ES2300371T5 - Proceso de metalización a vacío para cromar substratos - Google Patents

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Abstract

Un proceso para revestir un substrato con un acabado cromado estable e uniforme, comprendiendo dicho proceso la secuencia siguiente: a) proporcionar un substrato; b) preparar una superficie de dicho substrato; c) aplicar un revestimiento de base; d) aplicar una primera capa metálica estabilizadora a dicho substrato por medio de una deposición con vapor a vacío, comprendiendo dicha primera capa metálica una mezcla de 50-80% de Níquel y 50-20% de cromo; y e) aplicar una segunda capa metálica sobre dicha primera capa metálica por medio de un método de deposición con vapor a vacío, estando dicha segunda capa metálica por aproximadamente 99% de cromo.

Description

Proceso de metalización a vacío para cromar substratos
De manera general, este invento se refiere a un proceso para proporcionar un acabado de cromo a substratos. En particular, el invento se refiere a un proceso para metalizar a vacío cromo sobre substratos metálicos. De manera específica, este invento se refiere a un proceso de metalización a vacío de dos etapas para cromar substratos aluminio y acero destinados a partes de automóvil, por ejemplo, para proporcionar un revestimiento de cromo a partes de automóvil tales como ruedas de vehículos, tapacubos, parachoques y similares.
El proceso de metalización del presente invento presenta etapas secuenciales y específicas para producir partes de automóvil de acero y aluminio cromadas, que presentan características superiores de adhesión de cromo para evitar el deslaminado y que presentan calidades de resistencia química y resistencia a los riesgos de la calzada. Aunque la presente descripción muestra el proceso de metalización de cromo en la producción de ruedas de vehículos, otros procesos de cromado así como el cromado de otros substratos metálicos se encuentran dentro del ámbito de este invento.
En el pasado, de manera tradicional, las ruedas de vehículo de aluminio y acero, por ejemplo, se han sometido a galvanoplastia para producir ruedas cromadas. Estos procesos de la técnica anterior requieren el pulido de la llanta de la rueda, para proporcionar una superficie muy suave que permita un metalizado eficaz de cromo. Además, las ruedas se someten a pre-tratamiento con sustancias químicas peligrosas con el fin de proporcionar una superficie limpia y homogénea sobre la que pueda adherirse el metalizado de cromo. A continuación, las ruedas se revisten hasta con tres revestimientos distintos, precisándose en cada etapa la inmersión de la rueda en las disoluciones peligrosas. De manera general, el porcentaje de fallos de estos procesos de la técnica anterior es elevado. De manera adicional, en caso de dañarse la superficie metalizada con cromo, la corrosión o la oxidación comienzan rápidamente, provocando el deslaminado del metalizado de cromo de la superficie de la rueda.
Se ha desarrollado otro proceso alternativo de la técnica anterior que aplica el revestimiento de cromo mediante metalización a vacío, eliminando de este modo la aplicación del revestimiento decorativo empleando disoluciones peligrosas. Este proceso de la técnica anterior engloba aplicar una o dos composiciones principales de revestimiento para proporcionar una superficie lisa y para proporcionar una adhesión apropiada del Cr objeto de aplicación. A continuación, se introduce la rueda en una cámara de metalización a vacío en la que se aplica un revestimiento decorativo. Posteriormente, se aplica un revestimiento para proteger la capa metalizada frente a los elementos ambientales. El proceso produce acabados cromados sobre las ruedas, pero de iguales a la calidad del proceso de metalizado y como tal no ha sido aceptado por los fabricante de ruedas estadounidenses.
El documento US 5.656.335 describe un proceso para revestir un substrato con un metal que aporta un efecto pulido, siendo el substrato de un material que es estable desde el punto de vista dimensional a temperaturas de al menos hasta 120ºC. El proceso incluye las etapas de limpiar el substrato o formar un revestimiento superior sobre el substrato mediante combustión de una laca en forma de polvo, revistiendo el substrato limpio o revestido con un metal que aporta un efecto pulido mediante deposición por plasma en el interior de una cámara de vacío, y aplicando un revestimiento superior mediante combustión de una laca en forma de polvo.
El presente invento ha solventado las dificultades y los inconvenientes de la técnica anterior. Un objeto del presente invento es proporcionar un acabado de cromo verdadero sobre ruedas y similares que sea resistente a las condiciones climáticas adversas. Otro objetivo es eliminar los materiales peligrosos empleados durante el proceso de aplicación y reducir en gran medida la posibilidad de deslaminado en caso de que el revestimiento resulte dañado, impactado o arañado, hecho que ha resultado un problema en la técnica anterior. Este proceso también resulta aplicable a cualquier substrato en el que se requiere un acabado de cromo, durable y decorativo sobre partes de automóvil, por ejemplo, sobre ruedas de vehículo, parachoques, tapacubos, y similares. En particular, el objeto del presente invento es proporcionar un proceso de metalización a vacío para cromar substratos de metal, tales como substratos de aluminio y de acero.
Sumario del invento
El presente invento se refiere a un proceso para cromar substratos de aluminio y de acero. El proceso del invento utiliza un proceso de metalización a vacío que, preferiblemente, comprende cuatro etapas: una fase de limpieza o de preparación que utiliza un número de etapas, una fase de aplicación de un revestimiento de base, una fase de Deposición Física de Vapor (PVD) de dos etapas, y una fase de aplicación de revestimiento superior. Cada fase utiliza etapas específicas de proceso y emplea formulaciones particulares bajos parámetros específicos de etapa de proceso.
Con objeto de eliminar la contaminación, en primer lugar se limpia el substrato de aluminio o de acero u objeto, por ejemplo, una rueda de vehículo, que va a recibir el revestimiento de cromo decorativo. La fase de limpieza comienza puliendo la rueda para proporcionar una rugosidad superficial uniforme. A continuación, se lleva a cabo una serie de lavados sobre la rueda; si la rueda presenta composición de aluminio, un lavado de disolución de agua desionizada/alcalina, seguido de un enjuague con agua desionizada (DI), seguido de un revestimiento con disolución de agua DI/no-cromato, y acabado con otro enjuague de agua DI. Si la rueda presenta composición de acero, el revestimiento con disolución de agua DI/no-cromato se sustituye por una revestimiento de conversión de disolución de agua municipal/fosfato de hierro, seguido de un enjuague con agua municipal. En la etapa de limpieza para la composición tanto de aluminio como de acero, la rueda se lava con un enjuague de agua DI. A continuación, la rueda se seca empleando aire filtrado a alta presión y posteriormente se introduce en un horno para ser desgasificada. Por último, se deja enfriar la rueda.
Preferiblemente, el revestimiento de base aplicado en la fase de aplicación del revestimiento de base es un polvo termo-sellador orgánico o similar y proporciona una superficie suave para la adhesión de níquel/cromo, no obstante, puede utilizarse un compuesto inorgánico. De manera alternativa, el revestimiento de base puede comprender un revestimiento galvanoplástico o e-revestimiento. La rueda y el revestimiento de base se calientan para permitir que el revestimiento funda y fluya incluso a través de las superficies de la rueda. A continuación, se aumenta la temperatura de manera que el polvo orgánico se reticula y solidifica. Posteriormente, se reduce la temperatura de la rueda con objeto de prepararla para la fase de PVD de dos etapas.
Para comenzar la fase de PVD de dos etapas, la rueda se coloca en el interior de una cámara de PVD para recibir la capa de revestimiento cromado. La fase de PVD consta de dos etapas. Ambas etapas tienen lugar en condiciones de vacío y, por ejemplo, mediante un proceso de deposición electrónica o similar. La primera etapa comprende la deposición electrónica de una capa de metal de base de 80% de Níquel (Ni) y 20% de Cromo (Cr) sobre el revestimiento de base de la rueda. La segunda etapa comprende la deposición electrónica de una capa de cromo de pureza aproximada de 99,9%, sobre la capa de metal de base. Como resulta conocido en la técnica, se conocen varios procesos de PVD y CVD que emplean objetivos metálicos en condiciones de vacío. Puede emplearse cualquiera de dichos procesos conocidos para depositar capas de níquel/cromo y de cromo de acuerdo con las enseñanzas del invento.
Preferiblemente, el revestimiento superior protector aplicado durante la fase de aplicación del revestimiento superior es un polvo termo-sellador, orgánico y transparente, aunque también puede emplearse un compuesto inorgánico y medios para producir un acabado coloreado. De manera alternativa, el revestimiento superior puede comprender un revestimiento galvanoplástico o e-revestimiento. El revestimiento superior se aplica a la rueda con el fin de cubrir la capa de cromo y, posteriormente, se calienta para provocar la reticulación y la solidificación. A continuación, se deja enfriar la rueda.
El proceso de metalización a vacío del presente invento permite aplicar un revestimiento de cromo decorativo a un objeto de metal, por ejemplo una rueda de aluminio o de acero, de forma compatible con el medio ambiente, sin utilizar sustancias químicas peligrosas y que sea resistente a las condiciones climáticas adversas y al deslaminado. Estos y otros beneficios de este invento resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción por medio de la referencia a los dibujos.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un diagrama de flujo que muestra las etapas del proceso del presente invento; y
La Figura 2 es una vista en corte transversal de un substrato que muestra las capas formadas sobre él a partir del proceso del presente invento.
Descripción de las realizaciones preferidas
El presente invento se refiere a un proceso para cromar substratos de aluminio y de acero, y en particular a la metalización a vacío de cromo sobre substratos de aluminio o de acero. El proceso de este invento proporciona un acabado de cromo durable y decorativo para objetos de aluminio o de acero, por ejemplo ruedas de vehículos, llantas, parachoques, o similar que se lleva a cabo de forma compatible con el medio ambiente.
Aunque se encuentra dentro del ámbito de este invento el hecho de proporcionar un proceso de metalización a vacío para cromar substratos de aluminio y de acero para producir bienes que muestran calidades de adhesión fuerte del cromo metalizado y resultan útiles para una variedad de artículos, en la presente memoria, con objeto de describir las fases del proceso y las etapas del invento, se empleará el cromado de ruedas de aluminio o de acero para automóvil.
Haciendo referencia a la Figura 1, se exponen las cuatro etapas que comprenden el proceso del presente invento. Las cuatro etapas generales del proceso son: 1) Fase de Limpieza o de Preparación, 2) Fase de Aplicación del Revestimiento de Base, 3) Fase de PVD de dos etapas, y 4) Fase de Aplicación del Revestimiento Superior.
Fase de limpieza y preparación
Como se observa en el diagrama de flujo de proceso de la Figura 1, la Fase de Limpieza y Preparación 1 comprende las etapas de proceso 1a-1I. Inicialmente, la superficie del substrato se alisa hasta obtener una rugosidad no mayor de aproximadamente 1,5 milipulgadas mediante cualquier proceso aceptado en la industria (1a). En otras palabras, preferiblemente la suavidad de la superficie del substrato no supera aproximadamente 1,5 milipulgadas, midiendo de valle a pico sobre la superficie del substrato. A continuación el substrato, por ejemplo una rueda, se coloca en una vitrina de combustión de alta presión, en la que el substrato se desbasta de manera uniforme con un medio forzado de tipo pulido con una aspereza aproximada no mayor de 120 grit (1b). Esta etapa de proceso proporciona una superficie de substrato que es apropiada para la adhesión de la aplicación del revestimiento de base.
A continuación, el substrato o rueda se hace pasar a través de un proceso de pre-tratamiento, de tipo lavador de pulverización, dependiendo de si se trata de un substrato de aluminio o de acero, para garantizar que se ha retirado toda la contaminación del mismo y para proporcionar una adhesión adecuada del revestimiento de base (1c-1i). Durante el proceso de pre-tratamiento, la rueda se mantiene en posición vertical para garantizar el revestimiento completo y evitar el pudelaje en determinadas zonas con resaltes. La primera etapa (1c) del pre-tratamiento es un ciclo de lavado de aproximadamente 60 segundos de una disolución de aproximadamente 3% a 6%. Se aplica una agua desionizada y alcalina a una temperatura de aproximadamente 140ºF. La etapa de limpieza es para retirar cualquier contaminación que pueda estar presente en la superficie del substrato. La etapa siguiente (1d) es un ciclo de aproximadamente 30 segundos de enjuague con agua desionizada, aplicado a temperatura ambiente. Si la rueda está hecha de aluminio, la siguiente etapa (1e) es un ciclo de aproximadamente 60 segundos de una disolución de aproximadamente 1% a 3%, conversión no-cromato y revestimiento de agua desionizada, se aplica a aproximadamente 140ºF, para garantizar una adhesión adecuada del revestimiento de base. Si la rueda es de acero, la etapa siguiente (1f) es un ciclo de aproximadamente 180 segundos de una disolución de aproximadamente 3%7%, revestimiento de conversión de agua municipal y fosfato de hierro, aplicado a aproximadamente 140ºF, para garantizar la adhesión adecuada del revestimiento de base, seguido de una etapa de enjuague de aproximadamente 60 segundos con agua municipal, aplicado a temperatura ambiente. La siguiente etapa (1h) es un ciclo de aproximadamente 30 segundos de enjuague con agua desionizada, aplicado a temperatura ambiente y la siguiente etapa (1i) es un enjuague final, por separado, con agua desionizada de aproximadamente 30 segundos. Preferiblemente, el agua desionizada empleada en las etapas de enjuague/lavado presente un contenido mineral aproximado no mayor que 25 ppm, para garantizar que no hay contaminación presente en ninguna de los disoluciones o enjuagues.
A continuación, se retira el exceso de agua mediante aire filtrado, antes de la entrada en el horno de secado (1j). Se calienta la rueda en el horno de secado a una temperatura de aproximadamente 275ºF a 350ºF (1k). La última etapa tiene un doble fin: evapora cualquier resto de humedad sobre la rueda que queda tras el proceso de pre-tratamiento y que provoca que los poros del aluminio o del acero desgasifiquen cualquier tipo de contaminación y/o de vapores atrapados. Esta etapa garantiza que la contaminación y/o los vapores atrapados no sean liberados durante las etapas de calentamiento necesarias en las fases de aplicación del revestimiento de base y del revestimiento superior. A continuación, la rueda es introducida en una cámara de enfriamiento en la que sufre un enfriamiento por parte del aire filtrado hasta un intervalo aproximado de temperatura de 150ºF a 250ºF (1l), con objeto de ser preparada para la aplicación del revestimiento de base.
Preferiblemente, la rueda abandona la cámara de enfriamiento directamente hacia el interior de una sala limpia presurizada, en la que la atmósfera está formada por partículas no mayores que aproximadamente 10.000 ppm. Preferiblemente, se requiere que el personal que trabaja en el interior de la sala limpia lleve puesto prendas de sala limpia y mascarillas contra el polvo, para evitar la introducción de contaminación adicional por partículas suspendidas en el aire procedente de sus prendas de ropa, cabello y similares. Las etapas restantes también se llevan a cabo en este entorno de sala limpia y bajo estas condiciones para establecer protección frente a la contaminación por partículas suspendidas en el aire. Las etapas de la fase de limpieza y preparación explicadas anteriormente son ejemplares para proporcionar una superficie de metal apropiada para las restantes fases del proceso del invento.
Fase de aplicación del revestimiento de base
Según se observa en la Figura 1, la Fase 2 de Aplicación del Revestimiento de Base comprende dos etapas 2a-2d. Preferiblemente, el revestimiento de base está formado por un revestimiento híbrido, en forma de polvo termosellador, epoxi o similar. No obstante, el revestimiento de base empleado en esta etapa puede estar formado por una composición química orgánica o inorgánica. El revestimiento de base también puede estar formado por un revestimiento galvanoplástico o e-revestimiento. Generalmente, los e-revestimientos se aplican en forma líquida por medio de un proceso de galvanoplastia en el que el substrato bien es sumergido en un tanque de inmersión bajo condiciones específicas de carga eléctrica o bien es pulverizado con el material líquido de e-revestimiento y a continuación sometido a calentamiento con fines de curado.
Con respecto a la Figura 1, la rueda es revestida en posición horizontal mirando hacia arriba para garantizar una deposición suave y uniforme (2a). Mediante la aplicación de polvo a la temperatura elevada de aproximadamente 150ºF a 250ºF, el polvo comienza a fundir sobre la rueda objeto de aplicación. Esta etapa del proceso abarca varias ventajas: garantiza que todas las zonas quedan revestidas y que los poros del aluminio o del acero se encuentran todavía en fase desgasificada, permite aplicar un revestimiento más fino, y reduce el tiempo de pre-calentamiento del metal en la etapa posterior. El espesor deseado del revestimiento de base es de aproximadamente 1,5 a 5,0 milipulgadas. A continuación, la rueda es pre-calentada hasta un intervalo aproximado de temperatura de 285ºF a 310ºF, después de lo cual permanece dentro de ese intervalo de temperatura durante un período de aproximadamente 8 a 12 minutos (2b). Durante esta etapa de la fase, el polvo continúa fundiendo y fluyendo de manera uniforme a través de todas las superficies de la rueda. Las fluctuaciones de temperatura por encima del intervalo deseado provocan que el proceso de fluencia se detenga, mientras que las fluctuaciones por debajo pueden provocar el choque térmico y afectar a la suavidad de la superficie. Típicamente, las variaciones en el tiempo, fuera de los parámetros, dan lugar a acabados de tipo irregular, ondulados o de tipo piel de naranja.
A continuación la rueda se somete a pre-calentamiento a un intervalo de temperatura de aproximadamente 445ºF a 475ºF, después del cual permanece a esa temperatura durante un período aproximado de 13 a 20 minutos (2c). Durante esta etapa el polvo experimenta reticulación y solidifica. Si se reduce la temperatura o el tiempo, evidenciado típicamente por un aspecto marrón claro transparente, la superficie experimenta cierto movimiento durante el curado de la fase de revestimiento superior y, de esta forma, se provoca la fractura del revestimiento de Cr. Si la temperatura o el tiempo superan los parámetros evidenciados típicamente por un aspecto oscuro no transparente, la superficie se vuelve demasiado frágil y es posible que se separe de la rueda durante la fase de revestimiento superior y/o que reduzca su capacidad para absorber impactos que provoquen el fallo prematuro del revestimiento. Un revestimiento de base curado de forma apropiada presenta un aspecto marrón transparente oscuro tras completarse el curado del revestimiento de base. Posteriormente, la rueda se enfría a un intervalo de temperatura de aproximadamente 100ºF a 250ºF, con objeto de ser preparada para el proceso de metalización (2d). Manteniendo la rueda a temperatura elevada, las capas de metalización se adhieren mejor al revestimiento orgánico de base, por ejemplo, y se proporciona más brillo (color más claro) al revestimiento de Cr.
Fase PVD de dos etapas
A continuación, la rueda se introduce en una cámara de Deposición Física de Vapor (PVD) para proceder a la metalización. La cámara se encuentra equipada con objetivos de Ni/Cr y objetivos de Cr. Se disponen suficientes de forma que cada tipo de objetivo cubra 100% de la rueda a medida que la rueda rota sobre sus ejes en el interior de la cámara, para garantizar una deposición total. Posteriormente, se reduce la presión de la cámara hasta un valor de aproximadamente 0,2 a 0,75 mTorr con el fin de evacuar la humedad, desgasificar las paredes de la cámara y el revestimiento de base de la rueda, y para crear un entorno de vacío. A continuación, se inyecta argón de pureza 99,99% en el interior de la cámara para llevar la presión hasta aproximadamente 2,5 a 3,5 mTorr, con el fin de crear un entorno de plasma. En esta etapa (3a), se aplica una capa de metal de base formada por aproximadamente 50% a 80% de Ni y aproximadamente 50% a 20% de Cr, mediante deposición electrónica durante aproximadamente 10 a 20 segundos a aproximadamente 700 voltios, 17 amperios y 12 kW. Estos parámetros de la etapa del proceso son ejemplares y varían dependiendo del tipo de máquina PVD y del suministro de polvo empleado en la máquina de PVD. Por ejemplo, cambios en el suministro de polvo modificarían el tiempo y el voltaje requeridos. Un bajo contenido de Ni y un elevado contenido de Cr en el objetivo producen un color más claro de la segunda capa de metalización (Cr). El revestimiento de metal de base de esta etapa del invento proporciona una base estable sobre la cual aplicar el Cr. Muestras sin la base de Ni/Cr desarrollaron fracturas en la etapa final de calentamiento de la rueda para curar el revestimiento superior.
A continuación, se reduce la presión de la cámara hasta un valor aproximado de 1,5 a 3,5 mTorr, para preparar la posterior aplicación del revestimiento de metal de Cr. Posteriormente, se aplica Cr de pureza aproximada de 99,99% mediante deposición electrónica durante aproximadamente 5 a 10 segundos a aproximadamente 620 voltios, 19 amperios y 12 kW (etapa 3b). Estas etapas de proceso son ejemplares dependiendo del tipo de máquina PVD, de suministro de energía, del tamaño de los objetivos y de la presión de la cámara, etc. Durante la aplicación de Ni/Cr, se introduce el objetivo de Cr en un intervalo aproximado de 0,25 kW a 0,3 kW, y durante la aplicación de Cr, el objetivo de Ni/Cr se introduce en un intervalo aproximado de 0,04 kW a 0,05 kW para evitar que uno contamine al otro. El espesor deseado de las dos capas de metal combinadas es de alrededor de 350 ángstroms a 600 ángstroms. Una vez que se completa el revestimiento de base y el superior, la cámara es venteada hasta presión atmosférica empleando aire comprimido que se calienta, se seca y se filtra. La utilización de aire procesado para ventear la cámara evita la contaminación del interior de la cámara. Posteriormente, se retira la rueda de la cámara de vacío con objeto de aplicar, por ejemplo, un revestimiento superior protector, transparente y orgánico. La fase de PVD de dos etapas explicada en la presente memoria es ejemplar y las capas de NiCr y Cr pueden depositarse sobre la superficie preparada de substrato de cualquier forma conocida, incluyendo por ejemplo, mediante métodos de arco, CVD o métodos similares de metalización a vacío. El aspecto importante de esta fase es la utilización de capas secuenciales de NiCr y Cr sobre la superficie preparada del substrato.
Como resulta conocida en la técnica, se conocen varios procesos de PVD y CVD que emplean objetivos metálicos en condiciones de vacío y que utilizan magnetrones para producir campos magnéticos con el fin de concentrar el depósito de los iones metálicos sobre el objeto. Por ejemplo, se ha comprobado que una configuración de magnetrón planar resulta apropiada en el proceso de PVD de dos etapas del presente invento. De este modo, se ha comprobado que una fuente de deposición electrónica de magnetrón planar o una que tenga un objetivo plano o con estructura planar resulta apropiada de acuerdo con el proceso de este invento. No obstante, también pueden emplearse procesos de metalización a vacío para el cromado de los substratos de aluminio y de acero del proceso de este invento.
Fase de aplicación del revestimiento superior
Como se observa en la Figura 1 la Fase 4 de Aplicación del Revestimiento Superior comprende las etapas 4a-4c. Preferiblemente, la aplicación del revestimiento superior orgánico transparente consta de un revestimiento en formar de polvo, acrílico y termo-sellador o similar. La finalidad del revestimiento superior es proporcionar protección a los 5 revestimientos de metal, resistencia frente al desgaste y protección UV. El revestimiento superior puede presentar composición química orgánica o inorgánica. El revestimiento protector también puede comprender un revestimiento sometido a galvanoplastia o e-revestimiento. El e-revestimiento proporciona un revestimiento superior resistente al rayado sobre la capa de cromo que se aplica en el proceso de PVD de dos etapas del invento. Generalmente, los erevestimientos se aplican en forma líquida por medio de un proceso de galvanoplastia en el que el substrato
10 cromado bien es sumergido en un tanque de inmersión bajo condiciones específicas de carga eléctrica o bien es pulverizado con el material líquido de e-revestimiento y a continuación sometido a calentamiento con fines de curado.
La rueda es revestida en posición horizontal mirando hacia arriba para garantizar una deposición suave y uniforme (4a). El espesor deseado del revestimiento está en un intervalo de aproximadamente 2,0 a 3,0 milipulgadas. El 15 revestimiento superior transparente se aplica a un intervalo de temperatura entre aproximadamente 80ºF y 200ºF. Las temperaturas superiores a estos valores provocan el oscurecimiento de la capa de Cr. Tras la aplicación del revestimiento superior transparente, la rueda es pre-calentada hasta un intervalo aproximado de temperatura de 320ºF a 360ºF, y posteriormente permanece a esta temperatura durante un período de aproximadamente 15 a 20 minutos (4b). Durante esta etapa del método, el polvo experimenta reticulación y solidifica. A continuación, la rueda
20 penetra en el interior de una cámara de enfriamiento en la que al aire filtrado refrigera las ruedas hasta temperatura ambiente (4c).
La Figura 2 muestra un corte transversal de las capas formadas sobre el substrato cromado 10 como resultado de las etapas del proceso del presente invento. Se observa que el substrato o rueda 11 presenta una capa 12 de revestimiento de base, una capa 13 de metal de Ni/Cr, una capa 14 de Cr y una capa 15 de revestimiento superior.
25 Preferiblemente, la capa 13 de Ni/Cr y la capa 14 de Cr se forman en un proceso de PVD de dos etapas y presentan, juntas, un espesor aproximado de 350 ángstroms a 600 ángstroms. Preferiblemente, el revestimiento superior es un revestimiento en forma polvo, acrílico y termo-sellador o similar, no obstante, como se establecido anteriormente es posible utilizar composiciones de revestimiento superior orgánico o inorgánico.
La discusión anterior con respecto a la fase de aplicación de revestimiento de base y a la fase de aplicación de
30 revestimiento superior, en particular con respecto a la Figura 1, se refieren respectivamente a la aplicación de un revestimiento en forma de polvo, híbrido, epoxi y termo-sellador para el revestimiento de base y a la aplicación de un revestimiento en forma de polvo, acrílico y termo-sellador para el revestimiento superior. La aplicación de estas formulaciones de revestimiento de base y de revestimiento superior requieren parámetros de proceso específicos, es decir, temperaturas, tiempos, etc., como se explica en la Figura 1. Como ya se ha comentado en la presente
35 memoria, pueden emplearse otras formulaciones de revestimiento de base y de revestimiento superior en el proceso de metalización del invento. Los parámetros de aplicación de estas formulaciones de revestimiento de base y de revestimiento superior serían diferentes de los descritos con respecto a la Figura 1 y, generalmente, son fijados por los fabricantes de las formulaciones de revestimiento.
Aunque en el proceso del invento se ha discutido el revestimiento superior transparente, pueden también emplearse
40 varios tintes coloreados sobre la capa cromada producida en este invento. Por ejemplo, el propio revestimiento superior puede teñirse con un color, o puede proporcionarse un color al propio objeto durante el proceso de PVD. Por ejemplo, la introducción de gas tal como Argón, Nitrógeno o similar en el proceso de PVD, como se sabe en la técnica, produce un color específico en el objeto.
Una rueda revestida empleando el proceso del presente invento produjo los siguientes resultados de ensayo:
1) Ensayo de pulverización de sal (ASTM B-117) 480 + Horas
2) Adhesión (ASTM D-3359) 100%
3) Dureza al Rayado con Lápiz (ASTM D-3363) H-2H
4) Ciclo Térmico (GM 264M) Pasa
45 En resumen, el proceso del presente invento proporciona una Fase de Preparación 1, una Fase 2 de Aplicación del Revestimiento de Base, una Fase 3 de PVD de dos etapas y una Fase 4 de Aplicación del Revestimiento Superior. El proceso produce un revestimiento de cromo sobre una superficie, preferiblemente de un objeto de aluminio o de acero, tal como ruedas de vehículo, llantas, parachoques y similar, sobre la cual resulta deseable un acabado cromado decorativo. El proceso de este invento se lleva a cabo sin emplear sustancias químicas peligrosas, lo que
50 le convierte en un proceso respetuoso con el medio ambiente, y produce un acabado cromado que es resistente a los elementos y que presenta un bajo potencial de deslaminado.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un proceso para revestir un substrato con un acabado cromado estable e uniforme, comprendiendo dicho proceso la secuencia siguiente:
    a) proporcionar un substrato;
    b) preparar una superficie de dicho substrato;
    c) aplicar un revestimiento de base;
    d) aplicar una primera capa metálica estabilizadora a dicho substrato por medio de una deposición con vapor a vacío, comprendiendo dicha primera capa metálica una mezcla de 50-80% de Níquel y 50-20% de cromo; y
    e) aplicar una segunda capa metálica sobre dicha primera capa metálica por medio de un método de deposición con vapor a vacío, comprendiendo dicha segunda capa metálica aproximadamente 99,99% de cromo.
  2. 2.
    Un proceso según la reivindicación 1, que además comprende la etapa de aplicar una capa protectora superior después de dicha segunda capa metálica, en el que dicha capa protectora superior es un polvo acrílico termosellador y en el que dicha capa protectora superior se cura en un intervalo aproximado de temperatura de 320-360º F (160-182º C).
  3. 3.
    Un proceso según la reivindicación 1 ó 2, en el que el espesor combinado de la primera capa metálica y de la segunda capa metálica es de aproximadamente 350-600 ángstroms.
  4. 4.
    Un proceso según la reivindicación 1, 2 ó 3, en el que dicho substrato es un metal.
  5. 5.
    Un proceso según la reivindicación 4, en el que dicho metal es aluminio o acero.
  6. 6.
    Un substrato revestido metálico que comprende:
    a) un revestimiento de base aplicado a dicho substrato, en el que el revestimiento de base es un revestimiento de base orgánico o un revestimiento depositado electrónicamente;
    b) una primera capa metálica aplicada a dicho revestimiento de base, estando formada dicha primera capa metálica por 50-80% de níquel y 50-20% de cromo;
    c) una segunda capa metálica aplicada a dicha primera capa metálica, consistiendo dicha segunda capa metálica en aproximadamente 99,99% de cromo; y
    d) un revestimiento superior aplicado a dicha segunda capa metálica, en el que el revestimiento superior es un revestimiento superior orgánico o un revestimiento depositado electrónicamente.
  7. 7.
    Un substrato revestido metálico según la reivindicación 6, en el que dicho revestimiento de base es un polvo orgánico, epoxi, termo-sellador y/o en el que la capa de revestimiento superior es un polvo orgánico, acrílico, termosellador.
  8. 8.
    Un substrato revestido metálico según la reivindicación 6 ó 7, en el que dicha primera capa metálica y dicha segunda capa metálica presentan un espesor combinado de aproximadamente 350-600 ángstroms.
  9. 9.
    Un substrato revestido metálico según la reivindicación 6, 7 ó 8, en el que dicho substrato es aluminio o acero y en el que dicha primera capa metálica y dicha segunda capa metálica se aplican por medio de un proceso de deposición de vapor.
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