ES2285035T4 - Procedimiento para proporcionar un efecto cromatico de caparazon de tortuga a substratos metalicos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para proporcionar un efecto cromático de caparazón de tortuga a un revestimiento metálico de un substrato, que comprende: - calentar el substrato metálico hasta una temperatura apropiada para proporcionar un efecto cromático, siendo dicha temperatura una temperatura no muy elevada a la cual no existen distorsiones térmicas provocadas al substrato, - aplicar bajo calor, a una temperatura del orden de 40 a 110ºC, en una parte de dicho substrato metálico, una solución oxidante que comprende tiosulfato sódico o potásico, un metal reactivo seleccionado de entre el acetato de cobre y el acetato de plomo y sus mezclas, y un compuesto acidificante.
Description
Procedimiento para proporcionar un efecto
cromático de caparazón de tortuga a substratos metálicos.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para proporcionar un efecto cromático de caparazón de
tortuga a substratos metálicos.
En particular, la presente invención se refiere
a un procedimiento para proporcionar un efecto cromático de
caparazón de tortuga a componentes niquelados de armas de fuego.
Se sabe que el denominado efecto de caparazón de
tortuga es un efecto cromático particular a lunares que se confiere
con finalidades ornamentales a herramientas o substratos metálicos
de dispositivos de diversos orígenes.
En la industria de las armas de fuego, el efecto
de caparazón de tortuga se busca particularmente para proporcionar
un efecto cromático estéticamente placentero para la parte impulsora
u otras partes metálicas de las escopetas.
Actualmente, se conoce un procedimiento para la
obtención del caparazón de tortuga de los substratos metálicos que
requiere altas temperaturas de realización y asimismo un
procedimiento químico a baja temperatura capaz de proporcionar una
coloración uniforme única a los substratos metálicos.
El procedimiento de obtención del caparazón de
tortuga a temperaturas altas consiste en el tratamiento térmico de
una matriz de acero que comprende calentar a una temperatura de
aproximadamente 700ºC y el templado del acero en una solución
acuosa de sales oxidantes.
El efecto cromático a lunares se crea por el
distinto grado de oxidación superficial del acero y por el distinto
grosor de la capa de óxido que se forma.
Este procedimiento de obtención del caparazón de
tortuga de la técnica conocida, sin embargo, no se lleva a cabo sin
sus inconvenientes, que se pueden atribuir principalmente a la
distorsión de los materiales metálicos, debido al considerable
estrés térmico al que son sometidos durante la operación de
templado.
Cuanto más reducidas son las tolerancias
dimensionales de los objetos metálicos o de los componentes
tratados, más significativo se hace el problema.
De hecho, en el caso del tratamiento de
componentes metálicos para objetos de alta precisión, una distorsión
limitada o una deformación casi imperceptible del componente,
pueden incluso poner en peligro su adecuación para el uso final al
que vaya destinado.
En los procedimientos de obtención del caparazón
de tortuga para las partes impulsoras, por ejemplo, se ha
encontrado que incluso distorsiones estructurales mínimas las pueden
convertir en inservibles.
Además, el tratamiento térmico que es necesario
para obtener el particular efecto estético de caparazón de tortuga
posee una influencia negativa en la dureza y características
metálicas en general del componente metálico tratado.
Viceversa, los procedimientos de coloración
química de los metales a baja temperatura no sólo adolecen de la
desventaja de que no son apropiados para proporcionar un efecto
cromático a lunares en los metales, sino que adolecen asimismo del
inconveniente adicional de que la capa cromática producida puede
eliminarse fácilmente mediante un simple raspado.
La patente
FR-A-2 735 075 da a conocer un
procedimiento para proporcionar un efecto colorante a los
substratos, en el que el contacto entre la solución colorante y el
substrato puede llevarse a cabo mediante la inmersión a temperatura
ambiente y en el que la solución colorante comprende tiosulfato
sódico, plomo o acetato de cobre y tartrato ácido de potasio.
La patente
GB-A-1 229 502 da a conocer un
procedimiento para realizar diseños sobre superficies metálicas,
que incluye una etapa de revestimiento de la superficie metálica
coloreada con una capa transparente resistente a la corrosión y al
calor.
En la DATABASE WPI Sección Ch, Semana 198049
Derwent Publications Ltd, Clase A35, AN 1980-88040C
XP002032466 & SU 729281 A (LAKIZA VV), del 28 de abril de 1980,
se da a conocer un procedimiento para colorear superficies
metálicas mediante tratamiento con acetato de plomo e hiposulfito
sódico a una temperatura de 15 a 80ºC.
La patente WO 97/35046 da a conocer un
procedimiento para proporcionar un efecto colorante metálico a
substratos metálicos en el que el substrato se pone en contacto con
hiposulfito sódico, y acetato de cobre y de plomo por inmersión a
una temperatura de 50 a 100ºC.
\newpage
\global\parskip0.900000\baselineskip
Por lo tanto, mediante las técnicas de obtención
del caparazón de tortuga que están actualmente disponibles, no es
posible obtener un efecto cromático de tipo caparazón de tortuga que
tenga un efecto prolongado, que sea resistente a raspado y que no
produzca distorsiones significativas de los productos finales
metálicos tratados.
Actualmente, el solicitante ha identificado un
procedimiento químico de obtención del caparazón de tortuga que se
lleva a cabo a temperaturas no elevadas y que, por lo tanto, limita
considerablemente la aparición de los inconvenientes descritos
anteriormente.
Por lo tanto, uno de los principales objetivos
de la presente invención se refiere a un procedimiento para
proporcionar un efecto cromático de tipo caparazón de tortuga a
substratos metálicos sin tener que recurrir a temperaturas que
puedan causar distorsiones en los metales tratados.
Otro objetivo de la presente invención se
refiere al procedimiento químico de obtención del caparazón de
tortuga de productos finales o componentes metálicos que permite la
producción de un efecto cromático de larga duración, que se puede
apreciar desde un punto de vista estético.
Un objetivo adicional de la presente invención
se refiere a un procedimiento químico capaz de proporcionar, a
temperaturas no elevadas, un efecto cromático de tipo caparazón de
tortuga persistente a componentes niquelados de armas de fuego.
A la vista de los objetivos anteriormente
mencionados y de otros que se pondrán más claramente de manifiesto
a partir de la siguiente descripción, un primer aspecto de la
presente invención se refiere a un procedimiento para proporcionar
un efecto cromático de caparazón de tortuga a substratos, según se
reivindica en las reivindicaciones adjuntas.
En el procedimiento de la invención, el
substrato metálico que va a ser tratado, se calienta hasta una
temperatura apropiada para proporcionar un efecto cromático, no
siendo dicha temperatura elevada y a la cual no existen
distorsiones térmicas que se provoquen al substrato y que puedan
poner en peligro su utilización en aplicaciones de alta
precisión.
La solución oxidante de la invención es
típicamente una solución a base de tiosulfato sódico que contiene
un metal reactivo de manera conveniente, en forma de un acetato, que
consiste preferentemente en acetato de cobre o de plomo o sus
mezclas.
Dentro del alcance de la presente invención, el
término compuesto de acidificación incluye compuestos con
hidrólisis ácida o compuestos, sin embargo, que cuando se añadan a
una solución acuosa, sean capaces de reducir su pH.
Los compuestos acidificantes apropiados
comprenden ácidos orgánicos tales como ácidos carboxílicos, por
ejemplo, ácido acético, ácido cítrico; ácido oxálico, ácido
salicílico, y tartrato ácido potásico; ácidos inorgánicos tales
como ácido hipocloroso, y ácido hipofosforoso.
Los substratos apropiados para someterse al
procedimiento de obtención del caparazón de tortuga de la invención,
comprenden matrices metálicas, siempre que presenten por lo menos
una porción superficial con una capa metálica, depositada
galvánicamente o con otra tecnología. Pueden utilizarse, por
ejemplo, matrices de acero, aceros niquelados, aleaciones metálicas
tales como aleaciones de aluminio, cobre, níquel y
superaleaciones.
Los detalles niquelados o los componentes de
productos finales y los artículos para usos variados, haciendo
particularmente referencia a los detalles niquelados para armas de
fuego, tales como las partes impulsoras de las escopetas, pueden
tratarse apropiadamente mediante el procedimiento de la
invención.
La aplicación de dicha solución oxidante tiene
lugar ventajosamente mediante tamponado en partes localizadas del
substrato metálico que va a tratarse, de forma que se provoque
oxidación y consecuentemente, una variación cromática, que se
limita a las áreas tamponadas. En las áreas tamponadas con la
solución oxidante, la capa metálica superficial experimenta un
proceso de oxidación más intenso, cuanto mayor es el tiempo de
permanencia de la solución oxidante.
Una forma de realización del procedimiento de la
invención comprende el desarrollo directo del efecto cromático
sobre el substrato metálico utilizando una solución a base de
acetato de cobre que contiene tiosulfato como metal reactivo.
Según esta forma de realización, un substrato
metálico se calienta convenientemente hasta una temperatura del
orden de 100 a 110ºC, tamponando a continuación con una cantidad
cromáticamente efectiva de una solución acuosa que contiene
tiosulfato sódico, acetato de cobre y tartrato ácido de potasio, a
una temperatura del orden de 40 a 110ºC, preferentemente
60-80ºC, hasta que se desarrolle la variación
cromática deseada. La etapa de tamponamiento puede repetirse una o
varias veces, hasta que se obtengan la tonalidad deseada o el efecto
cromático deseado.
Se ha descubierto que bajo estas condiciones, el
efecto cromático de caparazón de tortuga es causado por la acción
oxidante de la solución sobre la superficie del substrato metálico.
La capa oxidada coloreada que se forma está firmemente anclada a la
superficie metálica, produciendo un efecto cromático que permanece
mucho tiempo.
\global\parskip1.000000\baselineskip
El solicitante ha descubierto que el desarrollo
directo de una variación cromática de larga duración, que se
aprecia particularmente desde un punto de vista estético, se obtiene
utilizando una solución acuosa oxidante que contiene entre 220 y
240 g/l de tiosulfato sódico, entre 30 y 40 g/l de acetato de cobre
y entre 30 y 40 g/l de tartrato ácido de potasio.
Según otra forma de realización del
procedimiento de la invención, es posible obtener la formación del
efecto de caparazón de tortuga con un tratamiento en dos etapas.
Esta otra forma de realización de la invención incluye por
tanto:
una etapa primera de tratamiento, que comprende
el calentamiento de un substrato metálico, convenientemente, hasta
una temperatura del orden de 140 a 150ºC, y la aplicación de una
cantidad cromáticamente efectiva de una solución acuosa que
contiene tiosulfato sódico, acetato de plomo y de un componente
acidificante, que consiste preferentemente en tartrato ácido de
potasio, y sin enjuagar;
una segunda etapa de tratamiento que comprende
la aplicación de una solución oxidante al substrato, el cual se ha
llevado a una temperatura de entre 40 y 80ºC, preferentemente de
entre 50 y 60ºC. La aplicación de dicha solución oxidante puede
llevarse a cabo mediante tamponamiento o mediante la inmersión
directa del substrato metálico.
Esta solución oxidante contiene un fuerte agente
oxidante, formado preferentemente por persulfato amónico, que se
encuentra preferentemente en una cantidad del orden de entre 150 y
180 g/l.
Se ha descubierto que el procedimiento de la
invención permite la obtención de diversos efectos cromáticos y
distintas coloraciones, aumentando simplemente el tiempo de contacto
de las soluciones oxidantes sobre la superficie de los substratos
metálicos. Es posible, por tanto, producir coloraciones y sombras
amarillo-doradas, rojas, azules y grises en
distintos tonos.
Los ejemplos siguientes se proporcionan
únicamente a título ilustrativo de la presente invención, y no deben
considerarse como limitativos de su alcance de protección, que se
define claramente en las reivindicaciones adjuntas.
\vskip1.000000\baselineskip
Una impulsora de acero niquelado para una
escopeta se calentó inicialmente hasta una temperatura de 100ºC y
se sometió a continuación a un tamponamiento localizado a una
temperatura de 70ºC con una solución acuosa oxidante que contenía
230 g/l de tiosulfato sódico, 35 g/l de acetato de cobre y 35 g/l de
tartrato ácido potásico, hasta que se formó una coloración a
lunares, del tipo de caparazón de tortuga.
\vskip1.000000\baselineskip
Una solución acuosa que contenía 230 g/l de
tiosulfato sódico, 22 g/l de acetato de plomo y 25 g/l de tartrato
ácido potásico, se aplicó con un tampón sobre un dispositivo de
aleación de níquel calentado a una temperatura de 140ºC. En una
etapa siguiente, el dispositivo se sumergió o fue tratado con un
tampón, sin enjuagar, a una temperatura de 60ºC, con una solución
acuosa que contenía 160 g/l de persulfato amónico. Al cabo de
algunos minutos, se formó una variación cromática, con un típico
efecto de caparazón de tortuga, en las áreas tamponadas.
\vskip1.000000\baselineskip
Las soluciones oxidantes apropiadas que pueden
utilizarse en la etapa de tamponamiento del procedimiento de
obtención del caparazón de tortuga, son:
| Tiosulfato sódico | 220/240 g/l |
| Acetato de plomo o de cobre | 25-40/g/l |
| Ácido cítrico | 30-40 g/l |
\vskip1.000000\baselineskip
| Tiosulfato sódico | 220/240 g/l |
| Acetato de plomo o de cobre | 25-40/g/l |
| Ácido hipocloroso | 0,5 cc/l (d=1,23 g/cc) |
\vskip1.000000\baselineskip
| Tiosulfato sódico | 220/240 g/l |
| Acetato de plomo o de cobre | 25-40/g/l |
| Ácido oxálico | 10-15 g/l |
\vskip1.000000\baselineskip
| Tiosulfato sódico | 220/240 g/l |
| Acetato de plomo o de cobre | 25-40/g/l |
| Ácido salicílico | 15-20 g/l |
\vskip1.000000\baselineskip
| Tiosulfato sódico | 220/240 g/l |
| Acetato de plomo o de cobre | 25-40/g/l |
| Ácido acético | 10 ml/l |
Claims (11)
1. Procedimiento para proporcionar un efecto
cromático de caparazón de tortuga a un revestimiento metálico de un
substrato, que comprende:
- -
- calentar el substrato metálico hasta una temperatura apropiada para proporcionar un efecto cromático, siendo dicha temperatura una temperatura no muy elevada a la cual no existen distorsiones térmicas provocadas al substrato,
- -
- aplicar bajo calor, a una temperatura del orden de 40 a 110ºC, en una parte de dicho substrato metálico, una solución oxidante que comprende tiosulfato sódico o potásico, un metal reactivo seleccionado de entre el acetato de cobre y el acetato de plomo y sus mezclas, y un compuesto acidificante.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho metal reactivo es seleccionado de
entre el acetato de cobre, el acetato de plomo o sus mezclas.
3. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque dicho compuesto
acidificante es seleccionado de entre tartrato ácido de potasio,
ácido cítrico, ácido hipofosforoso, ácido oxálico, ácido
salicílico, ácido acético, ácido hipocloroso, y sus mezclas.
4. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores 1 a 3, caracterizado porque dicha
solución oxidante se aplica tamponando sobre dicho revestimiento
metálico del substrato.
5. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores 1 a 4, en el que el desarrollo directo
de un efecto cromático de tipo caparazón de tortuga tiene lugar
calentando dicho substrato metálico hasta una temperatura del orden
de 100-110ºC y tamponando a una temperatura del
orden de 40-110ºC con una solución oxidante que
comprende
hasta que se obtiene el efecto cromático.
\vskip1.000000\baselineskip
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque el tamponado del substrato metálico
tiene lugar a una temperatura comprendida entre 60 a 80ºC.
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores 1 a 4, en el que un efecto cromático de
tipo caparazón de tortuga se desarrolla en dos etapas, comprendiendo
dicho procedimiento:
- -
-
\vtcortauna
\vskip1.000000\baselineskip
- \quad
- sobre un substrato metálico calentado hasta una temperatura del orden de 140-150ºC, y
- -
-
\vtcortauna
\vskip1.000000\baselineskip
8. Procedimiento según la reivindicación 7,
caracterizado porque en dicha segunda etapa, la aplicación de
la solución oxidante tiene lugar tamponando al substrato metálico o
mediante su inmersión.
9. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8,
caracterizado porque dicha solución oxidante es una solución
de persulfato amónico.
\newpage
10. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho metal de revestimiento es
seleccionado de entre níquel, aceros, aleaciones de níquel, cobre,
superaleaciones.
11. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores 1 a 10, caracterizado porque
dicho substrato metálico es una parte impulsora de una
escopeta.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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