Evaluation of the nanoceramic conversion layer on galvanized and non-galvanized metal substrates combined with polyester paint

Corrosion causes losses in all sectors of the world economy that make use of metallic materials, making necessary the use of preventive techniques. The use of pretreatments is one of the most applied techniques in the prevention of corrosion, an example of these is the phosphating. It is a well established industrial process for surface treatment and stands out for the increased adhesion of organic coatings. However, the large production of environmental contaminants has generated the need for cleaner technologies. Pretreatment with zirconium oxide has been increasingly prominent in the market, especially in automotive and home appliances, as an economically and environmentally friendly alternative. Hence, the objective of this work was to evaluate the phosphate free surface pretreatment (commercially available as TecTalis®) with a concentration of 1 to 5% hexafluorzirconium acid and 0.2 to 1 mg /m3 of Cu as an alternative to phosphatization, in galvanized and non-galvanized carbon steel followed by powder coating with polyester resin based inks. The samples investigated in this work were provided by USIMINAS (Usinas Siderúrgicas de Minas Gerais S.A).The specimens were evaluated through exposure to accelerated test chambers: Salt spray (ASTM B117) and Saturated Humidity Chamber (ASTM D2247).The degradation process was monitored by means of electrochemical impedance technique (EIS). In addition, immersion tests were performed in 0.1 M NaCl, atmospheric exposure, open circuit potential, adhesion and scanning electron microscopy coupled with dispersive energy spectroscopy. The zirconium oxide treated galvanized sample showed better performance in the salt spray test, maintaining the constant resistance value up to 39 days, suggesting that zirconium oxide contributed more effectively to the protection of the substrate surface. In saturated humidity, immersion and adhesion tests, the aggressiveness of the media was not sufficient to classify the samples for the corrosion resistance of the coating. A corrosão causa prejuízos em todos os setores da economia mundial que fazem uso de materiais metálicos. O uso de pré-tratamentos superficiais é uma das técnicas mais aplicadas na prevenção da corrosão, um exemplo é a fosfatização. Trata-se de um processo industrial bem estabelecido para o tratamento de superfície, destaca-se pelo aumento da adesão de revestimentos orgânicos. Entretanto, a grande produção de contaminantes ambientais obtidos durante o processo de fosfatização gerou a necessidade de tecnologias mais limpas. O pré-tratamento nanocerâmico com óxido de zircônio tem se destacado cada vez mais no mercado, principalmente em linhas de automóveis e eletrodomésticos, como uma alternativa economicamente e ambientalmente amigável. Diante do exposto este trabalho teve como objetivo avaliar o pré-tratamento de superfície livre de fosfato (comercialmente disponível como TecTalis®) com concentração de 1 a 5% ácido hexafluorzircônio e 0,2 a 1 mg/m3 de Cu, como uma alternativa a fosfatização, em aço carbono galvanizado e não galvanizado seguido de acabamento em pintura a pó com tintas a base de resinas de poliéster. As amostras investigadas nesse trabalho foram cedidas pela USIMINAS (Usinas Siderúrgicas de Minas Gerais S.A). Os corpos de prova foram avaliados por meio da exposição às câmaras de ensaio acelerado: Névoa Salina (ASTM B117) e Câmara Úmida (ASTM D2247). O processo de degradação foi monitorado por meio de técnica de impedância eletroquímica (EIE). Adicionalmente, foram realizados testes de imersão em NaCl 0,1 M, exposição atmosférica, potencial de circuito aberto, aderência e microscopia eletrônica de varredura acoplado com a espectroscopia de energia dispersiva. A amostra galvanizada tratada com óxido de zircônio apresentou melhor desempenho no ensaio de névoa salina, mantendo o valor da resistência constante até 39 dias, sugerindo que o óxido de zircônio contribuiu mais efetivamente para a proteção da superfície do substrato. Não houve diferença significativa na resistência à corrosão das amostras investigadas nos ensaios de umidade saturada e imersão.