating and Surface Finishing, Orlando, v 81 p 36-40, (Abr)
1994.
(5) – Cole H. G. e Roper M., “Cadmium Coatings”, Corrosion , Corrosion Control, 3a
ed, Ed. Butterworth Heinemann, 1994, pág 13.36 – 13.40.
(6) – Wilcox G. D. e Gabe D. R., “Electrodeposited Zinc Alloy Coatings”, Corrosion
Science, v 35 p 1251-1258, 1993.
(7) – Miranda F. J. F., Margarit I. C. P., Mattos O. R., Barcia O. E. e Wiart R.,
“Corrosion Behavior of Zinc-Nickel Alloy Electrodeposited Coatings”, Corrosion, v
55 p 732-742, (Ago)1999.
(8) –Alfantazi A. M. e Erb U., “Corrosion Properties of Pulse-Plated Zinc-Nickel
Alloy Coatings”, Corrosion, v 52 p 880-888, (Nov)1996.
(9) – Krishniyer A., Ramasubramanian M., Popov B. N. e White R. E.,
“Electrodepositio n and Characterization of a Corrosion Resistant Zinc-NickelPhosphorus Alloy”, Plating and Surface Finishing, Orlando, v 86 p 99-103,
(Jan)1999.
(10) –Wang P. S., Liang M. R., Lee S. L. e Lin J. C., “The Properties of Zn-Ni
Electrodeposition on Aluminium Alloys”, Corrosion Prevention and Control, v 46 p
27-31, (Abr)1999.
(11) Norma ASTM B117-97, “Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog)
Apparatus”.
(12) –Jafar M. I., Broadhurst M. e Ashton S. A., “Some Factors Affecting Corrosion
Resistance of Electroless Nickel”, British Corrosion Journal, v 31 p 239-240,
(Fev)1996.
(13) – Kalantary M. R., Wilcox G. D.e Gabe D. R., “Alternative Layers of Zinc and
Nickel Electrodeposited to Protect Steel”, British Corrosion Journal, v 33 p 197-201,
(Jun)1998.
(14) – Fujinami T.e Honma H., “Electroless Copper Plating on PZT Ceramic”,
Plating and Surface Finishing, Orlando, v 85 p 100-104, (Mai)1998.
(15) – Gavrila M., Millet J. P., Mazzile H., Marchandise D. e Cuntz J. M.,
“Corrosion Behaviour of Zinc -Nickel Coatings Electrodeposited on Steel”, Surface
and Coatings Technology, v 123 p 164-172, 2000.
(16) – Wright D. A., Gage N. e Wilson B. A., “Zinc-Nickel Electroplate as a
Replacement for Cadmium on High Strength Steels”, Plating and Surface Finishing,
Orlando, v 81 p 18-21, (Jul)1994.
(17) – Riedel W., “Electroless Nickel Plating”, v.1-2, Ed ASM International, 1991.
(18) – Schneider S., “Zinc Plating”, Plating and Surface Finishing, Orlando, v 89 p
58-59, (Ago)2001.
Sair
6ª Conferência sobre
Tecnologia de Equipamentos
(19) – Safranek W. H., “Cadmium Plating”, Plating and Surface Finishing, Orlando,
v 89 p 26-27, (Ago)2001.
(20) –Ko C. H., Chang C. C., Chen L. C. e Lee T. S., “A Comparison of Cadmium
Electroplate and Some Alternatives”, Plating and Surface Finishing, Orlando, v 78 p
46-50, (Out)1991.
Tabela 1 – Resultados dos ensaios na câmara de névoa salina (até 950 horas).
Revestimento
Cromato
Corrosão Branca
Corrosão Vermelha
Cd s/ risco
sim
não corrosão
48h leve
Cd c/ risco
sim
não corrosão
48h média
Zn s/ risco
sim
374h leve
628h média
Zn c/ risco
sim
138h leve
302h média
Zn-15,8%Ni s/risco
não
24h média
302h leve
Zn-15,8%Ni c/ risco
não
302h média
302h leve
Zn-16,3%Ni s/risco
sim
não corrosão
não corrosão
Zn-16,3%Ni c/risco
sim
não corrosão
374h leve
Ni -P/Zn (1,5,10h) s/
risco
sim
24h média
24h média
Ni-P/Zn (1,5,10h) c/
risco
sim
24h média
24h média
Sair
6ª Conferência sobre
Tecnologia de Equipamentos
Fe
Cr
Cd
1a
1b
Figura 1 – Morfologia e análise do revestimento de cádmio com cromato: 1a – seção
de corte; 1b – vista de cima.
Sair
6ª Conferência sobre
Tecnologia de Equipamentos
Fe
Zn
Cr
2a
Figura 2 – Morfologia e análise do revestimento de zinco com cromato: 2a – seção
de corte.
2b
Figura 2 – Morfologia e análise do revestimento de zinco com cromato: 2b – vista de
cima.
Sair
6ª Conferência sobre
Tecnologia de Equipamentos
Fe
Zn
Ni
3a
3b
Figura 3 – Morfologia e análise do revestimento de Zn-Ni sem cromato: 3a – seção
de corte; 3b – vista de cima.
Sair
6ª Conferência sobre
Tecnologia de Equipamentos
Fe
Zn
Cr
Ni
4a
4b
Figura 4 – Morfologia e análise do revestimento de Zn-Ni com cromato: 4a – seção
de corte; 4b – vista de cima.
Sair
6ª Conferência sobre
Tecnologia de Equipamentos
P
Fe
Ni
Zn
5a
Figura 5 – Morfologia e análise do revestimento Ni-P/Zn com 5 horas de tratamento
térmico: 5a – seção de corte.
5b
Figura 5 – Morfologia e análise do revestimento Ni- P/Zn com 5 horas de tratamento
térmico: 5b – vista de cima.
Sair
6ª Conferência sobre
Tecnologia de Equipamentos
-300
-300
aço carbono
cádmio c/ cromato
zinco c/ cromato
zinco-níquel s/ cromato
zinco-níquel c/ cromato
Ni-P/Zn 1h TT
Ni-P/Zn 5h TT
Ni-P/Zn 10h TT
-400
-500
Potencial (mV) x ecs
H
-600
+
H2
-400
-500
-600
-700
-700
-800
-800
-900
-900
-1000
-1000
-1100
-1100
-1200
-1200
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
tempo (dias)
Figura 6 – Potencial de eletrodo em função do tempo no ensaio de imersão.
Sair
6ª Conferência sobre
Tecnologia de Equipamentos
-400
-400
-500
-500
Potencial (mV) x ecs
-600
-600
H
-700
+
H2
-700
-800
-900
-1000
-800
-900
Cd c/ cromato
Zn c/ cromato
Zn-Ni s/ cromato
Zn-Ni c/ cromato
Ni-P/Zn 1h TT
Ni-P/Zn 5h TT
Ni-P/Zn 10h TT
Aço-carbono
-1000
-1100
-1100
10
-4
10
-3
10
-2
10
-1
0
10
1
10
2
Densidade de corrente (mA/cm )
Figura 7 – Curvas de polarização anódica dos materiais estudados em solução de
NaCl 3%, pH=7,0.
Tabela 2 – Resultados de potencial de corrosão, corrente de corrosão e inclinação de
Tafel anódica.
Material
Cd c/ cromato
Zn c/ cromato
Zn-Ni s/ cromato
Zn-Ni c/ cromato
Ni-P/Zn 1h
Ni-P/Zn 5h
Ni-P/Zn 10h
Aço-carbono
Ecorr (mV) x ecs
-740
-1035
-825
-810
-690
-695
-715
-725
icorr (µA/cm2)
0,43
2,20
5,70
0,14
7,90
5,70
6,90
12,00
ba (mV/déc)
19
52
61
62
52
51
49
51