ES2709109T3 - Procedimiento de tratamiento de superficies para componentes de aluminio con detección de un sobrecalentamiento inadmisible - Google Patents

Abstract

Procedimiento de tratamiento de superficies para componentes de aluminio o aleaciones de aluminio, que comprende un proceso previo con los siguientes pasos de tratamiento: a) limpieza alcalina, b) lavado, c) decapado alcalino, d) lavado, e) decapado ácido, f) lavado, realizándose después del lavado en el paso b) y/o después del lavado en el paso d) un paso (A; A1; A2) con una comprobación visual de la existencia de puntos blandos, caracterizado por que después del lavado en el paso d), y antes del paso (A; A2) de la comprobación visual se elimina en un paso (B) separado, al menos en parte, una capa negra creada durante el decapado alcalino en los componentes.

Description

DESCRIPCION

Procedimiento de tratamiento de superficies para componentes de aluminio con deteccion de un sobrecalentamiento inadmisible

La invencion se refiere a un procedimiento de tratamiento de superficies segun la reivindicacion 1, especialmente a un procedimiento de tratamiento de superficies o a un procedimiento de recubrimiento de superficies con una comprobacion de un sobrecalentamiento local inadmisible para componentes o de componentes de aluminio o aleaciones de aluminio, que comprende un proceso previo con una limpieza alcalina y/o con decapado alcalino como paso de proceso parcial. Se refiere ademas a un procedimiento para la comprobacion de la formacion de puntos blandos en estos componentes en un procedimiento de tratamiento de superficies.

El termino de “formacion de puntos blandos”, en ingles “weak spot”, “hot spot” o “parcial material affection” (PMA) describe un sobrecalentamiento local inadmisible, que se puede producir en el mecanizado con arranque de virutas, especialmente en caso de aleaciones de aluminio de alta resistencia. El sobrecalentamiento se puede producir con parametros de mecanizado con arranque de virutas desfavorables, fallos de herramientas o en caso de una disipacion insuficiente del calor. El mismo provoca una disminucion de la dureza del componente, de las resistencias mecanicas y un cambio de la conductibilidad electrica y termica. Los “puntos blandos” se puede detectar mediante mediciones de la dureza, de la conductibilidad termica o con ayuda de pruebas termograficas. Sin embargo, debido al considerable esfuerzo necesario, que exigen estas medidas, se recurre en la practica con frecuencia a una comprobacion visual. Estos “puntos blandos” se pueden detectar, por ejemplo despues de anodizacion con acido cromico “CAA”, como evidentes manchas oscuras. Las manchas oscuras se originan a causa de la formacion de una capa de anodizacion mas gruesa en la zona sobrecalentada de la superficie del componente.

Una comprobacion visual comparable de la formacion de puntos blandos, una vez finalizado el proceso de anodizacion, ya no es posible, por ejemplo, con el procedimiento de proteccion de superficies menos contaminante segun el principio de la anodizacion con acido tartarico - acido sulfurico (TSA). Al contrario que la CAA, la TSA genera una capa de anodizacion transparente, en la que la formacion de una capa mas gruesa ya no se pude detectar a simple vista. Por esta razon no se dispone, por el momento, de ningun metodo de comprobacion apropiado para una comprobacion en serie de la formacion de puntos blandos en componentes mecanizados con arranque de virutas.

El documento US 4 383 042 A describe un procedimiento de tratamiento de superficies para componentes de aluminio o aleaciones de aluminio con una comprobacion visual de la ’’formacion de puntos blandos”, que comprende un proceso previo que incluye una limpieza alcalina.

El objetivo de la invencion es el de poder llevar a cabo una comprobacion visual de la formacion de puntos blandos en practicamente todos los procedimientos de tratamiento de superficies para aluminio y aleaciones de aluminio, que comprendan una limpieza alcalina y/o un decapado alcalino.

Esta tarea se resuelve segun la reivindicacion 1, realizandose en un procedimiento de tratamiento de superficies para componentes de aluminio o aleaciones de aluminio, que somete a los componentes en un proceso previo a una limpieza alcalina y/o a un decapado alcalino, despues de un lavado que sigue a la limpieza alcalina o al decapado alcalino, un paso separado de comprobacion visual de la formacion de puntos blandos. En el supuesto de que en esta comprobacion visual despues del lavado, que sigue a la limpieza alcalina, no se detectara ninguna formacion de puntos blandos, se puede realizar tambien despues del lavado, que sigue al decapado alcalino, otra comprobacion visual de la formacion de puntos blandos. Por lo tanto, el paso de la comprobacion visual se puede llevar a cabo tanto despues de la limpieza alcalina como despues del decapado alcalino.

Por procedimientos de tratamiento de superficies se entienden, entre otros, procedimientos de proteccion o de recubrimiento de superficies, tales como la anodizacion con acido cromico (CAA = Chromic Acid Anodizing), la anodizacion con acido sulfurico (SAA = Sulfuric Acid Anodizing), la anodizacion con acido tararico - acido sulfurico (TSA = Tartaric Sulfuric Anodizing), la anodizacion con acido fosforico-sulfurico (PSA = Phoshoric Sulfuric Anodizing), la anodizacion dura (HSA = Hard Sulfuric Anodizing) o el recubrimiento de conversion quimico (CCC = Chemical Conversion Coating).

Un proceso previo sirve especialmente para limpiar los componentes de aluminio, a fin de poder realizar despues un procedimiento de proteccion o recubrimiento de superficies eficaz, a saber, en especial sin defectos. Este procedimiento comprende normalmente los pasos de limpieza alcalina, decapado alcalino y decapado acido, produciendose entre los pasos respectivamente un lavado intermedio simple o multiple (que de aqui en adelante se definira, por motivos se sencillez, como lavado. Los productos alcalinos de limpieza y decapado contienen sustancias quimicas, que forman una solucion alcalina, por ejemplo NaOH, KOH, Ca(OH)². Unos productos de limpieza apropiados se comercializan, por ejemplo, bajo el nombre de P3-Almeco 18 de HENKEL o bajo el nombre de TURCO 4215 NC de TURCO CHEMIE GmbH. Decapantes apropiados se pueden adquirir, por ejemplo, bajo el nombre de ALUMINETCH de HENKEL SURFACE TREATMENTS. Otros ejemplos de decapantes alcalinos figuran en el documento US 4383042.

Entre los procesos previos cuenta ademas una prueba de penetracion de fisuras, a la que se someten muchos componentes antes de un procedimiento de proteccion de superficies. Dado que los componentes se humedecen en esta prueba con un producto penetrante, se someten despues de la prueba de penetracion de fisuras de nuevo a un proceso previo, a fin de poder disponer de ellos posteriormente para un procedimiento de proteccion de superficies.

Por consiguiente, la invencion se aparta de la idea de realizar una comprobacion visual de la formacion de puntos blandos solo despues de finalizar un procedimiento de tratamiento de superficies completo conforme al principio de la anodizacion o despues de una prueba de penetracion de fisuras de un componente. Mas bien pretende aplicar el principio segun el cual el proceso previo del procedimiento de tratamiento de superficies se interrumpe en el paso de la limpieza alcalina y/o del decapado alcalino, o despues del mismo, para realizar una comprobacion visual de los componentes. El merito de la invencion consiste ademas en el hecho de haberse dado cuenta de que despues de la limpieza alcalina y/o del decapado alcalino ya se observan los “puntos blandos” en las zonas en las que anteriormente se habia producido un sobrecalentamiento inadmisible. Estos puntos se muestran despues de la limpieza alcalina, segun la direccion visual e incidencia de la luz, con tonos blanquecinos lechosos hasta pardos en una superficie por lo demas metalica. Despues del decapado alcalino, se observan como manchas ligeramente marrones en una capa negra compacta, que se produce durante el decapado alcalino debido a la cementacion del cobre de la aleacion de aluminio que contiene cobre en la superficie restante del componente. El posterior decapado acido elimina la capa negra junto con las manchas marrones, de manera que opticamente ya no se puede apreciar ninguna diferencia en la resistencia de material y la estructura. Por lo tanto, segun la invencion una comprobacion visual se lleva a cabo, como muy pronto, despues de la limpieza alcalina y, como muy tarde, antes del decapado acido convencional o de la eliminacion completa de la capa practicamente negra.

Dado que ahora la comprobacion de la formacion de puntos blandos se puede llevar a cabo en el marco de un proceso previo de un procedimiento de tratamiento de superficies, el procedimiento segun la invencion no se limita solo a un procedimiento de proteccion de superficies determinado, como antes en el caso de la CAA, en la que los puntos blando no se detectaban hasta despues de un proceso completo. Mas bien se puede aplicar a todos los procesos previos y procesos de proteccion de superficies, en los que la limpieza alcalina y/o al decapado alcalino constituyen un proceso parcial. Dado que la comprobacion visual de la formacion de puntos blandos se produce, segun la invencion, en el proceso previo, no es necesario que, en caso de detectar la formacion de puntos blandos, el componente complete en vano el proceso de proteccion de superficies completo, sino que se puede separar antes. De este modo se pueden ahorrar tiempo y material, lo que abarata el procedimiento de tratamiento de superficies. Por otra parte, muchos componentes se someten, antes de un proceso de proteccion de superficies, a una prueba de penetracion de fisuras. La comprobacion visual de la formacion de puntos blandos segun la invencion se puede realizar ahora tambien antes de la complicada prueba de penetracion de fisuras. En el supuesto de una deteccion, se puede prescindir de dicha prueba, que en caso contrario se realizaria de forma superflua. Esta posibilidad permite igualmente un incremento de la rentabilidad del procedimiento de tratamiento de superficies.

Los cambios de color en el componente coinciden muy bien con las mediciones experimentales de la conductibilidad electrica de los “puntos blandos” detectados segun la invencion. Dentro de una mancha marron circular se reduce la conductibilidad electrica del material. En caso de un sobrecalentamiento anular, se observa en el centro una conductibilidad electrica mayor que en la zona anular. De todos modos, la reduccion de la conductibilidad electrica es, en el peor de los casos (aleaciones de aluminio que contienen litio), solo del 8 %, aproximadamente, por lo que unicamente se puede detectar con un esfuerzo tecnico de medicion considerable. Esta es la razon por la que, hasta ahora, la medicion de la conductibilidad electrica no se puede emplear como prueba en serie.

La deteccion de los “puntos blandos” no se produce por medio de resultaos de medicion objetivos u objetivables, sino en el transcurso de una comprobacion visual. En algunas aleaciones de aluminio la diferencia cromatica entre la capa negra y las machas marrones se puede reconocer suficientemente. El resultado de la comprobacion visual se puede mejorar ejecutando, segun una forma de realizacion ventajosa de la invencion, antes del paso de la comprobacion visual, un paso adicional de secado del componente de acuerdo con metodos en si conocidos. En estado seco de los componentes, las diferencias cromaticas entre las manchas marrones, por una parte, y la capa negra, por otra parte, se detectan en muchos casos con mayor claridad. Una vez terminada la comprobacion visual, el componente secado se puede someter inmediatamente al paso del decapado acido. No obstante, ventajosamente se vuelve a someter a un proceso previo completo, para que se siga tratando “humedo en humedo” con el siguiente paso del decapado acido.

Segun otra forma de realizacion ventajosa de la invencion, el secado de los componentes se puede llevar a cabo en el paso adicional por medio de aire comprimido. Asi se consigue un resultado de secado mas rapido, que ademas se puede dirigir de manera mas efectiva sobre la superficie a secar del componente. Esto permite reducir el consumo de energia necesaria para el secado.

Especialmente en caso de un sobrecalentamiento local de poca importancia, un simple secado de los componentes no proporciona una diferencia cromatica entre las manchas marrones y la capa negra, que se puede detectar de manera suficientemente fiable. Por esta razon, la capa negra se quita segun la invencion de forma parcial, sin eliminar las manchas marrones. La diferencia opticamente apreciable entre las manchas marrones, por una parte, y la capa negra, por otra parte, se debe al diferente grosor de capa. Como consecuencia de las distintas refracciones provoca una impresion cromatica diferente entre la capa negra y las manchas marrones. Estas se generan a causa del grosor de capa localmente mayor. Mediante una eliminacion uniforme de una capa del mismo espesor, la capa negra se puede eliminar del todo, mientras que las marcas de los puntos blandos permanecen cromaticamente como consecuencia del mayor grosor de capa. El resultado es una diferencia de color que se percibe con una claridad todavia mayor entre las zonas intactas del componente y sus puntos blandos. Una diferencia cromatica suficiente entre la capa negra y las manchas marrones ya se puede conseguir si la capa negra no se elimina por completo, sino solo parcialmente. Segun la tecnologia empleada para la eliminacion, se puede suprimir un secado anterior o posterior, es decir, el procedimiento se puede llevar a cabo, en su caso, “humedo en humedo”.

La eliminacion o remocion de la capa negra o de parte de la capa negra de espesor regular y uniforme se puede llevar a cabo, por ejemplo, por medio de procedimientos mecanicos como procedimientos de aire comprimido, chorro de agua, chorro de arena, sonido o vibracion o cepillado mecanico. Todos estos procedimientos tienen en comun que se pueden aplicar de forma plana y que permiten una eliminacion plana uniforme de la capa negra o de parte de esta capa. De acuerdo con el procedimiento segun la reivindicacion 1, la eliminacion (de una parte) de la capa negra ya se produce durante el lavado previo a continuacion del decapado alcalino. El liquido de lavado o agua se puede dirigir sobre el componente a lavar en un bano de boquillas de chorro de agua con muchas boquillas pequenas. Por lo tanto, el lavado y la eliminacion de la capa negra se pueden resumir en un paso de lavado a presion, con lo que el desarrollo del procedimiento segun la invencion se puede simplificar, es decir, acortar y abaratar.

Segun una forma de realizacion ventajosa de la invencion, la eliminacion total o parcial de la capa negra se puede llevar a cabo adicional o alternativamente por medio de productos quimicos. Estos se pueden aplicar igualmente con una distribucion uniforme, de modo que se consiga una reduccion uniforme del espesor de la capa negra o una eliminacion completa de la misma, sin eliminar la capa restante en los “puntos blandos”. Una eleccion de los procedimientos mecanicos o del procedimiento quimico o de una combinacion de los mismos se puede determinar a traves de ensayos de laboratorio y seleccionar para el uso tecnico a gran escala.

Segun otra forma de realizacion ventajosa de la invencion, la eliminacion de la capa negra se puede llevar a cabo con un decapante acido modificado como el que, de por si, se emplea en principio en el proceso previo despues del decapado alcalino. En cambio, el efecto ffsico-qufmico del decapante acido modificado sobre el componente se reduce hasta el punto de que, en el mejor de los casos, elimina la capa negra, pero no las manchas marrones. La modificacion del decapante acido adicional segun la invencion se puede provocar por medio de una concentracion mas baja, un tiempo de actuacion mas corto o una temperatura mas baja del decapante acido, siendo las condiciones, por lo demas, las mismas. Tambien es posible una combinacion de estos parametros, por ejemplo una concentracion mas baja junto con un tiempo de actuacion mas corto o, en su caso, alternativa o adicionalmente con una temperatura mas baja del decapante acido. Alternativamente, uno de los parametros se puede aumentar en beneficio de la reduccion de uno o varios de los demas parametros. Por ejemplo, el tiempo de actuacion y/o la temperatura de un decapante acido con una concentracion muy reducida se pueden alargar o subir considerablemente. Tambien es posible un tiempo de actuacion mas corto y/o una temperatura elevada en combinacion con una concentracion mas alta del decapante acido, para obtener los “puntos blandos”, mientras que la capa negra se elimina. Adicional o alternativamente, el bano de decapado se puede mover para incrementar el efecto de un parametro reducido.

Dado que en paso normal del decapado acido la capa negra se hubiera eliminado de por si, en el procedimiento segun la invencion ya se puede anticipar una parte de este paso, para poder realizar la comprobacion visual de puntos blandos. De este modo, el siguiente paso normal de decapado acido se puede llevar a cabo en una medida menor, lo que permite ahorrar material, tiempo y energia.

En los tres procedimientos antes indicados se forma una capa negra que se elimina al menos en parte, para que los “puntos blandos” destaquen mejor. La capa se forma como consecuencia del paso de decapado alcalino. Segun otra forma de realizacion ventajosa de la invencion, despues de una “limpieza alcalina” convencional y despues del paso de “lavado”, se puede realizar en el paso siguiente un decapado con un decapante alcalino modificado, a lo que siguen la comprobacion visual y los pasos de “decapado alcalino” y “lavado” ya conocidos. Para el decapado alcalino posterior a la comprobacion visual se emplea, sin variaciones, un decapante alcalino convencional, especialmente en una concentracion normal.

La modificacion del decapante alcalino adicional segun la invencion tiene por objeto ejercer sobre el componente un efecto ffsico-qufmico menor o reducido del decapante alcalino, para senalar unicamente los “puntos blandos”-, sin formar la capa negra. El efecto reducido se puede lograr, en condiciones por lo demas normales, por medio de una concentracion mas baja, un tiempo de actuacion mas corto o una temperatura reducida del decapante alcalino. Tambien es posible una combinacion de estos parametros, por ejemplo una concentracion mas baja junto con un tiempo de actuacion mas corto o, en su caso, alternativa o adicionalmente con una temperatura mas baja del decapante acido. Alternativamente, uno de los parametros se puede aumentar en beneficio de la reduccion de uno o varios de los demas parametros. Por ejemplo, el tiempo de actuacion y/o la temperatura de un decapante acido con una concentracion muy reducida se pueden alargar o subir considerablemente. Tambien es posible un tiempo de actuacion mas corto y/o una temperatura elevada en combinacion con una concentracion mas alta del decapante acido, para obtener los “puntos blandos”, mientras que la capa negra se elimina. Adicional o alternativamente, el bano de decapado se puede mover para incrementar el efecto de un parametro reducido.

Una concentracion adecuada del decapante modificado varia, por ejemplo, entre 9 g a 18 g de decapante por 1 litro de agua destilada, al contrario que en una concentracion de un bano decapante convencional de 38 g/l. Su temperatura puede ser del orden de entre una temperatura ambiente de aprox. 20 °C y una temperatura mas alta de 42 °C. Como tiempos de inmersion se pueden elegir espacios de tiempo de, por ejemplo, 5 a 240 segundos.

Ademas, o incluso antes del decapado alcalino normal, se incorpora al procedimiento un decapado alcalino adicional en un bano decapante con un efecto ffsico-qufmico reducido, de manera que al sumergir los componentes con puntos blandos solo se puedan apreciar los “puntos blandos” sin que se forme una capa negra compacta. Despues de la inmersion del componente en el bano decapante adicional solo hay que lavarlo, para someterlo a continuacion directamente a una comprobacion visual. Por lo tanto, este procedimiento tambien se realiza “humedo en humedo”. Si la comprobacion visual senala un hallazgo positivo, o sea, la deteccion de puntos blandos, se puede apreciar al principio unicamente una diferencia del componente, sin clasificarlo de inmediato como desecho. A la deteccion de una diferencia del componente puede seguir un proceso tecnico de revision estandardizado, en el que se realiza un analisis segun criterios definidos y se decide si el componente aun se puede utilizar (“use as is”), si se puede reparar o si hay que desecharlo. Si este proceso dura mas tiempo, por ejemplo uno o varios dias y si el componente, que se va a utilizar o reparar, no se tiene que mantener durante este tiempo en estado “humedo”, puede pasar de nuevo por el proceso previo normal completo, pero en este caso sin interrupcion. Asi se puede garantizar que incluso un componente, que en la comprobacion visual ha dado lugar a un hallazgo, pero que a pesar del mismo se puede utilizar, cumple los mismos criterios de calidad que un componente sin hallazgo.

La limpieza alcalina, el decapado alcalino y el decapado acido asi como los pasos posteriores de la anodizacion se pueden realizar en gran medida de forma mecanizada y, en su caso, automatizada. Segun otra forma de realizacion ventajosa de la invencion, la comprobacion visual de la existencia de puntos blandos tambien se puede automatizar. Para ello, los componentes se registran opticamente con ayuda de una camara y las imagenes tomadas se analizan y evaluan con un programa de deteccion de imagenes con respecto a diferencias de color. De este modo, la comprobacion visual se puede objetivar y protocolizar de manera reproducible, con lo que no solo se puede integrar sin problemas en el desarrollo del procedimiento de anodizacion, sino tambien en un proceso de garantia de calidad. Como consecuencia, se puede prescindir del empleo de un operario para la comprobacion visual en el entorno de acidos y lejias en parte agresivos.

Segun otra forma de realizacion ventajosa del procedimiento segun la invencion, se puede realizar despues del ultimo lavado del proceso previo una prueba de penetracion de fisuras y/o un procedimiento de proteccion de superficies conforme a uno de los principios antes indicados. Dado que en una prueba de penetracion de fisuras, el componente se humedece con un elemento penetrante que obstaculiza un procedimiento de proteccion de superficies, se puede someter, despues de la prueba de penetracion de fisuras terminada con exito, de nuevo a un proceso previo completo. Sin una prueba de penetracion de fisuras como esta, se puede aportar inmediatamente a un procedimiento de proteccion de superficies, sin correr el riesgo de ser tratado innecesariamente a causa de puntos blandos y de ser desechado.

La tarea inicialmente senalada se resuelve ademas en el procedimiento para la comprobacion de la existencia de puntos blandos en componentes de aluminio o de aleaciones de aluminio en un procedimiento de tratamiento de superficies, que comprende un proceso previo con un decapado alcalino y un decapado acido como proceso parcial, por que antes del decapado alcalino y/o del decapado acido se realiza una comprobacion visual de puntos blandos. Este procedimiento presenta las ventajas ya explicadas con anterioridad y se puede variar en la forma arriba expuesta.

A continuacion se explica con mayor detalle, y a modo de ejemplo, el principio de la invencion a la vista de un dibujo. En el dibujo se muestra en la:

Figura 1 un proceso previo segun el estado de la tecnica;

Figura 2 el procedimiento en su forma mas general;

Figura 3 una variante no conforme a la invencion del procedimiento para aleaciones de aluminio especiales;

Figura 4 una variante no conforme a la invencion del procedimiento con una comprobacion visual antes del decapado alcalino;

Figura 5 el procedimiento segun la invencion con una comprobacion visual antes del decapado acido;

Figura 6 el procedimiento segun la invencion con un paso de secado previo;

Figura 7 una forma de realizacion concreta del procedimiento segun la figura 6.

Un proceso previo convencional para un procedimiento de proteccion de superficies conocido para componentes de aluminio o aleaciones de aluminio empieza con banos de desengrase y decapado, que comprenden los pasos de decapado alcalino y acido y que sirven para una limpieza. Entre los banos de limpieza y de decapado se produce un lavado intermedio, para no arrastrar los productos quimicos de los banos al bano siguiente. El componente o varios componentes se cuelgan en un armazon para su tratamiento en banos de inmersion. De este modo, los pasos de tratamiento se pueden automatizar ventajosamente, para que los operarios entren lo menos posible en contacto con los productos quimicos de los banos de inmersion. Para un mejor grado de eficacia de los banos de limpieza y decapado, los componentes o los banos se pueden mover, por ejemplo agitando, insuflando aire comprimido o sacudiendo el recipiente.

A la “limpieza alcalina” de los componentes sigue, en un primer paso a) segun la figura 1, un “lavado” en un paso b), para no arrastrar restos de lfquido del paso de limpieza a) a los pasos siguientes. A continuacion se procede a un “decapado alcalino” en un paso c). Se produce una capa pardo-grisacea hasta fundamentalmente negra en el componente tratado. En otro paso d) los componentes se lavan, eliminandose los restos del decapante alcalino. En un paso posterior e) se someten a un “decapante acido”. En el siguiente paso f) los componentes se lavan de forma conocida y se someten despues a una prueba de penetracion de fisuras o a un procedimiento de proteccion de superficies.

La figura 2 muestra el principio del procedimiento en una representacion relativamente generalizada. La misma evidencia que el procedimiento se basa en un proceso previo con los pasos a) a f) segun el estado de la tecnica, que se representa sin variaciones por el lado izquierdo o como columna izquierda. El principio de la invencion se basa en que el proceso previo se interrumpe despues de la “limpieza alcalina” en el paso a) o despues del “lavado” posterior en el paso b) y/o despues del “decapado alcalino” en el paso c) o del paso sucesivo d), el “lavado”, a fin de llevar a cabo una comprobacion visual A1 y/o A2. Por lo tanto, en principio se realizan en todas las variantes del procedimiento de la invencion los pasos de procedimiento a) a f) de manera invariada, incorporando entre los pasos b) y c) y/o entre los pasos d) y e) pasos adicionales en relacion con una comprobacion visual A o A1 y/o A2.

La invencion se basa, en un primer aspecto, en el conocimiento de que en los puntos, en los que se haya producido, durante un paso de tratamiento mecanico anterior del componente, un sobrecalentamiento local inadmisible, se forman manchas de color blanco lechoso hasta ligeramente marrones. Por medio de las manchas marrones se pueden identificar opticamente los puntos sobrecalentados, que conducen a una dureza menor localmente limitada del componente, los asf llamados “puntos blandos”. Los “puntos blandos” ya se pueden ver despues de la “limpieza alcalina” en el paso a) o despues del “lavado” en el paso b). Por lo tanto, el proceso previo ya se puede interrumpir despues del paso a) o b), para comprobar si el componente presenta puntos blandos. Cuanto antes se pueda identificar un producto danado y separarlo de su proceso de tratamiento, tanto mas reducido sera el coste ocasionado innecesariamente. Por consiguiente, la deteccion precoz de posibles puntos blandos contribuye a una reduccion del coste del proceso de tratamiento.

Si la comprobacion visual A1 segun la figura 2 indica un diagnostico indudablemente no positivo, es decir, la existencia de puntos blancos no aceptable en el componente analizado, este se clasifica como producto rechazado Z1. Sin embargo, en caso de duda, el componente se puede someter, tras la comprobacion visual A1, a un proceso de revision tecnica estandardizado T, en el que se determina si la diferencia comprobada se puede tolerar en este caso concreto (definido tambien como “use as is”), si se puede reparar o si resulta realmente irreparable y, por lo tanto, listo para el desguace. El proceso de revision tecnica puede tener una duracion prolongada, por ejemplo de uno o varios dfas, por lo que el componente no se puede mantener humedo durante este tiempo. Esto significa que el componente no se puede aportar sin variaciones al proceso previo en curso, es decir, al siguiente paso c), el “decapado alcalino”. El componente se tiene que someter mas bien de nuevo al paso a’), “limpieza alcalina” y al paso b’), “lavado”. Para mayor claridad, un proceso previo completo se representa por el lado derecho o en la columna derecha de la figura 2 que, sin embargo, se compone de los mismos pasos a) a f) segun la columna izquierda de la figura 2. De hecho, la “limpieza alcalina” del paso a) se repite como paso a’) y se lava despues del paso b) o b’), despues de lo cual el proceso previo interrumpido de la columna izquierda continua en el paso c’) con el “decapado alcalino”.

En el supuesto de que en la comprobacion visual A1 no se obtuviera un resultado positivo, el proceso previo continua con el paso c) conocido, el “decapado alcalino”. Un resultado positivo en la comprobacion visual A1 se observa tanto antes, cuanto mas intensa ha sido la aportacion de calor al componente. Si el sobrecalentamiento ha sido menos fuerte, es posible que no se detecte hasta en un paso de procedimiento posterior. Por esta razon y por motivos de seguridad se realiza, despues del siguiente paso d) “lavado”, otra comprobacion visual A2.

Durante el “decapado alcalino” en el paso c) se produce en el componente tratado una capa marron-grisacea hasta fundamentalmente negra (denominada de aquf en adelante, para simplificar, como “capa negra”). A la invencion hay que agradecerle haber descubierto, como otro aspecto mas, que en los “puntos blandos” del componente se forman en la capa negra manchas ligeramente marrones. A la vista de las manchas marrones se pueden identificar opticamente los puntos sobrecalentados, que dan lugar a una dureza menor localmente limitada del componente. Sin embargo, el decapante acido del punto e) volverfa a estropear este efecto superficial. El componente se somete exclusivamente despues del “decapado alcalino” en el paso c) o del “lavado” posterior en el paso d) a una comprobacion visual A2, para examinar si existen punto blandos. Despues de la comprobacion visual A2, como despues de la del paso A1, se puede aportar directamente a los desechos Z2 o someter a una revision tecnica T, para determinar la diferencia del componente. Su tratamiento posterior, tras la revision tecnica T, corresponde, por lo tanto, a la que se ha descrito antes, dado que se repiten la “limpieza alcalina” como paso a’) y el “lavado” como paso b’), pero ahora tambien adicionalmente el “decapado alcalino” como paso c’), el “lavado” como paso d’) y el “decapado acido” como paso e’), para finalizar el proceso previo con el “lavado” del paso f) o f’).

Si en la comprobacion visual A2 el componente tampoco senalara ningun hallazgo, experimental despues del “decapado acido” en el paso e) y el posterior “lavado” en el paso f) el final del proceso previo.

A continuacion se sometera a una prueba de penetracion de fisuras y/o a un procedimiento de proteccion de superficies previsto.

La figura 3 describe un procedimiento simplificado no conforme a la invencion para la aleacion de aluminio AA2196.

Segun la invencion se ha podido comprobar que en esta aleacion ya se observan todos los “puntos blandos” despues de la “limpieza alcalina” en el paso a) y el correspondiente “lavado” en el paso b). Por lo tanto, la visibilidad de los “puntos blandos” depende del alcance del sobrecalentamiento anterior del componente, de la sensibilidad termica del material, es decir, de su resistencia a las temperaturas, y de los componentes de la aleacion. La comprobacion visual A despues del “lavado” en el punto b) ya muestra de forma fiable un hallazgo en una pieza danada. Asi se puede aportar o bien a los desechos Z o a una revision tecnica T y, por lo tanto, a una nueva “limpieza alcalina” en el paso a’) y el correspondiente “lavado” en el paso b’) o, sin hallazgo, directamente al “decapado alcalino” en el paso c) y al procesos previo con los pasos d) a f). En todo caso, para esta aleacion se obtiene un procedimiento de comprobacion de puntos blandos sencillo y todavia mas economico.

Como ya se ha mencionado antes, el decapado alcalino de los componentes provoca una capa marron-grisacea hasta fundamentalmente negra, de la que se pueden destacar los “puntos blandos” por medio de manchas ligeramente marrones y algo mas claras. En funcion de los decapantes empleados, de su concentracion, de la temperatura del bano de decapado, del tiempo de actuacion y de la aleacion del componente, los “puntos blandos” se pueden detectar con mayor o menor claridad. La figura 4 muestra una variante no conforme a la invencion del procedimiento, que despues de la “limpieza alcalina” en a) y del correspondiente “lavado” en el paso b), y antes de la comprobacion visual A, preve otro paso c*) para un “decapado alcalino” y un paso d’) para un “lavado”. De acuerdo con la invencion, para el “decapado alcalino” del paso c*) se emplea siempre el mismo decapante que para el “decapado alcalino” en el paso c) del proceso previo, pero con una concentracion mas baja, siendo el tiempo de actuacion y la temperatura en gran medida iguales. Lo decisivo es que el “decapado alcalino” en el paso c*) ejerce un efecto fisico-quimico menor sobre el componente de aluminio, provocando asi la visualizacion de los “puntos blandos” o de las manchas marrones que los indican, sin que se produzca la capa negra. De este modo se puede conseguir un resultado mas fiable en la posterior comprobacion visual A, por lo que el componente revisado se puede aportar sin hallazgo al proceso previo interrumpido en el paso c) con la “limpieza alcalina” y a los siguientes pasos d) a f) o, en caso de hallazgo, tras una revision tecnica T, a una nueva limpieza alcalina en el paso a’), a un “lavado” correspondiente en el paso b’), continuando despues el proceso previo con el paso c) o acabando entre los desechos Z.

En la siguiente tabla figuran los parametros adecuados para formulas variadas con diferentes concentraciones, temperaturas y tiempos de actuacion del decapante alcalino segun el paso c*):

Tabla 1: Ejemplos de formulas para el paso c*)

Concentracion Temperatura Tiempo de actuacion

36 g/l 42°C /- 2°C 20 seg.

18 g/l 20°C /- 2°C 90 seg.

9 g/l 20°C /- 2°C 180 seg.

La figura 5 muestra el procedimiento segun la invencion, en el que la interrupcion del proceso previo no se produce antes del “decapado alcalino“ en el paso c), sino antes del „decapado acido“ en el paso e). Como ya se ha mencionado, el “decapado alcalino“ en el paso c) da lugar a una capa negra en el componente tratado, en la que los puntos sobrecalentados se pueden apreciar como manchas ligeramente marrones. Al contrario del procedimiento anterior, el procedimiento segun la invencion de la figura 5 proporciona asi una mayor claridad de las manchas marrones, de modo que despues del „lavado“ en el paso d) y antes de la comprobacion visual A elimina, al menos en parte, la capa negra en un paso B. La particularidad de este paso de procedimiento consiste en que la intensidad del tratamiento solo llega a eliminar la capa negra, pero no las manchas marrones. Para ello se puede emplear aire a presion o aire comprimido. Sin embargo, para la eliminacion de la capa negra tambien son posibles chorros de agua, chorros de arena, procedimientos de tratamiento mecanico como cepillos o el empleo de vibraciones y sonidos o productos de limpieza especiales. Segun la eleccion del procedimiento concreto para la eliminacion de la capa negra, se puede juntar con el paso de procedimiento anterior d) del lavado de los componentes o suprimirlo. De este modo, las boquillas del bano de lavado para el paso d) pueden dirigir una pluralidad de chorros de agua a presion sobre el componente, para que eliminen, al menos en parte, la capa negra.

Tambien se considera decisivo que el procedimiento empleado en el paso B elimine la capa negra o parte de la misma hasta que se pueda apreciar una clara diferencia de color entre ella y las superficies del componente liberadas de la capa y las manchas marrones. Con esta finalidad, se elimina una capa de pocos micrometros, aproximadamente del orden de 0,1 a 10 pm.

Despues de la eliminacion de al menos una parte de la capa negra, el componente esta preparado para una comprobacion visual en un siguiente paso A. Ahora se pueden identificar y localizar las manchas marrones y, por lo tanto, los “puntos blandos“ del material de los componentes, marcar los componentes y separarlos de forma inmediata o posteriormente. Ademas de una comprobacion visual de los componentes por parte de personal especificamente formado, tambien se puede llevar a cabo con ayuda de camaras y, por consiguiente, automatizar.

Finalizada la comprobacion visual, los componentes no separados se siguen tratando en cualquier caso en la forma conocida, en concreto en un paso posterior e) con un decapante acido. En un paso siguiente f), los componentes se lavan, para someterlos despues a una prueba de penetracion de fisuras o al procedimiento de proteccion de superficies.

La figura 6 muestra una alternativa del procedimiento anterior segun la figura 5, que se aprovecha de otro conocimiento para destacar las manchas marrones frente a la capa negra, despues del decapado alcalino“ en c) ya se pueden apreciar en algunas aleaciones de aluminio diferencias cromaticas suficientes, si el componente se seca. Por esta razon y segun la invencion, el proceso previo se interrumpe despues del paso d), en un paso O los componentes se secan. Este paso sirve para librar a los componentes de la humedad del proceso de lavado en el paso d). El secado se puede llevar a cabo de forma conocida mediante almacenamiento en aire caliente y apoyar mediante el empleo de aire a presion o aire comprimido sin aceite ni agua. Un lavado con agua caliente en el paso d) anterior tambien puede dar lugar a un resultado de secado mas rapido. En funcion de la seleccion del procedimiento concreto para la eliminacion de la capa negra en el paso B se puede juntar con el paso de procedimiento anterior O para el secado de los componentes, o suprimirlo. Si se emplea, por ejemplo, aire a presion para la eliminacion de la capa negra, este provoca a la vez el secado de los componentes, por lo que los pasos O y B coinciden.

A la comprobacion visual A siguen los pasos de procedimiento conocidos, segun los cuales un componente sin hallazgo se aporta al proceso previo y alli al “decapado acido” en el paso e) y al posterior “lavado” en el paso f). Un componente con un hallazgo evidente se puede asignar a los desechos Z o a la revision tecnica T para determinar la diferencia del componente que requiere la repeticion de los primeros pasos a) a d) del proceso previo.

La figura 7 muestra otra variante del procedimiento segun la figura 5. Se aprovecha del conocimiento de que el “decapado acido” en el paso e) elimina la capa negra. Segun la invencion, despues del “lavado” en d) el procedimiento se interrumpe antes de la comprobacion A con el paso e*), en el que se produce un “decapado acido” con una concentracion mas baja. Este paso de procedimiento utiliza el mismo decapante que el que se emplea en el proceso previo del paso e), pero debido a la concentracion mas baja solo conduce a una eliminacion parcial de la capa negra, practicamente sin tocar las manchas marrones. Por consiguiente, el paso e*) sustituye al paso B segun la figura 4, en el que la capa negra se elimina al menos parcialmente. Despues de un paso posterior d’), en el que los componentes se lavan, estos se pueden someter a la comprobacion visual A. El otro procedimiento corresponde al de la figura 5.

Dado que en el caso de los procedimientos anteriormente descritos en detalle se trata de ejemplos de realizacion, el experto en la materia puede modificarlos en la forma habitual. Especialmente las formulas concretas de los banos de limpieza y decapado pueden tener una composicion distinta a la que aqui se describe, sobre todo en lo que se refiere a las concentraciones, temperaturas y tiempos de actuacion. Del mismo modo los procesos, como la inmersion de los componentes, se pueden llevar a cabo de otra forma, por ejemplo mediante rociado o frotado, o el lavado se puede realizar no solo una, sino varias veces, si pareciera conveniente por razones tecnicas de procedimiento. Finalmente, el empleo de los articulos indeterminados “uno” o “una” no excluye que las caracteristicas en cuestion tambien puedan darse varias o multiples veces.

Lista de referencias

a), a’) Limpieza alcalina

b), b’) Lavado

c), c’) Decapado alcalino

d), d’) Lavado

e), e’) Decapado acido

f), f ’) Lavado

c*) Decapado alcalino con concentracion mas baja

e*) Decapado acido con concentracion mas baja

A, A1, A2 Comprobacion visual

B Eliminacion de la capa de oxido

O Secado

T Revision tecnica

Z, Z1, Z2 Desechos

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de tratamiento de superficies para componentes de aluminio o aleaciones de aluminio, que comprende un proceso previo con los siguientes pasos de tratamiento:

a) limpieza alcalina,

b) lavado,

c) decapado alcalino,

d) lavado,

e) decapado acido,

f) lavado,

realizandose despues del lavado en el paso b) y/o despues del lavado en el paso d) un paso (A; A1; A2) con una comprobacion visual de la existencia de puntos blandos, caracterizado por que despues del lavado en el paso d), y antes del paso (A; A2) de la comprobacion visual se elimina en un paso (B) separado, al menos en parte, una capa negra creada durante el decapado alcalino en los componentes.

2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que antes del paso (A; A2) de la comprobacion visual, se lleva a cabo un paso adicional (O) para el secado del componente.

3. Procedimiento segun la reivindicacion 2, caracterizado por que el secado en el paso adicional (O) se realiza por medio de aire comprimido.

4. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la eliminacion de la capa negra en el paso B se produce por medio de procedimientos mecanicos o productos quimicos.

5. Procedimiento segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 4, si esta se refiere a productos quimicos, caracterizado por que la eliminacion de la capa negra se produce con un decapante acido con una concentracion mas baja y/o con un tiempo de actuacion reducido y/o una temperatura mas baja.

6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que despues de la limpieza alcalina en el paso a) y antes de la comprobacion visual en el paso (A) se emplea, en un paso adicional c*), un decapado alcalino con un decapante con una concentracion mas baja y/o un tiempo de actuacion mas corto y/o una temperatura mas baja.

7. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que entre la comprobacion visual (A1) y el decapado alcalino en el paso c) se realizan los pasos a’) limpieza alcalina y b’) lavado.

8. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que ente la comprobacion visual (A2) y el decapado acido en el paso d) se realizan los pasos a’) limpieza alcalina, b’) lavado, c’) decapado alcalino y d’) lavado.

9. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que a la comprobacion visual (A; A1; A2) sigue, en los componentes con un hallazgo positivo, un proceso tecnico de revision estandardizado.

10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la comprobacion visual (A; A1; A2) se lleva a cabo de forma automatizada.

11. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que despues del paso f) se realiza una prueba de penetracion de fisuras y/o un procedimiento de proteccion de superficies.

12. Procedimiento para el examen de componentes de aluminio o aleaciones de aluminio para la deteccion de puntos blandos en un procedimiento de tratamiento de superficies segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que antes de un paso c) para el decapado alcalino y/o antes del paso e) para el decapado acido se realiza una comprobacion visual (A; A1; A2) de la existencia de puntos blandos.