ES2213403T3 - Revestimientos de conversion por ferrato para sustratos metalicos. - Google Patents
Revestimientos de conversion por ferrato para sustratos metalicos.Info
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Abstract
Una disolución para formar un revestimiento de conversión en una superficie metálica, comprendiendo la disolución aniones ferrato (VI) (FeO42-) que tienen una concentración de 1-100 mmol/l y uno o más oxoaniones de metales de transición seleccionados a partir del grupo que consiste en permanganato, molibdato, vanadato, tungstato y combinaciones de los mismos, y en donde la disolución tiene un pH mayor que 13, 5.
Description
Revestimientos de conversión por ferrato para
sustratos metálicos.
El presente invento se refiere a un método para
formar un revestimiento de conversión en superficies o sustratos
metálicos.
En general, los revestimientos químicos de
conversión se forman químicamente haciendo que la superficie del
metal se "convierta" en un revestimiento adherente muy fuerte,
donde o bien todo o parte del revestimiento de conversión consiste
en una forma oxidada del metal sustrato. Los revestimientos químicos
de conversión pueden proporcionar alta resistencia a la corrosión al
sustrato, además de fuerte afinidad de enlace para pintura. La
aplicación industrial de pintura a metales requiere generalmente el
uso de un revestimiento de conversión química, particularmente
cuando las demandas de rendimiento son altas.
Aunque el aluminio se protege a si mismo frente a
la corrosión formando un revestimiento de óxido natural, la
protección no es completa. En presencia de humedad y electrolitos,
las mezclas de aluminio, particularmente las mezclas de aluminio con
un alto contenido en cobre, se corroen mucho más rápidamente que el
aluminio puro.
En general, hay dos tipos de procedimientos para
tratar el aluminio para formar un revestimiento de conversión
beneficioso. El primero es por oxidación anódica (anodización), en
el que el componente de aluminio se sumerge en un baño químico, tal
como un baño de ácido crómico o sulfúrico, y una corriente eléctrica
se pasa a través del componente de aluminio y el baño químico. El
revestimiento de conversión formado en la superficie del componente
de aluminio ofrece resistencia a la corrosión y una superficie de
enlace para acabados orgánicos.
El segundo tipo de procedimiento es produciendo
químicamente un revestimiento de conversión, al que se refiere
comúnmente como un revestimiento de conversión química, sometiendo
al componente de aluminio a una disolución química, tal como
disolución de ácido crómico, pero sin usar una corriente eléctrica
en el procedimiento. La disolución química puede aplicarse mediante
aplicación por inmersión, mediante aplicación manual, o mediante
aplicación por pulverizado. El revestimiento de conversión
resultante en la superficie del componente de aluminio ofrece
resistencia a la corrosión y una superficie de enlace para acabados
orgánicos.
Los revestimientos de conversión basados en
cromato se han usado ampliamente en aplicaciones donde la protección
máxima a la corrosión es un resultado. La inmersión de aluminio o
mezclas de aluminio en el baño de revestimiento de conversión de
cromato da por resultado una gruesa película resistente a la
corrosión que consiste en óxidos de Cr (III) y de Al (III)
hidratados. La reacción se produce por reducción del ión Cr (IV) de
alta valencia y la oxidación de Al metal. Algunos de los beneficios
de un revestimiento de conversión de cromato incluyen propiedades de
hidrofobicidad y autocurado.
Muchas partes estructurales de aluminio, además
de partes chapadas en Cd, chapadas en Zn, chapadas en
Zn-Ni, y de acero, se están tratando normalmente por
toda la industria aeronáutica y aeroespacial, usando esta tecnología
de procedimiento de ácido crómico. Las películas de conversión de
ácido crómico, como las formadas en los sustratos de aluminio, se
han visto que alcanzan un criterio de resistencia a la corrosión de
168 horas, aunque sirven ante todo como un sustrato de superficie
para la adhesión de pintura. Por su relativa delgadez y bajos pesos
de revestimiento (444,44-1666,66
miligramos/m^{2}), los revestimientos de conversión de ácido
crómico no reducen la vida de fatiga de la estructura de
aluminio.
Sin embargo, las regulaciones medioambientales en
los Estados Unidos, particularmente en California, y en otros
países, están reduciendo drásticamente los niveles de compuestos de
cromo hexavalente permitidos en los efluentes y emisiones a partir
de procedimientos de acabado metálico. Por lo tanto, los
procedimientos de revestimiento de conversión química que emplean
compuestos de cromo hexavalente necesitan reemplazarse.
Algunos de los revestimientos de conversión no
cromados más investigados usados en el tratamiento de materiales
basados en mezclas de aluminio se describen posteriormente.
La tecnología Sol-Gel usa
polímeros u óxidos metálicos o bien solos o mezclados para formar
complejos mediante la hidrólisis de compuestos precursores
adecuados. Los Sol-Geles pueden formar polvos o
películas delgadas que inhiben la corrosión en los sustratos.
La tecnología de revestimiento con fluorozirconio
usa sales complejadas de metales de transición para crear una
película delgada de un material sustrato similar a un revestimiento
de conversión. Específicamente, el zirconio se mezcla con flúor para
crear fluorozirconio, que reacciona con la parte de la superficie
para formar un revestimiento.
Los revestimientos basados en cobalto usan
cobalto y molibdeno para tratar los materiales sustrato. Los
revestimientos creados son bajos en resistencia eléctrica y son
buenos para la resistencia a la corrosión.
Las sales de los Metales de Tierras Raras (REM)
pueden aplicarse mediante inmersión caliente para crear capas
protectoras en los materiales sustrato. Los REM proporcionan
resistencia a la corrosión produciendo una película de óxido
protector.
Las disoluciones de permanganato potásico pueden
usarse para crear películas de óxido de manganeso en los sustratos.
Las películas de óxido de manganeso resultantes del tratamiento con
permanganato potásico igualan estrechamente la resistencia de
corrosión de las películas de óxido crómico tradicionales usadas en
los revestimientos de conversión. Los revestimientos de permanganato
potásico son muy eficaces en la protección de mezclas de
aluminio.
Los revestimientos fluorotitánicos, depositados a
partir de disoluciones ácidas con polímeros orgánicos, requieren
pocas etapas de procedimiento, y pueden hacerse normalmente a
temperaturas ambiente. Aunque estos revestimientos se han usado
ampliamente en una variedad de aplicaciones, no se han usado en la
industria aerospacial.
Los revestimientos de talco, que se aplican
típicamente a sustratos de aluminio, son resistentes a la corrosión.
Estos revestimientos policristalinos se aplican precipitando
compuestos de aluminio-litio y otros aniones en una
disolución de sal alcalina.
La anodización es un procedimiento en que una
superficie metálica se convierte en una capa de óxido, produciendo
una capa resistente de superficie adherente. Puede producirse una
gruesa capa de óxido sumergiendo una parte en una disolución
electrolítica y pasando una corriente eléctrica a través de ella,
similar al electrochapado. Luego, colocando la parte en agua
hirviendo, pueden sellarse los poros de la película. Como resultado,
el óxido cambia de una forma a otra.
A pesar de estas alternativas, hay una necesidad
continua de una disolución de revestimiento de conversión que
formará un revestimiento de conversión estable, resistente a la
corrosión, en superficies metálicas sin contener o producir
productos químicos tóxicos. También hay una necesidad de una
disolución de revestimiento de conversión que proporcione protección
mejorada a la corrosión en una variedad de materiales sustrato y
bajo una variedad de condiciones. Adicionalmente, sería deseable si
el revestimiento de conversión proporcionara una superficie adecuada
para recibir revestimientos o pinturas orgánicas.
El documento
US-A-2.850.416 describe una
composición y procedimiento para tratar metales, tales como acero o
aluminio, usando una disolución que contiene 0,5-5%
de ferrato (VI) y que tiene un pH de 7-11. La
disolución contiene preferiblemente sales sódicas como un tampón o
estabilizador.
El documento
FR-A-616.849 describe una
composición y un procedimiento para tratar metales ferrosos usando
una disolución que contiene NaOH, Na_{2}CO_{3}, PbO_{2} y
Na_{2}FeO_{4}.
Según un aspecto de este invento, se proporciona
una disolución para formar un revestimiento de conversión en una
superficie metálica, la disolución comprende aniones ferrato (VI)
(FeO_{4}^{2-}) que tienen una concentración de
1-100 mmol/l y uno o más oxoaniones de metales de
transición seleccionados a partir del grupo que consiste en
permanganato, molibdato, vanadato, tungstato y combinaciones de los
mismos, y en donde la disolución tiene un pH mayor que 13,5.
Según otro aspecto de este invento, se
proporciona una disolución para formar un revestimiento de
conversión en una superficie metálica, la disolución comprende
aniones ferrato (VI) (FeO_{4}^{2-}) que tienen una concentración
de 1-100 mmol/l y uno o más oxoaniones de metales de
transición seleccionados a partir del grupo que consiste en
permanganato, molibdato, vanadato, tungstato y combinaciones de los
mismos, y en donde la disolución tiene un pH entre 13 y 13,5.
Preferiblemente, la disolución comprende además
uno o más agentes oxidantes seleccionados a partir del grupo que
consiste en peróxido, hipoclorito, ozono y combinaciones de los
mismos.
El oxianión ferrato (VI) se proporciona
ventajosamente mediante un compuesto seleccionado a partir de una
sal de ferrato (VI) sódico, una sal de ferrato (VI) potásico, una
disolución de ferrato (VI) en hidróxido potásico, una disolución de
ferrato (VI) en hidróxido sódico y mezclas de los mismos.
Preferiblemente, la disolución comprende además
ácido etilendiaminotetraacético.
La disolución además comprende ventajosamente una
sal seleccionada a partir de un metal alcalino, o un metal
alcalinotérreo, nitrato, cloruro, fluoruro o combinaciones de los
mismos.
El invento se refiere también a un método para
tratar una superficie metálica, que comprende limpiar y desoxidar la
superficie metálica, aclarar la superficie metálica desoxidada con
agua, poner en contacto la superficie metálica desoxidada y aclarada
con una disolución acuosa oxidante a una temperatura en el intervalo
de 25-100ºC, dejar que la superficie metálica se
oxide mediante la disolución oxidante, y separar la superficie
metálica oxidada de ponerse en contacto con la disolución,
caracterizado en que la disolución oxidante es una disolución acuosa
que comprende ferrato (VI) (FeO_{4}^{2-}) que tiene una
concentración de 1-100 mmol/l y uno o más oxoaniones
de metales de transición seleccionados a partir del grupo que
consiste en permanganato, molibdato, vanadato, tungstato y
combinaciones de los mismos, y en donde la disolución tiene un pH
mayor que 13,5.
En otro aspecto el invento proporciona un método
para tratar una superficie metálica, que comprende limpiar y
desoxidar la superficie metálica, aclarar la superficie metálica
desoxidada con agua, poner en contacto la superficie metálica
desoxidada y aclarada con una disolución acuosa oxidante a una
temperatura en el intervalo de 25-100ºC, dejar que
la superficie metálica se oxide mediante la disolución oxidante, y
separar la superficie metálica oxidada de ponerse en contacto con la
disolución, caracterizado en que la disolución oxidante es una
disolución acuosa que comprende ferrato (VI) (FeO_{4}^{2-}) que
tiene una concentración de 1-100 mmol/l y uno o más
oxoaniones de metales de transición seleccionados a partir del grupo
que consiste en permanganato, molibdato, vanadato, tungstato y
combinaciones de los mismos, y en donde la disolución tiene un pH
entre 13 y 13,5.
El ferrato (VI) se selecciona convenientemente a
partir de una sal de ferrato (VI) sódico, una sal de ferrato (VI)
potásico, una disolución de ferrato (VI) en hidróxido potásico, una
disolución de ferrato (VI) en hidróxido sódico y mezclas de los
mismos.
La superficie metálica se selecciona
ventajosamente a partir de aluminio, mezcla de aluminio, acero y
otros metales ferrosos.
Preferiblemente, la disolución comprende además
una sal seleccionada a partir de un metal alcalino, o un metal
alcalinotérreo, nitrato, cloruro, fluoruro o combinaciones de los
mismos.
Las superficies metálicas se ponen en contacto
convenientemente con la disolución oxidante durante entre 1 segundo
y 5 minutos.
La disolución de ferrato tiene ventajosamente una
concentración de oxianión de metal de transición entre 0,1% y 5% en
peso.
Preferiblemente, la disolución acuosa de oxianión
comprende además uno o más agentes oxidantes adicionales
seleccionados a partir de peróxido, hipoclorito, ozono y
combinaciones de los mismos.
La disolución acuosa además comprende
convenientemente ácido etilendiaminotetraacético.
El método puede comprender adicionalmente la
etapa de poner en contacto la superficie metálica oxidada con una
disolución de post-tratamiento que contiene uno o
más compuestos seleccionados a partir de un silicato de metal
alcalino, un borato de metal alcalino, un fosfato de metal alcalino
o mezclas de los mismos, para proporcionar un revestimiento de
conversión de película de óxido.
El método puede comprender además poner en
contacto el revestimiento de conversión de película de óxido con
nitrato de litio.
El método puede comprender adicionalmente poner
en contacto el revestimiento de conversión de película de óxido con
hidróxido de calcio.
Opcionalmente, el método puede comprender además
las etapas de limpiar la superficie metálica antes de poner en
contacto la superficie metálica con la disolución de ferrato y/o
exponer la superficie metálica limpia a agua hirviendo o anodización
para formar una capa de óxido u óxido hidratado.
También es opcional poner en contacto la
superficie de revestimiento de conversión formada por la oxidación
de ferrato con una disolución de post-tratamiento
que contiene uno o más compuestos seleccionados a partir de un
silicato de metal alcalino, un borato de metal alcalino, un fosfato
de metal alcalino, nitrato de litio, hidróxido de magnesio,
hidróxido de calcio, hidróxido de bario o mezclas de los mismos.
Preferiblemente, la concentración del uno o más compuestos está
entre aproximadamente 0,015% y aproximadamente 5% en peso. Si se usa
hidróxido de calcio, la concentración preferida está entre
aproximadamente 0,06% y aproximadamente 0,09% en peso y,
preferiblemente, la disolución se prepara en agua en ausencia de
dióxido de carbono. El post-tratamiento se realiza
preferiblemente a una temperatura de disolución entre
aproximadamente 10ºC y aproximadamente 100ºC durante un periodo de
entre aproximadamente 1 minuto y aproximadamente 20 minutos.
Para que las características y ventajas
enumeradas anteriormente del presente invento puedan entenderse en
detalle, puede tenerse una descripción más particular del invento,
brevemente resumido anteriormente, mediante referencia a las
realizaciones del mismo que se ilustran en los dibujos añadidos.
Tiene que notarse, sin embargo, que los dibujos añadidos ilustran
sólo realizaciones típicas de este invento, y por lo tanto no tienen
que considerarse limitantes de su alcance, para que el invento pueda
admitirse a otras realizaciones igualmente eficaces.
La Figura 1 es un gráfico que muestra la
supervivencia de la niebla de sal de los revestimientos de
conversión preparados con dos concentraciones de ferrato sin
oxoaniones, con molibdato, con permanganato, y tanto con molibdato
como con permanganato.
La Figura 2 es una tabla que muestra la
supervivencia de la niebla de sal de los revestimientos de
conversión de ferrato preparados a partir de diversas disoluciones
de ferrato con y sin etapas de pre-tratamiento o
etapas de post-sellado.
El presente invento proporciona un procedimiento
de revestimiento de conversión que forma una película de óxido
estable y resistente a la corrosión en la superficie de sustratos
metálicos que usan ferrato (VI) como agente oxidante. El
procedimiento de revestimiento de conversión usa una disolución
acuosa que comprende aniones ferrato, teniendo preferiblemente una
concentración de anión ferrato entre 1 milimolar (aproximadamente
0,0166% en peso) y 100 milimolar (aproximadamente 1,66% en peso). La
disolución incluye también uno o más oxoaniones de metales de
transición que forman óxidos metálicos estables en los
revestimientos y actúan como inhibidores de la corrosión del metal
revestido. Los oxoaniones de metales de transición se seleccionan a
partir de permanganato, molibdato, vanadato, tungstanato o
combinaciones de los mismos, preferiblemente a una concentración
entre aproximadamente 0,1% y aproximadamente 5% en peso. El
procedimiento de revestimiento se lleva a cabo a temperaturas que
oscilan entre 25ºC y 100ºC, y un tiempo de contacto que oscila entre
1 segundo y 5 minutos. El revestimiento de conversión puede
producirse en diversas superficies o sustratos metálicos, incluyendo
pero no limitándose a aluminio, mezclas de aluminio, aceros (por
ejemplo aceros al carbono y aceros inoxidables), y otros metales
ferrosos. El pH de la disolución de ferrato es
13-13,5 o mayor que 13,5.
Opcionalmente, preferiblemente aún, la superficie
del sustrato metálico se pretrata antes de ponerse en contacto con
la disolución acuosa de ferrato. Lo más preferiblemente, la
superficie metálica se limpia por sonicación en acetona durante 30
minutos, después se limpia en una disolución alcalina. La superficie
metálica limpia puede sumergirse entonces en una disolución
desoxidante tal como desoxidante LNC (Oakite Products Inc., Berkeley
Heights, Nueva Jersey) para separar cualquier película residual de
óxido de la superficie metálica. Si el metal es aluminio o una
mezcla de aluminio, la superficie limpia puede exponerse entonces a
agua hirviendo o anodización para formar una capa de óxido.
Por lo tanto, el invento puede incluir un
procedimiento opcional de post-tratamiento para el
revestimiento de conversión. Después de que la superficie metálica
se ha oxidado con una disolución de revestimiento de conversión que
contiene ferrato, el revestimiento de conversión puede sellarse
entonces con una disolución de post-tratamiento que
contiene un sellante seleccionado a partir de un silicato de metal
alcalino, un borato de metal alcalino, un fosfato de metal alcalino,
nitrato de litio, hidróxido de magnesio, hidróxido de calcio, o
hidróxido de bario, siendo el hidróxido de calcio el sellante más
preferido. Las condiciones preferidas para el
post-tratamiento incluyen una concentración de
sellante entre aproximadamente 0,015% y aproximadamente 5% en peso,
una temperatura de disolución entre aproximadamente 10ºC a
aproximadamente 100ºC, y un tiempo de contacto entre aproximadamente
1 minuto y aproximadamente 20 minutos. Si se usa hidróxido de
calcio, la disolución de post-tratamiento contiene
lo más preferiblemente entre aproximadamente 0,06% y aproximadamente
0,09% en peso de hidróxido de calcio, y se prepara con agua que
tiene una concentración reducida de dióxido de carbono.
La etapa de post-tratamiento,
usando por ejemplo hidróxido de calcio, se realiza reduciendo la
concentración de dióxido de carbono en agua, formando una disolución
por combinación de hidróxido de calcio con el agua que tiene una
concentración reducida de dióxido de carbono, y proporcionando el
contacto entre la superficie metálica y la disolución. La
concentración de dióxido de carbono en agua puede reducirse a través
de cualquier procedimiento conocido, pero se reduce preferiblemente
calentando el agua, lo más preferiblemente a una temperatura entre
50ºC y 100º. Otros procedimientos para reducir la concentración de
dióxido de carbono en agua incluyen pasar el agua a través de una
bomba electrosmótica, pasar el dióxido de carbono a través de una
membrana hidrófoba, el uso de basureros de dióxido de carbono o
centrifugar el agua. Es importante que el contenido de dióxido de
carbono del agua se reduzca, ya que la cantidad de dióxido de
carbono presente en el agua a temperatura ambiente dará una
disolución que no produce el revestimiento de conversión
deseado.
Los paneles de aluminio u otro sustrato
preparados con revestimientos de conversión de ferrato se sumergen
en una o más disoluciones post-tratamiento, tales
como silicato de metal alcalino e hidróxido de calcio, entre 80ºC a
100ºC durante 1 minuto a 20 minutos. Preferiblemente, los paneles
tratados de aluminio reciben el post-tratamiento
sumergiéndose, primero en una disolución acuosa que contiene 0,09%
en peso de hidróxido de calcio y 0,6% en peso de nitrato de litio a
100ºC durante 20 minutos, y segundo en una disolución acuosa que
contiene 2,4% en peso de silicato de metal alcalino a 80ºC durante 2
minutos. Opcionalmente, la disolución acuosa de hidróxido de calcio
puede incluir además manganeso, molibdeno o una combinación de los
mismos que forman óxidos metálicos estables en los revestimientos y
actúan como inhibidores de la corrosión de los revestimientos.
El presente invento proporciona un método que
puede usarse para revestir sustratos metálicos con un revestimiento
de conversión de película de óxido no tóxico que muestra resistencia
a la corrosión comparable con los revestimientos de conversión de
cromato. El ferrato contiene hierro en un estado de oxidación +6
(Fe^{6+}), y es así bastante útil como un poderoso agente
oxidante. Formas adecuadas de ferrato incluyen, pero no están
limitadas a, sales sódicas de ferrato, sales potásicas de ferrato,
disoluciones de ferrato en hidróxido potásico, disoluciones de
ferrato en hidróxido sódico, y mezclas de las mismas.
El ferrato (VI) para usar en la disolución del
presente invento, puede prepararse en un número de caminos. El anión
ferrato (VI) puede producirse proporcionando una disolución acuosa
de nitrato de hierro complejado con ácido etilendiaminotetraacético,
e iones hidróxido. Un fuerte agente oxidante, tal como peróxido de
hidrógeno, se añade entonces a la disolución para oxidar el hierro
(III) a ferrato (VI).
El ferrato puede producirse también por métodos
electroquímicos. Generalmente, el hierro metal puede usarse como
ánodo con el cátodo hecho de carbono, níquel u otro material
adecuado. En una disolución alcalina, se aplica una corriente a
través del ánodo y del cátodo que da por resultado la oxidación del
hierro, a partir de o bien un compuesto de hierro en el anolito o
del ánodo en si mismo, a ferrato (VI). Pueden producirse grandes
volúmenes de ferrato (VI) de concentración relativamente alta por
este método. El ferrato puede entonces precipitarse para producir
sales sólidas de ferrato, o la disolución puede usarse como una
fuente de ferrato.
Opcionalmente, la disolución acuosa de ferrato
puede incluir una sal de metal alcalino o una sal de metal
alcalinotérreo como un acelerador, activador, o pasivador de la
reacción de revestimiento de conversión. Sales de metales alcalinos
o sales de metales alcalinotérreos adecuados incluyen pero no están
limitados a nitratos, cloruros y fluoruros, preferiblemente nitrato
de litio, cloruro de litio, y nitrato sódico. La concentración de
sal de metal alcalino preferida está entre aproximadamente 0,1% y
aproximadamente 5,0% en peso.
Opcionalmente, la disolución acuosa de ferrato
puede estabilizarse añadiendo uno o más agentes oxidantes
adicionales o ácido etilendiaminotetraacético a la disolución de
ferrato. Los agentes oxidantes adicionales pueden seleccionarse a
partir de peróxidos, hipoclorito y ozono. La concentración de los
agentes oxidantes adicionales está preferiblemente entre
aproximadamente 0,1% a aproximadamente 0,5% en peso. La presencia de
otros agentes oxidantes mantiene el hierro en la disolución de
ferrato en un estado de oxidación +6.
Excepto en donde se indique, se usaron paneles de
aluminio o mezcla de aluminio en los siguientes ejemplos. Antes de
poner en contacto los paneles con una disolución de revestimiento,
los paneles se prepararon mediante sonicación en acetona durante 30
minutos. Luego se limpiaron con una disolución limpiadora alcalina
(tal como 4215 NCLT disponible por Elf Atochem - Turco Products
Division, Westminster, California) durante 10 minutos a 50ºC a 60ºC.
Los paneles se aclararon después con agua desionizada y se
sumergieron en una disolución desoxidante de desoxidante LNC al 15%
(Oakite Products, Inc., Berkeley Heights, Nueva Jersey) durante 10
minutos a temperatura ambiente. Opcionalmente, los paneles limpios
podrían exponerse después a agua hirviendo o anodización para formar
una capa de óxido. Luego los paneles se aclararon a fondo con agua
desionizada y se dejaron secar.
Se prepararon disoluciones acuosas de ferrato
(VI) que tenían concentraciones entre 0,0166% (1 mM) y 1,66% (100
mM) de ferrato (VI), con o sin 0,5% de nitrato sódico, 1,0% a 3,0%
de uno o más de cloruro de litio o nitrato de litio. Los paneles de
aluminio preparados como se describe en el Ejemplo 1 se sumergieron
en esta disolución de revestimiento de conversión durante entre 1
segundo y 5 minutos a temperaturas entre 25ºC y 80ºC. Los paneles se
aclararon después a fondo con agua desionizada, se secaron al aire
durante 48 a 94 horas, y se probaron mediante pulverizado con niebla
de sal según el método de prueba ASTYM B-117 (las
muestras se situaron en un ángulo de 15º).
Se prepararon disoluciones acuosas de ferrato
(VI) con EDTA que tenían concentraciones entre 0,0166% a 1,66% de
ferrato (VI) a un pH entre 13 y 13,5. Las disoluciones podían
contener también 1,0% a 3,0% de uno o más de permanganato potásico y
molibdato potásico, y 0,5% a 1,0% de uno o más de cloruro de litio,
nitrato de litio, o nitrato sódico. Los paneles de aluminio
preparados como se describe en el Ejemplo 1, se sumergieron en estas
disoluciones de revestimiento de conversión durante entre 1 segundo
a 10 minutos a temperaturas entre 25ºC y 80ºC. Los paneles se
aclararon entonces a fondo con agua desionizada, se secaron al aire
durante 48 a 94 horas, y se probaron mediante pulverizado de niebla
de sal según el método de prueba ASTM B-117 (las
muestras se situaron a un ángulo de 15º).
Se prepararon disoluciones acuosas de ferrato
(VI) que tenían concentraciones que oscilaban entre
3-80 mmol/l de ferrato (VI). Los paneles de
aluminio, preparados como se describe en el Ejemplo 1, se
sumergieron en cada una de las disoluciones durante periodos que
oscilaban de 1 segundo a 5 minutos a una temperatura que oscilaba
entre 25ºC y 80ºC. Los paneles de aluminio tratados recibieron
después un post-tratamiento mediante inmersión,
primero en una disolución acuosa que contenía 0,09% en peso de
hidróxido de calcio y 0,6% en peso de nitrato de litio a 100ºC
durante 20 minutos, y segundo en una disolución acuosa que contenía
2,4% en peso de silicato de metal alcalino a 80ºC durante 2 minutos.
Los paneles se aclararon después a fondo con agua desionizada, se
secaron al aire durante 48 a 94 horas, y se probaron por pulverizado
con niebla de sal según el método de prueba ASTM
B-117 (las muestras se situaron con un ángulo de
15º).
Se prepararon disoluciones acuosas de ferrato
(VI) que tenían concentraciones entre 3-10 mmol/l de
ferrato (VI), con o sin 0,5% de nitrato sódico, 1,0% a 3,0% de uno o
más de permanganato potásico y molibdato potásico, y 0,5% a 1,0% de
uno o más de cloruro de litio o nitrato de litio. Los paneles de
aluminio preparados como se describe en el Ejemplo 1 se sumergieron
en esta disolución de revestimiento de conversión durante entre 1
segundo y 5 minutos a temperaturas entre 25ºC y 80ºC. Los paneles de
aluminio tratados recibieron entonces un
post-tratamiento por inmersión, primero en una
disolución acuosa que contenía 0,09% en peso de hidróxido de calcio
y 0,6% en peso de nitrato de litio a 100ºC durante 20 minutos, y
segundo en una disolución acuosa que contenía 2,4% en peso de
silicato de metal alcalino a 80ºC durante 2 minutos. Los paneles se
aclararon después a fondo con agua desionizada, se secaron al aire
durante 48 a 94 horas, y se probaron mediante pulverizado de niebla
de sal según el método de prueba ASTM B-117 (las
muestras se situaron con un ángulo de 15º).
Se prepararon disoluciones acuosas de ferrato
(VI) con EDTA que tenían concentraciones entre 0,0166% a 1,66% de
ferrato (VI) a pH entre 13 y 13,5. Las disoluciones podían contener
además 1,0% a 3,0% de uno o más de permanganato potásico y molibdato
potásico, y 0,5% a 1,0% de uno o más de cloruro de litio, nitrato de
litio, o nitrato sódico. Los paneles de aluminio preparados como se
describe en el Ejemplo 1, se sumergieron en estas disoluciones de
revestimiento de conversión durante entre 1 segundo a 5 minutos a
temperaturas entre 25ºC y 80ºC. Los paneles de aluminio tratados se
sumergieron después en una o más disoluciones de
post-tratamiento, tales como silicato de metal
alcalino e hidróxido de calcio, entre 80ºC y 100ºC durante 1 minuto
a 20 minutos. Los paneles se aclararon después a fondo con agua
desionizada, se secaron al aire durante 48 a 94 horas, y se probaron
mediante pulverizado de niebla de sal según el método de prueba ASTM
B-117 (las muestras se situaron con un ángulo de
15º).
Los aniones de ferrato (VI) en la disolución de
revestimiento de conversión pueden estabilizarse mediante la adición
de oxidantes tales como peróxidos, hipocloritos, ozono u otros
oxidantes. Las concentraciones de estos oxidantes pueden variarse
entre 0,1% y 0,5% en peso.
Claims (18)
1. Una disolución para formar un revestimiento
de conversión en una superficie metálica, comprendiendo la
disolución aniones ferrato (VI) (FeO_{4}^{2-}) que tienen una
concentración de 1-100 mmol/l y uno o más oxoaniones
de metales de transición seleccionados a partir del grupo que
consiste en permanganato, molibdato, vanadato, tungstato y
combinaciones de los mismos, y en donde la disolución tiene un pH
mayor que 13,5.
2. Una disolución para formar un revestimiento
de conversión en una superficie metálica, comprendiendo la
disolución aniones ferrato (VI) (FeO_{4}^{2-}) que tienen una
concentración de 1-100 mmol/l y uno o más oxoaniones
de metales de transición seleccionado a partir del grupo que
consiste en permanganato, molibdato, vanadato, tungstato y
combinaciones de los mismos, y en donde la disolución tiene un pH
entre 13 y 13,5.
3. La disolución según las reivindicaciones 1 o
2, que comprende además uno o más agentes oxidantes adicionales
seleccionados a partir del grupo que consiste en peróxido,
hipoclorito, ozono y combinaciones de los mismos.
4. La disolución según las reivindicaciones 1, 2
o 3, en donde el oxianión ferrato (VI) se proporciona mediante un
compuesto seleccionado a partir de una sal de ferrato (VI) sódico,
una sal de ferrato (VI) potásico, una disolución de ferrato (VI) en
hidróxido potásico, una disolución de ferrato (VI) en hidróxido
sódico y mezclas de los mismos.
5. La disolución según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, que comprende además ácido
etilendiaminotetraacético.
6. La disolución según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, que comprende además una sal seleccionada a
partir de un nitrato, cloruro, fluoruro de metal alcalino o metal
alcalinotérreo, o combinaciones de los mismos.
7. Un método para tratar una superficie metálica,
que comprende limpiar y desoxidar la superficie metálica, aclarar la
superficie metálica desoxidada con agua, poner en contacto la
superficie metálica desoxidada y aclarada con una disolución acuosa
oxidante a una temperatura en el intervalo de
25-100ºC, dejar que la superficie metálica se oxide
por la disolución oxidante, y separar la superficie metálica oxidada
de ponerse en contacto con la disolución, caracterizado
porque la disolución oxidante es una disolución acuosa que comprende
ferrato (VI) (FeO_{4}^{2-}) que tiene una concentración de
1-100 mmol/l y uno o más oxoaniones de metales de
transición seleccionados a partir del grupo que consiste en
permanganato, molibdato, vanadato, tungstato y combinaciones de los
mismos, y en donde la disolución tiene un pH mayor que 13,5.
8. Un método para tratar una superficie metálica,
que comprende limpiar y desoxidar la superficie metálica, aclarar la
superficie metálica desoxidante con agua, poner en contacto la
superficie metálica desoxidada y aclarada con una disolución acuosa
oxidante a una temperatura en el intervalo de
25-100ºC, dejar que la superficie metálica se oxide
mediante la disolución oxidante, y separar la superficie metálica
oxidada de ponerse en contacto con la disolución,
caracterizado en que la disolución oxidante es una disolución
acuosa que comprende ferrato (VI) (FeO_{4}^{2-}) que tiene una
concentración de 1-100 mmol/l y uno o más oxoaniones
de metales de transición seleccionados a partir del grupo que
consiste en permanganato, molibdato, vanadato, tungstato y
combinaciones de los mismos, y en donde la disolución tiene un pH
entre 13 a 13,5.
9. El método según las reivindicaciones 7 u 8, en
donde el ferrato (VI) se selecciona a partir de una sal de ferrato
(VI) sódico, una sal de ferrato (VI) potásico, una disolución de
ferrato (VI) en hidróxido potásico, una disolución de ferrato (VI)
en hidróxido sódico y mezclas de los mismos.
10. El método según las reivindicaciones 7, 8 o
9, en donde la superficie metálica se selecciona a partir de
aluminio, mezcla de aluminio, acero y otros metales ferrosos.
11. El método según una cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 10, en donde la disolución comprende además una
sal seleccionada a partir de un metal alcalino, o un metal
alcalinotérreo, nitrato, cloruro, fluoruro o combinaciones de los
mismos.
12. El método según una cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 11, en donde las superficies metálicas se ponen
en contacto con la disolución oxidante durante entre 1 segundo y 5
minutos.
13. El método según una cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 12, en donde la disolución de ferrato tiene una
concentración de oxianión de metal de transición entre 0,1% y 5% en
peso.
14. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 13, en donde la disolución acuosa de oxianión
comprende además uno o más agentes oxidantes seleccionados a partir
de peróxido, hipoclorito, ozono y combinaciones de los mismos.
15. El método según una cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 14, en donde la disolución acuosa comprende
además ácido etilendiaminotetraacético.
16. El método según una cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 15, que comprenden la etapa de poner en
contacto la superficie metálica oxidada con una disolución de
post-tratamiento que contiene uno o más compuestos
seleccionados a partir de un silicato de metal alcalino, un borato
de metal alcalino, un fosfato de metal alcalino o mezclas de los
mismos, para proporcionar un revestimiento de conversión de película
de óxido.
17. El método según la reivindicación 16, que
comprende además poner en contacto el revestimiento de conversión de
película de óxido con nitrato de litio.
18. El método según las reivindicaciones 16 o 17,
que comprenden además poner en contacto el revestimiento de
conversión de película de óxido con hidróxido de calcio.
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