Galvanização a quente, pintura em pó ou anodização: qual acabamento?

Escolha primeiro o acabamento pelo ambiente de serviço e só depois pela aparência: galvanização a quente para aço que precisa sobreviver ao ambiente, pintura em pó para aço ou alumínio pintado em grandes quantidades, eletroforese quando a geometria esconde superfícies da pistola de pintura, e anodização quando a peça é de alumínio e é a própria camada de óxido que tem de fazer o trabalho. As quatro não são variantes de um mesmo processo — duas depositam uma película sobre o metal, uma converte o metal em óxido, e uma cresce uma camada de zinco sacrificial que continua a proteger a peça mesmo depois de a superfície ser riscada.

A resposta curta: adeque o acabamento ao serviço

Se a sua peça…	Especifique	Porque
é de aço, fica ao ar livre e tem de durar uma década num ambiente húmido ou costeiro	Galvanização a quente	O zinco é sacrificial, por isso protege o aço mesmo onde o revestimento está riscado.
é de aço ou alumínio, e é um painel plano, uma caixa, um suporte ou uma estrutura, em quantidades acima de 50	Pintura em pó	A opção orgânica mais barata e mais durável, 60–120 µm a 1× do custo base
tem superfícies internas que a pistola não alcança, como dentro de tubos e perfis fechados	Eletroforese	É um processo de imersão, por isso a cobertura é uniforme a 15–30 µm
é de alumínio e precisa de resistência ao desgaste, isolação dielétrica ou de uma cor decorativa	Anodização	O óxido cresce a partir do próprio metal, por isso não lasca como uma película
exige um acabamento metálico, perolado ou candy, ou uma película com menos de 50 µm	Pintura líquida	O pó não reproduz um efeito metálico verdadeiro nem chega a essa espessura
é uma peça fundida com 5–12% de silício	Pintura em pó ou eletroforese	O alumínio fundido não pode ser anodizado de todo

Suporte de alumínio 7075-T7351 usinado em CNC e anodizado — Peça anodizada em 7075: a cor é tingida dentro da camada de óxido, e é por isso que não lasca como uma película de tinta.

Duas destas linhas escondem a decisão que mais apanha as pessoas. A galvanização e a anodização não são revestimentos no sentido comum — uma acrescenta zinco sacrificial que pode ter 60–100 µm de espessura, a outra converte o alumínio num óxido que cresce para fora e para dentro. Ambas alteram as suas dimensões de uma forma que a tinta não faz.

Pintura em pó, eletroforese e pintura líquida: as três opções orgânicas

A pintura em pó é eletrostática: o pó é projetado sobre a peça ligada à terra, adere e é curado num forno. Deposita 60–120 µm (2.5–5 mils) a 1× do custo base, e o alvo mais comum dentro dessa janela é 80–100 µm. Abaixo de 60 µm a cobertura pode ficar insuficiente, e acima de 120 µm aparecem escorridos e acúmulos.

A eletroforese é por imersão, não por aspersão. A peça é submersa num banho e carregada a 100–400 VDC, e o revestimento deposita-se uniformemente a 70–90 °F formando uma película de 15–30 µm. Custa 1.3–1.8×, e é a única das três que chega de forma fiável ao interior de um tubo ou de um perfil fechado.

A pintura líquida é a solução de recurso. É o único caminho para um acabamento metálico, perolado ou candy verdadeiro, o único que desce abaixo de 50 µm, e o único que funciona em substratos não condutores, como polímeros com fibra de vidro. Em séries abaixo de 50 peças também é a escolha prática, porque a pintura em pó tem uma taxa mínima de lote.

Gráfico de barras horizontais do intervalo de espessura do revestimento por lado para cinco processos de acabamento — Espessura do revestimento por lado: anodização Tipo II 5–25 µm, eletroforese 15–30 µm, anodização Tipo III 25–50 µm, galvanização a quente 60–100 µm e pintura em pó 60–120 µm.

Galvanização a quente: quando o aço tem de sobreviver a tudo

A galvanização a quente é a única opção aqui que protege a peça depois de a superfície ser danificada. O aço é mergulhado em zinco fundido a cerca de 450 °C, o zinco reage com o ferro formando uma camada intermetálica, e o zinco que resta fica por cima como uma camada sacrificial que continua a proteger o aço exposto enquanto este corrói.

É por isso que a galvanização é a escolha por omissão para aço ao ar livre: as arestas de corte expostas e os furos são protegidos pelo mesmo mecanismo sacrificial, que nenhuma película de tinta ou de pó oferece.

Peças usinadas em CNC em aço liga 4140 aguardando o revestimento — Peças usinadas em aço liga 4140: o substrato que a galvanização a quente protege, e a razão pela qual o seu revestimento tem de ser especificado antes de as peças serem usinadas.

O ponto sensível é dimensional. A galvanização deposita 60–100 µm mais a tolerância de processo em cada superfície, o maior efeito de todos os acabamentos aqui, e é a que mais vezes estraga um encaixe.

Ponto de falha	O que a galvanização lhe faz	O que fazer
Furos roscados	O zinco preenche e incha o fio, por isso o fixador já não entra	Mascarar as roscas, ou abrir o furo com folga e roscar de novo depois da galvanização
Encaixes por pressão e furos de rolamento	O furo fecha em toda a espessura do revestimento	Usinar depois da galvanização, ou especificar a tolerância
Cantos internos vivos	O acúmulo de zinco deixa uma aresta espessa e frágil	Especificar um raio de arredondamento de 0.020–0.040 in nos cantos internos
Arestas de corte a laser ou plasma	Durante o corte o zinco queima-se e a aresta começa a enferrujar em semanas	Especificar selagem de arestas ou uma pintura em pó sobre o zinco, ou aceitar arestas nuas apenas para uso interior

A chapa galvanizada tem também uma propriedade que convém conhecer antes de projetar um suporte a partir dela: o zinco queima-se na aresta cortada a laser, por isso a aresta precisa de proteção se a peça estiver exposta.

Anodização: a opção exclusiva do alumínio, que cresce para dentro da peça

A anodização não é um revestimento. É um processo de conversão: a peça é o ânodo num banho de ácido sulfúrico, a corrente converte o alumínio da superfície em óxido de alumínio, e a camada de óxido cresce para fora e para dentro ao mesmo tempo. Cerca de metade do revestimento fica acima da superfície e metade consome o metal base, por isso o diâmetro muda em dobro da espessura do revestimento.

Tipo de anodização	Processo	Espessura por lado	Dureza	Rigidez dielétrica	Névoa salina
Tipo II (comercial)	15–20 VDC, banho sulfúrico	0.2–1.0 mil (5–25 µm)	250–350 HV	200–400 V/mil	336+ h a 25 µm
Tipo III (duro)	25–60 VDC, banho a 0–5 °C	1.0–2.0 mil (25–50 µm)	400–600 HV	Maior	A maior

Gráfico de barras horizontais do aumento de diâmetro causado por cinco processos de acabamento — Aumento de diâmetro: anodização Tipo II +12 µm, eletroforese +25.4–50.8 µm, anodização Tipo III +38 µm, pintura líquida +76.2–152.4 µm e pintura em pó +152.4–254 µm.

As consequências decorrem diretamente dessa tabela. O Tipo II a 0.5 mil (12 µm) acrescenta +0.25 mil por lado, ou seja +0.5 mil (12 µm) no diâmetro; o Tipo III a 1.5 mil (38 µm) acrescenta +1.5 mil (38 µm) no diâmetro. Furos para encaixe por pressão como H7/p6 e superfícies de apoio de rolamentos são zonas de alto risco, e os furos roscados exigem uma abertura prévia ou roscagem depois da anodização. Ou põe este crescimento na sua cadeia de tolerâncias, ou mascara a característica.

O Tipo III só compensa o custo se conseguir apontar um requisito de desgaste. Custa 1.5–2× mais do que o Tipo II, acrescenta 3–5 dias úteis de prazo, e existe só em cinzento-escuro, castanho-preto ou bronze, porque o óxido denso não absorve o corante.

Anodização e escolha da liga não são decisões separadas

A liga decide a qualidade da anodização antes de tudo o resto, porque o teor de cobre determina a que ponto o óxido se forma de forma limpa.

Liga	Teor de cobre	Resultado da anodização
6061-T6	0.15–0.40%	Excelente tanto no Tipo II como no Tipo III, com a melhor qualidade de cor
7075-T6	1.2–2.0%	O Tipo III é apenas aceitável, a camada dura é frágil e pode lascar, e a cor é fraca
2024-T4	3.8–4.9%	Não recomendado para o Tipo III
Liga de fundição	5–12% silício	Não pode ser anodizada de todo — especifique pintura em pó ou eletroforese

Suporte de alumínio 6061-T651 usinado em CNC — 6061-T651: a liga que anodiza melhor tanto no Tipo II como no Tipo III, com a cor mais limpa.

As cores têm a sua própria escada de preços. O incolor e o preto são padrão em todo o lado e sem sobretaxa; o azul, o vermelho e o dourado custam um pouco mais e ficam melhores no 6061, embora o vermelho exija uma camada de pelo menos 0.5 mil ou passa a puxar a rosa. O laranja e o roxo exigem uma oficina especializada e acrescentam 10–20%, e um ajuste à Pantone exige uma placa de amostra, quantidades mínimas de lote e 30–50% ou mais na preparação.

O que escrever no desenho

Escrever apenas “anodização” deixa a oficina aplicar a sua norma, que pode ser demasiado fina para o seu serviço ou demasiado espessa para as suas tolerâncias. O mesmo se passa com os revestimentos: o brilho é um número, não uma palavra, e a cor é um código, não uma fotografia.

Acabamento	O que escrever	Notas
Anodização Tipo II	TYPE II, CLASS 1, 0.0005 IN MIN	Indique o selante: acetato de níquel conforme MIL-A-8625, ou água deionizada quente sem níquel para peças alimentares e médicas
Anodização Tipo III	TYPE III, 0.002 IN MIN PER MIL-A-8625 TYPE III	Só cinzento-escuro, castanho-preto ou bronze
Pintura em pó	Tipo de pó, espessura de película seca, faixa de brilho, código RAL ou Pantone	O brilho vai de 5–95 GU: mate 5–20, acetinado 30–60, semibrilho 60–80, brilho total 80–95
Eletroforese	Espessura da película e cor, mais as zonas a mascarar	Processo de imersão, por isso a cobertura interna é inerente
Galvanização a quente	Designação do revestimento, mais o mascaramento das roscas e qualquer tolerância dimensional	O maior efeito dimensional dos quatro
Pré-tratamento antes do revestimento	ABRASIVE BLAST TO SA 2.5, IRON PHOSPHATE, DRY BEFORE COATING	Desengraxar a 140–180 °F e secar a 100–120 °F para que a água presa não forme bolhas durante a cura

Peças usinadas em CNC com acabamento de superfície — Peças acabadas: o pré-tratamento e a espessura da película fazem ambos parte da especificação, não são as predefinições da oficina.

Há mais dois detalhes que decidem se as peças voltam certas. O aço laminado a quente tem de ser sempre jateado, porque pintar por cima da casca de laminação falha. E acrescente um raio de arredondamento de 0.020–0.040 in aos cantos internos, senão o pó recua e deixa zonas finas ou sem revestimento.

Quanto custa cada acabamento e como baixar o preço

O preço do revestimento é determinado mais pela preparação e pela logística do que pelo material, por isso a quantidade e o desenho da peça fazem a maior parte do trabalho.

Fator de custo	Valor
Taxa mínima de lote da pintura em pó	$50–200
Taxa mínima de lote da eletroforese	$100–500
Taxa de preparação da anodização	$50–200
Mascaramento de um furo ou rosca crítica	$2–8 por peça
Cada camada extra num sistema multicamada	+50–100%
Encomendas urgentes	+25–100%
Ajuste Pantone sob medida	$200–500 de preparação mais uma encomenda mínima de 20–50 kg
Mudança de cor na cabine	$50–200 por mudança
Cores especiais de anodização (laranja, roxo)	+10–20% e uma oficina especializada
Poliéster superdurável em vez do standard	1.2–1.5×
Fluoropolímero (PVDF)	2–3×
Anodização dura (Tipo III) em vez do Tipo II	1.5–2× e mais 3–5 dias úteis

Gráfico de barras horizontais dos fatores de custo por tipo de pó para serviço exterior — Fatores de custo por tipo de pó: poliéster standard 1.0×, poliéster superdurável 1.2–1.5× para 10+ anos de retenção de cor e PVDF 2–3× para 20+ anos; o pó epóxi é só para interior.

Numa encomenda pequena a taxa de preparação domina o preço por peça. O custo por peça em 100 peças é normalmente 40–60% do custo em 10 peças, e em 1000+ peças desce para 25–40%. A quantidade de lote é portanto a maior alavanca que controla.

Peças CNC de 3 eixos — Peças usinadas antes do acabamento: a decisão sobre o revestimento é mais barata nesta fase, e a mais cara de mudar depois de as peças estarem acabadas.

A ordem prática das decisões é curta. Defina o ambiente de serviço, escolha o acabamento na tabela do topo, escreva no desenho a espessura da película e o selante ou o tipo de pó, some a espessura do revestimento à sua cadeia de tolerâncias, e só então escolha a cor.

Fontes

Todos os dados desta página vêm da nossa wiki de engenharia.

Perguntas frequentes

A anodização é um processo de conversão, por isso o óxido cresce para fora e para dentro ao mesmo tempo — cerca de metade do revestimento acrescenta-se acima da superfície e metade consome o metal base. Isso significa que um diâmetro muda em dobro. O Tipo II padrão a 0.5 mil (12 µm) acrescenta +0.25 mil por lado, ou seja +0.5 mil (12 µm) no diâmetro; o Tipo III a 1.5 mil (38 µm) acrescenta +1.5 mil (38 µm) no diâmetro. Furos para encaixe por pressão como H7/p6 e superfícies de apoio de rolamentos são zonas de alto risco, e os furos roscados exigem uma abertura prévia ou roscagem depois da anodização — ponha o crescimento na sua cadeia de tolerâncias ou masque a característica.

Escolha a pintura em pó para um painel plano, uma caixa, um suporte ou uma estrutura em quantidades acima de 50 — é a opção orgânica mais barata e mais durável, a 60–120 µm (2.5–5 mils) e 1× do custo base. Use a eletroforese quando a geometria esconde superfícies da pistola, como dentro de tubos e perfis fechados; deposita-se a 100–400 VDC num banho a 70–90 °F, formando uma película uniforme de 15–30 µm a 1.3–1.8×. Passe à tinta líquida para acabamentos metálicos, perolados ou candy, para películas com menos de 50 µm, para substratos não condutores ou para séries abaixo de 50 peças.

Não use pó epóxi ao ar livre. O epóxi tem excelente resistência química e à corrosão, mas fraca resistência aos raios UV, e calcina, perde a cor e fica com um aspeto terrível no prazo de 6–12 meses. Especifique em vez disso poliéster ou poliéster superdurável — o poliéster superdurável mantém a cor durante 10+ anos a 1.2–1.5× do custo, enquanto o fluoropolímero (PVDF) fica no topo da gama com 20+ anos de vida útil e 2–3× do custo, e tem de ser especificado em obras de arquitetura. O epóxi continua a ser a escolha certa no interior ou como camada de primário.

Comece pelo Tipo II e passe ao Tipo III só se conseguir apontar um requisito de desgaste ou de dureza. O Tipo II corre a 15–20 VDC num banho sulfúrico e dá 0.2–1.0 mil (5–25 µm) por lado a 250–350 HV, com rigidez dielétrica de 200–400 V/mil e resistência à névoa salina de 336+ h a 25 µm. O Tipo III exige 25–60 VDC e um banho quase congelado a 0–5 °C, e entrega 1.0–2.0 mil (25–50 µm) a 400–600 HV — mas custa 1.5–2×, acrescenta 3–5 dias úteis de prazo, e limita-o a cinzento-escuro, castanho-preto ou bronze.

Galvanização a quente, pintura em pó ou anodização: qual acabamento?