BR102020007024A2

BR102020007024A2 - Revestimento de inibição de corrosão, e, substrato revestido.

Info

Publication number: BR102020007024A2
Application number: BR102020007024-0A
Authority: BR
Inventors: Tianli Zhu; Weilong Zhang; Michael A. Kryzman; Blair A. Smith; Georgios S. Zafiris; Olivier Brucelle
Original assignee: Hamilton Sundstrand Corporation
Priority date: 2019-04-08
Filing date: 2020-04-08
Publication date: 2020-12-15
Also published as: US20200318244A1; CN111793375A; CA3077731A1; US11613813B2; JP7419144B2; JP2020172703A; EP3722374A1

Abstract

é divulgado um revestimento de inibição de corrosão compreendendo: uma base compreendendo uma matriz de silicato, em que alumínio, uma liga de alumínio, ou uma combinação das mesmas, está presente dentro da matriz de silicato; e um inibidor compreendendo: molibdato de zinco, citrato de cério, metassilicato de magnésio, um silicato de fosfato de metal, ou uma combinação dos mesmos, em que uma temperatura de cura do revestimento de inibição de corrosão é de cerca de 20°c a cerca de 190°c, preferivelmente cerca de 20°c a cerca de 120°c. também é divulgado um substrato revestido com o revestimento de inibição de corrosão, em que o substrato é uma peça jateada.

Description

REVESTIMENTO DE INIBIÇÃO DE CORROSÃO, E, SUBSTRATO REVESTIDO.

FUNDAMENTOS

[001] Modalidades exemplares pertencem à técnica de revestimentos de inibição de corrosão, mais particularmente, revestimentos de inibição com temperaturas de cura baixas para componentes de aeronaves.

[002] Ligas requerem proteção contra corrosão em aplicações aeroespacias. Revestimentos de inibição de corrosão sacrificiais convencionais são baseados em tintas de alumínio-cerâmica com aditivos de composto de cromo hexavalente como inibidores de corrosão. No entanto, compostos contendo cromo hexavalente são considerados riscos ambientais por agências governamentais ao redor do mundo. Compostos livres de cromo também podem carecer de propriedades de inibição de corrosão suficientes.

[003] Mais ainda, processos de trabalho a frio para componentes de aeronave (por exemplo, jateamento) não transmitirão efetivamente propriedades mecânicas melhoradas aos referidos componentes quando altas temperaturas de cura (por exemplo, cerca de 190°C ou maiores) forem usadas. No entanto, revestimento da indústria padrão para componentes de aeronaves, e suas respectivas temperaturas de cura, incluem ALSEAL 5K (260°C a 315°C), NOF Metal Coating GEOMET 321 (288°C a 315°C), NOF Metal Coating DACROMET (288°C a 315°C) e Praxair SermeTel W (540°C a 560°C).

[004] Portanto, há uma necessidade de desenvolver um revestimento de inibição de corrosão livre de cromo, compatível com processos de trabalho a frio, curável a baixas temperaturas, e com propriedades de inibição de corrosão iguais ou melhores em comparação com compostos contendo cromo hexavalente convencionais.

BREVE DESCRIÇÃO

[005] É divulgado um revestimento de inibição de corrosão compreendendo: uma base compreendendo uma matriz de silicato, em que alumínio, uma liga de alumínio, ou uma combinação das mesmas, está presente dentro da matriz de silicato; e um inibidor compreendendo: molibdato de zinco, citrato de cério, metassilicato de magnésio, um silicato de fosfato de metal, ou uma combinação dos mesmos, em que uma temperatura de cura do revestimento de inibição de corrosão é de cerca de 20°C a cerca de 190°C, preferivelmente cerca de 20°C a cerca de 120°C.

[006] Também é divulgado um substrato revestido com o revestimento de inibição de corrosão.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[007] As descrições em seguida não devem ser consideradas limitantes de modo algum. Com referência aos desenhos em anexo, elementos similares são numerados de modo similar:
FIG. 1 é uma seção transversal de um revestimento de inibição de corrosão compreendendo duas camadas distintas em um substrato de acordo com uma modalidade exemplar; e
FIG. 2 é uma seção transversal de um revestimento de inibição de corrosão misturado em um substrato de acordo com uma modalidade exemplar.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[008] Uma descrição detalhada de uma ou mais modalidades do aparelho e do método divulgados é apresentada neste documento a título de exemplificação e não limitação com referência às Figuras.

[009] Com referência à FIG. 1, uma estrutura de múltiplas camadas 10 inclui um revestimento de inibição de corrosão 12 revestido em um substrato 18. O revestimento de inibição de corrosão 12 pode compreender um inibidor 16 revestido e uma base 14. A base 14 e o inibidor 16 podem ser duas camadas distintas como mostrado na FIG. 1. Com referência à estrutura de múltiplas camadas 10 da FIG. 2, um inibidor 16 pode ser misturado dentro de uma base 14 para formar um revestimento de inibição de corrosão 12 como uma camada única. O revestimento de inibição de corrosão 12 pode ser revestido no substrato 18.

[0010] O revestimento de inibição de corrosão 12 pode ser um revestimento de inibição de corrosão livre de cromo, por exemplo, um revestimento de inibição de corrosão livre de cromato, com propriedades de inibição de corrosão iguais ou melhores em comparação com compostos contendo cromo hexavalentes convencionais. O revestimento de inibição de corrosão 12 pode funcionar em uma ampla faixa de aplicações, ambientes e temperaturas. O revestimento de inibição de corrosão 12 também é ambientalmente amigável. O revestimento de inibição de corrosão 12 pode inibir a corrosão de metal, desse modo estendendo o tempo de vida de um substrato 18.

[0011] Como mostrado na FIG. 1, por exemplo, o revestimento de inibição de corrosão 12 pode compreender uma base 14 compreendendo uma matriz e um metal dentro da matriz. Nos revestimentos divulgados aqui, a base pode compreender uma matriz de silicato, em que alumínio, uma liga de alumínio, ou uma combinação das mesmas, está presente dentro da matriz de silicato. Por exemplo, a matriz de silicato pode compreender silicatos com baixas temperaturas de cura (por exemplo, menos de cerca de 190°C). Por exemplo, a matriz de silicato pode compreender um silicato de metal alcalino, por exemplo, silicato de sódio, silicato de etila, silicato de potássio, silicato de lítio, ou uma combinação dos mesmos. A liga de alumínio presente dentro da matriz de silicato pode compreender, por exemplo, alumínio-zinco, alumínio-zinco-índio ou uma combinação das mesmas.

[0012] O revestimento de inibição de corrosão 12 também pode compreender um inibidor 16. Por exemplo, o inibidor 16 pode compreender molibdato de zinco (ZnMoO4), citrato de cério, por exemplo, citrato de cério trivalente (C6H5CeO7), metassilicato de magnésio (MgO3Si) e um silicato de fosfato de metal. O inibidor 16 pode estar na forma de um pó.

[0013] O revestimento de inibição de corrosão 12 pode compreender cerca de 1% a cerca de 99% de base 14 em volume e cerca de 1% a cerca de 99% de inibidor 16 em volume. Por exemplo, o revestimento de inibição de corrosão 12 pode compreender cerca de 70% a cerca de 95% de base 14 em volume e cerca de 5% a cerca de 30% de inibidor 16 em volume. O revestimento de inibição de corrosão 12 pode compreender cerca de 85% a cerca de 95% de base 14 em volume e cerca de 5% a cerca de 15% de inibidor 16 em volume. O revestimento de inibição de corrosão 12 pode compreender menor ou igual a cerca de 50% de inibidor 16 em volume. Por exemplo, o revestimento de inibição de corrosão 12 pode compreender menor ou igual a cerca de 10% de inibidor 16 em volume.

[0014] O inibidor 16 pode compreender cerca de 0% a cerca de 100% de molibdato de zinco em peso; cerca de 0% a cerca de 100% de citrato de cério, por exemplo, citrato de cério trivalente em peso; cerca de 0% a cerca de 100% de metassilicato de magnésio em peso; e cerca de 0% a cerca de 100% de um silicato de fosfato de metal em peso. Por exemplo, o inibidor 16 pode compreender cerca de 1% a cerca de 50% de molibdato de zinco em peso; cerca de 1% a cerca de 50% de citrato de cério, por exemplo, citrato de cério trivalente em peso; cerca de 1% a cerca de 50% de metassilicato de magnésio em peso; e cerca de 1% a cerca de 50% de um silicato de fosfato de metal em peso. Por exemplo, o inibidor 16 pode compreender cerca de 25% de molibdato de zinco em peso; cerca de 25% de citrato de cério em peso; cerca de 25% de metassilicato de magnésio em peso; e cerca de 25% de um silicato de fosfato de metal em peso.

[0015] O inibidor 16 pode compreender cerca de 1/3 de molibdato de zinco em peso; cerca de 1/3 de metassilicato de magnésio em peso; e cerca de 1/3 de um silicato de fosfato de metal em peso. O inibidor 16 pode compreender cerca de 50% de molibdato de zinco em peso; e cerca de 50% de citrato de cério, por exemplo, citrato de cério trivalente, em peso. O inibidor 16 também pode consistir em apenas quatro componentes, a saber, o molibdato de zinco, o citrato de cério, o metassilicato de magnésio e o silicato de fosfato de metal. Por exemplo, o revestimento de inibição de corrosão 12 pode compreender 0% de metassilicato de magnésio. O revestimento de inibição de corrosão 12 também pode compreender 0% de cromo.

[0016] O silicato de fosfato de metal do inibidor 16 pode compreender silicato de fosfato de alumínio, silicato de fosfato de zinco, silicato de fosfato de cálcio, silicato de fosfato de estrôncio, ou uma combinação dos mesmos.

[0017] O inibidor 16 pode ser misturado dentro da base 14, por exemplo, de modo a formar uma camada simples 12, como mostrado na FIG. 2. Por exemplo, a matriz da base 14 pode servir como a matriz para o inibidor 16. A base 14 e o inibidor 16 também podem ser não misturados, por exemplo, de modo a formar duas camadas distintas, como mostrado na FIG. 1. No caso em que a base 14 e o inibidor 16 formam duas camadas distintas, o inibidor 16 pode ser revestido na base 14 e está assim distante do substrato 18 do que a base 14.

[0018] No caso em que a base 14 e o inibidor 16 formam duas camadas distintas, o inibidor 16 pode ainda compreender uma segunda matriz. Por exemplo, o inibidor 16 pode compreender cerca de 0% a cerca de 50% de molibdato de zinco em volume; cerca de 0% a cerca de 50% de citrato de cério, por exemplo, citrato de cério trivalente em volume; cerca de 0% a cerca de 50% de metassilicato de magnésio em volume; e cerca de 0% a cerca de 50% de um silicato de fosfato de metal em volume, misturados dentro de uma segunda matriz. Por exemplo, a segunda matriz pode ser maior ou igual a cerca de 50% em volume do inibidor 16. Por exemplo, a segunda matriz pode compreender silicato, epóxi, cerâmica, ou uma combinação dos mesmos. Por exemplo, cerâmicas adequadas podem incluir alumina, berília, céria, zircônia, carbeto, bórida, nitrida, e silicida.

[0019] A temperatura de cura do revestimento de inibição de corrosão 12 variará dependendo da matriz particular usada. Por exemplo, as temperaturas de cura podem ser diferentes para matrizes de silicato, epóxi e cerâmica. A duração da cura também pode variar com a temperatura de cura. Por exemplo, se uma temperatura de cura mais alta for usada, menos tempo de cura é requerido.

[0020] No caso em que o inibidor 16 é misturado dentro da base 14, de modo a formar uma única camada simples, o revestimento de inibição de corrosão 12 pode ser curado em uma única temperatura, correspondente à matriz usada. No caso em que a base 14 e o inibidor 16 formam duas camadas distintas, duas temperaturas de cura diferentes podem se usadas, correspondendo à matriz usada para cada camada. Por exemplo, a base 14 pode ser curada a uma primeira temperatura, seguida pela adição do inibidor 16 e cura a uma segunda temperatura. Por exemplo, uma temperatura de cura do revestimento de inibição de corrosão pode ser de cerca de 20°C a cerca de 190°C, por exemplo, cerca de 20°C a cerca de 120°C, por exemplo, cerca de 20°C a cerca de 100°C.

[0021] O revestimento de inibição de corrosão 12 pode ser revestido em um substrato 18, em que o substrato é uma peça jateada. Jateamento pode se referir a um processo de trabalho a frio usado para produzir uma camada de tensão residual compressiva e modificar propriedades mecânicas de metais e compósitos. Ele pode englobar impactar a superfície com um jato (por exemplo, partículas metálicas redondas, de vidro ou de cerâmica) com força suficiente para criar deformação plástica. Jateamento de uma superfície pode espalhá-la plasticamente, causando mudanças nas propriedades mecânicas da superfície. Ele pode evitar a propagação de microrrachaduras de uma superfície. Essas rachaduras não se propagam em um material que está sob uma tensão compressiva; jateamento pode criar essa tensão na superfície.

[0022] O substrato 18 pode compreender aço, alumínio, zinco, magnésio, ligas destes materiais, ou uma combinação dos mesmos. Por exemplo, o substrato 18 pode compreender ligas destes metais. O revestimento de inibição de corrosão 12 pode funcionar em uma ampla faixa de aplicações e temperaturas ambientais. Por exemplo, o substrato 18 pode ser um componente de aeronave. Por exemplo, o componente de aeronave pode ser uma pá de propulsor, uma haste de propulsor, um cubo de propulsor, um cilindro de propulsor, uma tulipa de propulsor, um componente de trem de pouso, uma engrenagem de motor, um disco de motor, um eixo, por exemplo, um eixo de motor, uma estrutura, ou um contrapeso.

[0023] Por conseguinte, a presente divulgação fornece um revestimento de inibição de corrosão livre de cromo, compatível com processos de trabalho a frio, curável a baixas temperaturas, e com propriedades de inibição de corrosão iguais ou melhores em comparação com compostos contendo cromo hexavalente convencionais.

[0024] O termo “cerca de” se destina a incluir o grau de erro associado com medição da quantidade particular com base no equipamento disponível no momento do depósito do pedido.

[0025] A terminologia usada aqui é para a finalidade de descrever modalidades particulares apenas e não se destina a ser limitante da presente divulgação. Como usadas aqui, as formas singulares “um”, “uma” e “o/a” se destinam a incluir as formas plurais também, a menos que o contexto claramente indique o contrário. Ainda será entendido que os termos “compreende” e/ou “compreendendo”, quando usados neste relatório descritivo, especificam a presença de características, inteiros, etapas, operações, elementos e/ou componentes declarados (e englobam “consiste(em) em”, “consistindo em”, “consiste(m) essencialmente em” e “consistindo essencialmente em”), mas não necessariamente excluem a presença ou adição de uma ou mais características, inteiros, etapas, operações, componentes elementares e/ou grupos dos mesmos.

[0026] Embora a presente divulgação tenha sido descrita com referência a uma modalidade exemplar, ou modalidades exemplares, será entendido por aqueles versados na técnica que várias mudanças podem ser feiras e equivalentes podem ser usados em lugar de elementos da mesma sem afastamento do escopo da presente divulgação. Além disso, muitas modificações podem ser feiras para adaptar uma situação ou um material particular aos ensinamento da presente divulgação sem afastamento do escopo essencial da mesma. Portanto, pretende-se que a presente divulgação não seja limitada à modalidade particular divulgada como o melhor modo contemplado para realizar esta presente divulgação, mas que a presente divulgação inclua todas as modalidades caindo dentro do escopo das reivindicações.

Claims

Revestimento de inibição de corrosão, caracterizado pelo fato de que compreende:
uma base compreendendo uma matriz de silicato, em que alumínio, uma liga de alumínio, ou uma combinação das mesmas, está presente dentro da matriz de silicato; e
um inibidor compreendendo:
molibdato de zinco,
citrato de cério,
metassilicato de magnésio,
um silicato de fosfato de metal, ou uma combinação dos mesmos,
em que uma temperatura de cura do revestimento de inibição de corrosão é de cerca de 20°C a cerca de 190°C, preferivelmente de cerca de 20°C a cerca de 120°C.
Revestimento de inibição de corrosão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o revestimento de inibição de corrosão compreende:
cerca de 70% a cerca de 95% de base em volume; e
cerca de 5% a cerca de 30% de inibidor em volume.
Revestimento de inibição de corrosão de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o revestimento de inibição de corrosão compreende menor ou igual a cerca de 10% de inibidor em volume.
Revestimento de inibição de corrosão de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o inibidor consiste em:
molibdato de zinco;
citrato de cério;
metassilicato de magnésio;
um silicato de fosfato de metal, ou uma combinação dos mesmos.
Revestimento de inibição de corrosão de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a matriz de silicato compreende um silicato de metal alcalino, preferivelmente silicato de sódio, silicato de etila, silicato de potássio, silicato de lítio, ou uma combinação dos mesmos.
Revestimento de inibição de corrosão de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o inibidor compreende:
cerca de 1% a cerca de 50% preferivelmente cerca de 25% de molibdato de zinco em peso;
cerca de 1% a cerca de 50% preferivelmente cerca de 25% de citrato de cério em peso;
cerca de 1% a cerca de 50% preferivelmente cerca de 25% de molibdato de zinco em peso;
cerca de 1% a cerca de 50% preferivelmente cerca de 25% de um silicato de fosfato de metal em peso.
Revestimento de inibição de corrosão de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o revestimento de inibição de corrosão compreende 0% de cromo, 0% de metassilicato de magnésio, ou uma combinação dos mesmos.
Revestimento de inibição de corrosão de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a liga de alumínio compreende alumínio-zinco, alumínio-zinco-índio, ou uma combinação das mesmas.
Revestimento de inibição de corrosão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o inibidor é misturado dentro da base.
Revestimento de inibição de corrosão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a base e o inibidor são duas camadas distintas.
Revestimento de inibição de corrosão de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o inibidor é revestido na base.
Revestimento de inibição de corrosão de acordo com a reivindicação 10 ou reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma segunda matriz, em que o inibidor é misturado dentro da segunda matriz.
Substrato revestido com o revestimento de inibição de corrosão de qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o substrato é uma peça jateada.
Substrato de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o substrato compreende aço, alumínio, zinco, magnésio, liga aço, liga de alumínio, liga de zinco, liga de magnésio, ou uma combinação das mesmas.
Substrato de acordo com a reivindicação 13 ou reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o substrato é um componente de aeronave, preferivelmente em que o componente de aeronave é uma pá de propulsor, uma haste de propulsor, um cubo de propulsor, um cilindro de propulsor, uma tulipa de propulsor, um componente de trem de pouso, uma engrenagem de motor, um disco de motor, um eixo, uma estrutura, ou um contrapeso.