A importância do desengraxe eletrolítico antes do banho metálico nas peças

Em processos galvânicos, o cuidado com as peças antes e depois dos banhos é imprescindível para a garantia de um bom resultado final na deposição do metal de interesse. Dessa forma, o processo do banho metálico é composto por três etapas essenciais, a saber: o desengraxe eletrolítico, a ativação ácida e a imersão da peça na solução. Cada uma dessas etapas têm finalidades diferentes, mas todas convergem para a obtenção de uma peça cuja camada depositada é uniforme, brilhante e resistente sem a contaminação da solução do banho.

Figura 1 - Peça banhada a ródio.

O que é e para que serve o desengraxe eletrolítico?

O desengraxe é uma das primeiras etapas a serem realizadas durante o banho galvânico de peças, e normalmente é antecedida apenas pelo polimento e pela limpeza mais geral da peça (realizada no caso em que as impurezas estão presentes em muita quantidade). Dessa forma, a função do banho desengraxante é retirar impurezas - óleos e gorduras, mais especificamente - que não conseguiram ser eliminadas nos processos anteriores. Para isso, então, utiliza-se uma solução altamente alcalina (pH > 7) que reage com tais compostos existentes na superfície do material, quebrando-os e/ou transformando-os em outras substâncias e minimizando, assim, possíveis interferências na etapa de deposição metálica.

Uma das vantagens da realização do método de desengraxe eletrolítico em relação a outros tipos de desengraxe é que, por ser baseado na eletrólise da água (ou seja, na sua decomposição gerando íons H+ e OH-), gera bolhas de ar que exercem uma função de esfregamento quando se desprendem da superfície, arrastando as sujeiras e removendo-as da peça submetida ao desengraxe. Logo, o tamanho dessas bolhas de ar apresentam maior poder de penetração nas camadas de impurezas, e o conhecimento da voltagem e da corrente ideais a serem aplicadas auxilia na realização de uma limpeza ainda mais eficiente.

Figura 2 - Desengraxe eletrolítico de um ânodo.

Os desengraxantes utilizados nesse processo são os desengraxantes eletrolíticos, e estes podem ser divididos em dois principais tipos: os anódicos (quando o material a ser limpo é ligado ao polo positivo - ou ânodo) e os catódicos (quando o substrato é conectado ao polo negativo - ou cátodo).

• Desengraxe eletrolítico anódico

Assim como mencionado anteriormente, o desengraxe anódico é feito quando as peças a serem limpas atuam como o ânodo e, portanto, são o polo positivo do sistema. Nesse caso, os elétrons são descarregados juntos aos íons OH- no ânodo, oxidando a espécie e gerando, assim, bolhas de gás oxigênio na superfície da peça, as quais acabam por arrastar os óleos e as gorduras para longe do material.

Figura 3 - Semirreação do ânodo e formação do gás oxigênio por oxidação na eletrólise da água.

Além disso, a camada positiva gera uma condição que repele outros cátions metálicos, impedindo que esses sejam retidos nas microporosidades da peça e que contaminem, posteriormente, a solução do banho de imersão.

Figura 4 - Esquema geral de um processo de desengraxe eletrolítico anódico. Fonte: Estudo de banhos ácidos para substituição de banho alcalino cianídrico na eletrodeposição de zinco sobre pregos, de Martins, Douglas Fróes (2009).

• Desengraxe eletrolítico catódico

O processo de desengraxe eletrolítico catódico é o oposto do processo anódico e, portanto, a peça a ser limpa é colocada no cátodo (polo negativo). Nesse processo, os íons H+ provenientes da autoionização da água ganham elétrons e são reduzidos, formando gás hidrogênio (H2), os quais, pela estequiometria da reação (Figura 5) acarretam em um processo mais eficiente do que o desengraxe anódico, já que é formado o dobro de mol de gás hidrogênio em relação ao gás oxigênio.

Figura 5 - Semirreação do cátodo e formação do gás hidrogênio por redução na eletrólise da água.

No entanto, o processo de desengraxe eletrolítico catódico apresenta algumas consideráveis desvantagens, já que, por ser um polo negativo, pode atrair cátions metálicos contaminantes do meio e depositá-los na superfície da peça que está sendo limpa, prejudicando o posterior banho na solução metálica pretendida. Além disso, a liberação do gás hidrogênio pode provocar pequenas explosões em caso da existência de faíscas provenientes dos contatos elétricos, uma vez que o H2 é um gás muito inflamável.

Figura 6 - Esquema geral de um processo de desengraxe eletrolítico catódico. Fonte: Estudo de banhos ácidos para substituição de banho alcalino cianídrico na eletrodeposição de zinco sobre pregos, de Martins, Douglas Fróes (2009).

Como ter certeza de que o desengraxe foi efetivo?

Uma forma simples e rápida de avaliar se a etapa de desengraxe foi realizada corretamente é a partir do enxágue da peça. Como as impurezas a serem retiradas nesta etapa são, em geral, óleos e gorduras, sem o desengraxe a água não escorrerá num fluxo contínuo e bolhas e regiões secas serão visíveis. Se isso ocorrer, percebe-se que a peça precisa de um novo desengraxe, já que o que impede o fluxo de água de escoar livremente são as gotículas de gordura aderidas à superfície metálicas, as quais não se misturam com a água por não possuírem a mesma polaridade do solvente (compostos de carbono de cadeias longas, como é o caso das gorduras, são apolares, enquanto a água é uma substância polar). No entanto, se o que for observado for um fluxo contínuo de água, considera-se que a superfície está livre de impurezas adsorvidas e que o processo de banho pode ser continuado sem maiores problemas.

Figura 7 - Comparação do escoamento do fluxo de água em um ânodo antes e depois do desengraxe eletrolítico.

O conhecimento dessas etapas e a sua realização adequada são essenciais para garantir um banho galvânico com alta qualidade de deposição. Para mais informações gerais de como esse procedimento é feito, confira aqui o artigo publicado em fevereiro de 2023 no blog!

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