ES2708323T3 - Procedimiento de control de una pieza por colorimetría - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de fabricación y de control de una pieza (1; 10), comprendiendo el procedimiento las etapas siguientes: a) tratamiento de un sustrato que comprende aluminio mediante un procedimiento de conversión química que utiliza una solución de tratamiento que comprende cromo con un grado de oxidación +III con el fin de obtener una pieza (1; 10) que presenta una capa de conversión química (3; 30), y b) control de la presencia de la capa (3; 30) de conversión química obtenida en la etapa a) por medición, con la ayuda de un colorímetro, del color de dicha capa de conversión química (3; 30) y comparación de este color medido con un color de referencia.
Description
DESCRIPCION
Procedimiento de control de una pieza por colorimetna.
Antecedentes de la invencion
La invencion se refiere a unos procedimientos de fabricacion y al control de piezas que presentan una capa obtenida por conversion qmmica.
Se conoce realizar unos tratamientos de conversion qmmica sobre la superficie de unos sustratos de aluminio. Los revestimientos obtenidos despues de este tipo de tratamientos pueden tener un grosor relativamente bajo, inferior a algunos cientos de nanometros. Estos revestimientos pueden ser relativamente diffciles de detectar mediante las tecnologfas habituales debido a su bajo grosor.
Por otro lado, el reglamento “Registro, evaluacion y autorizacion de los productos qmmicos” (“registration, evaluation and authorisation of chemicales”, REACh) impone modificar algunos de los procedimientos de conversion qmmica existentes con el fin de evitar la utilizacion de cromo con un grado de oxidacion VI. Con el fin de adaptarse a este reglamento, se han desarrollado nuevos tratamientos de conversion qmmica a base de cromo con un grado de oxidacion 111.
Los revestimientos obtenidos tras la utilizacion de los nuevos procedimientos de conversion qmmica a base de cromo con un grado de oxidacion III pueden ser relativamente poco coloreados y presentar a simple vista un aspecto muy parecido al aspecto del sustrato tratado u otros eventuales revestimientos presentes sobre este ultimo. Este hecho puede hacer que la deteccion de tales revestimientos de conversion qmmica resulte aun mas diffcil de realizar. Asf, en particular, unas operaciones de retoque por conversion qmmica a partir de cromo con un grado de oxidacion III efectuadas sobre unas piezas tratadas previamente por oxidacion anodica o conversion qmmica pueden no ser facilmente detectables. Esto puede generar por lo tanto una extension del tiempo de control de la pieza obtenida, incluso un riesgo de potencial deterioro de esta, si se considera que la pieza necesita la realizacion de tratamientos suplementarios.
Existe, por lo tanto, una necesidad para disponer de un nuevo procedimiento de deteccion de una capa de conversion qmmica obtenida por tratamiento de un sustrato por un cromo con un grado de oxidacion III.
El documento WO-A-2007/134152 describe un procedimiento de fabricacion de piezas de aluminio que utiliza una solucion de conversion qmmica a base de cromo (III). La presencia de la capa sobre la superficie se verifica por espectroscopia de rayos X.
Existe, ademas, una necesidad para disponer de un nuevo procedimiento de deteccion de tal capa de conversion qmmica que sea simple y rapida de utilizacion y que permita un control no destructivo de las piezas.
Objeto y resumen de la invencion
Con este fin, la invencion propone, segun un primer aspecto, un procedimiento de fabricacion y de control de una pieza, comprendiendo el procedimiento las etapas siguientes:
a) tratamiento de un sustrato que comprende aluminio mediante un procedimiento de conversion qmmica que utiliza una solucion de tratamiento que comprende cromo con un grado de oxidacion III con el fin de obtener una pieza que presenta una capa de conversion qmmica, y
b) control de la presencia de la capa de conversion qmmica obtenida en la etapa a) por medicion, con la ayuda de un colonmetro, del color de dicha capa de conversion qmmica y comparacion de este color medido con un color de referencia.
La invencion proporciona un metodo de control simple que permite verificar rapidamente y de manera fiable la buena realizacion del tratamiento de conversion qmmica en la etapa a). La invencion permite asf establecer claramente si se ha realizado el tratamiento de conversion qmmica de la etapa a) y evitar por lo tanto las operaciones de tratamiento de la pieza suplementarias y superfluas, lo cual permite acelerar y simplificar el tratamiento de la pieza. La capa de conversion qmmica obtenida en la etapa a) tiene un grosor relativamente bajo, por ejemplo inferior o igual a 500 nm, y la invencion permite asf disponer de un metodo simple y rapido que permite detectar la presencia de este revestimiento de bajo grosor.
Los procedimientos de conversion qmmica utilizables en la etapa a) son conocidos por el experto en la materia. A tftulo de ejemplo, se pueden citar como soluciones de tratamiento utilizables, las soluciones comerciales siguientes: SurTec® 650, SurTec® 650 V y LANTHANE 613.3.
El sustrato tratado en la etapa a) puede comprender una aleacion de aluminio, por ejemplo seleccionada de entre
las aleaciones de aluminio 2024, 5086, 7010 y AS7G0,3.
En un ejemplo de realizacion, se puede formar sobre el sustrato antes de la etapa a) un revestimiento inicial de oxidacion anodica o de conversion qmmica, y la capa de conversion qmmica obtenida en la etapa a) puede ser adyacente al revestimiento inicial. En particular, el revestimiento inicial puede, despues de la etapa a), rodear la totalidad o parte de la capa de conversion qmmica obtenida en la etapa a).
Se puede formar el revestimiento inicial mediante cualquier tipo de oxidacion anodica o de conversion qmmica. Se puede, por ejemplo, formar por utilizacion de una conversion qmmica tal como se ha descrito anteriormente o por una oxidacion anodica sulfurica (OAS), una oxidacion anodica cromica (OAC), una oxidacion anodica sulfotartrica (OAST) o una oxidacion anodica sulfo-fosforica (OASP).
En un ejemplo de realizacion, el tratamiento de conversion qmmica efectuada en la etapa a) puede ser una operacion de retoque durante la cual la solucion de tratamiento se aplica localmente sobre el sustrato con la ayuda de un aplicador.
El aplicador utilizado en el tratamiento de retoque puede, por ejemplo, ser un pincel que permite impregnar la superficie tratada con la solucion de tratamiento.
En un ejemplo de realizacion, el colonmetro puede presentarse en forma de una pieza de mano.
Es ventajoso utilizar un colonmetro portatil con el fin de facilitar el control realizado y mejorar su rapidez de ejecucion.
El colonmetro puede, por ejemplo, ser un espectrocolonmetro. Se puede utilizar, por ejemplo, el espectrocolonmetro comercializado bajo la referencia CM-700d por la comparua Konica Minolta.
En un ejemplo de realizacion, el color de referencia se puede memorizar antes de la etapa b), en un soporte de almacenamiento de datos.
En esta configuracion, no es necesario medir el color de referencia en la etapa b), ya que este ya esta en la memoria. Asf, esta configuracion permite ventajosamente que el colonmetro mida en la etapa b) solo el color de la capa de conversion qmmica obtenida en la etapa a). Este modo de realizacion permite, en consecuencia, reducir el numero de mediciones de color efectuadas por el colonmetro en la etapa b) y por lo tanto mejorar aun mas la rapidez del procedimiento de control utilizado.
El soporte de almacenamiento de datos puede estar integrado en el colonmetro. Como variante, el soporte de almacenamiento esta integrado en un sistema informatico distinto del colonmetro, estando el colonmetro configurado para intercambiar datos con este sistema informatico, por ejemplo por medio de una red de intercambio de datos inalambrica.
Como variante, el color de referencia se puede medir mediante el colonmetro en la etapa b). En este caso, el colonmetro efectua en la etapa b) la medicion del color de la capa de conversion qmmica obtenida en la etapa a) y la medicion del color de referencia, comparandose despues estos dos colores medidos.
Evidentemente, en la etapa b) se puede controlar sucesivamente una pluralidad de piezas, pudiendo estas piezas haber sido obtenidas o no mediante la realizacion de una misma etapa a).
Los colores medidos o utilizados por el colonmetro en la etapa b) pueden estar definidos en el espacio de color L*a*b*. En este caso, los colores estan definidos por tres componentes, a saber: el componente de claridad L*, el componente cromatico rojo-verde a* y el componente cromatico amarillo-azul b*. Cuando dos colores estan definidos en el espacio L*a*b*, es posible compararlos en la etapa b) calculando la diferencia colorimetrica A E * a b entre estos dos colores por aplicacion de la formula siguiente: AC* . — Al*24- An*24- Ah*2 ■ por supuesto, no se aparta del marco de la invencion cuando los colores estan, en la etapa b), definidos en un espacio de color diferente del espacio L*a*b*.
La o las mediciones de colores efectuadas por el colonmetro en la etapa b) se pueden efectuar en reflexion especular incluida (modo de medicion “SCI”). Como variante, esta o estas mediciones de colores se pueden efectuar en reflexion especular excluida (modo de medicion “SCE”).
Salvo que se mencione lo contrario, el color de una zona medida por el colonmetro en la etapa b) corresponde a la media aritmetica de los colores medidos sobre cinco puntos de dicha zona. Por ejemplo, cuando se define un color de una zona medida en la etapa b) en el espacio L*a*b*, los componentes L*, a* y b* de cinco puntos de dicha zona se miden en primer lugar, y despues estos componentes se promedian sobre los diferentes puntos de medicion con el fin de deducir el color de dicha zona.
En un ejemplo de realizacion, el color de referencia puede corresponder al color de una capa de conversion qmmica de referencia formada segun la etapa a) (es decir sobre un sustrato de la misma naturaleza qmmica y por el mismo tratamiento de conversion qmmica que en la etapa a)). En este caso, cuando los colores estan definidos en el espacio L*a*b*, se puede considerar que la etapa a) se ha realizado correctamente si se obtiene en la etapa b) una diferencia colorimetrica AE*ab inferior o igual a un valor predefinido en funcion del sustrato y del tratamiento de superficie realizado, por ejemplo inferior o igual a 4, por ejemplo inferior o igual a 3,5.
Como variante, el color de referencia puede corresponder al color de una capa de referencia obtenida por realizacion de un tratamiento diferente del de la etapa a). En este caso, cuando los colores estan definidos en el espacio L*a*b*, se podra evaluar en la etapa b) si la diferencia colorimetrica AE*ab esta cerca de un valor predefinido con el fin de determinar si la etapa a) se ha realizado correctamente.
Breve descripcion de los dibujos
Otras caractensticas y ventajas de la invencion se desprenderan de la descripcion siguiente de modos particulares de realizacion de la invencion, dados a tftulo de ejemplos no limitativos, en referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 representa, de manera muy esquematica y parcial, una vista desde arriba de un ejemplo de pieza obtenida despues de la realizacion de una etapa a) segun la invencion, y
- la figura 2 representa de manera muy esquematica y parcial una vista desde arriba de otro ejemplo de pieza obtenida despues de la realizacion de una etapa a) segun la invencion.
Ejemplos
Ejemplo 1: etapa a) efectuada despues de la realizacion de un revestimiento inicial por conversion qmmica
En este ejemplo, se ha recubierto en primer lugar un sustrato en aleacion de aluminio 5086 mediante un revestimiento inicial obtenido por inmersion del sustrato en una solucion de tratamiento SurTec® 650.
Se ha realizado despues una etapa a) segun la invencion en la que un tratamiento de conversion qmmica de retoque se ha realizado despues de la formacion del revestimiento inicial. La solucion de tratamiento utilizada en esta etapa a) se comercializa bajo la denominacion SurTec® 650 y se ha aplicado con una barra.
Se decapo una zona adyacente a la zona tratada por el tratamiento de retoque.
La figura 1 representa muy esquematicamente una vista desde arriba de la pieza 1 asf obtenida. En relacion con esta figura, el revestimiento inicial se representa mediante el sfmbolo 2, la zona retocada por conversion qmmica por el sfmbolo 3, y la zona decapada por el sfmbolo 4. Como se ha ilustrado, la capa 3 de conversion qmmica obtenida en la etapa a) es adyacente al revestimiento inicial 2, rodeando el revestimiento inicial 2 la capa 3. A simple vista, las zonas retocada 3 y decapada 4 son muy poco distinguibles una de la otra.
Las mediciones de la etapa b) se efectuaron con el colonmetro Konica Minolta CM-700d en modo SCI (Componente especular incluido). Se ha utilizado el referencial de color CIE lab.
Como se ha ilustrado en la figura 1, para cada una de las zonas cuyo color se ha medido en la etapa b), los componentes L*, a* y b* se han medido a nivel de cinco puntos de cada una de estas zonas, los resultados obtenidos se promediaron despues sobre estos cinco puntos (media aritmetica) con el fin de determinar el color de la zona en cuestion. Se ha esquematizado en la figura 1 los puntos de medicion A de la zona 3 retocada por conversion qmmica y los puntos de medicion B de la zona decapada 4.
En un primer tiempo, se ha evaluado el color de una zona de referencia, este color corresponde al color de referencia. La zona de referencia corresponde a una capa de conversion qmmica de referencia formada segun la etapa a) del presente ejemplo, es decir en una aleacion 5086 y por el mismo tratamiento de conversion qmmica. Se obtiene despues del calculo de una media sobre cinco puntos de medicion un color de referencia que presenta los componentes colorimetricos detallados en la tabla 1 siguiente.
Tabla 1
En un segundo tiempo, se han medido los colores de la capa de conversion qmmica obtenida en la etapa a) y de la zona decapada.
Se obtiene, despues del calculo de una media sobre cinco puntos de medicion para cada una de estas zonas, los resultados detallados en la tabla 2 siguiente. Para cada una de las dos zonas, las diferencias colorimetricas con el color de referencia se proporcionan en la columna AE*ab.
Tabla 2
Se obtiene una diferencia colorimetrica significativa entre el color de la zona decapada y el color de referencia (5,50), lo cual muestra que el metodo segun la invencion permite diferenciar dos superficies diferentes de aspecto sin embargo similar a simple vista. Ademas, la diferencia colorimetrica entre el color de la capa de conversion qmmica obtenida en la etapa a) y el color de referencia es baja (0,69). Este valor de diferencia colorimetrica permite confirmar que la etapa a) se ha realizado correctamente.
Ejemplo 2: etapa a) efectuada despues de la realizacion de un revestimiento inicial por anodizacion En este ejemplo, se ha revestido en primer lugar un sustrato de aleacion de aluminio 7010 mediante un revestimiento inicial obtenido por realizacion de una oxidacion anodica cromica que utiliza cromo con un grado de oxidacion VI.
Se ha realizado despues una etapa a) segun la invencion en la que se ha realizado un tratamiento de conversion qmmica de retoque despues de la formacion del revestimiento inicial. La solucion de tratamiento utilizada durante esta etapa a) se comercializa bajo la denominacion SurTec® 650 y se ha aplicado con una barra.
Se ha decapado una zona distinta de la tratada por el tratamiento de retoque.
La figura 2 representa muy esquematicamente una vista desde arriba de la pieza 10 asf obtenida. En relacion con esta figura, el revestimiento inicial se representa mediante el sfmbolo 20, la zona retocada por conversion qmmica por el sfmbolo 30 y la zona decapada por el sfmbolo 40. Como se ha ilustrado, la capa 30 de conversion qmmica obtenida en la etapa a) es adyacente al revestimiento inicial 20, rodeando el revestimiento inicial 20. A simple vista, las zonas retocada y decapada son muy poco distinguibles una de la otra.
Las mediciones de la etapa b) se han efectuado con el colonmetro Konica Minolta CM-700d en modo SCI (componente especular incluido). Se ha utilizado el referencial de color CIE Lab.
Como se ilustra en la figura 2, para cada una de las zonas cuyo color se ha medido en la etapa b), los componentes L*, a* y b* se midieron a nivel de cinco puntos de cada una de estas zonas, los resultados obtenidos se promediaron despues sobre estos cinco puntos (media aritmetica) con el fin de determinar el color de la zona en cuestion. Se han esquematizado en la figura 2 los puntos de medicion A de la zona 30 retocada por conversion qmmica y los puntos de medicion B de la zona decapada 40.
En un primer tiempo, se ha evaluado el color de una zona de referencia, este color corresponde al color de referencia. La zona de referencia corresponde a una capa de conversion qmmica de referencia formada segun la etapa a) del presente ejemplo, es decir sobre una aleacion 7010 y por el mismo tratamiento de conversion qmmica.
Se obtiene despues del calculo de una media sobre cinco puntos de medicion un color de referencia que presenta los componentes colorimetricos detallados en la tabla 3 siguiente.
Tabla 3
En un segundo tiempo, se han medido los colores de la capa de conversion qmmica obtenida en la etapa a) y de la zona decapada.
Se obtiene, despues del calculo de una media sobre cinco puntos de medicion para cada una de estas zonas, los resultados detallados en la tabla 4 siguiente. Para cada una de las dos zonas, las diferencias colorimetricas con el color de referencia se proporcionan en la columna AE*ab.
Tabla 4
Se obtiene una diferencia colorimetrica significativa entre el color de la zona decapada y el color de referencia (3,74), lo cual significa que las superficies son diferentes. Ademas, la diferencia colorimetrica medida entre el color de la capa de conversion qmmica obtenida en la etapa a) y el color de referencia es baja (1,00). Este valor de diferencia colorimetrica permite confirmar que la etapa a) se ha realizado correctamente.
La expresion “que comprende/que contiene/que comprende uno o una” debe comprenderse como “que comprende/que contiene/que comprende por lo menos uno o una”.
La expresion “comprendido/a entre...y...” o “que va de...a...” debe comprenderse como incluyendo los lfmites.
Claims (4)
1. Procedimiento de fabricacion y de control de una pieza (1; 10), comprendiendo el procedimiento las etapas siguientes:
a) tratamiento de un sustrato que comprende aluminio mediante un procedimiento de conversion qmmica que utiliza una solucion de tratamiento que comprende cromo con un grado de oxidacion III con el fin de obtener una pieza (1; 10) que presenta una capa de conversion qmmica (3; 30), y
b) control de la presencia de la capa (3; 30) de conversion qmmica obtenida en la etapa a) por medicion, con la ayuda de un colonmetro, del color de dicha capa de conversion qmmica (3; 30) y comparacion de este color medido con un color de referencia.
2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que se forma sobre el sustrato antes de la etapa a) un revestimiento inicial (2; 20) de oxidacion anodica o de conversion qmmica, y por que la capa (3; 30) de conversion qmmica obtenida en la etapa a) es adyacente al revestimiento inicial (2; 20).
3. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que el tratamiento de conversion qmmica efectuado en la etapa a) es una operacion de retoque durante la cual se aplica la solucion de tratamiento localmente sobre el sustrato con la ayuda de un aplicador.
4. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el colonmetro se presenta en forma de una pieza de mano.
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