A importância da fosfatização na proteção contra corrosão.

A fosfatização é um tratamento de conversão, onde convertemos a superfície do metal em um fosfato insolúvel do íon metálico. As aplicações deste tipo de processo são conhecidas a mais de 100 anos, e se desenvolvem desde então. Quando falamos de proteção contra corrosão as camadas de fosfato raramente são utilizadas sozinhas, por serem muito porosas, não dão a proteção adequada ao substrato sobre o qual foram aplicadas, logo, visando aumentar a vida útil de muitos bens de consumo, confeccionados em metal, estas camadas de fosfato são aplicada em conjunto com tintas e vernizes.

Alguns tipos de camada de fosfato podem ser mencionados para a aplicação para pré pintura, fosfato de ferro, fosfato de zinco (normal ou bi catiônico), fosfato de zinco tricatiônico, camadas nanométricas e etc. Ainda hoje a camada mais utilizada para a finalidade de pré pintura na indústria em geral é a camada de fosfato de zinco (maior proteção em relação do fosfato de ferro, e custos mais baixos que os tricatiônicos), que é compostas por fosfato tetrahidratato de zinco, a hopeíta (Zn3(PO4)2.4H2O) e fosfato duplo de ferro e zinco, a fosfofilita (Zn2Fe(PO4)2.4H2O), a composição do banho e condições operacionais, determinam a quantidade de cada mineral formado. É sabido que a região da camada mais próxima ao substrato é mais rica em ferro, predominando a fosfofilita, e a região externa mais rica em zinco, predominando a hopeíta.

 FOTO 02 - Foto em MEV de camada de fosfato de zinco, com aumento de 1000x

As principais funções da aplicação do fosfato de zinco como base para pintura, é promover o aumento da aderência das camadas de tinta, devido a sua alta rugosidade, bem como o aumento do desempenho sob o ponto vista de corrosão, a presença da camada de fosfato constitui uma barreira contra a penetração de água e de oxigênio até a superfície do metal. Se lembrarmos que a corrosão dos metais nos meios naturais é eletroquímica, portanto, está associada a uma corrente elétrica caracterizada por uma condução iônica no meio, condução eletrônica no metal e transferência de cargas através de reações eletroquímica na interface metal/meio. Assim qualquer fator que diminua a intensidade da corrente elétrica diminuirá a intensidade da corrosão. No caso de superfícies metálicas pintadas, a corrosão do substrato metálico, nos prováveis locais onde houver um dano ao filme de tinta, será menos intensa com a presença de uma camada de caráter isolante na superfície.

 Para testar esta barreira contra a corrosão conferida pelas camadas de fosfato de zinco, mais filme de tinta, são realizados ensaios de corrosão aceleradas, com corte no filme de tinta. Dentre estes testes, o mais usual é o teste de névoa salina (salt-spray).

“O teste de nevoa salina (Salt Spray) é uma simulação dos efeitos de uma atmosfera marítima em diferentes metais com ou sem camadas protetoras. O teste de névoa salina é amplamente aceito como uma ferramenta para avaliação da uniformidade na espessura e porosidade de revestimentos metálicos ou não metálicos, sendo um dos ensaios mais aplicados para determinar a resistência a corrosão. No ensaio de névoa salina é produzida névoa com ar comprimido de solução de cloreto de sódio em água. A névoa pulverizada cai sob ação da gravidade sobre os corpos de prova. A suspensão em si não é corrosiva, porque seu pH é próximo de 7, porém essa solução é forte eletrólito que provoca corrosão dos substratos metálicos.”

Nas fotos abaixo, temos duas situações de corpos de prova (revestimento: pintura pó poliéster) após exposição de 500 horas a salt-spray (conforme: NBR 8094 / ASTM B 117 / DIN 50021 SS), na primeira temos o resultado desejado, onde a camada de fosfato de zinco cumpriu seu papel, e na segunda uma camada de fosfato de zinco com problemas onde a corrosão migrou por baixo do filme de causando desplacamento da pintura. Esta camada provavelmente não estava fechada (não recobria 100% do metal), e são muitos os fatores envolvidos no processo que levam a este tipo de problema.

FOTO 06 e 07 - Painéis de aço carbono, fosfatizados e pintados, após testes de salt spray.

Nota sobre o Autor: Leonardo Fassio é um fascinado por tecnologias de tratamento de superfície, com mais de 15 anos atuando no mercado de camadas de conversão e pré tratamento, tem como missão levar todos os interessados neste tipo de processo, a pensar fora da caixa.

Referências Bibliográficas:

CAPE, T. W. Phosphate Conversion Coatings, Corrosion, - volume 13 - ASM Handbook (1992) .

Surface Pretreatment By Phosphate Convertion Coatings – A Review - T.S.N. Sankara Narayanan (1990).

 Panossian, Z ; Santos, C – Fosfatização de metais ferrosos – Revista Corrosão e Proteção (2007). 

Manual Técnico - Tratamento de Superficies - 4° Edição - Castro, E. P. ; Sillos, R. M. (2012).