De acordo com relatórios do Industry Arc, o mercado global de revestimento de estanho deve atingir cerca de US$ 8.9 bilhões até 2030. Mantendo a taxa composta de crescimento anual (CAGR) em cerca de 4.2% de 2023 a 2030. Pode-se dizer que esse crescimento é resultado da demanda contínua em setores como eletrônicos, automotivo, telecomunicações e até mesmo embalagens de alimentos.
O estanho é macio, com uma combinação de prata e branco. É conhecido por sua maleabilidade e capacidade de resistir à corrosão. Devido à sua natureza atóxica, é uma excelente escolha para uso na indústria alimentícia, para fins de embalagem. O estanho é altamente condutor e muito soldável. Essas propriedades o tornam preferível para projetos que exigem alta precisão, como a produção de placas de circuito e conectores.
Conteúdo
O que é estanhagem?
A estanhagem, também chamada de estanhagem, é um processo de revestimento de superfície em que uma fina camada de estanho (Sn) é aplicada a uma peça metálica, normalmente por galvanoplastia ou imersão a quente. Os metais base comumente utilizados incluem aço, cobre ou ferro. O resultado final é um produto conhecido como folha de flandres. Isso é especialmente útil para melhorar a resistência à corrosão e a soldabilidade do metal base.
Benefícios do revestimento de estanho
O revestimento em estanho proporciona ao substrato boa resistência à corrosão, excelente condutividade elétrica, soldabilidade e ductilidade.
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Resistência à Corrosão
O revestimento em estanho proporciona uma proteção contra umidade, prevenindo ferrugem e corrosão. Suas propriedades não reativas e atóxicas ajudam a prolongar a vida útil em diferentes condições ambientais.
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Condutividade
Sua alta condutividade o torna uma ótima escolha para revestimento de componentes eletrônicos, conectores e terminais.
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Excelente soldabilidade
Com certeza, você terá uma experiência de soldagem mais fácil e confiável com uma superfície estanhada. Sua alta soldabilidade é de extrema importância para uma colagem confiável em componentes eletrônicos e conjuntos de circuitos.
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Custo-benefício
O estanho é muito mais acessível do que metais preciosos como ouro ou platina. Se você busca reduzir os custos de produção sem comprometer a qualidade, o estanho é uma escolha inteligente.
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Ductilidade
O estanho é maleável. Portanto, você pode moldar suas peças estanhadas sem se preocupar com rachaduras ou quebras.
Processo de estanhagem
O processo de estanhagem envolve a deposição de um revestimento de estanho na superfície de um substrato metálico devidamente preparado por meio das seguintes etapas:
1. Limpeza e desengorduramento
Primeiro, limpe bem o metal que deseja revestir. Use técnicas como lavagem ácida ou limpeza abrasiva. Isso garante que não haja sujeira na superfície, o que ajuda a fixar melhor o estanho.
2. Pré-tratamento para auxiliar a adesão
Após a limpeza, você ativa o metal com uma solução ácida para garantir uma ligação mais fácil com o estanho. Esta etapa garante que a superfície esteja pronta para receber a camada de estanho.
3. Solução de estanhagem
Um banho de estanho é preparado usando uma solução ácida ou alcalina. Os principais parâmetros a serem monitorados e ajustados incluem pH, temperatura e concentração de estanho.
4. Métodos de estanhagem
Agora, mergulhe o metal no banho usando estes métodos:
Eletroestanho
Também chamada de galvanoplastia de estanho. Você coloca o metal no banho enquanto passa uma corrente elétrica por ele. Isso faz com que os íons se movam em direção ao metal, resultando na ligação.
O revestimento de estanho com sulfato é o mais amplamente utilizado pelos seguintes motivos:
- Composição e processo simples de banho
- Baixa temperatura de operação (10-30° C)
- Alta eficiência atual
- Economia de energia e baixo custo
- Fácil controle e manutenção
- Tratamento simples de águas residuais
A tabela a seguir mostra a composição típica do banho ácido de sulfato estanoso.
| Componente | Revestimento de estanho fosco | Revestimento de estanho brilhante |
|---|---|---|
| SnSO4 (g/L) | 40 - 100 | 40 - 100 |
| H2SO4 (g/L) | 30 - 80 | 70 - 170 |
| Gelatina (g/L) | 1 - 3 | / |
| β-Naftol (g/L) | 0.5 - 1.5 | / |
| Clareador (mL/L) | / | 15 - 40 |
- Revestimento de estanho sem eletricidade
Não é necessária corrente externa, trata-se de um processo químico que garante uma cobertura uniforme. Ao mergulhar o metal na solução, uma reação química deposita os íons na superfície do metal.
As principais vantagens do revestimento químico de estanho são uniformidade e alta qualidade, enquanto as desvantagens são baixa taxa de deposição e alto custo.
- Estanhagem por imersão a quente
A estanhagem por imersão a quente é o processo de imersão de uma peça pré-tratada em um banho de estanho fundido. Este método aumenta a resistência à corrosão, a resistência ao desgaste e a condutividade elétrica de metais como cobre e aço.
- Faixa de temperatura de imersão: 260oC - 280oC
- Intervalo de tempo de imersão: 6 a 10 segundos.
5. Tratamento pós-revestimento.
Após terminar o revestimento, enxágue as peças com água corrente ou solução alcalina diluída e seque. Aplique uma camada de material protetor (passivação) ou algum tratamento térmico para maior proteção contra corrosão. Além disso, isso também ajuda a evitar que as peças enfraqueçam quando expostas ao hidrogênio.
Tipos de revestimento de estanho
Existem basicamente dois tipos de revestimento de estanho:
Revestimento de estanho brilhante
Este tipo de revestimento possui uma estrutura de grãos finos (abaixo de 1 µm) com um acabamento espelhado e brilhante. É usado principalmente para fins decorativos e em componentes elétricos, como terminais e barramentos. No entanto, contém branqueadores que causam queima sob o calor, sendo, portanto, inadequado para funções de soldagem.
Revestimento de estanho fosco
Também é conhecido como estanhagem fosca. Ao contrário da estanhagem brilhante, possui uma superfície de granulação grossa e não reflexiva. É altamente dúctil e ideal para aplicações soldáveis, pois não contém branqueadores e possui resistência ao crescimento de fibras.
Materiais adequados para revestimento de estanho
A estanhagem pode ser feita em metais ferrosos e não ferrosos.
- Aço e aço inoxidável: Eles protegem contra ferrugem e são usados em fixadores e barramentos.
- Cobre bronze: Promover a soldabilidade em eletrônicos.
- Alumínio: Requer ativação especial e é usado para componentes arquitetônicos.
Revestimento de liga de estanho
A liga de estanho pode ser descrita simplesmente como uma combinação de estanho e outros metais. As variantes permitem explorar uma gama de aplicações. Exemplos incluem, entre outros:
- Revestimento de estanho-chumbo: Garante ductilidade e é amplamente utilizado para soldagem em eletrônicos.
- Revestimento de estanho-zinco: Ótima condutividade, proporciona uma película lubrificante e é resistente a certos fatores ambientais.
- Revestimento de estanho-níquel: Garante melhor resistência à corrosão e ao desgaste do que o estanho puro.
- Revestimento de estanho e ouro: Após o uso repetido, você pode contar com a confiabilidade dessa combinação.
- Revestimento de estanho e prata: Um substituto para o estanho-chumbo devido à sua resistência mecânica e melhor resistência ao estresse térmico.
Usos do revestimento de estanho
A seguir estão algumas aplicações comuns do revestimento de estanho.
Eletrônicos
Neste setor, a estanhagem é comumente utilizada para revestir terminais, placas de circuito impresso (PCBs), conectores e outros componentes de blindagem. Graças à sua boa soldabilidade e condutividade, facilitam as conexões elétricas e a montagem em dispositivos eletrônicos de alta precisão.
Indústria automobilística
Neste setor, a estanhagem aumenta a durabilidade e o desempenho de componentes como barramentos, terminais de bateria, conectores e sistemas de fiação. Melhora a resistência à corrosão e a confiabilidade do contato elétrico, especialmente em carros elétricos.
Força e energia renovável
A estanhagem é utilizada em aparelhagens de manobra, transformadores, painéis solares e turbinas eólicas. Isso ocorre porque ajuda a prolongar a longevidade dos componentes, resistindo à corrosão e mantendo a condutividade. Mais especificamente, é conhecida por manter o desempenho elétrico estável em ambientes externos e de alta carga.
Telecomunicações
Conectores e guias de onda estanhados são essenciais no setor de telecomunicações. A integridade do sinal e a confiabilidade a longo prazo são cruciais. O revestimento protege componentes sensíveis do desgaste ambiental e atenua a degradação do sinal.
Aeroespacial e aviação
Sistemas aeroespaciais precisam de materiais que resistam a fatores ambientais extremos. Por esse motivo, a estanhagem é utilizada na fabricação de fixadores, conectores e barramentos, devido à sua resistência à corrosão. Além disso, garante a integridade de sistemas críticos ao longo de todo o ciclo de vida de uma aeronave.
Embalagem de alimentos
As propriedades atóxicas e resistentes à corrosão do estanho o tornam útil na indústria alimentícia, especialmente na fabricação de latas. O revestimento em estanho ajuda a conservar os alimentos, evitando a contaminação pelo metal base e mantendo a segurança do produto.
Desvantagens do revestimento de estanho
Formação de bigodes de estanho
Os fios de estanho são estruturas condutoras minúsculas semelhantes a fios de cabelo que podem causar curtos-circuitos em sistemas eletrônicos. Você provavelmente os verá se formando em revestimentos de estanho brilhantes; no entanto, o problema pode ser resolvido com a introdução de revestimentos de estanho foscos.
Limite operacional de baixa temperatura
Você deve saber que a estanhagem tem um ponto de fusão baixo, portanto, não é adequada para uso em altas temperaturas. O limite operacional da estanhagem é geralmente em torno de 200oC.
Soldabilidade de curta duração
O revestimento de estanho pode perder sua soldabilidade com o tempo, se o substrato metálico não for preparado adequadamente durante o processo de revestimento.
Possível corrosão
Você deve estar se perguntando: por que a corrosão? Se a folha de flandres apresentar riscos, isso pode levar à corrosão (especialmente no aço), devido à diferença de potencial eletroquímico entre o estanho e o aço.
Revestimento de níquel vs. estanho
O revestimento em estanho oferece vantagens como excelente condutividade elétrica, boa soldabilidade, alta ductilidade e menor custo em comparação ao revestimento em níquel.
Por outro lado, revestimento de níquel proporciona maior dureza e um ponto de fusão significativamente mais alto. O níquel eletrolítico normalmente tem uma dureza média de cerca de 300 HV e um ponto de fusão de 1455 °C.
Perguntas frequentes
1. O revestimento de estanho é condutivo?
Sim, o estanho é um metal altamente condutor, o que torna o revestimento de estanho perfeito para aplicações elétricas.
2. Qual é a diferença entre estanhagem eletrolítica e estanhagem não eletrolítica?
A eletrodeposição de estanho utiliza corrente elétrica para uma deposição mais rápida e espessa. A eletrodeposição utiliza reações químicas sem a necessidade de eletricidade para revestimentos uniformes e um processo mais simples.
3. O que é ASTM B545?
ASTM B545 é uma especificação padrão para revestimentos eletrodepositados de estanho em metais, para soldabilidade, resistência à corrosão e outras propriedades. Ela abrange apenas os requisitos necessários para a estanhagem eletrolítica e não para a galvanoplastia a quente.
4. O que é revestimento de barril?
Um tipo de galvanoplastia usada para galvanizar pequenos componentes em grandes volumes com o uso de um cilindro. O cilindro gira lentamente enquanto é submerso na solução de galvanoplastia.