ES2233405T3 - Procedimiento para producir componenetes revestidos con una aleacion de aluminio y silicio. - Google Patents
Procedimiento para producir componenetes revestidos con una aleacion de aluminio y silicio.Info
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Abstract
Procedimiento para la preparación de aluminio o una aleación de aluminio con un recubrimiento que presenta una aleación de aluminio-silicio, recubriendo el aluminio o una aleación de aluminio con una mezcla que consta de 99, 5 a 85 % en peso de fluorosilicato alcalino y de 0, 5 a 15 % en peso de fluoroaluminato alcalino, y calentando hasta que se forme la aleación de aluminio-silicio.
Description
Procedimiento para producir componentes
revestidos con una aleación de aluminio y silicio.
La invención se refiere a un procedimiento para
depositar una aleación de aluminio-silicio sobre
aluminio o aleaciones de aluminio.
Se conocen técnicas para la soldadura de
elementos constructivos de aluminio o aleaciones de aluminio. Los
elementos constructivos se unen entre sí con ayuda de un metal de
soldadura y de un fundente mediante calentamiento. En este caso
puede bien añadirse por separado el metal de soldadura o bien
emplearse elementos constructivos chapados con metal de soldadura.
Como fundentes se emplean preferentemente fluoraluminatos de
potasio y/o fluoraluminatos de cesio.
La patente de EE.UU. 4.906.307 da a conocer un
procedimiento para la soldadura de elementos constructivos de
aleación de aluminio. En este caso se emplean elementos
constructivos chapados con metal de soldadura con un fundente a base
de 70 a 90% en peso de hexafluorosilicato potásico y 30 a 10% en
peso de trifluoruro de aluminio, con adición de fluoruro de litio y
fluoruro sódico. La solicitud de patente europea
EP-A-0 810 057 da a conocer
fundentes para la soldadura de aluminio que pueden presentar hasta
20% en peso de un fluorosilicato metálico (junto a un complejo de
fluoroaluminato, por ejemplo tetrafluoroaluminato potásico). Con
determinados fluorosilicatos de metales alcalinos en determinados
intervalos de peso es posible también una soldadura exenta de metal
de soldadura.
La solicitud de patente alemana 196 36 897 da a
conocer que se pueden soldar entre sí, sin metal de soldadura,
elementos constructivos de aluminio siempre que se emplee un
fundente que contenga de 6 a 50% en peso de hexafluorosilicato
potásico y, además, fluoroaluminato potásico.
Es misión de la presente invención ofrecer un
procedimiento con el que se pueda aplicar una aleación de
silicio-aluminio sobre aluminio o aleaciones de
aluminio (o los correspondientes elementos constructivos) sin que
sea necesario un chapado de un metal de soldadura por laminado.
El procedimiento de acuerdo con la invención para
la preparación de aluminio o una aleación de aluminio con un
recubrimiento, que presenta una aleación de
silicio-aluminio, prevé que se recubra el aluminio o
la aleación de aluminio con hexafluorosilicato de un metal alcalino
y se caliente hasta que se forme la aleación de
silicio-aluminio. La invención viene definida en la
reivindicación 1.
Hexafluorosilicatos preferidos de metales
alcalinos son hexafluorosilicato potásico, hexafluorosilicato de
cesio o sus mezclas, muy especialmente hexafluorosilicato
potásico.
Se prefiere, especialmente, aplicar el
fluorosilicato de metal alcalino con un peso por unidad de
superficie de 30 a 60 g/m^{2}. Esto puede efectuarse, por
ejemplo, mediante aplicación electrostática del polvo seco de
hexafluorosilicato, o a partir de fase acuosa (solución o suspensión
del silicato). Con pesos por unidad de superficie inferiores
resulta una capa de aleación más delgada, con pesos por unidad de
superficie superiores una más gruesa. La formación de la aleación
para la unión de elementos constructivos aparece ya con pesos por
unidad de superficie a partir de 5 g/m^{2}. Para la mayor parte
de las aplicaciones se muestra más ventajoso un peso por unidad de
superficie de al menos 20 g/m^{2} a 60 g/m^{2}, porque entonces
puede proporcionarse relativamente más metal de aleación para una
soldadura estable (costura de soldadura más fuerte) del
conjunto.
En este caso se aplica sobre los materiales que
han de unirse en forma de una suspensión en agua o en disolventes
orgánicos, o también como pasta. Estas suspensiones contienen
convenientemente de 15 a 75% en peso de hexafluorosilicato. Además
del agua se emplean también líquidos orgánicos, en especial
alcoholes tales como metanol, etanol, propanol o isopropanol, o
polioles. Otros líquidos orgánicos que pueden emplearse son éteres,
p. ej. éter monobutílico del etilenglicol, cetonas tales como
acetona, ésteres de alcoholes monobásicos, dioles o polioles. Un
ligante para el empleo como pasta es, por ejemplo, etilcelulosa. Por
medio de formadores de película, habitualmente se trata de
polímeros que son solubles en disolventes orgánicos, tales como
acetona, se puede aplicar el hexafluorosilicato sobre el elemento
constructivo. Dan por resultado, después de la evaporación del
disolvente, una película muy adherente. Son polímeros apropiados,
por ejemplo, acrilatos o metacrilatos.
El material con un espectro de granos finamente
divididos es muy especialmente apropiado para la fusión en húmedo.
El material con un espectro de granos más grosero es muy
especialmente apropiado para la fusión en seco. El material con un
espectro de granos fino o más grosero, según se desee, puede
producirse según métodos conocidos. Habitualmente se emplea lejía
alcalina con ácido hexafluorosilícico (los precursores también son
utilizables, p. ej., carbonato alcalino). Es cosa conocida en
general cómo ha de modificarse el tamaño de grano. Los cristales
más pequeños se forman a una temperatura de reacción baja, con
reacción rápida, secado rápido y movimiento vigoroso de la mezcla de
reacción. Los cristales más grandes se forman a una temperatura más
elevada, reposo en las aguas madres, con pequeño movimiento de la
mezcla de reacción y lenta mezcladura de los reaccionantes.
Los hexafluorosilicatos o mezclas que los
contienen, que presentan en esencia partículas con un tamaño de
grano desde 8 hasta menos de 20 \mum, p. ej., hasta 18 \mum, se
utilizan muy bien para la fusión en seco. Así, podía producirse
K_{2}SiF_{6} con X_{D10}= 2,04 \mum, X_{D50}= 6,94 \mum
y X_{D90}= 12,35 \mum y un diámetro medio de grano de 6,94
\mum. Otro producto era todavía más fino, con un X_{D50} de 4,6
\mum.
Este dato de tamaño de grano se refiere al
diámetro medio del grano para el 50% de las partículas (X_{D50}),
determinado por difracción de láser. Los fundentes, que presentan
en esencia partículas en un intervalo de tamaños de granos desde 1
a 12,5 \mum, son muy especialmente aplicables en forma de una
suspensión en agua o en disolventes orgánicos según el procedimiento
de fusión en húmedo.
Preferentemente se calienta el aluminio o la
aleación de aluminio hasta una temperatura dentro del intervalo de
400 a 610ºC, preferentemente de 540 a 610ºC, para formar la aleación
de silicio-aluminio. Cuando se emplea
hexafluorosilicato potásico, se calienta preferentemente hasta una
temperatura dentro del intervalo de 570 a 600ºC.
En este caso, el recubrimiento y la soldadura se
pueden realizar en una etapa de trabajo. Primero se forma la
aleación, luego se efectúa la soldadura. Es posible también separar
en el tiempo el recubrimiento y la soldadura. Los elementos
constructivos se recubren primero. Luego se dejan enfriar
habitualmente y se conservan hasta que, bajo renovado
calentamiento, se efectúa la soldadura. El recubrimiento y la
soldadura pueden estar aquí también, naturalmente, separados en el
espacio. El procedimiento, por ello, es muy flexible.
Se comprobó que los elementos constructivos de
aluminio o de aleaciones de aluminio, que de acuerdo con la
invención están recubiertos con una aleación de
silicio-aluminio, pueden soldarse sin adición de
material de soldadura, por ejemplo según el método de la soldadura a
la llama o de la soldadura en estufa, siempre que entre la
aplicación del recubrimiento y la soldadura no haya transcurrido
tanto tiempo como para que se haya producido un envejecimiento de la
superficie de las piezas o puntos que han de soldarse. Si entre el
procedimiento de recubrimiento de acuerdo con la invención y el
subsiguiente procedimiento de soldadura ha pasado un lapso de tiempo
tal que se ha producido un envejecimiento de la superficie, puede
emplearse un fundente, por ejemplo a base de fluoroaluminato
potásico o fluoroaluminato de cesio. La ventaja es que, si se desea,
puede efectuarse una carga superficial muy baja con el fundente, por
ejemplo en el intervalo de 2 a 30 g/m^{2}.
Un fundente a base de fluoroaluminato, por
ejemplo fluoroaluminato potásico y/o fluoroaluminato de cesio se
aplica simultáneamente con el hexafluorosilicato de metal alcalino.
El fluoroaluminato está presente en una cantidad máxima de 15% en
peso, referido al hexafluorosilicato de metal alcalino empleado,
preferentemente en una cantidad máxima del 10% en peso, en especial
en una cantidad del 5% en peso como máximo.
La expresión "elementos constructivos de
aluminio o de aleación de aluminio", se refiere en el marco de la
presente invención, a los elementos constructivos que, cuando están
recubiertos según el procedimiento de acuerdo con la invención, se
montan en especial mediante soldadura para dar conjuntos (grupos
constructivos). Por "elementos constructivos" se entienden
también los prefabricados, por ejemplo chapas de aluminio, perfiles
de aluminio, tubos de aluminio u otras formas de aluminio o de
aleaciones de aluminio que, después de ulterior elaboración, se
continúan elaborando para dar elementos constructivos que luego, por
su parte, pueden soldarse para dar conjuntos. Por ejemplo, se trata
de elementos constructivos que, después de soldados, dan por
resultado refrigerantes, intercambiadores de calor o
evaporadores.
Los elementos constructivos de aluminio o
aleaciones de aluminio fabricados con el procedimiento de acuerdo
con la invención pueden soldarse eventualmente con adición de un
fundente para soldadura tal como fluoroaluminato potásico,
fluoroaluminato de cesio o mezclas de los mismos. Esto se efectúa de
manera en sí conocida, por ejemplo en una estufa de soldar o
mediante soldadura a la llama una temperatura dentro del intervalo
de 400 a 610ºC, según sea el fundente.
La invención presenta la ventaja de que los
elementos constructivos que se obtuvieron según el procedimiento de
acuerdo con la invención pueden soldarse inmediatamente, sin adición
de un fundente. Siempre que se añada un fundente para soldaduras que
han de realizarse más tarde, se puede aplicar éste con un bajo peso
por unidad de superficie. La capa de fluoroaluminato que se forma
junto a la capa de aleación protege eficazmente de la
reoxidación.
Claims (6)
1. Procedimiento para la preparación de aluminio
o una aleación de aluminio con un recubrimiento que presenta una
aleación de aluminio-silicio, recubriendo el
aluminio o una aleación de aluminio con una mezcla que consta de
99,5 a 85% en peso de fluorosilicato alcalino y de 0,5 a 15% en
peso de fluoroaluminato alcalino, y calentando hasta que se forme la
aleación de aluminio-silicio.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se emplea hexafluorosilicato potásico,
hexafluorosilicato de cesio, o mezclas de los mismos.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el fluorosilicato de metal alcalino se
aplica con un peso por unidad de superficie de 30 a 60
g/m^{2}.
4. procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el aluminio o la aleación de aluminio se
calienta hasta una temperatura comprendida dentro del intervalo de
540 a 610ºC, para formar la aleación de
aluminio-silicio.
5. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
4, caracterizado porque para el recubrimiento se emplea una
mezcla que consta de 99 a 85% en peso de fluorosilicato alcalino y
de 1 a 15% en peso de fluoroaluminato alcalino, representando
"álcali" K o Cs.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque se emplea una mezcla que consta de 99 a
90% en peso de fluorosilicato alcalino y de 1 a 10% en peso de
fluoroaluminato alcalino, representando "álcali" K o Cs.
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