Limpeza dos metáis

Limpeza da superfície metálica

Para tornar a superfície do metal puramente metálica, devem ser tiradas todas as substâncias aderentes à mesma. 

Estas substâncias são em primeiro lugar camadas de óxido, que aderem aos metais em forma de camadas fixas, causadas pelo contacto com o oxigênio do ar ou pela fundição, e ainda por substâncias gordurosas (p. ex.: óleo, resina, etc.); originadas por qualquer tratamento anterior dos metais ou pelo contacto das mãos.

Pela sua viscosidade, estas substâncias podem também ter o efeito de meios de ligação para poeira e outras partículas. O processo a empregar acomodar-se-á deste modo à propriedade de cada metal.

Em geral podem ser distinguidos três processos diferentes:

a) Desengorduramento.

b) Preparação mecânica

c) Desoxidação.

Com frequência reúnem-se dois destes processos, e, em muitos casos, também os três, a um processo único.

É evidente que as peças metálicas devem ser protegidas depois da limpeza, contra qualquer alteração da superfície limpa. Por isso, limpam-se os objetos imediatamente antes de submetê-los a desoxidação ou depositam-se os mesmos numa solução de 5 grs. de tártaro num litro de água.

O mais importante é que não tenham mais nenhum contacto com a pele humana ou com gordura.

Desengorduramento

 Para uma posterior aplicação em processos de galvanoplastia, a superfície do metal deve ser desengordurada em todos os casos em que seja aplicado um tratamento com soluções aquosas. Em pontos no qual a peça esteja com camadas gordurosas, a água não adere, e na aplicação de processos eletrolíticos, estes lugares se tornam isolantes. Em ambos os casos é favorecida a formação de manchas.

Depois do desengorduramento as peças não podem ser tocadas com a mão e devem ser tomadas medidas de precaução para um trabalho perfeito, p. ex., colocando-as em arames ou pegando-as com pinças de madeira.

Pequenas peças podem ser passadas pelos banhos em recipientes de louça de pó de pedra, semelhantes aos ralos de uso doméstico.

Desengorduramento por meio de cal. 

Quando os objetos na preparação mecânica foram tratados com uma massa de cal extinta

ou com uma mistura de cal extinta e soda, é possível que não precisem de qualquer desengorduramento posterior. 

Os meios mencionados absorvem facilmente graxas e óleos. Estas substâncias, porém, devem ser conservadas em recipientes bem fechados porque absorvem facilmente o ácido carbônico do ar, perdendo, assim, grande parte de sua eficiência.

Nota; ((O Hidróxido de cálcio, também conhecido como cal hidratada, cal extinta ou ainda cal apagada , é um composto químico de fórmula Ca(OH)2. Apresenta-se quando puro como um sólido branco e inodoro. (http://pt.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3xido_de_c%C3%A1lcio)

De uma maneira parecida agem também as soluções saponáceas e os extratos de saponáceos. Estas soluções não dissolvem as graxas e os óleos, mas absorvem os mesmos em forma de emulsões.

Desengorduramento mediante dissolventes de graxa

São estes, substâncias líquidas capazes de dissolver graxas, óleos, resinas, etc., como p. ex., benzina, benzol, tetracloreto de carbono, tricloreto de etileno ou percloreto de etileno. 

Os dois primeiros são inflamáveis, enquanto que os outros não o são. Estes têm, porém, um efeito ligeiramente narcótico. Deve-se evitar, por isso, a inalação dos vapores destas substâncias.

Empregam-se, de preferência, dois ou três recipientes com os líquidos para o desengorduramento.

Primeiramente mergulha-se a peça no recipiente que contem benzina já usada, contendo assim uma certa quantidade de graxa, mas que ainda é suficiente para a primeira limpeza. Depois procede-se com benzina mais pura, e assim por diante até o último recipiente, que deve conter benzina limpa e pura. A benzina com as impurezas ainda serve para a combustão.

Desengorduramento por meio de fervura com lixívias

Este processo é o mais frequente. O mesmo baseia-se na imersão das peças em soluções quentes de soda cáustica ou carbonato de sódio.

Estas substâncias têm a propriedade de dissolver completamente as graxas, óleos e resinas orgânicas, assim como os ácidos gordurosos (ácido esteárico, ácido oleico e oleina) por meio de transformação química em sabões, solúveis em água.

Não têm, entretanto, efeito sobre as graxas e óleos minerais (vaselina, parafina, óleo lubrificante e óleo para limpeza). Estas substâncias são absorvidas e por isso eliminadas da superfície.

Objetos de ferro, níquel, cobre e prata são mergulhados durante 1/4 a 1/2 hora numa lixivia fervente de soda de 10% e depois disso lavados com água branda.

Objetos de chumbo, zinco, estanho e ligas correspondentes são atacados demasiadamente pela lixivia de soda, e por isso são tratados à escova com uma solução de carbonato de sódio de 3%, observando-se cuidadosamente o efeito. 

Alumínio não deve ser fervido nem em lixívia nem em solução quente de carbonato de sódio, pois é fortemente atacado por estas substâncias. 

Para o Desengorduramento do alumínio são bem apropriadas as soluções de carbonato de sódio de 5...10% com adição de 0,5...1% de silicato de potássio. 

Estas soluções são também aplicáveis aos objetos de chumbo, zinco, estanho e suas ligas.

Desengorduramento eletrolítico

Este aplica-se com bom resultado para os metais que não são atacados pelas lixívias.

O processo consiste no seguinte: coloca-se as peças a serem desengorduradas como catodo num banho, composto de uma parte de soda cáustica ou carbonato de sódio e 2 partes de potassa cáustica ou carbonato de potássio (em conjunto cerca de 50 grs.) em 1 litro de água. 

Também recomenda-se, muitas vezes, um pequeno adicionamento de cianeto de potássio (cerca de. 2 grs. para cada litro de água). Como anodo servem folhas de ferro ou o próprio recipiente do banho, se for de ferro.

O banho é aplicado morno, com graduação até quente, e a tensão é ajustada de modo que se perceba nas peças um desenvolvimento forte de gás. Pela ação da corrente forma-se, nas peças servindo de catodo, álcali em maior concentração, o qual transforma as graxas saponificáveis em sabões solúveis em água. 

Uma grande parte da água é expulsa mecanicamente pelo hidrogênio que se forma no catodo, de modo que mesmo gorduras e óleos não saponificáveis podem ser eliminados por meio deste processo. A gordura que não foi saponificada, fica flutuando na superfície do banho e por isso é necessário tirar esta gordura para que as peças não fiquem novamente engorduradas ao serem retiradas do banho.

O desengorduramento eletrolítico é especialmente apropriado para peças pequenas de fabricação em grande escala, com superfícies uniformes. 

O desengorduramento exagerado pode causar precipitações quebradiças na galvanização. O processo de desengorduramento não deve demorar mais do que 1,5 minutos, no máximo. 

O desengorduramento pode ser conjugado com um ligeiro banho preliminar de cobreagem, adicionando-se ao mesmo um pouco de cianeto de cobre e potássio (cerca de 50 grs./litro) e trabalhando-se por um curto tempo com uma intensidade de corrente de 3 A/dm2. 

Lugares de limpeza deficiente tornam-se visíveis por este meio.

Desoxidação (Desenferrujamento)

Sob desoxidação compreendem-se os processos que servem para tirar quimicamente as camadas de oxido. Estas camadas compõem-se geralmente de óxidos, hidróxidos ou carbonatos dos próprios metais e são, comumente, solúveis em ácido sulfúrico diluído, ácido muriático ou ácido nítrico.

Os próprios metais são ligeiramente atacados por estes ácidos e, deste modo, é preciso bastante habilidade para formar o processo assim que a camada de óxido tenha sido tirada, e que a superfície metálica seja o menos possível atacada. 

A duração do desenferrujamento depende, principalmente, da espessura e da espécie da camada de óxido que deve ser tirada e, além disso, da concentração e da temperatura do ácido.

Também são de influência os sais produzidos durante a desoxidação e dissolvidos no ácido. Os sulfatos que se formam no emprego de ácido sulfúrico, retardam o decorrer do processo da desoxidação. Esta influência retardante é, porém, menor na desoxidação com ácido muriático, pois os cloretos produzidos podem acelerar o processo (especialmente quando se trata de ferro).

Os recipientes para a desoxidação devem ser de madeira, com revestimento de chumbo, de faiança, de louça de pó de pedra, de pedra natural ou de ladrilhos resistentes aos ácidos.

Desenferrujamento de ferro e aço

 a) Para Ferro e Aço.

Em regra, tira-se a camada de óxido, ferrugem, isca de ferro, etc. por meio de ácido sulfúrico ou muriático diluído de cerca 1...5%. O tempo da ação do ácido deve ser curto, pelos motivos acima mencionados. Uma diminuição do tempo de ação é possível pelo aumento da temperatura.

Depois do tratamento com ácido, as peças são rapidamente lavadas, mergulhando-as numa fraca lixivia de soda, água de cal ou numa solução de carbonato de sódio, para neutralizar todos os resíduos eventualmente aderidos nos poros e, finalmente, lavam-se as mesmas em água limpa.

b) Para ferro fundido.

— Ácido sulfúrico de 1...10%;

— Para aço, ácido sulfúrico de 20%. 

Outras classes de ferro mais duras, devem ser recozidas ou, melhor, recozidas num invólucro de óxido de ferro ou óxido de zinco.

Como mordente para o material a ser galvanizado, aprovou-se melhor o ácido muriático, pelo seu efeito mais rápido. Na indústria da folha de Flandres emprega-se este ácido com temperatura elevada, obtendo-se, assim, uma diminuição considerável da duração da desoxidação, em comparação com o emprego do ácido sulfúrico.

c) Desenferrujamento por meio de ácido fosfórico.

— Este ácido é capaz de dissolver óxidos de ferro e ferrugem, mas, sendo ácido fraco, ataca muito pouco o ferro metálico, de modo que não é necessário uma adição de algum outro mordente. 

Além disso, este ácido forma, na superfície do ferro, uma camada fina de fosfato de ferro que adere firmemente ao metal, protegendo-o contra nova ferrugem. 

Por causa da sua qualidade áspera, esta camada garante uma capacidade extraordinária de adesão para pinturas com tintas e vernizes.

Segundo um processo bem experimentado, trata-se primeiramente o ferro num banho de ácido fosfórico de 15%, para tirar do mesmo os produtos da corrosão. 

Depois disso lava-se o metal com água, tratando-o novamente num banho quente de ácido fosfórico de 1...2%, a uma temperatura de 70...80°, durante cerca de 10...15 min. 

Este processo é muito apropriado para todos os casos nos quais se aplicam, posteriormente, pinturas ou esmalte.

A desoxidação com ácido sulfúrico ou muriático deve ser evitada, em virtude do perigo do enferrujamento em baixo das camadas aplicadas.

d) Para branquear objetos de aço e ferro. emprega-se ácido nítrico concentrado (40° Be), ao qual se adiciona um pouco de fuligem. e)

e) Atacantes de ácido fluorídrico.

— Em lugar de ácido sulfúrico emprega-se também ácido fluorídrico que dissolve não somente iscas aderentes, mas também a areia grudada do molde.

Este atacante compõe-se de água com 1...1,5% de ácido fluorídrico. O ácido fluorídrico deve ser conservado em recipientes de madeira com ou sem revestimento de chumbo. 

O lado exterior dos recipientes pode ter, vantajosamente, uma ou duas mãos de verniz de asfalto. Para trabalhar com este ácido recomenda-se o uso de luvas de borracha, atacando o mesmo, fortemente, a pele e as unhas dos operários. Igualmente, os vapores deste ácido são muito nocivos.

É necessário uma boa ventilação e o uso de uma máscara. Recomenda-se também uma mistura de ácido sulfúrico e ácido fluorídrico: cerca 3 partes (em volume), de ácido sulfúrico diluído a uma parte (em volume) de ácido fluorídrico diluído.

f) Afastamento de isca por meio de desoxidação.

— A temperatura tem grande influência sobre a durabilidade da desoxidação. Acima de 50°, uma concentração maior do que 3% pouco influem na duração da operação. O efeito do ácido sulfúrico e muriático é o mesmo, de modo que a sua escolha será determinada somente pela diferença no preço de custo.

Desoxidação do zinco

 As camadas de óxido sobre peças de zinco são, geralmente, solúveis em ácido sulfúrico ou muriático de 2...5%. Depois do afastamento desta camada, o metal seria facilmente atacado, principalmente, se o zinco for impurificado por outros metais (chumbo, ferro, cobre). 

Para evitar, em certos casos, urna imersão demorada no ácido, emprega-se uma mistura fria de partes iguais de ácido sulfúrico concentrado de 66° Bé (atacante de brilho para zinco).

Para preparar esta mistura, o ácido sulfúrico é introduzido devagar no ácido nítrico, sob revolução continua. A mistura é aquecida fortemente. Para o uso, porém, a mistura deve ser fria. 

Este banho dissolve facilmente o óxido de zinco, e quase não ataca o metal.

A peça é mergulhada brevemente e depois disso bem lavada em água. Sendo necessário, repete-se o processo várias vezes. Mergulha-se as peças, no entanto, sempre em estado seco, para não diluir o ácido. 

Depois de uma lavagem rápida em água, escovam-se as peças, vantajosamente, com uma escova impregnada com uma solução de carbonato de sódio ou uma pasta de cal. Finalmente, elas são lavadas novamente em água.

Desoxidação de cobre e ligas correspondentes (latão, bronze, etc.)

Geralmente usa-se uma desoxidação preliminar e depois a desoxidação a brilho.

A preliminar deve tornar a superfície puramente metálica, e a outra realiza o acabamento. Sendo pretas as peças, emprega-se primeiramente um banho de ácido sulfúrico de 10%. 

O efeito do ácido pode ser acelerado pelo aumento da temperatura. 

Os meios mecânicos, como p. ex. o escovamento, também dão bons resultados. O fim do tratamento preliminar é o desprendimento das camadas grossas de óxido, eventualmente aderentes. 

Segue-se, depois a desoxidação a brilho, para tornar a superfície puramente metálica.

Desoxidação preliminar

— 2 partes de ácido nítrico de 36° Be 

— 1...2 partes de fuligem 

— 1...2 partes de sal de cozinha. Mergulham-se os objetos, nesse banho, até que se tornem as superfícies puras, lavam-se bem, e mergulham-se as peças em água fervente. 

Os objetos secam rapidamente pelo calor absorvido.

Desoxidação a brilho

— 75 partes de ácido nítrico de 40° Be 

— 100 partes de ácido sulfúrico de 66° Be 

— uma parte de sal de cozinha. 

Depois do tratamento lava-se os objetos bem com água. Lugares soldados devem ser polidos com pedra pomes. Uma pequena diferença da composição mostra a seguinte receita 

Desoxidação preliminar:

— 2 litros de ácido nítrico de 40° Be 

— 20 em' de ácido muriático concentrado; 

E para a desoxidação a brilho: 

— 1 litro de ácido nítrico de 40° Be 

— 1 litro de ácido sulfúrico de 66° Be 

— 10 grs. de fuligem.

Desoxidação de níquel e ligas de alta porcentagem de níquel

Para a desoxidação preliminar serve ácido sulfúrico de 5...20% ou ácido muriático do peso especifico 1,1.

Quando a liga contém cobre, adiciona-se, vantajosamente, cerca de 2% de bi cromato de potássio ou de sódio como substância de desoxidação.

Uma outra receita é a seguinte:

— 204 grs. de ácido sulfúrico de 60 Bé 

— 72 grs. de nitrito de sódio 

— 84 grs. de sal de cozinha 

— 1 litro de água. 

— e deve ser mantida, continuamente, uma acidez de 7%. 

Quando a densidade sobe a 24...28° Bé. o mordente deve ser substituído. 

(°Bé: Descrição da sigla no rodapé)

Desoxidação de alumínio

 Este metal exige um tratamento muito cuidadoso pelo fato da camada de óxido ser mais resistente contra a ação dos ácidos do que o próprio metal. 

A desoxidação do alumínio executa-se principalmente para obter superfícies foscas.

O atacante mais usado é a lixivia de soda de 10...20%, com uma temperatura de 50...80°, preparada em recipientes de ferro. 

A desoxidação deve ser terminada dentro de 1...2 min. Segue uma lavagem cuidadosa em água corrente; os resíduos de lixivia são eliminados por meio de imersão rápida em ácido nítrico diluído (1/3 ácido e 2/3 água), e segue nova lavagem cuidadosa em, água e rápida secagem em serragem seca e aquecida.

Parecido com este tratamento, é o que se obtém com uma solução quente de carbonato de sódio de cerca 10%. Este tratamento é ao mesmo tempo desengordurante. 

Neste tratamento, as ligas de alumínio e cobre tornam-se, inicialmente, muito escuras, porém, esta cor desaparece com a imersão em ácido nítrico.

Superfícies completamente brancas

 Obtém-se mediante uma desoxidação, durante 5 min., num banho que se compõe de partes iguais de ácido nítrico concentrado e uma solução saturada de fluoreto de sódio.

 Mas este banho é difícil de empregar, por não se encontrar um material de suficiente resistência para o recipiente.

A resistência do material é diminuída consideravelmente pela desoxidação, de modo que não se recomenda este tratamento para objetos destinados a solicitações grandes.

Densimetro

Nota: Significado da sigla Bé –Graus de Baumé - grau de densidade de líquidos-(http://pt.wikipedia.org/wiki/Graus_de_Baum%C3%A9)

Na indústria se coloca o hidrômetro no líqüido cuja gravidade específica se  quer medir, geralmente diz-se que está "tirando a densidade" utilizando um densímetro. É comum ouvir, quando se prepara uma solução, que "deu o Baumé", ou seja as concentrações dos componentes da solução estão corretas pois a densidade é a desejada.  (http://www.hottopos.com.br/regeq3/densidad.htm)