As provisões de foco ambiental impulsionam a medição da inovação

Publicado na revista Tratamento de Superfície, edição 219, página 17

Acesse a edição 219 digital | Abril 2020

 

Na última década, regulamentações ambientais e iniciativas globais, incluindo o REACh e o ELV, resultaram em um aumento nos gastos com Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) para muitas empresas globais. A COVENTYA não se absteve desses investimentos para apoiar nossos negócios globais.

Além disso, a inovação hoje em aplicações de deposição e acabamento superficial é menos frequente, a menos que suas equipes de P&D sejam desafiadas a desenvolver uma tecnologia para substituir uma tecnologia já existente; neste caso, um sistema de revestimento comprovado industrial e de 100 anos, Cromo Funcional. Em um exemplo, na última década, especialmente, as iniciativas ambientais exigiram que nossa indústria investisse em programas de P&D para tratar das preocupações ambientais do cromo hexavalente.

Os regulamentos, incluindo aqueles provenientes do REACh, do Clean Air Act e do Clean Water Act, fornecem requisitos e permissões para o uso de cromo hexavalente para aplicações de revestimento e estabelecem limites quanto à quantidade de cromo hexavalente permitida para descarga no meio ambiente.

Nos EUA, essas leis são aplicadas pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA), que estabeleceu os padrões, e em 2012 aceitou a contribuição da Associação Nacional de Acabamentos de Superfície para proibir o uso de compostos de flúor de carbono de cadeia longa PFOS / PFOA, que os sistemas Cr (VI) exigem para o controle adequado de suas emissões para a atmosfera. Na Europa, os compostos de PFOS foram proibidos desde 2008 e os compostos de PFOA tiveram restrições desde 2017 que apoiaram nossos programas para eliminar seu uso em quaisquer tecnologias futuras. As propostas de lei mais recentes na Europa prevêem um ponto final de todas as restantes exceções (incluindo o Cromo Duro) até 2025, eliminando assim a cromagem hexavalente para o bem, tendo em vista a falta de alternativas.

Reconhecida mundialmente, a deposição de cromo duro, mais conhecido como revestimento de cromo funcional, a tecnologia COVENTYA CHROME 450 , por exemplo, era um alvo importante para a substituição. Ambientalmente, este tipo de química tem um alto nível de conscientização sobre sua natureza perigosa, devido não só às preocupações e impactos do cromo hexavalente, incluindo efluentes, emissões atmosféricas, mas também a vários outros alvos, incluindo o uso de compostos de carbono-flúor. Esses compostos de carbono-flúor são persistentes, bioacumulativos e tóxicos e o movimento atual para reavaliar os tipos necessários para a supressão de névoa / fumos de Cr (VI) está sendo direcionado.

As aplicações de CHROME 450 usando anodos de chumbo são uma fonte adicional de contaminação para o ambiente que era importante abordar em qualquer alvo de substituição de tecnologia.

No entanto, com o cromo funcional para um depósito revestido, o sucesso de vantagens e benefícios de engenharia, incluindo alta dureza, resistência à abrasão, durabilidade longa de peças / componentes devido à alta resistência ao desgaste e baixa fricção, tem sido importante para muitas aplicações críticas em toda a indústria aeronáutica, indústria de equipamentos hidráulicos e muitas outras.

Todas estas questões negativas com os sistemas de Cr (VI) tornam-se uma preocupação do passado com a conclusão bem-sucedida de um projeto de pesquisa e desenvolvimento de um sistema e eletrólito de cromo trivalente duro.

Em 2014, a COVENTYA realizou um caminho viável para o desenvolvimento de um eletrólito de cromo duro não hexavalente. Durante este período desde então, avançamos a tecnologia para comercialização e, no ano passado, estamos na industrialização desta nova plataforma de tecnologia.

Conhecido como o sistema de deposição DURATRI 240 Cr (III), os depósitos resultantes atendem ou, em alguns casos, excedem as exigências de engenharia dos depósitos de cromo duro comercializados com Cr (VI) existentes.

• Química compatível com o REACh incluindo eletrólito livre de ácido bórico.
• Nenhum composto de flúor de carbono (PFAS) é necessário para eletrólitos de Cr (VI) para atender aos requisitos de PEL
• O revestimento usa ânodos sem chumbo que são necessários para o revestimento com Cr (VI).
• Capacidade de espessura de revestimento cromado até 500 µm, que atende aos requisitos Cr (VI).
• A dureza do depósito varia de 800 a 1000 HV100, semelhante ao depósitos de Cr (VI), sem tratamento térmico.
• Os métodos Taber de desgaste por abrasão (TWI) atinjem de 1 a 3 mg / perda por 1000 ciclos similares aos depósitos de Cr (VI)..
• A química opera a 23 – 25 g / L de cromo metal, sistemas diluídos vs Cr (VI) e menos metal para tratamento de eflluentes.
• O pH operacional é de 5,0 a 5,5, o que é muito menos corrosivo e ácido que o Cr (VI)

O DURATRI 240 demonstra características de depósito similar, e os dados de teste para resistência à fadiga resultante são melhores que os de Cr (VI), que são especialmente críticos para aplicações em aeronaves e aeroespacial ou outros sistemas de engenharia que exigem alto desempenho e confiabilidade.

Operacionalmente, o DURATRI 240 requer algumas outras diferenças importantes do que o Cr (VI). Os métodos tradicionais de preparação de superfície para cromo funcional devem ser modificados para depositar com sucesso depósitos de Cr (III). Uma prática comum para “inverter” a gravação de muitos tipos de substratos no eletrólito de deposição de Cr (VI) deve ser evitada com o DURATRI 240 ou qualquer eletrólito à base de Cr (III). O pH muito ácido e característico do Cr (VI) permitiu aplicadores para gravação reversa como etapa de ativação, onde o eletrólito químico de pH 5,0 – 5,5 de Cr (III) não oferecerá qualquer benefício para a corrosão reversa, e de fato, este tipo é mais sensível à contaminação dessa prática. As aplicações bem-sucedidas do DURATRI 240 requerem sequências de preparação de superfície semelhantes às do Níquel Químico incluindo limpeza de impregnação, limpeza elétrica, ativação ácida dependendo do tipo de substrato e batida de ativação de níquel para muitos tipos de liga de alta resistência. Para alguns aplicadores de Cr (VI) existentes, a mudança para este tipo de plataforma de tecnologia será um desafio devido aos diferentes requisitos de equipamento e metodologia de aplicação em comparação com as aplicações tradicionais para depósitos de Cr (VI). Tanques de processo, retificadores e outros equipamentos precisarão ser re-projetados para acomodar a instalação de uma tecnologia DURATRI 240 Cr (III). Esta é a razão pela qual a COVENTYA está atualmente buscando ativamente a fase de industrialização do DURATRI 240 em diferentes aplicações. Primeiras linhas de produção foram iniciadas. A equipe da COVENTYA terá prazer em conversar com você para discutir seus requisitos de aplicação atuais ou futuros para o Cromo Funcional e fornecer algumas amostras do depósito em suas peças para teste e avaliação.

A COVENTYA não para com o desenvolvimento da tecnologia DURATRI 240 Cr (III). Nossa empresa mantém um programa ativo de P&D chamado CRONOS 2024, iniciado em outubro de 2018, no âmbito do programa francês IRT M2P, que inclui 17 parceiros industriais e 2 acadêmicos, com dois objetivos principais.

O primeiro é fornecer às partes interessadas a capacidade de processar peças representativas com a química DURATRI 240 nas linhas piloto e industrial da IRT ou de suas filiais e implementar o processo em suas instalações. O segundo objetivo é avaliar a capacidade da química de ser modificada ou re-projetada para atender a requisitos específicos para aplicações de ponta, incluindo aquelas dos setores aeroespacial e de defesa, que atualmente não podem ser atendidas com a química de primeira geração. É por isso que a nossa evolução da inovação na COVENTYA continua a ser uma meta importante da nossa empresa.