ES2400221T3

ES2400221T3 - Procedimiento de fabricación un componente de acero provisto de un revestimiento metálico que proporciona protección contra la corrosión y un componente de acero

Info

Publication number: ES2400221T3
Application number: ES10706201T
Authority: ES
Inventors: Patrik Kuhn; Manfred Meurer; Jens Kondratiuk; Wilhelm Warnecke; Werner SCHÜLER
Original assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG
Current assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG
Priority date: 2009-08-25
Filing date: 2010-02-24
Publication date: 2013-04-08
Anticipated expiration: 2030-02-24
Also published as: JP2013503254A; RU2012111247A; CN102625863A; PL2290133T3; US20120164472A1; ATE554190T1; ZA201107674B; MX2011011932A; EP2414562A1; CA2758629C; RU2496887C1; US10053752B2; WO2011023418A1; CA2758629A1; JP5650222B2; PL2414562T3; PT2290133E; EP2290133B1; KR20120054563A; EP2290133A1

Abstract

Un procedimiento de fabricación de un componente de acero que está provisto de un revestimiento metálico que proporciona protección contra la corrosión, que comprende las siguientes etapas de trabajo: a) proporcionar un producto de acero plano que se produce a partir de un material de acero que contiene el 0,3- 3 % en peso de manganeso, presentando un punto de fluencia de 150-1100 MPa y una resistencia a la tracción de 300-1200 MPa, b) revestir el producto de acero plano con un revestimiento anti-corrosión que comprende un revestimiento de aleación de ZnNi consistente en una sola fase de γ-ZnNi que se deposita electrolíticamente sobre el producto de acero plano y que contiene, además de cinc e impurezas inevitables, el 7-15 % en peso de níquel, c) calentar una preforma conformada a partir del producto de acero plano hasta una temperatura de preforma de al menos 800 ºC, d) conformar el componente de acero a partir de la preforma en un troquel de conformación, y e) templar el componente de acero por medio de enfriamiento desde una temperatura a la cual el componente de acero se encuentra en estado apropiado para la formación de una microestructura templada o templada, a una velocidad de enfriamiento que sea suficiente para la formación de la microestructura templada o templada.

Description

Procedimiento de fabricación un componente de acero provisto de un revestimiento metálico que proporciona protección contra la corrosión y un componente de acero

La invención se refiere a un procedimiento de fabricación de un componente de acero provisto de un revestimiento metálico que proporciona protección contra la corrosión, por medio de la formación de un producto de acero plano formado por acero que contiene Mn que está provisto de un revestimiento de aleación de ZnNi antes de la formación del componente de acero.

Cuando en el presente caso se mencionan "productos de acero planos", lo que significa la presente expresión son flejes de acero, chapas de acero, planchas de acero o preformas y similares obtenidos a partir del mismo.

Para proporcionar la combinación de bajo peso, resistencia máxima y acción protectora requerida en la construcción de carrocerías de vehículos modernos de hoy en día, que se usan actualmente en las áreas de la carrocería que pueden estar expuestas a esfuerzos particularmente elevados en el caso de impacto, son componentes que están formados a partir de aceros de alta resistencia por medio de prensado en caliente.

En el templado por prensado en caliente, las preformas de acero que se extraen del fleje de acero laminado en caliente o en frío se calientan a una temperatura de conformación que, generalmente, se encuentra por encima de la temperatura de austenitización del acero dado y cuando se encuentran en estado caliente se colocan en el troquel de una prensa de conformación. En el transcurso de la conformación, que se realiza posteriormente, la preforma del material de chapa o plancha, o más bien el componente formado a partir de la misma, experimenta enfriamiento repentino como resultado del contacto con el troquel frío. Las velocidades de enfriamiento se establecen en este caso de tal modo que se obtiene como resultado una microestructura templada en el componente.

Un ejemplo típico de acero que resulta apropiado para el templado por prensado en caliente es el conocido por la nomenclatura "22MnB5" que se puede encontrar en la Clave de Aceros (Stahlschlüssel) para 2004 con el número de material (Werkstoffnumer) 1.5528

En la práctica, las ventajas de los aceros conocidos como MnB, que resultan particularmente apropiados para el templado por prensado en caliente, quedan compensadas por la desventaja de que los aceros que contienen manganeso generalmente no son resistentes a la corrosión por humedad y son difíciles de pasivar. En lo que concierne a la corrosión, aunque únicamente a nivel local, es intensa, y la tendencia a ocurrir cuando se expone a concentraciones elevadas de iones cloruro es elevada, en comparación con los aceros que presentan menor aleación elevada y esta tendencia dificulta que los aceros, que pertenecen a la categoría de materiales conocidos como aceros de chapa de aleación elevada, se utilicen en el mismo campo de la construcción de carrocerías para vehículos. Los aceros que contienen manganeso también tienen una tendencia a la corrosión por zonas lo que, del mismo modo, es un factor que limita la variedad de usos que pueden derivarse de los mismos.

Por tanto, la búsqueda también está destinada a posibles formas para proporcionar aceros que contengan manganeso con un revestimiento metálico que proteja a los aceros contra el ataque corrosivo.

En el procedimiento de fabricación de los componentes por medio de templado por prensado en caliente que se describe en el documento EP 1 143 029 B1, en primer lugar se proporciona un revestimiento de cinc a una chapa o plancha de acero para este fin y posteriormente, antes de ser sometida a conformación en caliente, se calienta de tal modo que, durante el calentamiento, el compuesto intermetálico queda incorporado sobre el producto de acero plano como resultado de una transformación del revestimiento sobre la chapa o plancha de acero. Se pretende que este compuesto intermetálico proteja la chapa o plancha de acero contra la corrosión y la descarburización y que realice una función lubricante durante la conformación en caliente en el troquel de prensado.

Cuando se han llevado a cabo intentos para poner en práctica el procedimiento que se propone en una forma general en el documento EP 1 143 029 B1 ha surgido una amplia diversidad de problemas. De este modo, se ha demostrado que resulta difícil aplicar el revestimiento de cinc al substrato de acero de tal forma que, una vez que se ha formado el compuesto intermetálico, quede garantizado que el revestimiento se adhiera suficientemente bien al substrato de acero, que el revestimiento tenga la capacidad de revestimiento apropiada para un acabado de pintura que se va a aplicar posteriormente y que tanto el propio revestimiento como el substrato de acero presenten la resistencia apropiada contra la formación de fisuras durante la conformación en caliente.

El documento EP 1 630 244 A1 describe una propuesta sobre el modo en el que se pueden producir revestimientos de cinc a los cuales se puede aplicar un revestimiento orgánico particularmente bien, sobre flejes de acero. En esta propuesta, se aplica una capa de Zn que contiene hasta un 20 % en peso de Fe a la chapa o plancha de acero objeto de procesado bien de forma electrolítica o bien mediante el uso de algún otro procedimiento de revestimiento conocido. Después, la chapa o plancha de acero que se ha revestido de este modo se calienta desde temperatura ambiente hasta 850-950 ºC y se conforma por prensado en caliente a 700-950 ºC. Lo que se menciona como particularmente apropiado para la fabricación de la capa de Zn en este caso es la deposición electrolítica. En este procedimiento conocido, la capa de Zn también puede adoptar la forma de una capa de aleación. Los que se citan en el documento EP 1 630 244 A1 como posibles constituyentes de aleación para esta capa son Mn, Ni, Cr, Co, Mg, Sn y Pb y Be, B, Si, P, S, Ti, V, W, Mo, Sb, Cd, Nb, Cu y Sr también se mencionan como constituyentes de aleación adicionales.

Algo que resulta esencial en el procedimiento descrito en el documento EP 1 630 244 A1 es que el revestimiento de Zn de 1-50 !m de espesor que se encuentra presente comprende una fase de solución de sólidos de hierro-cinc y tiene una capa de óxido de cinc cuyo espesor está limitado, por termino medio, a no más que 2 !m. Lo que se hace para tal fin en el procedimiento conocido es bien seleccionar la condición de atemperado en el momento del calentamiento a la temperatura necesaria para la conformación por prensado en caliente de tal manera que se produzca, al menos, una formación controlada del óxido, o que, tras la conformación en caliente, la capa de óxido presente en el componente de acero obtenido sea eliminada al menos parcialmente por medio de un procedimiento de maquinizado o alzamiento de partículas de forma suficiente para que la capa de óxido se mantenga con el espesor máximo proporcionado en el documento EP 1 630 244 A1. Por lo tanto, este procedimiento conocido también requiere medidas costosas y complicadas por una parte con el fin de garantizar que el revestimiento de Zn tenga el efecto anti-corrosivo deseado y por otra parte, para garantizar que existan una buena capacidad de revestimiento y adhesión de la pintura en la operación de pintado que tiene lugar después de la conformación en caliente.

A partir del documento DE 32 09 559 A1 se conoce otro procedimiento por medio del cual se deposita un revestimiento de aleación de cinc-níquel de forma electrolítica sobre un fleje de acero. En el transcurso de este procedimiento, el fleje objeto de revestimiento se somete, antes de producirse la deposición del revestimiento de ZnNi, a un pre-tratamiento intensivo no eléctrico para producir sobre el mismo una capa principal fina que contiene cinc y níquel. Después de esto, se aplica posteriormente el revestimiento de cinc-níquel real de forma electrolítica. Por tanto, para que la deposición electrolítica del revestimiento de la aleación se realice de forma constante con una composición predeterminada, se usan ánodos separados conteniendo cada uno de ellos solo un elemento de aleación. Estos ánodos se conectan a circuitos separados para permitir que la corriente fluya entre ellos, y por tanto establecer la liberación del metal proporcionado en el interior del electrolito de la forma deseada.

El documento WO 2005/021822 A1 proporciona los resultados de un examen sistemático de las propiedades de los revestimientos de aleación de cinc sobre una chapa de acero que está formada por un acero que puede templarse. En este caso, el revestimiento está formado esencialmente por cinc y además contiene uno o más elementos con afinidad por el oxígeno en una cantidad total del 0,1 al 15 % en peso, como un porcentaje del revestimiento en su conjunto. Los que en este caso se citan realmente como elementos con afinidad por el oxígeno son Mg, Al, Ti, Si, Ca, B y Mn. Posteriormente, la temperatura de la chapa de acero que se ha revestido de este modo se eleva hasta un valor necesario para el templado, al mismo tiempo que se admite el oxígeno atmosférico. En el transcurso de este tratamiento en caliente, se formó una capa superficial de óxido del elemento o elementos con afinidad por el oxígeno.

En uno de los ensayos que se describen en el documento WO 2005/021822 A1, se produjo un revestimiento de ZnNi por medio de deposición electrolítica de cinc y níquel sobre una chapa metálica de composición no especificada. La proporción en peso del cinc con respecto al níquel en la capa anti-corrosión fue de aproximadamente 90:10 para un espesor de capa de 5 !m. La chapa que se había revestido de este modo se atemperó durante 270 s a 900 ºC en presencia de oxígeno atmosférico. Esto produjo, como resultado la difusión del acero en el interior de la capa de cinc, una capa de difusión fina formada por cinc, níquel y hierro. Al mismo tiempo, el volumen de cinc se oxidó para dar óxido de cinc.

A partir de los descubrimientos que se documentan en WO 2005/021822 A1 resulta evidente que el revestimiento de ZnNi obtenido del modo anterior proporcionó una protección de barrera completa y no tuvo ningún efecto catódico anti-corrosión. Su superficie presentó un aspecto verde escamoso con pequeñas áreas locales de descascarillado en las cuales la capa de óxido no se adhirió al acero. De acuerdo con el documento WO 2005/021822, el motivo de esto fue que el propio revestimiento no contenía ningún elemento con una afinidad suficientemente elevada por el oxígeno.

Frente a este antecedente, el objetivo subyacente de la invención fue especificar un procedimiento fácil de llevar a cabo en la práctica y que, con una complicación y coste comparativamente pequeños, permitiese la fabricación de un componente de acero provisto de un revestimiento metálico que se adhiera bien y proporcione una protección fiable contra la corrosión. Igual que esto, la intención también fue especificar un componente de acero obtenido de manera correspondiente.

Con respecto al procedimiento, este objetivo se consigue, en una primera variante de la invención, avanzando a través de las etapas del procedimiento que se especifican en la Reivindicación 1 en la fabricación de un componente de acero.

En la Reivindicación 2 se especifica una variante alternativa del procedimiento de acuerdo con la invención que logra el objetivo anteriormente mencionado de manera correspondiente.

La primera variante del procedimiento de acuerdo con la invención comprende conformar el componente de acero mediante lo que se denomina procedimiento "directo", mientras que la segunda variante del procedimiento incluye conformar el componente de acero mediante lo que se denomina procedimiento "indirecto".

Las realizaciones ventajosas de las variantes del procedimiento de acuerdo con la invención se especifican en las reivindicaciones que hacen referencia a la Reivindicación 1 ó 2 y se explican a continuación.

Con respecto al componente de acero, la forma en la cual se logra el objetivo anteriormente mencionado de acuerdo con la invención, es que un componente de este tipo tiene las características que se especifican en la Reivindicación

14. De manera ventajosa, se especifican las variantes del componente de acero de acuerdo con la invención en las reivindicaciones que hacen referencia a la Reivindicación 14 y que se explican a continuación.

En el procedimiento de acuerdo con la invención de fabricación de un componente de acero provisto de un revestimiento metálico que proporciona protección contra la corrosión, en primer lugar proporciona un producto de acero plano, es decir un fleje de acero, una chapa de acero o plancha de acero, que se produce a partir de material de acero que puede templarse de resistencia bastante elevada que contiene 0,3-3 % en peso de manganeso. Este material de acero tiene un límite de fluencia de 150-1100 MPa y una resistencia a la tracción de 300-1200 MPa.

Normalmente, el material de acero puede ser un acero de MnB de elevada resistencia de una composición de por sí conocida. Por lo tanto, el acero que se procesa de acuerdo con la invención puede contener hierro e impurezas inevitables así como también (en % en peso) el 0,2-0,5 % de C, 0,5-3,0 % de Mn, 0,002-0,004 % de B y, como opción, uno o más elementos del grupo que comprende Si, Cr, Al, Ti, en las siguientes cantidades: 0,1-0,3 % de Si, 0,1-0,5 % de Cr, 0,02-0,05 % de Al, 0,025-0,04 % de Ti.

El procedimiento de acuerdo con la invención resulta apropiado para la fabricación de componentes de acero a partir de un fleje laminado en caliente, chapa o plancha que únicamente se lamina en caliente de modo convencional, y a partir de un fleje de acero, lámina o chapa que se lamina en frío de modo convencional.

El producto de acero plano que se obtiene y se proporciona de este modo se reviste con un revestimiento anticorrosión, comprendiendo este revestimiento, de acuerdo con la invención, un revestimiento de aleación de cincníquel, que comprende una sola fase de y-ZnNi, que se aplica sobre el substrato de acero de forma electrolítica. Este revestimiento de aleación de ZnNi puede formar por sí mismo el revestimiento anti-corrosión o puede estar complementado por capas protectoras adicionales que se aplican sobre el mismo.

Lo que resulta crucial es que el revestimiento electrolítico ya haya producido la fase de y-cinc-níquel del revestimiento de aleación de ZnNi sobre el substrato de acero. Lo que significa esto es que, a diferencia de lo que ocurre en los procedimientos de revestimiento en los cuales se forma únicamente la capa de aleación como resultado del calentamiento a la temperatura necesaria para la posterior conformación en caliente y templado, y como resultado de los procedimientos de difusión que se establecen de este modo en la línea de fabricación, en el procedimiento de acuerdo con la invención una capa de aleación de una composición y estructura proporcionadas y que está formada por cinc y níquel ya se encuentra presente sobre el producto de acero plano incluso antes del calentamiento. Las proporciones de Zn y Ni y las condiciones de deposición durante la fabricación de la capa de aleación de ZnNi se seleccionan de tal modo que, en este caso, la capa de aleación de ZnNi tiene forma de un revestimiento de una sola fase, formado por la fase de Ni5Zn21, que tiene una estructura reticular cúbica. Debe considerarse que, cuando se produce la deposición a partir de un electrolito, esta capa de fase de y-ZnNi no llega a encontrarse en la misma composición estequiométrica pero a contenidos de níquel que se encuentran en el intervalo del 7-15 %, obteniéndose propiedades particularmente buenas para el revestimiento a contenidos de níquel de hasta un 13 % en peso, y en particular del 9-11 % en peso.

Los que se agrupan juntos en las "condiciones de deposición" anteriormente mencionadas son, por ejemplo, la naturaleza del flujo incidente sobre el substrato objeto de revestimiento, la velocidad de flujo del electrolito, la proporción de Ni:Zn en el electrolito, la orientación del flujo del electrolito con respecto al substrato de acero objeto de revestimiento en el caso dado, la densidad de corriente y el valor de temperatura y de pH del electrolito. De acuerdo con la invención, es preciso ajustar entre sí estos factores que ejercen influencia de tal forma que el revestimiento de ZnNi de una sola fase que se pretende llegue a alcanzar los contenidos de Ni que se han preestablecido de acuerdo con la invención. A tal fin, como se muestra a continuación, cada uno de los parámetros mencionados pueden variarse en función de los sistemas de ingeniería disponibles en el caso proporcionado:

-: Naturaleza del flujo frente al substrato objeto de revestimiento: laminar o turbulenta; se obtienen buenos resultados del procedimiento de revestimiento tanto en el caso de usar un flujo laminar de electrolito frente al producto de acero plano objeto de revestimiento como en el caso de flujo turbulento. Sin embargo, en muchas de las plantas de revestimiento que se encuentran disponibles en la práctica se prefiere el flujo turbulento debido al intercambio más intenso entre el electrolito y el substrato de acero.

-: Velocidad del flujo de electrolito: 0,1-6 m/s;

-: Proporción de Ni:Zn del electrolito: 0,4-4;

-: Orientación del flujo de electrolito con respecto al substrato de acero objeto de revestimiento en el caso proporcionado: el revestimiento del substrato de acero puede tener lugar tanto en células orientadas verticalmente como en células orientadas horizontalmente;

-: Densidad de corriente: 10-140 A/dm2; -Temperatura del electrolito: 30-70 ºC;

-: pH del electrolito: 1-3,5;

Una ventaja particular del revestimiento, llevado a cabo de forma electrolítica de acuerdo con la invención, del producto de acero plano con una capa de aleación de ZnNi de composición y estructura exactamente preestablecida también se basa en el hecho de que el revestimiento producido de este modo tiene una superficie áspera, opaca, cuya reflectividad es menor que la de los revestimientos típicos de Zn que se producen durante los procedimientos conocidos de conformación por prensado en caliente. Por consiguiente, los productos de acero planos que se han revestido de la manera de acuerdo con la invención tienen una mayor capacidad para absorber calor, y de este modo, el calentamiento posterior de la preforma proporcionada o la temperatura del componente se puede realizar de manera más rápida y con menor consumo de energía. Los tiempos de residencia más cortos en los hornos y el ahorro energético que este modo posibilita, hace que el procedimiento de acuerdo con la invención sea particularmente rentable.

Después, a partir del producto de acero plano, que se ha revestido de una manera de acuerdo con la invención, se forma una preforma de acero. Esta puede extraerse del fleje de acero, de la plancha de acero o de la chapa de acero proporcionados, de una forma de por sí conocida. Sin embargo, también se concibe que el producto de acero plano ya tenga la forma requerida para el conformado posterior que dé lugar al componente en el momento del revestimiento, es decir, que se corresponda con la preforma.

Posteriormente, en la primera variante del procedimiento de acuerdo con la invención, la preforma de acero que ha sido dotada de este modo de un revestimiento de aleación de ZnNi de una sola fase, de una manera de acuerdo con la invención, se calienta a una temperatura de la preforma no inferior a 800 ºC y posteriormente el componente de acero se conforma a partir de la preforma que se ha calentado. Por otra parte, en la segunda variante del procedimiento el componente de acero se pre-conforma al menos a partir de la preforma y, únicamente después de esto, se lleva a cabo el calentamiento hasta una temperatura de componente de al menos 800 ºC.

En el transcurso del calentamiento hasta la temperatura de la preforma o de componente de al menos 800 ºC, comienza una sustitución parcial de átomos en la capa de aleación de ZnNi aplicada al sustrato de acero incluso a temperaturas inferiores a 700 ºC, en la cual la fase de y-cinc-níquel intermetálica (Ni5Zn21) se reordena por sí misma para dar lugar a una fase de i-cinc-hierro (Fe3Zn10). Después, por encima de aproximadamente 750 ºC, a medida que avanza más el calentamiento, se forma un cristal de a-ferrita mixto en el cual Zn y Ni se encuentran presentes en solución. Este procedimiento continúa hasta que el substrato de acero se calienta a la respectiva temperatura de la preforma o del componente de al menos 800 ºC y se encuentra presente, sobre el sustrato de acero, un revestimiento de dos fases formado de un cristal mixto de a-Fe, en el cual están presentes Zn y Ni en solución y una fase gamma mixta de ZnxNi(Fe)y en la que los átomos de Ni se sustituyen por átomos de Fe y viceversa. Por consiguiente, ya no ese encuentra más presente una capa de aleación pura sobre el componente producido con el modo de la invención sino que en su lugar un revestimiento de dos fases, cuya parte predominante se encuentra formada con mucho por un cristal mixto de a-Fe(Zn, Ni) y en el cual están presentes compuestos intermetálicos de Zn, Ni y Fe como máximo a un grado minimizado. A diferencia de la técnica anterior, en la cual en primer lugar se aplica un revestimiento de cinc al substrato de acero y en la cual, durante el calentamiento antes de la conformación en caliente, se produce un compuesto intermetálico como resultado de una transformación del revestimiento sobre la chapa de acero, en el caso del procedimiento de la invención se comienza desde el principio con un revestimiento de aleación, depositado de forma electrolítica sobre el sustrato de acero y formado por un compuesto intermetálico producido de manera controlada, cuya parte más grande se convierte con mucho en un cristal mixto durante el procedimiento de atemperado llevado a cabo para la conformación o el templado.

Dicho revestimiento se encuentra presente en el producto acabado, al menos un 70 % en masa, en particular al menos un 75 % en masa y normalmente hasta un 95 % en masa, en particular un 75-90 % en masa, que consiste en un cristal mixto y el resto es una fase intermetálica. Dependiendo de las condiciones de atemperado y del espesor del respectivo revestimiento, se encuentran distribuidos entre los cristales mixtos en forma de concentraciones dispersas de bajo volumen o se encuentran sobre el cristal mixto. Por tanto, el revestimiento de aleación original en el diagrama de fase se modifica de forma palpable desde la esquina rica en Zn hasta la esquina rica en Fe. Por consiguiente, una aleación de hierro-cinc se encuentra presente en el componente de acero acabado. Es decir que, con el procedimiento de la invención, se obtiene un revestimiento que ya no está basado en cinc sino que consiste en una aleación basada en hierro.

En la primera variante del procedimiento de acuerdo con la invención, la preforma que se ha calentado de acuerdo con la invención hasta una temperatura de al menos 800 ºC se conforma para dar lugar al componente de acero. Por ejemplo, esto se puede hacer suministrando la preforma al troquel de conformación que se usa en el caso concreto inmediatamente después del calentamiento. En cuanto al troquel de conformación, generalmente, resulta inevitable que tenga lugar el enfriamiento de la preforma, lo que significa que en el caso de una operación de conformación en caliente de este tipo posterior al calentamiento, normalmente la temperatura de la preforma cuando penetra en el troquel de conformación es menor que la temperatura de la preforma cuando sale del horno. En el troquel de conformación, se genera la preforma de acero para dar lugar al componente de acero de una manera de por sí conocida.

Si la conformación se lleva a cabo a temperaturas suficientemente elevadas para que se formen las microestructuras templadas o atemperadas, entonces se puede enfriar el componente de acero obtenido, comenzando a la temperatura dada, a una velocidad de enfriamiento suficiente para que se produzcan las microestructuras atemperadas o templadas en su substrato de acero. Resulta particularmente rentable que este procedimiento tenga lugar en el propio troquel de conformación.

Debido a la insensibilidad del producto de acero plano, que se ha revestido de una manera de acuerdo con la invención, contra las fisuras en el sustrato de acero y contra la abrasión, el procedimiento de acuerdo con la invención resulta de este modo particularmente apropiado para una conformación por medio de prensado en caliente de una sola fase en el cual se llevan a cabo la conformación en caliente del componente de acero y su enfriamiento, usando el calor procedente de la operación de calentamiento hasta la temperatura de la preforma llevado a cabo con anterioridad, en una sola operación en un solo troquel.

En la segunda variante del procedimiento, en primer lugar se conforma la preforma y posteriormente se conforma el componente de acero a partir de esta preforma sin calor alguno interviniente. Normalmente, la conformación del componente de acero se lleva a cabo en este caso por medio de un procedimiento de conformación en frío en el cual se llevan a cabo una o más operaciones de conformación en frío. El grado de conformación en frío puede ser suficientemente elevado en este caso para el componente de acero obtenido objeto de formación hasta un estado sustancial y completamente acabado. Sin embargo, también se puede concebir que la primera etapa de conformación se lleve a cabo en forma de operación de pre-conformación y que el componente de acero se conforme hasta un estado de acabado en un troquel de conformación después del calentamiento. Esta conformación de acabado se puede combinar con el procedimiento de templado llevando al cabo el templado en forma de templado en prensa en un troquel de conformación apropiado. En este caso, el componente de acero se coloca en un troquel que refleja su forma final acabada y se enfría de manera suficientemente rápida para que se forme la microestructura atemperada y templada que se desea. Además, el templado en prensa hace posible que el componente de acero mantenga su forma de manera particularmente bien. Normalmente, en este caso, el cambio de forma durante el templado en prensa es pequeño.

Independientemente de cual de las dos variantes del procedimiento de acuerdo con la invención se use, el conformado no se tiene que llevar a cabo de una manera especial que difiera de la técnica anterior, ni tampoco el enfriamiento que se necesita para la creación de la microestructura templada o atemperada. En lugar de ello, se pueden usar procedimientos conocidos y aparatos existentes para este fin. Debido a que ya se ha producido un revestimiento de aleación, de manera de acuerdo con la invención, sobre la preforma que se pretende conformar, no existe riesgo durante el suceso de conformación en caliente o conformación a temperaturas elevadas de que tenga lugar cierto reblandecimiento del revestimiento y con ello adherencia del material de revestimiento a las superficies del troquel que se encuentran en contacto con el mismo.

El contenido del 0,3-3 % en peso, y en particular del 0,5-3 % en peso de Mn del substrato de acero que se procesa de acuerdo con la invención adquiere una importancia particular en combinación con el revestimiento, que consiste en un cristal mixto de a-Fe (Zn, Ni) y una proporción subordinada de compuestos intermetálicos, que se produce de acuerdo con la invención sobre el producto de acero plano. De este modo, el Mn que se encuentra presente en el substrato de acero en el caso del componente de acero que se produce de acuerdo con la invención representa una contribución sustancial a la buena adhesión del revestimiento.

Antes del calentamiento hasta la temperatura de la preforma o del componente, el revestimiento anti-corrosión que se aplica de acuerdo con la invención contiene en cada caso menos del 0,1 % en peso de manganeso. Después, en el calentamiento posterior hasta la temperatura de la plancha o del componente, comienza una difusión del manganeso presente en el substrato de acero hacia la superficie libre del revestimiento anti-corrosión que se ha aplicado de acuerdo con la invención.

Los átomos de Mn que se difunden al interior de la capa de aleación de ZnNi durante el calentamiento provocan, por una parte, un fuerte engarce del revestimiento al sustrato de acero.

Por otra parte, una proporción sustancial del Mn hace lo propio con respecto a la superficie del revestimiento anticorrosión que se produce de acuerdo con la invención y se acumula allí en forma metálica u oxídica. El espesor de la capa que contiene Mn, que se encuentra presente de este modo sobre el revestimiento que se ha producido de acuerdo con la invención - cuya capa que contiene Mn se denominará, por motivos de simplicidad, a continuación de forma simple como "capa de óxido de Mn", es normalmente de 0,1 a 5 !m. Los efectos positivos de la capa de óxido de Mn se hacen evidentes en este caso de forma particularmente fiable si su espesor es de al menos 0,2 !m, y en particular de al menos 0,5 !m. En esta capa que contiene Mn próxima a la superficie, que linda con la superficie, el contenido de Mn del revestimiento anti-corrosión es del 1-18 % en peso, y en particular del 4-7 % en peso.

Igual que el engarce descrito anteriormente al sustrato de acero, lo que también garantiza la capa pronunciada de óxido de Mn que se encuentra presente sobre el revestimiento que se produce de una forma de acuerdo con la invención, es una adhesión particularmente buena para los revestimientos orgánicos que se aplican al revestimiento anti-corrosión. El procedimiento de acuerdo con la invención resulta particularmente apropiado para producir las partes de la carrocería para vehículos que, habiendo sido conformadas, están provistas de un acabado de pintura.

A diferencia de la técnica anterior que se ha explicado en la introducción, no resulta absolutamente necesario eliminar la capa pronunciada de óxido que se obtiene de acuerdo con la invención. En su lugar, en una realización de las variantes del procedimiento de acuerdo con la invención que resulta apropiada para los requisitos prácticos, se lleva a cabo el suministro de una capa de óxido que se obtiene por medio de un procedimiento de acuerdo con la invención de manera que se deje de forma deliberada en lugar del revestimiento anti-corrosión, debido a que esta capa de óxido no solo garantiza una capacidad de revestimiento particularmente buena de los componentes de acero producido y obtenidos de acuerdo con la invención sino que, lo que es más, debido a su conductividad comparativamente elevada, también garantiza que éstos presenten una capacidad de soldadura que, en su conjunto, resulta buena.

Cuando se usan aceros que tienen un contenido de Mn de menos del 0,3 % en peso, el resultado es un revestimiento de aspecto amarillento, lo que indica que se encuentra presente una capa de óxido formada principalmente por ZnO sobre el revestimiento. De manera similar a lo sucedido en el ensayo presentado en el documento WO 2005/012822, el revestimiento que se produce de este modo muestra descascarillados locales y escamaciones tras la conformación en caliente. Por otra parte, un revestimiento que se produce de acuerdo con la invención sobre el acero que contiene al menos el 0,3 % en peso de Mn, presenta una superficie parduzca que se encuentra libre de escamaciones y descascarillados.

El revestimiento de ZnNi que se deposita de acuerdo con la invención sobre el producto de acero plano se aplica en la práctica con un espesor de 0,5 - 20 !m. Se obtiene un efecto particularmente bueno sobre la parte del revestimiento de ZnNi producido de acuerdo con la invención si se deposita el revestimiento sobre el producto de acero plano con un espesor de más de 2 !m. Espesores típicos de revestimiento producido de acuerdo con la invención se encuentran dentro del intervalo de 2-20 !m y son en particular de 5-10 !m.

Se puede conseguir una protección más optimizada contra la corrosión para el componente de acero que se produce de acuerdo con la invención por medio del revestimiento anti-corrosión que comprende, además del revestimiento de aleación de ZnNi que se aplica sobre el producto de acero plano, una capa de Zn que también se aplica a la capa de ZnNi antes de la etapa de calentamiento. Posteriormente, lo que se encuentra presente sobre el producto de acero que ha sido preparado para el procesado posterior dando lugar a un componente de acuerdo con la invención, antes del calentamiento hasta la temperatura dada de preforma o de componente, es un revestimiento anti-corrosión en al menos dos capas cuya primera capa está formada por la capa de aleación de ZnNi formada de una manera de acuerdo con la invención y cuya segunda capa está formada por la capa de Zn restante sobre la misma, que está formada únicamente por Zn.

Además, la capa de Zn aplicada, que tiene normalmente un espesor de 2,5-12,5 !m, se encuentra presente sobre el componente de acero acabado de acuerdo con la invención en forma de capa rica en Zn en la cual se han podido alear el Mn y el Fe procedentes del sustrato de acero y el Ni procedente de la capa de ZnNi. En este caso, parte del Zn reacciona para dar lugar a óxido de Zn y forma, con el Mn procedente del material de sustrato, la capa que contiene Mn que se dispone sobre el revestimiento anti-corrosión producido de acuerdo con la invención. La aplicación de una capa adicional de Zn para el revestimiento anti-corrosión antes del calentamiento para el conformado en caliente tiene como resultado una mejora adicional de la protección anti-corrosión catódica.

En este caso se ha encontrado que en el estado templado y conformado en caliente acabado, la capa de óxido de Mn que se ha descrito con detalle anteriormente se encuentra presente incluso cuando la capa adicional de Zn se encuentra presente sobre la superficie del revestimiento anti-corrosión. Exactamente, como en el caso del revestimiento anti-corrosión combinado a partir de la capa de ZnNi y la capa de Zn, esta capa de óxido de Mn garantiza una buena capacidad de soldadura para el componente de acero que ha sido producido y obtenido de acuerdo con la invención y también que se adapta bien para recibir un acabado de pintura.

La capa adicional de Zn para el revestimiento anti-corrosión se puede depositar de forma electrolítica como la capa de ZnNi que se ha aplicado previamente. Para este fin, por ejemplo, sobre una configuración multi-etapa para el revestimiento electrolítico a través del cual tiene lugar el avance según un flujo continuo, se puede depositar el revestimiento de aleación de ZnNi sobre el sustrato de acero proporcionado en las primeras etapas y se puede depositar la capa de Zn sobre la capa de ZnNi en las etapas que tienen lugar después de éstas.

Como se ha explicado anteriormente, se produce un componente de acero de acuerdo con la invención por medio de conformado por prensado en caliente y tiene un sustrato de acero que comprende un acero que contiene del 0,33 % en peso de manganeso, y un revestimiento anti-corrosión aplicado sobre su parte superior que comprende una capa de revestimiento, estando al menos un 70 % en masa del mismo formado por un cristal mixto de a-Fe (Zn, Ni) y el resto por un compuesto intermetálico de Zn, Ni y Fe, y que presenta en su superficie libre una capa que contiene Mn en la cual el Mn se encuentra presente en forma metálica u oxídica. Dependiendo del tiempo de atemperado, de la temperatura de atemperado y del espesor de la capa de revestimiento, los compuestos intermetálicos en este caso se difunden en el cristal mixto de a-Fe (Zn, Ni) en forma de manchas de bajo volumen.

Además, el revestimiento anti-corrosión puede, en el modo en el que se ha descrito anteriormente, comprender una capa de Zn que se dispone sobre la capa de ZnNi, estando también presente la capa que contiene Mn sobre el revestimiento anti-corrosión en este caso.

Con el fin de garantizar un resultado óptimo del procedimiento de revestimiento electrolítico, se puede someter el producto de acero plano, de una manera que es de por sí conocida y antes del revestimiento electrolítico, a un pretratamiento en el que la superficie del sustrato de acero es tratada de manera que esta superficie se encuentre en un estado que se prepara de manera óptima para el revestimiento con la capa anti-corrosión que va a tener lugar de forma posterior. A tal fin, pueden tener lugar una o más de las etapas de pre-tratamiento indicadas a continuación por medio de:

-: Desengrasado alcalino del producto de acero plano en un baño desengrasante. Normalmente, el baño desengrasante contiene 5-150 g/l, y en particular 10-20 g/l, de un limpiador tensioactivo. En este caso, la temperatura del baño desengrasante es de 20-85 ºC, teniendo lugar una eficacia particularmente buena a una temperatura de baño de 65-75 ºC. Esto resulta particularmente cierto cuando el desengrasado se lleva a cabo de forma electrolítica, obteniéndose resultados particularmente buenos a partir de la limpieza en este caso si tiene lugar al menos un ciclo en el que la muestra es de polaridad anódica o catódica. En la limpieza alcalina, se puede demostrar que resulta ventajoso llevar a cabo la limpieza con el medio alcalino incluso antes de la limpieza electrolítica, no solo para que tenga lugar el desengrasado electrolítico sino también para la pulverización/cepillado.

-: Lavado abundante del producto de acero plano, llevándose a cabo este lavado abundante por medio de agua limpia o agua desionizada.

-: Decapado del producto de acero plano. En el decapado, los productos de acero planos se transportan a través de un baño ácido que separa la capa de óxido de los mismos sin atacar la superficie del propio producto de acero plano. La etapa de decapado realizada deliberadamente controla la retirada de óxido de manera que se obtiene una superficie que se deposita favorablemente para el galvanizado de separación electrolítica. Tras el decapado, puede resultar útil lavar de nuevo abundantemente el producto de acero plano con el fin de eliminar cualesquiera cantidades residuales del ácido usado para el decapado de dicho producto de acero plano.

-: Si se realiza el lavado abundante del producto de acero plano, el producto de acero plano puede cepillarse de forma mecánica durante el mismo para permitir la eliminación incluso de las partículas firmemente depositadas de su superficie.

-: Normalmente, se eliminan cualquiera de los líquidos todavía presentes sobre la superficie del producto de acero plano pre-tratado por medio de rodillos escurridores antes de la entrada en el baño de electrolito.

Se pueden citar las siguientes variantes como buenos ejemplos prácticos de los pre-tratamientos que producen resultados particularmente buenos a partir del revestimiento electrolítico:

Ejemplo 1

Se desengrasa un fleje laminado en frío y atemperado con una pulverización alcalina y también se desengrasa electrolíticamente. El baño desengrasante contiene, a una concentración de 15 g/l, un limpiador disponible comercialmente que se puede obtener bajo el nombre "Ridoline C72" y que contiene más del 25 % de hidróxido de sodio, 1-5 % de un éter de alcohol graso y 5-10 % de un alcohol C12-18 etoxilado, propoxilado y metoxilado. La temperatura del baño es de 65 ºC. El tiempo de residencia para el desengrasado por pulverización es de 5 s. Esto va seguido de una limpieza con cepillado. A medida que el procedimiento continua, el fleje se desengrasa electrolíticamente durante un tiempo de residencia de 3 s con polaridad anódica y catódica y a una densidad de corriente de 15 A/dm2. Esto viene seguido de un lavado abundante multi-etapa con agua desionizada a temperatura ambiente usando cepillos. El tiempo de residencia para el lavado abundante es de 3 s. A continuación, el fleje avanza hacia el decapado con ácido clorhídrico (20 g/l; temperatura de 35-38 ºC) con un tiempo de residencia de 11

s. Tras el lavado abundante con agua desionizada durante 8 s, se transfiere la chapa o plancha al interior de la célula de electrólisis tras pasar a través de la configuración de rodillos escurridores. El revestimiento de acuerdo con la invención del fleje de acero, chapa o plancha tiene lugar en la célula de electrólisis de la manera que se explica con detalle a continuación en referencia a las realizaciones. El producto de acero plano que abandona la línea de revestimiento electrolítico se puede lavar abundantemente con agua y agua desionizada a temperatura ambiente en varias etapas. El tiempo de residencia total bajo el lavado abundante es de 17 s. Tras esto, a continuación el producto de acero plano se transporta a través de una sección de secado.

Ejemplo 2

Con una pulverización alcalina se desengrasa un fleje laminado en caliente (decapado) de calidad 22MnB5 (1,5528) y se desengrasa electrolíticamente. Además, el fleje se somete a limpieza por cepillado durante el desengrasado con la pulverización alcalina. El baño desengrasante contiene, a una concentración de 20 g/l, un limpiador disponible comercialmente que se puede obtener con el nombre de "Ridoline 1893" y que contiene 5-10 % de hidróxido de sodio y 10-20 % de hidróxido de potasio. La temperatura del baño es de 75 C. El tiempo de residencia bajo el desengrasado por pulverización es de 2 s. A medida que el procedimiento continúa, se desengrasa el fleje electrolíticamente durante un tiempo de residencia de 4 s con polaridad anódica y catódica y a una densidad de corriente de 15 A/dm2. Esto va seguido de un lavado abundante multi-etapa con agua desionizada a temperatura ambiente, usando cepillos en un punto corriente arriba. El tiempo de residencia es de 3 s. A continuación, el fleje avanza a través del decapado con ácido clorhídrico (90 g/l, temperatura máxima de 40 ºC) con un tiempo de residencia de 7 s. Tras un lavado abundante en cascada de cinco-etapas con agua desionizada, se transfiere la chapa o plancha a la célula de electrólisis tras hacerla pasar a través de una configuración de rodillos escurridores, y se proporciona un revestimiento anti-corrosión a la célula de electrólisis de una forma de acuerdo con la invención, como se describe a continuación en referencia a las realizaciones. Cuando abandona el sistema para revestimiento electrolítico, el producto de acero plano, que ahora se encuentra revestido de acuerdo con la invención, se lava de forma abundante con agua desionizada en tres etapas a 50 ºC. Tras esto, la muestra pasa a través de una sección de secado que emplea un dispositivo de secado de recirculación de aire, siendo la temperatura superior a 100 ºC.

Ejemplo 3

Con una pulverización alcalina se desengrasa un fleje laminado en frío y atemperado en caja, de calidad 22MnB5 (1,5528) y se desengrasa electrolíticamente. El baño desengrasante contiene, a una concentración de 20 g/l, un limpiador que contiene el 1-5 % de éter butílico de polietilenglicol de alcohol graso C12-18 y el 0,5-2 % de hidróxido de potasio. La temperatura del baño es de 75 ºC. El tiempo de residencia para el lavado abundante de pulverización horizontal es de 12 s. Esto va seguido de dos períodos de limpieza por cepillado. A medida que el procedimiento continúa, se desengrasa electrolíticamente el fleje durante un tiempo de residencia de 9 s con polaridad anódica y catódica y a una densidad de corriente de 10 A/dm2. Esto va seguido de un lavado abundante multi-etapa con agua desionizada a temperatura ambiente usando cepillos. El tiempo de residencia es de 3 s. A continuación, el fleje avanza a través del decapado con ácido clorhídrico (100 g/l, temperatura ambiente) con un tiempo de residencia de 27 s. Tras el lavado abundante combinado con cepillados y agua nueva pulverizada, se transfiere la plancha o chapa a la célula de electrólisis tras hacerla pasar a través de una configuración de rodillos escurridores. En la célula de electrólisis, tiene lugar la deposición electrolítica de acuerdo con la invención del revestimiento anti-corrosión de la forma que se describe a continuación en referencia a las realizaciones. Tras el revestimiento electrolítico, el producto de acero plano, que se ha revestido de la manera de acuerdo con la invención, se lava abundantemente con agua y agua desionizada en dos etapas a 40 ºC. El tiempo de residencia es de 18 s. Tras esto, la muestra se transporta a través de una sección de secado que emplea un dispositivo de soplado de recirculación de aire que recircula el aire a una temperatura de 75 ºC.

Si la temperatura de la preforma o del componente es, de manera de por sí conocida, de un máximo de 920 ºC, el procedimiento produce resultados óptimos y, en particular, si es de 830-905 ºC. Esto es particularmente cierto si la conformación del componente de acero se lleva a cabo en forma de conformación en caliente tras el calentamiento a la temperatura de la preforma o componente, de tal forma que se acepta cierta pérdida de temperatura cuando se coloca la preforma caliente (el procedimiento "directo") o el componente de acero caliente (el procedimiento "indirecto") en cualquier troquel de conformación que se usa posteriormente en el caso concreto. Se puede llevar a cabo cualquier conformación en caliente que tenga lugar como operación concluyente en un caso proporcionado, con particular fiabilidad cuando la temperatura de la preforma o del componente sea de 850-880 ºC.

El calentamiento hasta la temperatura de la preforma o del componente puede tener lugar de una manera de por sí conocida pasando a través de un horno de calentamiento continuo. En este caso, los tiempos de atemperado típicos se encuentran dentro del intervalo de 3-15 min, en el que el resultado es, por una parte, una capa de revestimiento constituida de forma óptima y por otra, unas condiciones de fabricación particularmente rentables, si los tiempos de atemperado se encuentran dentro del intervalo de 180-300 s o el atemperado se completa, a través de calor, tan pronto como el sustrato de acero respectivo, con el revestimiento aplicado sobre el mismo. Sin embargo, también es posible, como una alternativa, realizar el calentamiento haciendo uso de un medio de calentamiento que opera de forma inductiva o conductiva. Esto permite preestablecer el calentamiento a cualquier temperatura en el caso dado de que tenga lugar de forma particularmente rápida y exacta.

A continuación se describe la invención en referencia a las realizaciones. En los dibujos:

La Figura 1 muestra los resultados de una medición de GDOS de un revestimiento de acuerdo con la invención tras la conformación en caliente, para los elementos O, Mn, Zn, Ni y Fe;

La Figura 2 muestra el resultado medido que se muestra en la Figura 1 para el elemento Mn, en aislamiento;

La Figura 3 es una ilustración esquemática de la estructura del revestimiento en diferentes momentos de la fabricación;

Las Figuras 4, 5 son micro-fotografías de un revestimiento presente sobre un componente producido de acuerdo con la invención.

Se proporcionaron muestras A-Z de material de fleje laminado por enderezado y atemperado por recristalización y laminado en frío - denominado a continuación por motivos de simplicidad "muestras A-V2" -, que habían sido provistas de una capa de aleación de cinc-níquel en una línea de galvanizado electrolítico a través de la cual las muestras se transportaron en un paso continuo. A modo de comparación, una muestra "Z" también se revistió por inmersión en masa fundida.

Los contenidos de Mn son de importancia en este caso y se proporcionan en la columna "contenido de Mn" en la Tabla 2 para cada una de las muestras A-Z, que estaban formadas por acero apto para templado. La Tabla muestra que las muestras A-Q y Z presentaron cada una contenidos de Mn de más del 0,3 % en peso, mientras que los contenidos de Mn de las muestras V1, V2 se encontraron por debajo del nivel limitante del 0,3 % en peso.

En primer lugar, cada una de las muestras A-V2 en forma de fleje, avanzaron a través de un tratamiento de limpieza en el cual pasaron a través de las siguientes etapas de operación una detrás de otra:

En primer lugar, la muestra A-V2 concreta se sometió a limpieza por pulverización, con el uso de cepillos, en un baño alcalino de limpiador a una temperatura de 60 ºC durante un tiempo de residencia de 6 s.

El desengrasado electrolítico a una densidad de corriente de 15 A/dm2 tuvo lugar durante 3 s.

Esto fue seguido de lavado abundante dos veces con agua limpia, con el uso de cepillos. La duración de cada uno de estos tratamientos de lavado abundante fue de 3 s.

Tras esto, se llevó a cabo el decapado con ácido clorhídrico a una concentración de 150 g/l a temperatura ambiente durante 8 s.

En conclusión, tuvo lugar un lavado abundante con agua en cascada de tres etapas.

Las muestras A-V2 que se habían pre-tratado de este modo se sometieron a revestimiento electrolítico en una célula de electrólisis. En la Tabla 1 se proporcionan los parámetros de operación siguientes, como se establece respectivamente para las muestras A-V2: "Zn" = contenido de Zn del electrolito en g/l, "Ni" = contenido de Ni del electrolito en g/l, "Na2SO4" = contenido de Na2SO4 del electrolito en g/l, "valor de pH" = valor de pH del electrolito, "T" = temperatura del electrolito en ºC, "Tipo de célula" = orientación del flujo incidente sobre el fleje producido por el electrolito, "velocidad de flujo" = velocidad de flujo del electrolito en m/s y "densidad de corriente" = densidad de corriente en A/dm2.

A modo de comparación, la muestra Z se sometió a galvanizado en caliente de forma convencional.

La Tabla 2 no solo muestra los contenidos de Mn de las respectivas muestras A-V2, sino también las propiedades de los revestimientos de ZnNi que se depositaron de forma electrolítica en las condiciones anteriores. Puede observarse que se obtuvo un revestimiento de y-ZnNi de una sola fase de acuerdo con la invención en el caso de las variantes A-H y N-P, mientras que en el caso de las variantes I-K T-Zn, es decir, cinc elemental, y y-ZnNi estuvieron presentes próximas entre sí.

En el caso de las variantes L y M, antes de aplicar la capa de ZnNi, se aplicó una capa fina de níquel puro (el denominado "níquel instantáneo") al sustrato de acero. Lo que implica que esta última capa son depósitos de níquel puro que se sitúan bajo el revestimiento de y-ZnNi de fase única. Una estructura multi-capa de este tipo no tiene ningún efecto positivo sobre las propiedades que se pretenden conseguir y, debido a esto, estas variantes han sido designadas como "no de acuerdo con la invención" del mismo modo que las muestras obtenidas bajo las variantes I-

K.

El contenido de Ni de la muestra Q fue demasiado elevado, y por tanto esta muestra también se consideró como "no de acuerdo con la invención".

Se produjeron las muestras V1 y V2 a partir de un acero que presentaba un contenido de Mn demasiado bajo. Por tanto, estas muestras fueron también designadas como "no de acuerdo con la invención", a pesar de que presentaron un revestimiento de y-ZnNi de acuerdo con la invención.

En vista de la estructura de una sola fase de sus revestimientos de aleación de ZnNi, las muestras A-H revestidas electrolíticamente y las muestras N-P podrían considerarse como "de acuerdo con la invención" y las preformas 1-23 fueron tomadas a partir de ellas.

Además de esto, se tomaron las preformas 31-35 a partir de las muestras L y M que presentaban un revestimiento de ZnNi de dos capas con níquel instantáneo, se tomó una preforma 36 a partir de la muestra Q que, de igual modo, no pudieron considerarse como "de acuerdo con la invención" debido al contenido de Ni excesivamente elevado de su revestimiento, y se tomaron las preformas 37 a 40 a partir de las muestras V1 y V2 que se produjeron a modo de comparación y se tomó la preforma 41 a partir de la muestra Z de comparación.

Posteriormente, se calentaron las preformas 1 a 41 hasta la temperatura de la preforma "T del horno" que se proporciona en la Tabla 3 durante un tiempo de atemperado "t de atemperado" y, cada una de ellas se conformó para dar lugar a un componente de acero en una sola etapa, en un troquel convencional para el templado con prensa en caliente, y se enfriaron de forma suficientemente rápida como para que se formase una microestructura templada en el sustrato de acero.

Para cada uno de los componentes de acero producidos a partir de las preformas 1 a 41, se evaluó y se comprobó el comportamiento cuando se sometieron a conformación en caliente en el transcurso de la conformación con prensa en caliente, observando si se producía fisuración alguna en el sustrato de acero concreto, en el transcurso de la conformación con prensa en caliente. Los resultados de este procedimiento de evaluación y comprobación también se muestran en la Tabla 3.

A continuación, los componentes de acero conformados a partir de las preformas 1 a 36 y 41 se sometieron a un ensayo de pulverización con sal según la norma ISO DIN EN 9227. En este ensayo, cualquier corrosión del metal de sustrato encontrada tras 72 h o 144 h, se registró en las columnas que llevan el encabezado "corrosión de metal de sustrato a 72 h" y "corrosión de metal de sustrato a 144 h" en la Tabla 3.

Se encontró que los componentes de acero que se produjeron a partir de las preformas 9 a 23 que presentaron contenidos de Ni del 9-13 % en peso en sus revestimientos aplicados inicialmente de aleación de ZnNi no solo mostraron un comportamiento óptimo cuando se formaron, sino que también presentaron resistencias mejores frente a la corrosión.

Es cierto que se encontró un buen comportamiento, durante la conformación en caliente, del componente de acero que había sido conformado a partir de la preforma 41 revestida de manera convencional obtenida a partir de la muestra Z. Sin embargo, los requisitos establecidos para evitar la fisuración de su sustrato de acero no se cumplieron.

Se encontraron descascarillado y una resistencia inapropiada contra la corrosión sobre su parte para los componentes de acero que se produjeron a partir de las preformas 37-40, tomadas a modo de muestras de comparación V1 y V2. Debido a que esto constituyó un criterio de exclusión, no se llevaron a cabo comprobaciones adicionales en estos componentes de acero.

El procedimiento de medición de GDOS (GDOS = espectrometría de emisión óptica con descarga luminosa) es un procedimiento convencional para la detección rápida de un perfil de concentraciones para los revestimientos. Este procedimiento se describe, por ejemplo, en VDI-Lexikon Werkstofftechnik [VDI Lexicon of Materials Science], editado por Hubert Gräfen, VDI-Verlag GmbH, Düsseldof 1993.

La Figura 1 muestra un resultado típico de la medición de GDOS del revestimiento anti-corrosión del componente de acero producido y obtenido de una manera de acuerdo con la invención. En ella, se representan los contenidos de Mn (línea de guiones cortos), O (línea de puntos), Zn (línea de guiones largos), Fe (línea de puntos y guiones) y Ni (línea continua) frente al espesor de la capa de revestimiento. Puede observarse que, en la superficie del revestimiento, existe una concentración elevada de Mn que ha sido difundida desde el sustrato de acero a través del revestimiento hasta la superficie del último, y allí se ha oxidado con el oxígeno ambiental. Por otra parte, en la capa del revestimiento que contiene ZnNi, el contenido de Mn es considerablemente más bajo y únicamente aumenta de nuevo cuando se alcanza el substrato de acero. Esto se puede observar de forma particularmente clara en la Figura

2. Por otra parte, el contenido de Ni es sustancialmente constante a lo largo de todo su espesor.

En otro ensayo, en primer lugar se revistió un fleje laminado en frío y recristalizado de forma electrolítica con un revestimiento de fase única de aleación de ZnNi formado por la fase de y-ZnNi, de la misma forma que las muestras de acuerdo con la invención que se han explicado anteriormente. El espesor de la capa de revestimiento de aleación de y-ZnNi fue de 7 !m con un contenido de Ni del 10 %. Posteriormente, se aplicó una capa de Zn de 5 !m de espesor formada por cinc puro a este revestimiento de aleación de ZnNi, también de forma electrolítica.

Se tomaron preformas a partir del fleje laminado en frío provisto de un revestimiento anti-corrosión de dos capas que se obtuvo de este modo y se calentaron hasta una temperatura de preforma de 880 ºC durante una duración de tiempo de 5 minutos. Tras la conformación en caliente y el templado, se hizo presente una capa anti-corrosión sobre el componente de acero obtenido. También existió una capa pronunciada de óxido de Mn en la superficie de esta capa, por debajo de la cual había una capa rica en Zn debajo de la cual, a su vez, había una capa de ZnNi que descansaba sobre el sustrato de acero.

Con el fin de comprobar el modo en el que el revestimiento aplicado a la respectiva preforma se desarrolla durante el calentamiento hasta la temperatura de preforma y el modo en el que queda constituido el revestimiento sobre el componente acabado obtenido, usando muestras provistas de un revestimiento de aleación de ZnNi de acuerdo con el procedimiento de la invención, en primer lugar se examina la estructura del revestimiento tras el revestimiento electrolítico, tras calentar hasta 750 ºC con enfriamiento posterior y finalmente sobre el componente que se conforma con acabado y se templa tras el calentamiento de paso a 880 ºC. Los estados del revestimiento en los tres momentos de tiempo implicados se pueden describir como se muestra a continuación:

a) Después del revestimiento (Fig. 3, imagen 1):

El revestimiento es de una sola fase, intermetálico, formado por gamma-cinc-níquel (Ni5Zn21). En el mejor de los casos, una película de óxido nativo muy fina de efecto despreciable, que se encuentra libre de Mn, se encuentra presente sobre la superficie.

b) Calentamiento hasta aproximadamente 750 ºC (Fig. 3, imagen 2)

Se ha formado una capa de óxido de Zn/Mn sobre el revestimiento. Desde el punto de vista metalográfico, el revestimiento visto es de dos fases. Se observan ambas fases gamma, en las cuales en cada caso, el Fe se sustituye parcialmente por Ni y viceversa. Las fases son isomorfas con respecto a sus estructuras de cristal.

Resulta característico que el contenido de Ni del revestimiento disminuye hacia el material de base y de forma similar el contenido de Fe disminuye hacia la superficie libre. Esta forma de la estructura del revestimiento se encuentra presente hasta aproximadamente 750 ºC, pero todavía se puede demostrar en el caso de tiempos muy cortos, menores que los del calentamiento de paso de la preforma respectiva. Ejemplos típicos para la composición de la fase de y-ZnNi (Fe) y la fase de i-FeZn (Ni) del revestimiento se indican en la siguiente tabla:

Fase: Fe Ni Zn

[% en masa]
[% en masa]
[% en masa]

y-ZnNi (Fe): 3 14 83

i-FeZn (Ni): 16 6 78

c) Resultado del procedimiento de atemperado (Fig. 3, imágenes 3, 4):

En primer lugar con el calentamiento más continuado el revestimiento es, en la medida de lo posible, intermetálico, estando presentes en algunos casos tanto la fase y-ZnNi como la fase de i-FeZn (Ni) una a continuación de la otra. No obstante, durante el curso del procedimiento de atemperado (anteriormente, aproximadamente 750 ºC), se forma

10 un cristal mixto de a-Fe, en el que se Zn y Ni se encuentran presentes en solución, en el revestimiento.

Con un calentamiento más continuado, la capa de óxido de Zn/Mn continúa estando presente. Desde el punto de vista metalográfico y radiográfico, el revestimiento es de dos fases. Se forma una fase gamma mixta (y/i-ZnNi (Fe)). Es característico que esta fase sea bastante rica en Ni. Se encuentra presente un cristal mixto de a-Fe, en el que Zn y Ni se encuentran en solución. La solución forzada tiene lugar debido a la alta velocidad de enfriamiento. Ejemplos

15 típicos de la composición de las capas de revestimiento se indican en la tabla siguiente:

Fase: Fe Ni Zn

[% en masa]
[% en masa]
[% en masa]

y/i-ZnNi (Fe): 7 13 80

Cristal mixto a-Fe (Zn,Ni): 70 3 27

El componente acabado siempre tiene un revestimiento de dos fases, que consiste en un cristal mixto de a-Fe, en el que Zn y Ni se encuentran presentes en solución forzada, y una fase gamma mixta de ZnxNi(Fe)y en la que los átomos de Ni son sustituidos por átomos de Fe y viceversa.

Dependiendo del momento de tiempo en el que se completa el tratamiento de atemperado y de la temperatura de

20 atemperado, la fase gamma mixta "y/i-ZnNi (Fe)" se difunde en el área de cristal mixto de a-Fe "a-Fe (Zn, Ni)", que se obtiene ahora por debajo de la capa de "óxido de ZnMn". Este tipo de estructura de fase se encuentra favorecida por:

•: altas temperaturas

•: tiempos de residencia en el horno largos

25 • espesores de capa mínimos En la siguiente tabla se indican ejemplos típicos de la composición de las capas de revestimiento :

Fase: Fe Ni Zn

[% en masa]
[% en masa]
[% en masa]

y/i-ZnNi (Fe): 14 13 73

Cristal mixto a-Fe (Zn,Ni): 71 3 26

A modo de ejemplo, la Figura 3, imágenes 3 y 4, ilustran dos estados de los revestimientos alcanzados tras completar el tratamiento de atemperado.

En este caso, la Figura 3, imagen 3 muestra el estado del revestimiento que se obtiene si se mantienen temperaturas de atemperado comparativamente bajas, tiempos de residencia en horno reducidos o espesores de capa grandes del revestimiento. En la Figura 4, en este estado, se muestra una fotografía microscópica con flash de un corte transversal de un revestimiento producido según el modo de la invención.

Sin embargo, la Figura 3, imagen 4, muestra una estructura del revestimiento, que se obtiene con elevadas temperaturas de atemperado, un tiempo de atemperado comparativamente largo o un espesor de capa mínimo del revestimiento. En este caso, el estado que se muestra en la Figura 3, imagen 3 así como en la Figura 4, ilustra una etapa provisional, que tiene lugar de la forma hasta el estado que se ilustra en la Figura 3, imagen 4. En la Figura 5, en este estado, se muestra una fotografía microscópica con flash de un corte transversal de un revestimiento producido por el modo de la invención.

Se puede confirmar que en la fase c) explicada anteriormente (Figura 3, imágenes 3 y 4) el cristal mixto a-Fe (Zn, Ni) contiene < 30 % en peso de Zn y la fase gamma mixta y/T-ZnNi (Fe) comprende > 65 % en peso de Zn. Debido al elevado contenido de Zn de la fase gamma mixta y/T-ZnNi (Fe) se logra un elevado efecto anti-corrosión en comparación con los sistemas puros de Zn/Fe.

Con la invención, por tanto, se encuentra disponible un procedimiento mediante el cual se puede producir un componente provisto de un revestimiento metálico anti-corrosión que se adhiere bien y que es particularmente eficaz de manera sencilla. A tal fin, se reviste un producto de acero plano producido a partir de acero que contiene el 0,3-3 % de manganeso y que tiene un punto de fluencia de 150-1100 MPa así como también una resistencia a la tracción de 300-1200 MPa, con un revestimiento anti-corrosión, que comprende un revestimiento de aleación de ZnNi que se deposita electrolíticamente sobre el producto de acero plano, estando el revestimiento formado por una sola fase de y-ZnNi y que contiene también cinc e impurezas inevitables del 7-15 % de níquel. Posteriormente, se obtiene una preforma a partir del producto de acero plano y se calienta directamente hasta al menos 800 ºC y a continuación se somete a conformación para dar lugar al componente de acero o se conforma en primer lugar para dar lugar al componente de acero, que posteriormente se calienta hasta al menos 800 ºC. Finalmente, el componente de acero obtenido en los respectivos casos se templa mediante enfriamiento suficientemente rápido para que se formen las microestructuras templadas, desde una temperatura a la cual el componente de acero se encuentra en estado apropiado para que se formen las microestructuras templadas templadas.

Muestra: Zn [g/l] Ni [g/l] Na2SO4 [g/l] valor de pH Temp. [ºC] Tipo de célula Velocidad de flujo [m/s] Densidad de corriente [A/dm2 ]

A: 42 126 28 1,6 65 Horizontal 0,3 10

B: 42 126 28 1,6 65 Horizontal 0,3 10

C: 42 126 28 1,6 65 Horizontal 0,3 10

D: 75 70 23 1,4 60 Vertical 4 40

E: 75 79 23 1,4 60 Vertical 4 40

F: 75 75 23 1,4 60 Vertical 4 40

G: 75 85 23 1,4 60 Vertical 4 40

H: 75 90 25 1,4 63 Vertical 4 40

I: 75 79 23 1,4 60 Horizontal 3,5 40

J: 105 75 23 1,4 60 Horizontal 4,4 40

K: 75 79 23 1,4 60 Horizontal 3,5 40

L: 42 126 28 1,6 65 Vertical 3,5 40

M: 42 126 28 1,6 65 Vertical 3,5 40

N: 62 75 27 1,6 65 Horizontal 0,5 20

O: 62 75 27 1,6 65 Horizontal 0,5 20

P: 62 75 27 1,6 65 Horizontal 0,5 20

Q: 36 144 25 1,5 65 Horizontal 0,3 10

V1: 75 70 23 1,4 60 Vertical 4 40

V2: 75 79 23 1,4 60 Vertical 4 40

Z: Revestimiento por inmersión en masa fundida - galvanizado por inmersión en caliente del modo convencional

Tabla 1 Tabla 2

Muestra: Contenido de Mn en el metal de sustrato [% en masa] Revestimiento De acuerdo con la invención?

Espesor de la capa de Ni puro [!m]: Espesor delrevestimiento de ZnNi [!m] Contenido de Ni del revestimiento de ZnNi [% en masa] Estructura cristalográfica delrevestimiento de ZnNi

A: 1,3 - 6 14 y Si

B: 1,3 - 8 y Si

C: 1,3 - 10 y Si

D: 1 - 10 9 y Si

E: 2 - 10 12 y Si

F: 1 - 15 11 y Si

G: 1,4 - 8 12 y Si

H: 1,4 - 7 13 y Si

I: 1,5 - 5 10 T + y No

J: 1,5 - 8 9 T + y No

K: 1,5 - 10 11 T + y No

L: 1,5 1 8 14 y No

M: 1,25 2 7 y No

N: 1,25 - 6 13 y Si

O: 1,25 - 8 y Si

P: 2,2 - 9 y Si

Q: 1,3 - 8 16 y No

V1: 0,1 - 10 9 y No

V2: 0,2 - 10 12 y No

Z: 1,2 T No

Muestra: Preforma Revestimiento T del horno[ºC] t deatemperado [min] Comportamientocuando se produce la conformación en caliente Fisuración Corrosión del metal de sustrato a 72h 2) Corrosión del metal de sustrato a 144h2) De acuerdo con lainvención

Espesor[!m]: Contenido de Ni[% en peso]

A: 1 6 14 880 5 Bueno No No Si Si

B: 2 8 880 4 Bueno No No Si Si

B: 3 8 880 5 Bueno No No Si Si

C: 4 10 880 6 Bueno No No Si Si

C: 5 10 880 4 Bueno No No Si Si

C: 6 10 880 5 Bueno No No Si Si

C: 7 10 860 7 Bueno No No Si Si

C: 8 10 860 5 Bueno No No Si Si

D: 9 10 9 880 5 Bueno No No No Si

D: 10 10 880 8 Bueno No No No Si

E: 11 10 12 880 5 Bueno No No No Si

E: 12 10 860 8 Bueno No No No Si

F: 13 15 10,5 880 5 Bueno No No No Si

F: 14 15 880 5 Bueno No No No Si

H: 15 7 13 880 5 Bueno No No No Si

N: 16 6 860 7 Bueno No No No Si

N: 17 6 880 6 Bueno No No No Si

O: 18 8 860 10 Bueno No No No Si

O: 19 8 880 8 Bueno No No No Si

O: 20 8 900 6 Bueno No No No Si

P: 21 9 860 12 Bueno No No No Si

P: 22 9 880 10 Bueno No No No Si

P: 23 9 900 8 Bueno No No No Si

L: 31 (1) 81) 14 880 3 Bueno No Si Si No

L: 32 (1) 81) 880 4 Bueno No Si Si No

L: 33 (1) 81) 880 5 Bueno No Si Si No

M: 34 (2) 71) 860 4 Bueno No Si Si No

M: 35 (2) 71) 860 5 Bueno No Si Si No

Q: 36 8 16 880 7 Bueno No Si Si No

V1: 37 10 9 860 8 Pobre No se realizó evaluación adicional debidoal mal comportamiento cuando se produjo la conformación en caliente (descascarillado local) No

V1: 38 10 880 5 Pobre No

V2: 39 10 12 880 5 Pobre No

V2: 40 10 860 8 Pobre No

Z: 41 10 - 880 5 Bueno Si No No No

1) Valores en () = Espesor de Ni puro2) Ensayo de pulverización con sal según la ISO DIN EN 9227 Tabla 3

Claims

REIVINDICACIONES

1.

Un procedimiento de fabricación de un componente de acero que está provisto de un revestimiento metálico que proporciona protección contra la corrosión, que comprende las siguientes etapas de trabajo:

a) proporcionar un producto de acero plano que se produce a partir de un material de acero que contiene el 0,33 % en peso de manganeso, presentando un punto de fluencia de 150-1100 MPa y una resistencia a la tracción de 300-1200 MPa, b) revestir el producto de acero plano con un revestimiento anti-corrosión que comprende un revestimiento de aleación de ZnNi consistente en una sola fase de y-ZnNi que se deposita electrolíticamente sobre el producto de acero plano y que contiene, además de cinc e impurezas inevitables, el 7-15 % en peso de níquel, c) calentar una preforma conformada a partir del producto de acero plano hasta una temperatura de preforma de al menos 800 ºC, d) conformar el componente de acero a partir de la preforma en un troquel de conformación, y e) templar el componente de acero por medio de enfriamiento desde una temperatura a la cual el componente de acero se encuentra en estado apropiado para la formación de una microestructura templada o templada, a una velocidad de enfriamiento que sea suficiente para la formación de la microestructura templada o templada.
2.

Un procedimiento de fabricación de un componente de acero que está provisto de un revestimiento metálico que proporciona protección contra la corrosión, que comprende las siguientes etapas trabajo:

a) proporcionar un producto de acero plano que se produce a partir de un material de acero que contiene el 0,33 % en peso de manganeso, presentando dicho material de acero un punto de fluencia de 150-1100 MPa y una resistencia a la tracción de 300-1200 MPa, b) revestir el producto de acero plano con un revestimiento anti-corrosión que comprende un revestimiento de aleación de ZnNi que comprende una sola fase de y-ZnNi que se deposita electrolíticamente sobre el producto de acero plano y que contiene, además de cinc e impurezas inevitables, el 7-15 % de níquel, c) conformar el componente de acero a partir de una preforma conformada a partir del producto de acero plano en un troquel de conformación, d) calentar el componente de acero hasta una temperatura de componente de al menos 800 ºC, e) templar el componente de acero por medio de enfriamiento desde una temperatura a la cual el componente de acero se encuentra en estado apropiado para la formación de una microestructura templada o templada, a una velocidad de enfriamiento que sea suficiente para la formación de la microestructura templada o templada.
3.

Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que la conformación del componente de acero (etapa de trabajo c)) se lleva a cabo como pre-conformación y por que el componente de acero se conforma a un estado de acabado después del calentamiento (etapa de trabajo d)).
4.

Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el revestimiento, que proporciona protección contra la corrosión sobre el componente de acero acabado comprende una capa de revestimiento, que consiste al menos en un 70 % en masa de la misma de un cristal mixto de a-Fe(Zn, Ni) y el resto de compuestos intermetálicos de Zn, Ni y Fe.
5.

Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que los compuestos intermetálicos están dispersos en el cristal mixto de a-Fe(Zn, Ni).
6.

Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, en el caso del componente de acero acabado, sobre el revestimiento anti-corrosión se encuentra presente una capa que contiene Mn en la cual está presente Mn en forma metálica u oxídica.
7.

Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que la capa que contiene Mn presenta un espesor de 0,1-5 !m.
8.

Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado por que el contenido de Mn de la capa que contiene Mn es del 0,1 al 18 % en peso.
9.

Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, antes de la conformación del componente de acero, el revestimiento anti-corrosión comprende una capa adicional de Zn que se aplica igualmente al revestimiento de aleación de ZnNi antes de la conformación del componente de acero.
10.

Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que la capa de Zn presenta un espesor de 2,5 a 12,5 !m.
11.

Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 o 10, caracterizado por que el revestimiento anti-corrosión del componente de acero acabado comprende una capa rica en Zn que se encuentra sobre el revestimiento de aleación que contiene níquel.
12.

Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la conformación

del componente de acero se lleva a cabo como conformación en caliente y la conformación y el enfriamiento del componente de acero se lleva a cabo en una sola operación en un troquel de conformación en caliente.
13.

Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que la conformación del componente de acero y el templado se llevan a cabo uno después del otro en dos etapas separadas.
14.

Un componente de acero con un sustrato de acero que consiste en un acero que contiene el 0,3-3 % en peso de manganeso y con un revestimiento anti-corrosión aplicado sobre el substrato de acero, que comprende una capa de revestimiento formada al menos en un 70 % en masa por un cristal mixto de a-Fe(Zn, Ni) y el resto por compuestos intermetálicos de Zn, Ni y Fe, y que presenta en su superficie libre una capa que contiene Mn en la cual se encuentra presente Mn en forma metálica u oxídica.
15.

Componente de acero de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado por que los compuestos intermetálicos están dispersos en el cristal mixto de a-Fe (Zn, Ni).
16.

Componente de acero de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 o 15, caracterizado por que el revestimiento de aleación de ZnNi presenta un espesor de más de 2 !m.
17.

Componente de acero de acuerdo con una de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado por que el revestimiento de aleación de ZnNi contiene el 1-15 % en peso de Ni.
18.

Componente de acero de acuerdo con una de las reivindicaciones 14 a 17, caracterizado por que el contenido de Mn de la capa que contiene Mn es de 1-18 % en peso.
19.

Componente de acero de acuerdo con una de las reivindicaciones 14 a 18, caracterizado por que el espesor de la capa que contiene Mn es de 0,1-5 !m.
20.

Componente de acero de acuerdo con una de las reivindicaciones 14 a 19, caracterizado por que el revestimiento anti-corrosión comprende una capa rica en cinc que se encuentra sobre el revestimiento de aleación de ZnNi.
21.

Componente de acero de acuerdo con una de las reivindicaciones 14 a 20, caracterizado por que a la capa que contiene Mn se la aplica un revestimiento orgánico.