Como é que a chapa metálica evolui de matéria-prima para componentes intrincados nos nossos dispositivos quotidianos? Este artigo mergulha no fascinante mundo do fabrico de chapas metálicas, explorando materiais como SPCC, SGCC e SECC. Irá descobrir como diferentes tratamentos e técnicas melhoram as suas propriedades e aplicações. Espera-se aprender sobre os processos que transformam simples chapas metálicas em peças duráveis e versáteis utilizadas em inúmeras indústrias.
O fabrico de chapas metálicas é um tipo de tecnologia de processamento, mas ainda não foi estabelecida uma definição completa do mesmo.
Tipicamente, pode ser definido como:
O fabrico de chapas metálicas é um processo extensivo de trabalho a frio para chapas metálicas, normalmente com menos de 6 mm de espessura.
O processo engloba várias técnicas, incluindo corte a laserO trabalho de corte, puncionamento, corte, laminação, dobragem, soldadura, rebitagem, união e moldagem (por exemplo, para carroçarias de automóveis).
A chapa laminada a frio SPCC (Steel Plate Cold Coiled) é predominantemente utilizada para aplicações que requerem tratamentos de superfície pós-formação, tais como revestimento em pó, cozedura de tinta e galvanoplastia. Este material versátil é amplamente utilizado em indústrias que vão desde a indústria automóvel a electrodomésticos e eletrónica.
A principal razão para a utilização do SPCC é a sua formabilidade superior e excelente acabamento de superfície, o que o torna ideal para melhorias de superfície subsequentes. Embora o SPCC ofereça boa maquinabilidade e soldabilidade, é inerentemente suscetível à corrosão. As suas caraterísticas de superfície incluem um ligeiro resíduo oleoso resultante do processo de laminagem a frio e um brilho escuro caraterístico, sendo que ambos exigem uma preparação adequada da superfície antes do acabamento.
As principais vantagens do SPCC incluem:
Estas propriedades fazem do SPCC uma escolha óptima para aplicações em que a estética e a resistência à corrosão são cruciais, uma vez que o material fornece uma excelente base para tratamentos de superfície de alta qualidade. No entanto, é essencial implementar práticas adequadas de armazenamento e manuseamento para evitar a oxidação prematura antes da aplicação do tratamento de superfície final.
Fig. 1 Bobina SPCC
Fig. 2 Chapa laminada a frio SPCC
As chapas de aço galvanizado SGCC são concebidas para proporcionar uma resistência superior à corrosão, prolongando significativamente a vida útil do metal de base. Esta medida de proteção é conseguida através da aplicação de um revestimento de zinco ao substrato de aço, um processo conhecido como galvanização.
O processo de galvanização envolve a imersão da chapa de aço num banho de zinco fundido, normalmente a temperaturas de cerca de 450°C (842°F). Isto resulta na formação de uma camada de zinco metalurgicamente ligada à superfície do aço. O revestimento de zinco actua como um ânodo de sacrifício, corroendo preferencialmente para proteger o aço subjacente da degradação ambiental.
As chapas galvanizadas SGCC (Steel Grade Cold Commercial) caracterizam-se pelo seu acabamento superficial suave e refinado. Esta qualidade estética é o resultado do processo de arrefecimento controlado após a galvanização, que promove a formação de um revestimento de zinco uniforme e sem saliências. O aspeto da superfície não só melhora a atração visual, como também contribui para uma melhor aderência da tinta e formabilidade nos processos de fabrico subsequentes.
A espessura do revestimento de zinco nas chapas SGCC pode variar, normalmente de 60 a 275 g/m² (Z60 a Z275), dependendo dos requisitos específicos da aplicação. As espessuras de revestimento de zinco mais elevadas estão geralmente relacionadas com uma maior proteção contra a corrosão, embora a um custo ligeiramente superior.
É de salientar que as chapas galvanizadas SGCC oferecem um equilíbrio entre a resistência à corrosão, a maleabilidade e a relação custo-eficácia, tornando-as adequadas para uma vasta gama de aplicações nas indústrias da construção, automóvel e de fabrico em geral.
Fig. 3 Chapa galvanizada SGCC
Caraterísticas da superfície: O SGCC com revestimento de zinco comum apresenta um aspeto de superfície distinto, caracterizado por um padrão de espirais pronunciado. Este padrão consiste em estruturas cristalinas grandes e irregulares visíveis a olho nu, dando à superfície uma textura rugosa e mosqueada. O revestimento de zinco apresenta normalmente uma cor cinzenta opaca com variações de tonalidade ao longo da superfície.
Uma caraterística notável deste revestimento é a presença de manchas pretas de zinco, também conhecidas como "manchas pretas" ou "cinzas de zinco". Estas manchas são pequenas imperfeições escuras que resultam do processo de galvanização por imersão a quente, em que as partículas de óxido de zinco ficam presas no revestimento. Embora estas manchas não afectem significativamente a resistência à corrosão, podem afetar o aspeto estético do material.
A cor geral do SGCC com zinco normal tende a ser mais escura em comparação com outros revestimentos de zinco, como os acabamentos com ângulo minimizado ou com ângulo zero. Esta aparência mais escura deve-se aos cristais de zinco maiores que se formam durante o processo de arrefecimento, que dispersam a luz de forma diferente das estruturas cristalinas mais pequenas e uniformes.
É importante notar que, embora os salpicos ásperos e os pontos negros sejam caraterísticos deste tipo de revestimento, podem afetar a aderência da tinta e o aspeto final dos produtos pintados. Por conseguinte, as aplicações que requerem uma superfície lisa e sem manchas podem exigir um processamento adicional ou métodos de revestimento alternativos.
Fig. 4 SGCC com zinco vulgar
A superfície da SECC (chapa de aço revestida com zinco eletrolítico) apresenta uma suavidade e uniformidade superiores às de outras variantes de aço galvanizado.
No que diz respeito à resistência à corrosão, a SECC demonstra um melhor desempenho com espessuras de revestimento de zinco equivalentes. Esta superioridade resulta do processo eletrolítico, que produz uma camada de zinco mais uniforme e densamente compactada, em comparação com os métodos de galvanização por imersão a quente. A distribuição consistente do zinco assegura melhores propriedades de proteção contra a formação de ferrugem.
Caraterísticas da superfície: O SECC possui uma superfície lisa e uniforme com elevada resistência a danos mecânicos. O seu aspeto varia entre um cinzento prateado brilhante e uma subtil tonalidade azulada, dependendo da composição e espessura específicas do revestimento de zinco.
O SECC apresenta normalmente uma boa resistência às impressões digitais devido à sua superfície lisa. No entanto, algumas variantes são revestidas com uma fina camada de óleo ou tinta cozida para proteção adicional. Embora estes revestimentos aumentem a resistência à corrosão, podem reduzir as propriedades de aderência da superfície, sendo potencialmente necessários tratamentos de superfície preparatórios como o polimento ou a limpeza química antes das operações de pintura ou colagem.
É importante notar que a CCEE sem revestimentos de óleo protetor pode ter uma resistência reduzida às impressões digitais. Estas variantes sem revestimento apresentam frequentemente uma textura de superfície ligeiramente mais áspera com um aspeto mais escuro e mate devido à camada de zinco exposta. As caraterísticas específicas da superfície podem variar com base nos parâmetros do processo eletrolítico e em quaisquer aplicações de pós-tratamento.
Fig. 5 SGCC com elevado teor de zinco
As chapas SECC (Steel Electrogalvanized Cold-rolled Coil) são produzidas através de um processo de galvanização electrolítica aplicado ao aço laminado a frio. Este processo envolve a deposição de uma fina camada de zinco sobre o substrato de aço através de eletrólise, resultando num revestimento de zinco uniforme e bem aderente.
Estas chapas oferecem uma excelente resistência à corrosão e são amplamente utilizadas em várias indústrias, incluindo a automóvel, a dos electrodomésticos e a da construção. O revestimento electrogalvanizado proporciona uma aderência da tinta e uma formabilidade superiores em comparação com as alternativas galvanizadas por imersão a quente.
Caraterísticas da superfície: As chapas da SECC têm normalmente um acabamento liso e mate com um aspeto cinzento claro. A textura da superfície é uniforme e não apresenta o padrão em espiral associado aos produtos galvanizados por imersão a quente.
A espessura do revestimento de zinco pode ser controlada com precisão, variando de 2,5 a 20 μm (microns) por lado, permitindo a personalização com base na aplicação pretendida e nos requisitos de proteção contra a corrosão.
Fig. 6 Placa electrolítica da CCEE
Al
O alumínio é um metal leve e versátil, caracterizado pela sua baixa densidade (aproximadamente 2,7 g/cm³) e pelo ponto de fusão relativamente baixo de 660,32°C (1220,58°F). Esta combinação de propriedades torna-o altamente adequado para vários processos de fabrico e aplicações em todas as indústrias.
Embora o alumínio puro (99,9% Al) apresente uma excelente resistência à corrosão devido à rápida formação de uma camada protetora de óxido, é de facto suscetível a uma maior oxidação em determinados ambientes. No entanto, esta película de óxido natural também constitui uma barreira contra a corrosão adicional. O metal possui uma boa resistência à tração, variando normalmente entre 90-140 MPa para o alumínio puro, que pode ser significativamente melhorada através de processos de liga e de tratamento térmico.
Caraterísticas da superfície: A superfície do alumínio apresenta caraterísticas distintas que contribuem para a sua utilização generalizada:
Estas propriedades de superfície, combinadas com a excelente maquinabilidade e formabilidade do alumínio, fazem dele um material ideal para aplicações que vão desde componentes aeroespaciais a fachadas arquitectónicas e produtos de consumo.
Fig. 7 Placa de alumínio zincado SGLCC (1)
Fig. 8 Placa de alumínio zincado SGLCC (2)
A folha de Flandres (SPTE) é um substrato de aço de baixo carbono galvanizado com uma fina camada de estanho (Sn).
Caraterísticas: Este material compósito mantém a excelente formabilidade e ductilidade do aço de baixo carbono, ao mesmo tempo que beneficia da resistência à corrosão e soldabilidade proporcionadas pelo revestimento de estanho.
Normalmente, a espessura da folha de Flandres varia entre 0,15 mm e 0,49 mm, com pesos de revestimento que variam entre 1,0 e 11,2 g/m² por lado, dependendo dos requisitos da aplicação.
Objetivo: A folha de Flandres tem múltiplas finalidades em vários sectores. É muito utilizada na embalagem de alimentos devido à sua natureza não tóxica e à sua capacidade de preservar a qualidade dos alimentos. Na eletrónica, actua como um escudo eletromagnético eficaz, evitando interferências. Além disso, é adequada para operações de estampagem em pequena escala, particularmente na produção de tampas de garrafas, latas e vários componentes metálicos pequenos.
O aço para molas é um aço de médio carbono ligado a elementos como o manganês (Mn), o crómio (Cr), o silício (Si) e, em alguns tipos, o vanádio (V) ou o níquel (Ni).
Caraterísticas: Este material apresenta um elevado limite de elasticidade e excelentes propriedades elásticas, permitindo uma deformação elástica substancial sem fixação permanente. Isto torna-o ideal para aplicações que requerem armazenamento e libertação de energia, absorção de choques ou ciclos de carga repetitivos.
O aço para molas tem normalmente uma superfície lisa e polida com um aspeto cinzento-prateado. A tonalidade exacta pode variar consoante a composição específica da liga e o tratamento térmico. Embora a superfície possa parecer lisa, é importante notar que o aço para molas é excecionalmente duro e resistente, não sendo macio ao toque em termos de maleabilidade.
Fig. 9 Folha de Flandres SPTE
O aço inoxidável é uma liga resistente à corrosão composta essencialmente por ferro, crómio (mínimo 10.5%) e frequentemente níquel, com a eventual inclusão de outros elementos como o molibdénio, o titânio ou o azoto. Esta composição permite-lhe resistir à corrosão provocada pelas condições atmosféricas, ácidos, álcalis e soluções salinas.
A resistência à corrosão e à ferrugem do aço inoxidável pode ser adaptada através da seleção cuidadosa dos elementos de liga e das suas proporções. Por exemplo, os aços inoxidáveis austeníticos (série 300) oferecem uma excelente resistência à corrosão na maioria dos ambientes, enquanto os ferríticos (série 400) oferecem uma boa resistência à fissuração por corrosão sob tensão.
As principais caraterísticas do aço inoxidável incluem:
Para melhorar a qualidade da superfície das chapas de aço inoxidável, são utilizados vários tratamentos de superfície. Estes tratamentos não só melhoram o aspeto estético como também influenciam as propriedades funcionais. Os métodos comuns de acabamento de superfície incluem:
A trefilagem, embora não seja normalmente um tratamento de superfície para chapas, é um processo crucial na produção de fio de aço inoxidável com diâmetros e propriedades mecânicas específicas. Este processo envolve puxar o aço através de uma série de matrizes com diâmetros progressivamente mais pequenos, o que pode melhorar significativamente a resistência à tração e o acabamento da superfície.
Fig. 10 Aço inoxidável SUS
Fig. 11 Escovado
O cobre (Cu) é um metal de transição versátil com número atómico 29, conhecido pelas suas propriedades excepcionais e aplicações generalizadas na indústria e na tecnologia.
Na sua forma pura, o cobre apresenta uma tonalidade laranja-avermelhada distinta com um brilho metálico lustroso quando acabado de cortar. A cor natural do elemento é um tom quente, vermelho-púrpura, que desenvolve uma pátina verde caraterística quando exposto ao ar ao longo do tempo devido à oxidação.
As excelentes propriedades físicas e químicas do cobre tornam-no indispensável em vários sectores. A sua excelente ductilidade permite-lhe ser facilmente estirado em fios, enquanto que a sua elevada condutividade térmica (apenas superada pela prata entre os metais puros) e a sua superior condutividade eléctrica (cerca de 97% da prata) fazem dele o material de eleição para a cablagem eléctrica, permutadores de calor e aplicações electromagnéticas.
Na indústria da construção, o cobre é apreciado pela sua resistência à corrosão e apelo estético. É normalmente utilizado em coberturas, sistemas de canalização e pormenores arquitectónicos. Para além disso, o cobre constitui a base de numerosas ligas, cada uma com propriedades específicas. O bronze, uma liga de cobre e estanho, oferece maior dureza e durabilidade, enquanto o latão, uma liga de cobre-zinco, combina uma boa maquinabilidade com um atraente aspeto dourado e propriedades acústicas melhoradas.
A capacidade de reciclagem do cobre é uma vantagem significativa no mundo atual, centrado na sustentabilidade. Pode ser reciclado indefinidamente sem perda de desempenho, mantendo até 90% das suas propriedades mecânicas originais. Esta caraterística, associada às suas propriedades antimicrobianas naturais, faz do cobre uma escolha cada vez mais popular em ambientes de cuidados de saúde e espaços públicos.
Além disso, os recentes avanços na nanotecnologia abriram novas vias para as aplicações do cobre, incluindo a sua utilização em tintas condutoras para a eletrónica impressa e como catalisador em reacções químicas, consolidando ainda mais o seu estatuto de material crítico na tecnologia e fabrico modernos.
Fig. 12 Cobre vermelho
Fig. 13 Cobre puro
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
PT 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT_BR 
RU 
KO