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GGB - Innovating Tribological Solutions

Revestimentos de Superfície

Tipos de revestimentos de superfície

Por definição, um revestimento é uma camada de cobertura que é aplicada a uma superfície de um objeto (chamado substrato) que pode ter diferentes funções, como: decorativa, funcional ou ambas [1]. 

Exemplos de revestimentos são: 

  • Tintas arquitetônicas desenvolvidas para proteger as paredes internas e externas de prédios e casas 
  • Revestimentos industriais desenvolvidos para proteger os componentes mecânicos da corrosão química e das intempéries. 
  • Revestimentos tribológicos desenvolvidos para promover baixo atrito e melhor resistência ao desgaste das superfícies que estarão em contato. Para revestimentos poliméricos a serem construídos em um substrato, eles começam na forma de uma tinta que é aplicada de acordo com a geometria da peça. A tinta é então seca e curada para formar o revestimento final funcional.

 

Tipos de revestimento de superfície

  • Revestimentos metálicos

    Os revestimentos metálicos consistem tipicamente em uma camada protetora do substrato metálico que é resistente à corrosão e protege a superfície das condições ambientais. Isso ocorre alterando as propriedades da própria superfície metálica [2]. 
    Existem várias técnicas para aplicar revestimentos metálicos em uma superfície. Alguns exemplos de técnicas de aplicação/uso de revestimento metálico são:

    •  A galvanização por imersão a quente consiste em um processo de revestimento de materiais ferrosos utilizando uma camada de zinco por imersão em zinco fundido a altas temperaturas. Ao final do processo há carbonato de zinco (ZnCO3) na superfície que protege as superfícies de aço da corrosão e riscos devido à sua resistência e estabilidade.
    •  Galvanoplastia: Revestimento de uma superfície metálica por outro metal através de eletrólise para aumentar a resistência à corrosão do substrato metálico.
    •  Anodização: É um processo de promoção do aumento da espessura da camada de óxido natural de metais utilizando uma abordagem de passivação eletrolítica. O termo “anodização” vem do uso das peças a serem tratadas como “ânodo” na célula do sistema eletrolítico.
  • Revestimentos de carbono tipo diamante (DLC)

    O maior desafio é que valores de atrito e desgaste não podem ser facilmente transferidos de um sistema para outro, por exemplo, de um equipamento de teste tribológico para uma aplicação real.  Comparações entre valores medidos só são viáveis quando baseadas em um sistema tribológico muito semelhante. O comportamento tribológico de materiais pode ser apenas estimado para aplicações específicas com base na modelagem e testes de simulação, desde que as condições específicas de operação da aplicação e do ambiente de teste sejam as mesmas.DLC, ou estrutura de carbono tipo diamante, são formas metaestáveis de carbono amorfo (na forma sp3) com alta resistência mecânica e química, maior ou menor flexibilidade, bem como propriedades ópticas dependendo do carbono amorfo utilizado [3]. Os revestimentos DLC têm sido um dos revestimentos de carbono mais utilizados devido à sua ampla gama de aplicações. Pode ser usado como revestimento protetor em janelas ópticas, discos magnéticos de armazenamento, peças de automóveis, etc.

    Esses revestimentos são geralmente produzidos com processos físicos de deposição de vapor, como pulverização catódica, feixe de íons, deposição de laser pulsado e sistemas de arco a vácuo catódico. Essas técnicas são baseadas principalmente em tecnologias de deposição, onde os átomos de carbono são carregados com uma quantidade constante e conhecida de energia e depois “bombardeados” no substrato. A quantidade de energia por unidade de íon é diferente para cada tecnologia de deposição. Portanto, os revestimentos DLC preparados por diferentes técnicas de deposição possuem características diferentes. 
    Mais recentemente, os revestimentos DLC foram relatados como revestimento tribológico devido à sua alta resistência ao desgaste abrasivo/adesivo, tornando-os excelentes materiais em condições de alta pressão de contato. No entanto, em materiais de substratos ferrosos, é importante garantir que o revestimento não seja exposto a altas temperaturas ou o substrato (ou a contraface tribológica) possa carburar, absorvendo as formas de carbono do revestimento e reduzindo sua dureza.

  • Revestimentos cerâmicos

    Os revestimentos cerâmicos podem variar muito em composição, mantendo suas características cerâmicas. Esses revestimentos também podem ser criados por meio de deposição física de vapor ou processos de deposição química de vapor, mas também são adequados para aplicação por meio de técnicas de pulverização térmica, como oxi combustível de alta velocidade (HVOF) ou pulverização a frio. 
    Exemplos bem conhecidos de revestimentos cerâmicos são revestimentos de alumina constituídos de Al3O2 e carboneto de silício (SiC), mas existe uma gama muito ampla de tais revestimentos e está em constante expansão.

  • Revestimentos híbridos de cerâmica-polímero

    Os revestimentos híbridos cerâmicos-polímeros são produzidos por sílica sintética ou componentes à base de sílica em sua estrutura principal. Normalmente, esses revestimentos são produzidos por técnicas de Sol-gel. 
    Os revestimentos híbridos cerâmicos-polímeros são caracterizados por apresentarem alta resistência a arranhões e dureza, bem como estabilidade química e térmica, porosidade controlável, inércia biológica e alta transparência [4]. 
    Esses revestimentos podem ser usados em diferentes tipos de aplicações devido à sua capacidade de serem ajustáveis. O próprio processo Sol-gel é uma abordagem econômica para funcionalizar e dotar as superfícies com propriedades aprimoradas.

  • Revestimentos de polímeros

    Revestimentos de polímeros são filmes de polímeros (comumente chamados de plásticos) aplicados como uma camada em superfícies que conferem propriedades funcionais, decorativas ou protetoras à superfície revestida. 
    Os materiais poliméricos têm uma ampla gama de aplicações devido às suas características versáteis, custo-benefício e personalização. Embora a ciência da síntese de polímeros permita um excelente controle das propriedades do material polimérico na forma a granel, quando se trata de entender as interações da superfície e do polímero na forma de revestimento, há um grande número de variações em estudo. Toda a aplicabilidade desses materiais em forma de revestimento, suas interações com substratos e contra-faces (em aplicações tribológicas) são impulsionadas pela ciência da superfície e pode ir desde a formulação das “tintas” de revestimento polimérico até sua fabricação e aplicação. 
    Existe uma grande variabilidade de polímeros (ou misturas de polímeros) que podem ser utilizados como base para o filme fino polimérico, assim como cargas (orgânicas ou inorgânicas) que podem ter uma função ativa no revestimento. Exemplos dessas cargas são pigmentos (tipicamente inorgânicos) para promover cor e opacidade ao revestimento ou Politetrafluoretileno, PTFE (orgânico) para reduzir o atrito na superfície do revestimento.

  • Definição da tinta (em revestimentos de polímero)

    Tinta é um termo geral para mistura/suspensão de diferentes ingredientes, como pigmentos, resinas/ligantes/materiais de base, transportadores/solventes e aditivos em forma líquida ou pastosa. 
    Existem dois tipos diferentes de tintas: 

    • Tintas em pó: compostas 100% por uma mistura de materiais ativos na forma de pó.
    • Revestimentos líquidos: compostos por uma mistura de 4 tipos de componentes 
    1. Os preenchedores fornecem propriedades funcionais e/ou estéticas (que podem incluir pigmentos). 
    2. Os ligantes "ligam" os enchimentos e criam o filme de tinta. 
    3. Solvente/Diluente* são líquidos que suspendem os ingredientes e permitem aplicar tinta em uma superfície e são completamente liberados durante a secagem/cura do revestimento. Os solventes podem ser solventes orgânicos ou água. 
    4. Os aditivos fornecem propriedades específicas da tinta e/ou podem melhorar a qualidade do filme de tinta.

    * - Há um caso de ligantes que não necessita de solvente/diluente e permanece líquido para integrar o restante dos aditivos. 

    Na categoria de tintas líquidas, é importante referir que o aglutinante pode estar disponível em duas formas diferentes: 

    • Revestimentos à base de solução: onde o material ligante é inicialmente solubilizado para formar uma resina líquida e depois integrar o restante dos componentes. 
    • Revestimentos à base de dispersão: onde o material ligante não pode ser solubilizado em nenhum solvente disponível industrialmente e deve ser disperso no solvente e, em seguida, integrar as cargas. Também é obrigatório nesta etapa que o material aglutinante tenha a capacidade de formar um filme e criar um filme. Um exemplo é um material de polímero termoplástico, como Polieteretercetona (PEEK). 

    As tintas podem ser aplicadas, geralmente, com pincel, rolo ou spray sobre a superfície de um objeto para formar uma fina película seca.

[1] https://www.dictionary.com/browse/coating.  - cited 2022.
[2] https://www.corrosionpedia.com/definition/5682/metallic-coating.  - cited 2022.
[3] Robertson, J. (2002). "Diamond-like amorphous carbon". Materials Science and Engineering: R: Reports. 37 (4–6): 129–281. doi:10.1016/S0927-796X(02)00005-0.
[4] Handbook of Nanomaterials for Manufacturing Applications. A volume in Micro and Nano Technologies Book, 2020

GGB Revestimentos de polímeros

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Oferecendo a vantagem da liberdade geométrica para superfícies deslizantes, com os revestimentos TriboShield praticamente qualquer forma ou superfície pode ser revestida; ajudando a melhorar o desempenho através:

  • Redução do atrito
  • Aumento da vida útil
  • Redução do ruído do sistema
  • Melhoria da resistência à corrosão

Os revestimentos poliméricos podem ser uma solução eficaz e ambientalmente correta para substituir o cromo duro, NMP e PTFS.

 

Revestimentos de Polimero TriboShield

 

Quando se trata de trabalhar com e melhorar o desempenho de suas soluções existentes de mancais e revestimentos de polímeros, nossas soluções de engenharia TriboMate® são projetadas especificamente para serem emparelhadas - tudo levando a um melhor desempenho. Estas soluções de revestimento de polímero atingem baixo atrito e desgaste reduzido e podem melhorar o desempenho de outros produtos GGB quando emparelhados com outro revestimento ou com um material de mancal GGB e podem ser uma solução ambientalmente.


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