ES2222378T3 - Procedimiento para revestir un componente metalico. - Google Patents
Procedimiento para revestir un componente metalico.Info
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Abstract
Procedimiento para revestir un componente de metal ligero con una capa de protección contra la corrosión, en el que . se rocía un útil de moldeo metálico, al menos en parte, con un agente de separación de molde concentrado, . el agente de separación de molde concentrado presenta al menos 15% de materiales base orgánicos constituidos fundamentalmente por ceras, . se moldea el componente en el útil de moldeo metálico, . presentando el útil de conformación durante la conformación una temperatura comprendida entre 150ºC y 400ºC, . se cuece el agente de separación de molde concentrado durante el proceso de moldeo del componente y se le incrusta así en una superficie de este componente, y . se forma de este modo sobre el componente una capa superficial continua inhibidora de la corrosión.
Description
Procedimiento para revestir un componente
metálico.
La invención concierne a un procedimiento para
revestir un componente metálico con una capa de protección contra
la corrosión.
Para la materialización de conceptos de
construcción ligera con el objetivo de ahorrar carburante se
utilizan en medida creciente, especialmente en el sector del
automóvil, componentes de metal ligero, por ejemplo de aluminio o
magnesio. Los componentes se obtienen en general por colada, forja,
prensado en barra o extrusión.
Los metales citados y sus aleaciones forman una
capa de pasivación en la superficie que los protege bien contra la
corrosión en condiciones climáticas normales. Por el contrario,
bajo la influencia de medios promotores de la corrosión, como agua
y sal, estos metales son atacados corrosivamente en una medida
inaceptable.
Se han desarrollado contra esto numerosas medidas
para revestir metales ligeros, especialmente magnesio. Un
procedimiento usual para producir una protección anticorrosión
sobre metales ligeros consiste en el revestimiento electrolítico,
tal como el que se describe, por ejemplo, en el documento EP 33 048
B1. Por el contrario, el inconveniente de este procedimiento
consiste en el revestimiento posterior complicado y caro de los
componentes.
El documento DE 34 36 846 describe un
procedimiento para la colada a presión de metales ligeros, en el
que se aplica un agente de separación del molde para obtener un
mejor desmoldeo del componente. Para evitar que el agente de
separación del molde se adhiera al componente producido se propone
un agente de separación del molde que se basa en sales metálicas de
ácidos carboxílicos alifáticos y alcoholes polivalentes.
Por consiguiente, el cometido de la invención
consiste en proporcionar un procedimiento para la protección
anticorrosión de componentes de metal ligero que sea más barato en
comparación con el estado de la técnica.
La solución del problema consiste en las
características de la reivindicación 1.
Los componentes de metal ligero se fabrican
generalmente en útiles de moldeo metálicos aplicando elevadas
temperaturas. En estos procedimientos se rocían los útiles de
moldeo con un agente de separación del molde antes del proceso de
conformación. El agente de separación del molde se adhiere a la
superficie del útil de moldeo y favorece el desmoldeo de un
componente conformado, dado que se reduce la adherencia entre el
útil de moldeo y el componente. El agente de separación del molde
empleado usualmente en el proceso de conformación consiste en una
cantidad de hasta 98% a 99% de agua que contiene entre 1% y 2% de
un material base orgánico constituido fundamente por ceras.
Según la invención, en el empleo de agentes de
separación de molde concentrados se ha comprobado que el material
base orgánico del agente de separación del molde se cuece dentro de
una superficie del componente y actúa inhibiendo claramente la
corrosión. Por cocción se entiende aquí la producción de una capa
superficial continua durante la solidificación del componente. Esta
está unida sólidamente con la superficie del componente y no puede
ser eliminada por lavado. Se ha visto que, según el material base,
un agente de separación del molde con una proporción de material
base orgánico de más de 15% (llamado en lo que sigue agente de
separación de molde concentrado) actúa ya inhibiendo la corrosión.
Las propiedades inhibidoras de la corrosión se refuerzan con la
concentración creciente del agente de separación del molde en
material base orgánico. La mejor protección contra la corrosión se
logra con el material base sin diluir.
Para reducir los costes del proceso es posible
que el útil de moldeo sea rociado sólo en parte con agente de
separación de molde concentrado, mientras que las demás zonas se
tratan con agente de separación de molde diluido convencional.
Naturalmente, esto conduce sólo a una protección anticorrosión
parcial y puede aplicarse cuando solamente determinadas zonas del
componente estén expuestas a medios corrosivos.
Por consiguiente, el procedimiento según la
invención consiste en un revestimiento in situ del
componente. Para la fabricación del componente se necesita
ciertamente una cantidad ligeramente mayor de material base orgánico
para el agente de separación del molde, pero los costes para el
material base son relativamente pequeños. En este procedimiento no
tiene que incorporarse ningún otro proceso de revestimiento y no se
aportan otros materiales adicionales al proceso.
El procedimiento según la invención se puede
aplicar en todos los procedimientos de conformación para metales
ligeros en los que se utilicen útiles de moldeo permanente
metálicos (que pueden presentar eventualmente capas o inserciones
de cerámica o de metal duro). Los útiles de moldeo tienen que
presentar durante el proceso de moldeo una temperatura de al menos
80ºC, preferiblemente 150ºC a 400ºC, para garantizar que se
produzca una cocción sobre la superficie del componente. Como
útiles de moldeo son adecuados para esto, por ejemplo, moldes de
colada permanente, útiles de prensado, útiles de forja, útiles de
laminación, útiles de tracción, útiles de extrusión o útiles de
prensado en barra. El procedimiento según la invención es
especialmente adecuado en componentes que se presentan por colada
en moldes de colada permanente o por forja en útiles de forja
(reivindicaciones 2 y 3).
Se logran los mejores resultados respecto de la
protección contra la corrosión cuando el material base orgánico
consiste fundamentalmente en ceras. Pertenecen a éstas las
parafinas y los ácidos grasos saturados de éster de glicerina.
Estos materiales base se cuecen especialmente bien dentro de la piel
de colada del componente sin que tenga lugar una
descomposición.
Con una descomposición de los materiales base se
perjudicaría la protección contra la corrosión. Para evitar una
descomposición del material base orgánico sobre la superficie del
componente es conveniente en el ámbito del procedimiento según la
invención enfriar bruscamente en agua el componente directamente
después de la conformación (reivindicación 4).
La temperatura del útil de moldeo se mantiene en
general durante el proceso de moldeo en un valor comprendido entre
150ºC y 400ºC. Si se rocía el agente de separación de molde
concentrado sobre la superficie caliente del útil de moldeo, se
secan entonces los materiales base orgánicos al menos en parte.
Esto tiene como consecuencia una fijación del material base y
conduce a una capa superficial uniforme sobre la superficie del
componente. Es conveniente en este caso que se tenga en cuenta un
tiempo de fijación de hasta 30 s (reivindicación 5).
Especialmente adecuados para el revestimiento por
el procedimiento según la invención son componentes de metal ligero
a base de aluminio, magnesio, zinc y aleaciones de estos metales
(reivindicación 6).
La única figura muestra el desarrollo esquemático
del procedimiento según la invención con ayuda de un proceso de
colada que se describe con mayor detalle en el ejemplo 1. El
ejemplo 2 describe la aplicación del procedimiento según la
invención para revestir un componente forjado.
Para fabricar una parte de carcasa para un grupo
secundario de un automóvil de turismo a partir de la aleación de
magnesio AS21 se rocía un molde de colada permanente
correspondiente, cubriendo su superficie, con un agente de
separación de molde concentrado que consiste hasta 30% en agua y 70%
en un material base orgánico constituido fundamentalmente por éster
de glicerina.
Después de un tiempo de espera de aproximadamente
15 s, se evapora en su mayor parte el agua del agente de separación
del molde y se fija el material base orgánico sobre el molde de
colada permanente, que se atempera a aproximadamente 250ºC. A
continuación, se carga a presión el molde de colada permanente con
la aleación de magnesio fundida (masa fundida de magnesio), que
presenta una temperatura de 650ºC. El agente de separación del
molde, que se ha fijado sobre la superficie del molde de colada
permanente, impide durante el llenado que la superficie sea
humectada por la masa fundida de magnesio. En esta fase del proceso
casi no tiene lugar interacción alguna entre la masa fundida y el
agente de separación del molde.
Después del llenado completo se solidifica la
masa fundida de aluminio formando un componente. El proceso de
solidificación dura aproximadamente 15 s. En ese tiempo se forma
sobre la superficie del molde de colada permanente una piel de
colada que forma la superficie del componente después del desmoldeo.
Durante la solidificación se sueltan partes del agente de
separación fijado y se cuecen dentro de la piel de colada. La
estructura química del agente de separación del molde no resulta
aquí dañada de manera persistente. Para impedir una descomposición
del agente de separación de molde cocido durante una fase de
enfriamiento más larga se enfría bruscamente el componente en
agua.
El revestimiento de la superficie del componente
con el agente de separación del molde está unido continuamente con
la superficie y es consolidado después del enfriamiento brusco, con
lo que éste garantiza una protección duradera contra la corrosión.
El componente revestido según el procedimiento de la invención y un
componente no revestido, pero por lo demás idéntico, fueron
sometidos al llamado ensayo de cambio VDA (Verband Deutscher
Automobilindustrie). El ensayo cambio VDA se compone de una serie
definida de ensayos de corrosión según las normas DIN. A tal fin,
se rocían los componentes con sal durante 24 horas (según DIN 50021
SS) y a continuación se exponen, a una humedad relativa del aire
del 90%, a un ensayo de cambio de clima entre 120ºC y -40ºC durante
96 horas (según DIN 50017 KFW) y, finalmente, se mantienen durante
48 horas bajo un clima definido a temperatura ambiente.
El examen visual de los componentes da como
resultado lo siguiente: El componente sin revestir presenta una
superficie con fuertes incrustaciones de óxido. Ya no se pueden
apreciar estructuras superficiales finas. Por el contrario, el
componente revestido según la invención se mantuvo casi inalterado
y solamente se pueden apreciar insignificantes defectos
superficiales en aristas vivas, allí donde el agente de separación
del molde sólo pudo cocerse e incrustarse en la superficie en menor
medida.
Sobre un útil de forja, que presenta una
temperatura superficial de 200ºC, se rocía un agente de separación
de molde que consiste hasta 85% en agua y hasta 15% en ceras a base
de parafinas. Se seca primero el agente de separación del molde
sobre el útil de forja, lo que conduce a una fijación local de dicho
agente. Para la fijación óptima se ajusta un tiempo de espera de
aproximadamente 30 s.
Un semiproducto de aluminio a base de la aleación
AlMgSi1 es precalentado a aproximadamente 370ºC y transformado en
el útil de forja en un componente de aluminio en forma de un
tirante. Durante el proceso de transformación se cuece una parte
del constituyente de cera del agente de separación del molde y se
incrusta en la superficie del componente de aluminio. Sobre la
superficie del útil de moldeo queda suficiente cera para garantizar
el desmoldeo del componente.
Sigue un recocido en solución del componente a
550ºC en aire durante 6 horas. Mediante este tratamiento térmico se
produjo una cocción adicional de la cera y una incrustación
profunda de la misma en la superficie, con lo que se pudo mejorar
aún el funcionamiento del revestimiento. No se pudo observar una
descomposición de la cera durante este tratamiento térmico.
Mediante el revestimiento de la superficie de
aluminio con cera cocida e incrustada según la invención esta
superficie queda protegida contra la corrosión. El componente es
sometido a un ensayo de corrosión análogo al del ejemplo 1. Una
comparación con un componente sin revestir de la misma clase de
construcción muestra el mismo resultado que en el ejemplo 1.
Claims (6)
1. Procedimiento para revestir un componente de
metal ligero con una capa de protección contra la corrosión, en el
que
\bullet se rocía un útil de moldeo metálico, al
menos en parte, con un agente de separación de molde
concentrado,
\bullet el agente de separación de molde
concentrado presenta al menos 15% de materiales base orgánicos
constituidos fundamentalmente por ceras,
\bullet se moldea el componente en el útil de
moldeo metálico,
\bullet presentando el útil de conformación
durante la conformación una temperatura comprendida entre 150ºC y
400ºC,
\bullet se cuece el agente de separación de
molde concentrado durante el proceso de moldeo del componente y se
le incrusta así en una superficie de este componente, y
\bullet se forma de este modo sobre el
componente una capa superficial continua inhibidora de la
corrosión.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se emplea como útil de moldeo un molde
de colada permanente, un útil de forja, un útil de prensado, un
útil de laminación, un útil de tracción, un útil de extrusión o un
útil de prensado en barra.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el útil de conformación presenta
durante la conformación una temperatura comprendida entre 150ºC y
250ºC.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se enfría
bruscamente el componente de metal ligero directamente después de
la conformación.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se calienta el
útil de moldeo antes del proceso de conformación y durante el
mismo, y se seca el agente de separación del molde, al menos en
parte, sobre el útil de moldeo.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el componente
consiste en aluminio, magnesio, zinc o aleaciones de estos
metales.
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