Revestimentos de conversão livres de cromo e níquel para aumento da resistência à corrosão das ligas AA2024-T3 e Clad-AA2024-T3 anodizadas

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Pinheiro, Jéssica Salles
• Orientador(a): Ferreira, Jane Zoppas
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Revestimentos anti-corrosivos; Ligas de alumínio; Anodização do alumínio
• Palavras-chave em Inglês: Anodizing; Conversion coating; Sealing; Corrosion resistance; SEM; XPS; EIS; Adhesion
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/283533

A liga AA2024-T3 é utilizada há décadas pela indústria aeroespacial, por abarcar propriedades importantes para essa aplicação como baixo peso e alta resistência mecânica. O endurecimento por precipitação pelo qual essa liga passa é responsável tanto por atribuir a ela melhores propriedades mecânicas, o que possibilita seu uso estrutural, quanto por torná-la mais vulnerável frente à corrosão em relação ao alumínio puro. Assim, tratamentos superficiais que protejam suas superfícies contra processos corrosivos de forma eficaz e ambientalmente correta são necessários. A anodização é a formação de um revestimento de conversão eletrolítico que, desde que não utilize ácido crômico, é livre da toxicidade dos íons Cr(VI), que estão sendo paulatinamente proibidos. Ligas de alumínio anodizadas apresentam uma estrutura protetiva robusta, formada por uma camada de barreira e outra, que cresce a partir desta, porosa. Para atingir uma maior resistência à corrosão, a camada porosa deve ancorar outro revestimento ou ser selada. A selagem pode ser realizada com água em ebulição, processo livre de toxicidade, porém de alto consumo energético, enquanto o problema de toxicidade limita o uso das selagens térmicas com dicromatos e com sais de Ni. Logo, têm-se buscado novos métodos de selagem que possam ser realizados a baixas temperaturas e por pouco tempo, além de apresentarem a menor toxicidade possível. O presente trabalho traz contribuições acerca de uma alternativa de pós-tratamento para aumento da resistência à corrosão de camadas anodizadas da AA2024-T3 produzidas em ácido tartárico-sulfúrico (TSA). O método consiste na imersão durante 2, 5 e 10 min em soluções de H2ZrF6, Na2MoO4 e KMnO4 e soluções de H2ZrF6, à temperatura ambiente. Revestimentos combinando Mo-Mn, Zr-Mo e Zr-Mn também foram obtidos por imersão durante 5 min. Camadas anodizadas produzidas sobre a liga Clad-AA2024-T3 foram pós-tratadas com revestimentos de ZrMo-Mn por imersão durante 5 e 10 min. Foram realizadas análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios X por dispersão em energia (EDS), espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS), potencial em circuito aberto (OCP), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), a partir dos quais se propuseram circuitos elétricos equivalentes (CEE), testes visuais após imersão em solução de NaCl, MEV/EDS após esse ensaio e teste de aderência à tinta. Os revestimentos obtidos foram comparados a camadas sem selagem e aqueles produzidos sobre a liga AA2024-T3 também foram comparados a selagem hidrotérmica. Os resultados indicam que o revestimento de conversão de Zr-Mo-Mn formado sobre a camada de óxido de alumínio anodizado foi capaz de proteger sua estrutura porosa de forma mais eficiente que a selagem hidrotérmica e que os demais revestimentos, sendo o tempo de 10 min o que garantiu maior resistência à corrosão após 30 dias em solução de NaCl e o de 5 min considerado o mais indicado para aplicação em peças a serem pintadas, por ter apresentado maior aderência à tinta além do aumento da proteção anticorrosiva. Para a liga Clad-AA2024-T3, a deposição do revestimento de Zr-Mo-Mn durante 10 min promoveu simultaneamente maior resistência à corrosão e maior aderência. Pode-se admitir que o sistema formado por anodização em TSA seguido de revestimento de conversão de Zr, Mo e Mn é eficiente na proteção das ligas AA2024-T3 e Clad-AA2024- T3 contra corrosão.