Caracterização e avaliação de custos de revestimentos eletrolíticos de zinco-níquel

Abstract

Este estágio curricular foi realizado na empresa Retsacoat - Tratamentos de Superfícies Metálicas Lda., pertencente ao grupo Pecol, sediada na zona industrial de Raso de Paredes, em Águeda. O trabalho teve como objetivo a caracterização de revestimentos eletrolíticos de zinco-níquel em três tipos de elementos de fixação, com diferentes tipos de acabamento, bem como o cálculo dos seus custos de produção por unidade. Os acabamentos estudados foram zinco-níquel, zinco-níquel com aplicação de um agente de redução do coeficiente de atrito ao torque (TNT11), e zinco-níquel com acabamento orgânico. Numa destas amostras procurou-se estudar o fenómeno da fragilização por hidrogénio e fizeram-se testes de desidrogenação com diferentes condições. Outro objetivo subjacente passou pela análise de defeitos de uma das peças estudadas. A peça em questão apresentava zonas fundidas, não se sabendo qual a sua origem. Para análise e caraterização destas peças usaram-se técnicas como medição de dureza, medição de microdureza, microscopia eletrónica de varrimento, espectroscopia de dispersão de raios-X, difração de raios-X e perfilometria ótica 3D, na Universidade de Aveiro e, ensaios de resistência à camara de nevoeiro salino, medição de espessuras de revestimento e desidrogenação, na empresa Retsacoat. O custo das peças foi calculado com base no peso de carga, na área a revestir, nos parâmetros aplicados na linha e no custo dos produtos químicos usados nos banhos, bem como o seu arraste. O processo de eletrodeposição de zinco-níquel exige muito controlo, pelo que os resultados finais têm de ir ao encontro do estabelecido pelas normas dos clientes. Os resultados das medições de espessuras de revestimentos encontraram-se dentro do pretendido e pedido pelas normas. O valor médio da microdureza do revestimento ZnNi foi de 407 HV. A amostra que apresentou maior valor de rugosidade foi aquela à qual foi aplicado como acabamento o agente TNT 11, responsável por fazer aumentar o coeficiente de atrito do revestimento. As amostras não resistiram na câmara de nevoeiro as 720 horas referidas pelas normas. Relativamente ao estudo da fragilização por hidrogénio, estabeleceu-se a relação entre este tratamento e a dureza do aço, resultante do tratamento de desidrogenação. As amostras desidrogenadas imediatamente após saída da linha de zincagem apresentaram valores de dureza inferiores às amostras desidrogenadas após 22 horas de saída da linha de zincagem.

This internship was performed at the company Retsacoat - Tratamentos de Superfícies Metálicas Lda., belonging to the Pecol group, with headquarters in industrial zone Raso de Paredes, in Águeda. The study aimed to characterize electrolytic zinc-nickel coatings on three types of fasteners, with different types of coats, as well as to estimate their costs per unit. The coatings studied were zinc-nickel, zinc-nickel with application of a Torque’N’Tension (TNT 11) agent and zinc-nickel with organic finishing. In one of these samples we tried to study the phenomenon of hydrogen embrittlement and dehydrogenation tests were made with different conditions. Other underlying objective was a defect analysis of the pieces studied. The piece in question had melted zones, their origin being unknown. For the analysis and characterization of these pieces several techniques were used such as hardness and microhardness measurement, scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray diffraction and 3D optical profilometry, at the University of Aveiro and ageing tests in salt spray chamber, measurement of coating thicknesses and dehydrogenation, at Retsacoat company. The cost of pieces was calculated based on the load weight, area to be coated, parameters applied in line, cost of chemicals used in the baths, and drag-outs. The process for zinc-nickel electroplating requires much control, so that the final results have to be in accordance with the requirements of the clients. The results of measurements of coating thickness are within those required by the standards. The average microhardness of the ZnNi coating was 407 HV. The sample showing the higher roughness was the one to which was applied finishing the TNT 11 agent, responsible for increase the coefficient of friction of coating. Samples did not endure the spray chamber testing for the 720 hours requested by the standards. For the study of hydrogen embrittlement, it was found the correspondence between this treatment and the hardness of the steel after the dehydrogenation treatment. Samples dehydrogenated immediately after electroplating line output showed lower hardness values than to dehydrogenated sample after 22 hours of exit of the electroplating line.