O comportamento do revestimento galvanizado, durante fenômenos de deformação e fratura podem alterar a performance dos aços durante operações de estampagem. Durante a deformação pode ocorrer um aumento das condições de fricção entre a chapa submetida à deformação e a ferramenta metálica fazendo com que possam ser modificadas as propriedades mecânicas de formabilidade do material. (OPBROEK et. al, 1985).
A ductibilidade do revestimento por sua vez, depende de fatores como tamanho dos grãos, orientação cristalográfica, temperatura de imersão, espessura da camada aplicada e composição da camada intermetálica.
Dois fenômenos são críticos durante a conformação de um aço galvanizado: o acúmulo de partículas de zinco nas extremidades da peça conformada ou até mesmo no molde e a ausência de revestimento em algumas regiões de maior deformação, como consequência da fragilização do revestimento. A fragilização proposta surge como resultado da remoção de partículas durante a conformação, podendo ser classificadas como “powdering” e “flaking”.
Segundo Long (2004), o powdering pode ser conceituado como a perda de partículas do revestimento, sendo que esta perda é sempre representada por uma quantidade menos significativa do que a espessura do revestimento em g/m2.
Para revestimentos galvanizados a perda por powdering é tida como o maior problema durante operações de estampagem profunda, estando associada principalmente a fragilização do revestimento que por sua vez é consequência da presença do Fe na composição das fases formadas. As partículas de zinco residuais do efeito powdering, geralmente permanecem acumuladas na matriz e outros ferramentais das
53 prensas fazendo com que ocorra estampagem de componentes defeituosos e podendo acarretar também em perdas de produtividade associadas ao aumento do tempo de paradas para troca de ferramental. (OKAMOTO, 2000).
O fenômeno de flaking é conceituado como um desplacamento de partículas maiores de zinco. Este desprendimento de “placas de zinco” está geralmente associado com a má formação da camada intermetálica, que por apresentar espessuras desconformes com a especificação proposta, pode acarretar em problemas de aderência do filme aplicado. (CHATTOPADHYAY, 2009).
O flaking é induzido pela aplicação de forças de tração máximas geradas pela fricção entre a ferramenta e o revestimento, por outro lado o powdering é gerado pela aplicação de forças de compressão máximas geradas durante o processo de conformação da peça estampada. (LUCAS et.al, 1989) .A figura 16 apresenta um esquema demonstrativo da ocorrência de powdering e flaking em metais enquanto a figura 17 apresenta seção transversal via MEV, em chapas revestidas com a ocorrência de destas fragilizações em chapas revestidas.
Figura 16 - Modelo esquemático para esfoliação de revestimento por
powdering e flaking
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Figura 17- Análises metalográficas em chapas revestidas apresentando fragilizações por powdering e flaking.
Fonte: A autora, 2013.
Um fator importante para a garantia de uma boa conformação de aços com revestimentos do tipo Galvannealead durante a estampagem são o controle das forças friccionais entre o metal e o ferramental da prensa. Se as forças entre a peça estampada e o ferramental são muito elevadas, haverá a formação de trincas e fragilizações no revestimento durante a estampagem.
Há estudos que afirmam que geralmente as forças de atrito geradoras de desgaste por abrasão, aumentam como aumento da dureza do revestimento. (NAKAMURA. et al., 1988). Portanto a elevação dos valores de forças de atrito são maiores no revestimento GA quando comparados aos revestimentos GI devido a presença de variação das fases presentes no revestimento, rugosidade da superfície e teor de Fe contido nas fases formadas em sua microestrutura. (GOGGINGS et. al, 1992).
Com efeito, de minimizar os problemas relacionados às superfícies do revestimento e variações microestruturais, são utilizados lubrificantes que podem atuar minimizando os efeitos de perda de revestimento por powdering, melhorando a produtividade de peças com aplicações de estampagem. (CHATTOPADHYAY, 2009).
55 2.4.3 Soldabilidade
Segundo Marder (2000), a soldabilidade dos aços revestidos, é uma importante propriedade á ser garantida pelos revestimentos de zinco, visto que a junção de chapas metálicas de aços galvanizados se dá através de processos de soldagem na indústria automotiva.
O grande desafio geralmente está relacionado ao tempo de vida dos eletrodos de solda, visto que alguns estudos mostram que em soldagem de aços revestidos com zinco o ciclo de vida útil do eletrodo pode variar entre 500 á 2000 soldas enquanto em processos de soldagens de aços não revestidos é possível realizar 10.000 soldas com o mesmo eletrodo. (GOGGINGS, 1992).
No caso dos revestimentos do tipo GI este problema ainda é mais crítico visto que o tempo de vida útil dos eletrodos reduz de 20.000 para 600 soldas quando comparado a utilização de aços laminados a frio. Isto ocorre em decorrência da transformação do cobre presente na ponta do eletrodo, em latão, quando exposto ao contato com o Zn do revestimento , gerando desgaste por erosão. (SAKIYAMA et.al, 1990).
Este problema por sua vez é minimizado nos revestimentos do tipo GA visto que o Fe presente em sua microestrutura difunde para a camada mais superficial do revestimento inibindo as reações entre o Cu e o Zn (ZOU et al, 2009).
2.4.4 Pintabilidade
Dentro da indústria automobilística existem inúmeras aplicações que exigem um processo de aplicação de pintura sobre os aços galvanizados, desta forma, propriedades de pintabilidade vêm a ser uma importante propriedade de revestimentos GI e GA.
O processo de pintura geralmente visa melhorar propriedades de aspecto superficial, e proteção anti-corrosiva de peças automobilísticas, sendo iniciado geralmente através de um processo de fosfatização, a fim de preparar a superfície do revestimento para receber a aplicação do filme orgânico de pintura e otimizar o material com relação ao potencial de proteção corrosiva, através de processos de eletroforese ou jatos de alta pressão. (MARDER, 2000).
Os revestimentos do tipo GA são mais favoráveis a características de pintabilidade quando comparados aos revestimentos GI devido a rugosidade da superfície formada como resultado da
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presença da fases Fe-Zn na composição do revestimento. (CHAKRABORTY, 2007).