ES2934125T3 - Procedimiento para el galvanizado, en particular galvanizado en caliente, de productos de hierro y acero - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a un método para producir una capa de zinc aleado con aluminio (que contiene aluminio), en particular con un espesor de capa aumentado, sobre un componente a base de hierro, preferiblemente un componente de acero, por medio de galvanización (galvanización en caliente). , en particular un método para aumentar y/o ajustar, preferiblemente aumentar, el espesor de capa de una capa de zinc aleado con aluminio (que contiene aluminio) producida mediante galvanización sobre un componente a base de hierro, y a un componente provisto de una capa de aluminio -capa de zinc aleado (que contiene aluminio) y obtenible de esta manera, y al uso de dicho componente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento para el galvanizado, en particular galvanizado en caliente, de productos de hierro y acero
La presente invención se refiere al campo técnico del galvanizado de componentes a base de hierro, o bien ferrosos, en particular a base de acero, o bien que contienen acero (componentes de acero), preferiblemente para la industria del automóvil, o bien de vehículos de motor, pero también para otros campos técnicos de aplicación (por ejemplo, para la industria de la construcción, el sector de la ingeniería mecánica general, la industria eléctrica, etc.), mediante galvanizado en caliente (galvanizado por inmersión en fusión).
En particular, la presente invención se refiere a un procedimiento para generar una capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, en particular con un mayor espesor de capa, en un componente a base de hierro, en particular un componente de acero, y también a los productos que se pueden obtener mediante el procedimiento según con la invención (es decir, componentes ferrosos galvanizados en caliente), así como a su uso respectivo.
Los componentes metálicos de cualquier tipo de material ferroso, en particular los componentes de acero, a menudo requieren una protección eficaz contra la corrosión debido a la aplicación. En particular, componentes de acero para el sector del automóvil (sector del automóvil), como por ejemplo para vehículos de pasajeros, camiones, vehículos comerciales, etc., pero también para otros sectores técnicos (por ejemplo industria de la construcción, ingeniería mecánica, industria eléctrica, etc.), a menudo requieren una protección eficaz contra la corrosión y/o el desgaste, que también resista cargas a largo plazo.
En este contexto, es conocido proteger los componentes a base de acero contra la corrosión y el desgaste por medio de galvanizado (galvanización). En el galvanizado, el acero se dota de una capa de zinc para proteger el acero contra la corrosión y el desgaste. En este caso, se pueden usar diferentes procedimientos de galvanizado para galvanizar componentes de acero, es decir, para revestir con un revestimiento metálico de zinc, debiéndose citar en particular galvanizado en caliente (también denominado como galvanizado por inmersión en fusión como sinónimo), galvanizado por pulverización (pulverización a la llama con alambre de zinc), galvanizado por difusión (galvanizado Sherard), galvanizado galvánico (galvanizado electrolítico), galvanizado no electrolítico por medio de revestimientos de laminillas de zinc, así como galvanizado mecánico. Existen grandes diferencias entre los procesos de galvanizado mencionados anteriormente, en particular con respecto a la realización del procedimiento, pero también con respecto a la naturaleza y propiedades de las capas de zinc, o bien revestimientos de zinc generados.
El galvanizado en caliente (galvanizado por inmersión en fusión) es probablemente el procedimiento más importante para proteger el acero contra la corrosión, pero también contra el desgaste, mediante revestimientos de zinc metálicos. El acero se sumerge continuamente (por ejemplo fleje y alambre) o por piezas (por ejemplo componentes) a temperaturas de alrededor de 450 °C a 600 °C en una caldera calentada con zinc líquido (punto de fusión del zinc: 419,5 °C), de modo que sobre la superficie del acero se forma una capa de aleación de hierro y zinc y sobre esta se forma una capa muy firmemente adherida de zinc puro (véase también la Fig. 1A).
Por lo tanto, el galvanizado en caliente es un procedimiento reconocido y probado desde hace muchos años para proteger componentes, o bien elementos de materiales ferrosos, especialmente materiales de acero, contra la corrosión, pero también el desgaste. Como se describió anteriormente, a este respecto, el componente típicamente prepurificado o pretratado se sumerge en un baño de zinc líquido caliente, que reacciona con la fusión de zinc y, como resultado, se produce la formación de una capa de zinc unida metalúrgicamente al material base.
En el caso del galvanizado en caliente, se hace una distinción entre el galvanizado de piezas discontinuo (véase, por ejemplo, la norma DIN EN ISO 1461) y el galvanizado continuo de flejes y alambres (véase, por ejemplo, la norma DIN EN 10143 y DIN EN 10346). Tanto el galvanizado de piezas como el galvanizado de flejes y alambres son procedimientos normalizados, o bien estandarizados. El fleje de acero galvanizado en continuo y el alambre galvanizado en continuo son en cada caso un producto previo, o bien intermedio (producto semiacabado), que se procesa después del galvanizado, en particular mediante conformado, troquelado, corte, etc., mientras que los componentes que deben protegerse mediante galvanización de piezas son primero fabricados por completo y solo entonces galvanizados en caliente (lo que protege integralmente los componentes contra la corrosión). La galvanización de flejes/alambres y la galvanización en piezas también difieren respecto al espesor de la capa de zinc, por lo que se producen diferentes tiempos de protección, también en función de la capa de zinc. El espesor de la capa de zinc de chapas galvanizadas en tiras se suele situar como máximo en 20 a 25 micrómetros, mientras que el espesor de la capa de zinc de las partes de acero galvanizadas en piezas se puede situar habitualmente en suele estar en el intervalo de 50 a 200 micrómetros e incluso más. El galvanizado en caliente proporciona una protección activa y pasiva contra la corrosión. La protección pasiva se produce debido al efecto barrera del revestimiento de zinc. La protección activa contra la corrosión se produce debido debe al efecto catódico del revestimiento de zinc. En comparación con los metales más nobles de la serie electroquímica, como por ejemplo hierro, el zinc sirve como ánodo de sacrificio, que protege el hierro subyacente contra la corrosión hasta que el propio zinc se corroe por completo.
En el llamado galvanizado de piezas según la norma DIN EN ISO 1461, tiene lugar el galvanizado en caliente de componentes y construcciones de acero en su mayoría de mayor tamaño. Las piezas brutas a base de acero o las piezas de trabajo terminadas (componentes) se sumergen en el baño de fusión de zinc después del pretratamiento.
En particular las superficies internas, las costuras de soldadura y los puntos de difícil acceso de las piezas de trabajo, o bien los componentes a galvanizar, se pueden alcanzar fácilmente por medio de inmersión.
El galvanizado en caliente convencional se basa en particular en la inmersión de componentes de hierro, o bien acero en fusión de zinc para formar un revestimiento de zinc, o bien recubrimiento de zinc en la superficie de los componentes. Para asegurar la adherencia, integridad y la uniformidad del revestimiento de zinc, generalmente se requiere una preparación minuciosa de la superficie de los componentes a galvanizar, que generalmente incluye desengrasado con subsiguiente proceso de lavado, seguido de decapado con ácido con subsiguiente proceso de lavado y finalmente un tratamiento con agente fundente (es decir, el denominado fluxado) con subsiguiente proceso de secado.
La secuencia de procedimiento típica en la galvanización de piezas convencional mediante galvanizado en caliente suele ser la siguiente:
en primer lugar, las superficies de los respectivos componentes se someten a un desengrasado con el fin de eliminar los residuos de grasas y aceites, pudiendo utilizarse normalmente como agentes de desengrasado agentes de desengrasado acuosos, alcalinos o ácidos. Después de la limpieza en el baño de desengrasado, normalmente sigue un proceso de lavado, típicamente por inmersión en un baño de agua, para evitar un arrastre de agentes desengrasantes con el material galvanizado en la subsiguiente etapa de proceso de decapado, siendo esto muy importante en especial en el caso de un cambio de desengrasado alcalino a un decapado ácido.
Después del desengrasado con subsiguiente proceso de lavado, generalmente se lleva a cabo un tratamiento de decapado (decapado), que sirve en particular para eliminar la contaminación específica de la especie, como por ejemplo óxido y herrumbre, de la superficie de acero. El decapado ácido generalmente se lleva a cabo en ácido clorhídrico diluido, dependiendo la duración del proceso de decapado, entre otras cosas, del grado de contaminación (por ejemplo, grado de oxidación) del material a galvanizar y de la concentración de ácido y la temperatura del baño de decapado. Para evitar, o bien minimizar arrastres de restos de ácido y/o sal con el material galvanizado, normalmente también se lleva a cabo un proceso de lavado (etapa de lavado) después del tratamiento de decapado.
A continuación se efectúa el denominado fluxado (también denominado tratamiento con agente fundente como sinónimo), tratándose la superficie de acero previamente desengrasada y decapada se trata con el denominado agente fundente, que comprende típicamente una disolución acuosa de cloruros inorgánicos, con mayor frecuencia con una mezcla de cloruro de zinc (ZnCl2) y cloruro de amonio (NH4Cl). Por un lado, es tarea del agente fundente llevar a cabo una última limpieza ultrafina intensiva de la superficie de acero antes de la reacción de la superficie de acero con el zinc fundido y disolver la capa de óxido en la superficie de zinc, así como evitar una nueva oxidación de la superficie de acero hasta el proceso de galvanizado. Por otro lado, el agente fundente debería aumentar la capacidad de humectación entre la superficie del acero y el zinc fundido. Tras el tratamiento de agente fundente se efectúa habitualmente un secado para producir una película sólida de agente fundente sobre la superficie del acero y eliminar el agua adherida, de modo que se eviten reacciones indeseables posteriores (en particular la formación de vapor de agua) en el baño de inmersión de zinc líquido.
Los componentes pretratados de la manera mencionada anteriormente son galvanizados en caliente mediante inmersión en la fusión de zinc líquida a continuación. En el galvanizado en caliente con zinc puro, el contenido de zinc de la fusión se sitúa al menos en 98,0 % en peso según la norma DIN EN ISO 1461. Tras la inmersión del material galvanizado en el zinc fundido, este permanece en el baño de fusión de zinc durante un tiempo suficiente, en particular hasta que el material galvanizado ha adoptado su temperatura y está revestido con una capa de zinc. Típicamente, la superficie de la fusión de zinc se purifica en particular de óxidos, cenizas de zinc, residuos de agente fundente y similares antes de que el producto de galvanizado se extraiga de nuevo de la fusión de zinc. El componente galvanizado en caliente de este modo se somete a continuación a un proceso de enfriamiento (por ejemplo al aire o en un baño de agua). Finalmente se eliminan los medios de retención para el componente, como por ejemplo eslingas, alambres para atar, presentes en caso dado. También se puede realizar adicionalmente una pasivación o un sellado en el ámbito del tratamiento posterior.
Después del proceso de galvanizado, generalmente se puede llevar a cabo un procesamiento posterior o un tratamiento posterior. En este caso, por ejemplo los residuos del baño de zinc excedentes, en particular el llamado goteo del zinc que se solidifica en los bordes, así como los residuos de óxido o ceniza que se adhieren al componente, se eliminan en la medida de lo posible.
Un criterio para la calidad de un galvanizado en caliente con zinc puro es el espesor del revestimiento de zinc en pm (micrómetros). En la norma DIN EN ISO 1461 se especifican los valores mínimos para los espesores de revestimiento requeridos que deben suministrarse en el galvanizado de piezas según el espesor del material. En la práctica, los espesores de capa son significativamente más altos que los espesores de capa mínimos especificados en la norma DIN EN ISO 1461. En general, los revestimientos de zinc producidos por galvanizado de piezas con zinc puro tienen un espesor en el intervalo de 50 a 200 micrómetros e incluso más.
Durante el proceso de galvanizado con zinc puro, sobre la pieza de acero se forma un revestimiento de capas de aleación de hierro/zinc de diferente composición como consecuencia de la difusión recíproca del zinc líquido con la
superficie de acero (véase la Fig. 1A). El crecimiento de la capa de aleación de hierro/zinc es un proceso dependiente del tiempo, por lo que la capa de aleación crece con el tiempo de permanencia y se forman capas de aleación de hierro/zinc muy gruesas con tiempos de permanencia prolongados. En la extracción de los objetos galvanizados en caliente, sobre la capa de aleación superior queda adherida una capa adicional de zinc, también denominada capa de zinc puro, que corresponde a la fusión de zinc en su composición. Sin embargo, debido a las altas temperaturas durante la inmersión en caliente, primero se forma una capa relativamente quebradiza basada en una aleación (capa de cristal mixto) entre hierro y zinc (capa de fase de Fe/Zn) en la superficie del acero y por encima se forma la capa de zinc puro. (véase la Fig. 1A). La capa de aleación de hierro/zinc relativamente quebradiza (capa de fase de Fe/Zn) mejora la adherencia al material base, pero dificulta la conformabilidad del acero galvanizado. Contenidos de silicio más altos en el acero, como los que se utilizan en particular para el llamado apaciguamiento del acero durante su producción, conducen a una reactividad elevada entre el zinc fundido y el material base y, en consecuencia, a un fuerte crecimiento de la capa de aleación de hierro/zinc. De este modo se produce la formación de espesores de capa totales relativamente grandes. Aunque esto permite un tiempo de protección contra la corrosión muy largo, cuanto más gruesa sea la capa de zinc, mayor será el riesgo de que la capa se desprenda bajo carga mecánica, en particular impactos repentinos locales, y se altere de este modo el efecto de protección contra la corrosión.
Con el fin de contrarrestar el problema descrito anteriormente de la aparición de la capa de aleación de hierro/zinc de rápido crecimiento, quebradiza y gruesa, y también para posibilitar espesores de capa menores con una alta protección contra la corrosión simultánea durante el galvanizado, por el estado de la técnica es igualmente conocido añadir adicionalmente aluminio a la fusión de zinc, o bien al baño de zinc líquido. Por ejemplo, mediante una adición de hasta 5 % en peso de aluminio a una fusión de zinc líquida se genera una aleación de zinc/aluminio con un punto de fusión más reducido frente al zinc puro. Mediante el uso de una fusión de zinc/aluminio (fusión de Zn/Al), o bien de un baño líquido de zinc/aluminio (baño de Zn/Al), por un lado se pueden realizar espesores de capa significativamente menores para una protección fiable contra la corrosión (generalmente por debajo de 25 micrómetros); por otro lado se suprime la formación de la capa quebradiza de aleación de hierro/zinc, ya que el aluminio -sin establecer una teoría determinada- por así decirlo, forma inicialmente una capa de bloqueo sobre la superficie de acero del respectivo componente en forma de una capa barrera de fase de Al/Fe muy fina (aprox. 500 nm), sobre la que se deposita entonces la verdadera capa de galvanizado aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio (véase la Fig. 1B). Sin embargo, mediante la formación de la capa barrera también se limita el espesor total de la capa, de modo que los tiempos de permanencia más largos no dan como resultado un aumento del espesor de la capa y no se puede sobrepasar un espesor de capa máximo.
Los componentes galvanizados en caliente con una fusión de zinc/aluminio se pueden conformar sin ningún problema debido a su bajo espesor de capa, pero presentan propiedades de protección contra la corrosión mejoradas -a pesar del espesor de capa significativamente menor en comparación con un galvanizado en caliente convencional con una fusión de zinc casi exenta de aluminio- (es decir, generalmente mejoradas frente a las capas de galvanizado más gruesas del galvanizado en caliente con zinc puro) .
Una aleación de zinc/aluminio utilizada en el baño de galvanizado en caliente también presenta propiedades de fluidez mejoradas y un punto de fusión más bajo frente al zinc puro. Además, los revestimientos de zinc que se generan por medio de galvanizado en caliente realizado bajo utilización de tales aleaciones de zinc/aluminio presentan una mayor resistencia a la corrosión (que es hasta seis veces mejor que la del zinc puro), una mejor óptica, una moldeabilidad mejorada y una mayor tolerancia a la pintura frente a los revestimientos de zinc formados con zinc puro. Además, con esta tecnología también se pueden producir revestimientos de zinc exentos de plomo.
Un procedimiento de galvanizado en caliente de este tipo utilizando una fusión de zinc/aluminio, o bien utilizando un baño de galvanizado por inmersión en caliente de zinc/aluminio se conoce, por ejemplo, por el documento WO 2002/042512 A1 y las publicaciones correspondientes equivalentes a esta familia de patentes (por ejemplo los documentos EP 1 352 100 B1, DE 601 24 767 T2 y US 2003/0219543 A1). Allí también se describen agentes fundentes adecuados para el galvanizado en caliente por medio de baños de fusión de zinc/aluminio, ya que las composiciones de agente fundente para los baños de galvanizado en caliente de zinc/aluminio tienen que ser diferentes de las de galvanizado en caliente convencional con zinc puro. Con el método descrito allí, se pueden generar revestimientos anticorrosión con espesores de capa muy reducidos (generalmente por debajo de 25 micrómetros, típicamente en el intervalo de 2 a 15 micrómetros) y con muy bajo peso con una alta rentabilidad, aplicándose comercialmente el método descrito allí bajo la denominación procedimiento microZINQ®.
Con respecto a la formación de la capa de zinc y sus propiedades, se ha demostrado que la capa de zinc puede verse significativamente influenciada por elementos de aleación en la fusión de zinc. A este respecto se debe citar aluminio como uno de los elementos más importantes: se ha demostrado que ya con un contenido en aluminio de 100 ppm (basado en el peso) en la fusión de zinc, se puede mejorar la óptica de la capa de zinc resultante hacia una apariencia más clara, más brillante. Este efecto aumenta constantemente con contenido de aluminio creciente en la fusión de zinc hasta 1000 ppm (basado en el peso). Además, se ha demostrado que, como ya se ha descrito, a partir de un contenido de aluminio en la fusión de zinc de 0,12 % en peso se forma una fase intermetálica de Fe/Al entre el material de hierro y la capa superior de zinc, lo que conduce a la inhibición de los procesos de difusión, habituales en caso contrario, entre el hierro y la fusión de zinc y, por lo tanto, a la reducción significativa del crecimiento de las fases de Zn/Fe; como consecuencia de esto, en la fusión de zinc se obtienen capas de zinc significativamente más delgadas a partir de este contenido de aluminio (véase la Fig. 1B). Finalmente, se ha demostrado que, en principio, el efecto
anticorrosivo de la capa de zinc resultante aumenta con un contenido en aluminio creciente en la fusión de zinc; la base para esto es que los compuestos de Al/Zn forman capas superiores claramente más estables con mayor rapidez.
Ejemplos conocidos del uso comercial de fusiones de zinc que contienen aluminio son el denominado procedimiento Galfan® y el antes citado procedimiento microZINQ® con un contenido en aluminio en la fusión de zinc típicamente en el intervalo de 4,2 % en peso a 6,2 % en peso. La ventaja de esta aleación consiste, entre otras cosas, en que en torno al valor medio de 5 % en peso se presenta una composición eutéctica del sistema Al/Zn con un punto de fusión de 382 °C, lo que posibilita reducir la temperatura de funcionamiento en el proceso de galvanizado.
El efecto anticorrosivo de una capa de zinc está influenciado, por un lado, por la composición de la capa de zinc y, por otro lado, por el espesor de la capa de zinc.
Sin embargo, por razones económicas y técnicas, en lo posible la capa de zinc solo debe tener el espesor necesario para el correspondiente sector de uso y la vida útil esperada. Las capas de zinc formadas por medio del galvanizado en caliente clásico (es decir, en un baño de zinc puro) suelen ser desproporcionadamente gruesas, mientras que las capas de zinc de un promedio de 8 a 15 pm, formadas por galvanizado en caliente en aleaciones de zinc/aluminio son sensiblemente más delgadas. A pesar de este uso altamente eficiente de los recursos, bajo condiciones límite especiales puede suceder que se requiera un mayor espesor de capa de zinc para cumplir con los requisitos de corrosión específicos. Este puede ser el caso cuando se presenta una carga por corrosión muy elevada, por ejemplo debido al efecto de productos químicos agresivos, o cuando se presenta una carga corrosiva, mecánica y/o térmica combinada. En particular, hasta ahora no ha sido posible dotar componentes a base de hierro de una capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, de tal manera que resulte un espesor que se sitúe entre el espesor que se obtiene mediante galvanizado en caliente clásico y el espesor que se obtiene mediante galvanizado en caliente en una aleación de Zn/Al, y que se pueda ajustar a medida para el sector de aplicación específico.
Por lo tanto, en el uso de fusiones de zinc aleadas con aluminio, o bien que contienen aluminio (fusiones de Zn/Al) es desfavorable en particular que la formación de capas de zinc más gruesas, o bien ajustables individualmente, no es posible en el ámbito de los procedimientos conocidos. Ya que tan pronto como se alcanza el espesor de capa máximo de la capa de galvanizado aleada con aluminio según procedimientos convencionales, incluso un tiempo de permanencia más largo en la fusión de zinc/aluminio no conduce a un aumento adicional del espesor de la capa de zinc, ya que la formación de la fase de Fe/Al en forma de capa de bloqueo (capa barrera) bloquea la cinética de crecimiento de la capa de zinc, lo que a su vez limita el crecimiento de la capa y no se puede sobrepasar un espesor máximo de capa.
El documento WO 2017/153062 A1 se refiere a una instalación y a un procedimiento para el galvanizado en caliente de componentes, preferiblemente para el galvanizado en caliente en serie de un gran número de componentes idénticos o similares, en particular en funcionamiento discontinuo, preferiblemente para el galvanizado de piezas.
El documento EP 0 337 402 A1 se refiere a un proceso de aleación de zinc, o bien galvanizado en dos etapas, galvanizándose el componente a revestir primero en una fusión de zinc esencialmente puro en un intervalo de temperatura de 430 a 480 °C, sometiéndose a un enfriamiento a continuación e introduciéndose seguidamente en otro baño de zinc, que presenta al menos un 0,1 % en peso de aluminio, realizándose el recubrimiento en el segundo baño de zinc a una temperatura en el intervalo de 390 a 460°C.
El documento WO 2012/083345 A1 se refiere a un procedimiento en línea para galvanizar un elemento alargado con un recubrimiento que comprende zinc y aluminio, estando contenido el aluminio en una cantidad de 5 a 20 % en peso, comprendiendo el proceso las siguientes etapas: limpieza y aplicación de un agente fundente exento de metal alcalino sobre una superficie exterior del componente, secado del agente fundente sobre el elemento y precalentamiento del elemento, etapa del elemento precalentado a través de un baño que comprende el recubrimiento de zinc y aluminio, y siguiente extracción del elemento recubierto.
Finalmente, el DE 102016106 617 A1 se refiere a una instalación y a un procedimiento para el galvanizado en caliente de componentes, preferiblemente para el galvanizado en caliente en serie de un gran número de componentes idénticos o similares, preferiblemente para el galvanizado de piezas, pulverizándose el agente fundente automáticamente sobre la superficie de los componentes individuales.
Por lo tanto, el problema que motiva la presente invención consiste en la puesta a disposición de un procedimiento para el galvanizado en caliente (galvanizado por inmersión en fusión), en particular de componentes a base de hierro, o bien ferrosos, preferiblemente componentes a base de acero, o bien que contienen acero (componentes de acero), usando una fusión de zinc que contiene aluminio, o bien aleada con aluminio, debiéndose evitar en gran medida, o bien al menos mitigar las desventajas descritas anteriormente del estado de la técnica.
En particular, debe proporcionarse un procedimiento que, frente a los procedimientos convencionales de galvanizado en caliente realizados utilizando fusiones de zinc que contienen aluminio, o bien aleadas con aluminio, permita un aumento individual, o bien específicamente adaptable, del espesor de la capa de zinc obtenido en el caso de uso de baños de galvanizado aleados con aluminio, o bien que contienen aluminio y, en particular, también posibilite una economía del proceso mejorada y/o una secuencia de proceso más eficiente, en particular más flexible y/o más fiable,
en particular menos propensa a errores y/o una compatibilidad comercial mejorada y/o una utilización mejorada de costes y recursos.
Para resolver el problema descrito anteriormente, la presente invención propone -de acuerdo con un primer aspecto de la presente invención- un procedimiento para el galvanizado en caliente según la reivindicación 1; otras configuraciones, particularmente especiales y/o ventajosas del procedimiento según la invención son objeto de las reivindicaciones de método dependientes a este respecto.
Además, la presente invención se refiere -según un segundo aspecto de la presente invención- a un componente a base de hierro galvanizado en caliente (galvanizado por inmersión en fusión), preferiblemente un componente de acero, obtenible conforme al procedimiento según la invención, según las reivindicaciones independientes de producto a este respecto; otras configuraciones particularmente especiales y/o ventajosas de este aspecto de la invención son objeto de las reivindicaciones de producto dependientes a este respecto.
Además, la presente invención se refiere -según un tercer aspecto de la presente invención- al uso de un componente a base de hierro galvanizado en caliente (galvanizado por inmersión en fusión) según la invención para la fabricación de automóviles o para el sector técnico según las reivindicaciones de uso independientes a este respecto.
Finalmente, la presente invención se refiere -según un cuarto aspecto de la presente invención- al uso del aumento y/o ajuste de la rugosidad de la superficie para el ajuste y el aumento del espesor de la capa de zinc según la reivindicación de uso independiente a este respecto.
No hace falta decir en las siguientes explicaciones que las configuraciones, formas de realización, ventajas y similares, que solo se explican a continuación para un aspecto de la invención para evitar repeticiones, por supuesto también se aplican correspondientemente a los otros aspectos de la invención, sin que esto requiera una mención especial.
En el caso de todos los datos relativos, o bien porcentuales referidos al peso citados a continuación, en particular los datos cuantitativos o ponderales relativos, también debe tenerse en cuenta que estos se deben seleccionar por el especialista en el ámbito de la presente invención de tal manera que se completen, o bien se añadan en la suma para dar 100 %, o bien 100 % en peso, incluyendo todos los componentes, o bien sustancias de contenido, en particular como se define a continuación; no obstante, esto es evidente para el especialista.
Además, se considera que el especialista puede desviarse de los datos de intervalo indicados a continuación si es necesario -respecto a la aplicación o debido al caso individual- sin abandonar el ámbito de la presente invención.
Además, todos los datos de valores, o bien parámetros o similares citados a continuación pueden calcularse, o bien determinarse en principio con procedimientos de determinación normalizados, o bien estandarizados o indicados explícitamente o, en caso contrario, con métodos de determinación, o bien medición, comunes para el especialista en este campo.
Dicho esto, la presente invención se explicará ahora en detalle a continuación.
Por consiguiente, es objeto de la presente invención -según un primer aspecto de la presente invención- un
procedimiento para la generación de una capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio sobre un componente a base de hierro,
comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas de procedimiento en el orden que se indica a continuación:
(a) aumento y/o ajuste de la rugosidad de la superficie de al menos una superficie del componente a base de hierro mediante tratamiento mecánico mediante un procedimiento abrasivo, realizándose el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie de tal manera que la superficie tiene un valor medio de rugosidad Ra según la norma DIN EN ISO 4288:1998-04 en el intervalo de 0,3 a 15 pm; entonces
(b) galvanizado en caliente del componente a base de hierro en una fusión de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio, conteniendo la fusión de zinc al menos 0,1 % en peso de aluminio, referido a la fusión de zinc,
obteniéndose tras la realización de la etapa de procedimiento (b) un componente a base de hierro provisto y/o recubierto y/o revestido con la capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio con un espesor de capa de zinc en el intervalo de 3 a 30 pm.
Como se explica a continuación, la presente invención está asociada a un gran número de ventajas, características especiales y efectos técnicos sorprendentes completamente inesperados, cuya siguiente descripción no pretende ser completa, pero ilustra el carácter inventivo de la presente invención:
sorprendentemente, en el ámbito de la presente invención, mediante el procesamiento mecánico de la superficie del componente a base de hierro y mediante el ajuste de la rugosidad de la superficie obtenido de este modo en la etapa (a) se consigue ajustar selectivamente el espesor de la capa de zinc en la siguiente etapa (b) y, de este modo, aumentar y ajustar selectivamente el espesor de la capa de zinc (y sin que se afecte a la calidad de las propiedades
anticorrosivas resultantes y de las propiedades mecánicas resultantes). El término "aumento, o bien incremento de la rugosidad de la superficie" se refiere en este caso al estado original de la superficie del componente (es decir, antes de la realización de la etapa (a)).
Por el contrario, en el ámbito de la presente invención resultan propiedades anticorrosivas mejoradas y también excelentes, si no mejores propiedades mecánicas y de otro tipo (por ejemplo, propiedades de desgaste).
El hecho de que el aumento, o bien el ajuste mecánico de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) conduzca a que en la siguiente etapa de galvanizado en caliente (b) el espesor de la capa de la capa de galvanizado aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, se pueda aumentar significativamente, o bien ajustar individualmente frente a un galvanizado en caliente convencional con una fusión de Zn/Al (es decir, sin pretratamiento según la etapa (a)), es completamente sorprendente y no era de esperar por el especialista. Esto es debido a que, en los procedimientos de galvanizado en caliente conocidos por el estado de la técnica utilizando una fusión de Zn/Al, la fina capa de bloqueo (capa de fase de Fe/Al, aprox. 500 nm) que se forma debido a la alta afinidad del aluminio con el hierro contrarresta un aumento del crecimiento del espesor de la capa de galvanizado. Sin embargo, de manera completamente sorprendente, en el ámbito de la presente invención se descubrió que el pretratamiento mecánico según la etapa de procedimiento (a) según la invención, sin embargo, conduce inesperadamente a un aumento significativo en el espesor de la capa y a una controlabilidad individual del crecimiento del espesor de la capa en la siguiente etapa de galvanizado en caliente (b) utilizando una fusión de Zn/Al.
Por lo tanto, en el ámbito del procedimiento según la invención, se ha demostrado sorprendentemente que, mediante el desbaste mecánico de la superficie del componente en cuestión y el ajuste selectivo de la rugosidad de la superficie obtenido de este modo, se puede ajustar selectiva, o bien individualmente el espesor de capa de la capa de galvanizado generada mediante el galvanizado en caliente con una fusión de Zn/Al, pudiéndose elevar, o bien aumentar significativamente, o bien ajustar los espesores de capa de galvanizado resultantes frente a procedimientos de galvanizado en caliente convencionales con una fusión de Zn/Al.
Sin querer establecer una teoría determinada, el fenómeno descrito anteriormente puede explicarse en particular (al menos entre otras cosas) debido al hecho de que el aumento, o bien el ajuste de la rugosidad de la superficie conduzca a un cambio en el comportamiento de salida, con lo que aumenta el espesor de la capa de zinc -dependiendo de la rugosidad de la superficie- de modo que, por consiguiente, se produce un incremento del efecto anticorrosivo, así como de las propiedades mecánicas y de otro tipo. Por lo tanto, debido al espesor elevado de la capa de zinc se obtiene un aumento del efecto anticorrosivo, basado en la aparición de corrosión del material base (óxido rojo). Además, también se mejora la resistencia mecánica, en particular la resistencia del componente frente a una carga que actúa, sobre todo la estabilidad a la abrasión, que describe la resistencia frente al rozamiento, y también la adherencia, así como la capacidad de carga como resultado de impactos bruscos o repentinos, como por ejemplo impactos de piedra. Este hallazgo es aún más sorprendente dado que las capas de zinc que se producen en el procedimiento clásico de galvanizado en piezas se vuelven más susceptibles a cargas mecánicas a medida que aumenta el espesor de la capa.
En consecuencia, las ya buenas propiedades de las capas de galvanizado aleadas con aluminio, o bien que contienen aluminio, con respecto a su efecto anticorrosivo y su resistencia mecánica, pueden mejorarse aún más mediante la presente invención.
Por consiguiente, en el ámbito de la presente invención es posible mejorar aún más las excelentes propiedades de las capas de zinc aleadas con aluminio, o bien que contienen aluminio, que tienen propiedades superiores frente a las capas de zinc puro. Por lo tanto, no es necesario recurrir a una fusión de zinc puro, que se correlaciona con propiedades inferiores, para un espesor de capa elevado; esto es debido a que, sorprendentemente, el espesor de capa de una capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, se puede aumentar selectivamente mediante el procedimiento según la invención e incluso ajustarse a medida, o bien individualmente.
Mediante la utilización de una fusión de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio ("fusión de Zn/Al"), los componentes a base de hierro galvanizados en caliente que se pueden obtener según la invención también tienen todas las demás ventajas asociadas a una aleación de zinc/aluminio en comparación con revestimientos de zinc formados a partir de zinc puro, como por ejemplo óptica mejorada, moldeabilidad mejorada y mejor tolerancia a la pintura. También se conserva la ventaja del punto de fusión de la fusión de zinc/aluminio menor en comparación con una fusión de zinc puro, con las menores temperaturas de trabajo resultantes.
Además, el espesor total de la capa resultante conforme al procedimiento según la invención no solo es más elevado que con un galvanizado en caliente idéntico sin desbaste previo de la superficie, sino que -dependiendo de la rugosidad de la superficie ajustada- siempre es reproducible, es decir con rugosidad de la superficie ajustada de manera idéntica en la etapa de procedimiento (a), con mismas condiciones de galvanizado en caliente según la etapa de proceso (b) resultan siempre idénticas capas de galvanizado aleadas con aluminio, o bien que contienen aluminio, en particular con espesores de capa idénticos. Debido a esta buena reproducibilidad, el procedimiento según la invención también se puede aplicar en fabricaciones a gran escala, o bien en la fabricación en serie.
Otra ventaja del procedimiento según la invención es que la rugosidad de la superficie se puede aumentar, o bien ajustar tanto en todo el componente como también solo parcialmente en áreas seleccionadas del componente y, por lo tanto, se puede efectuar un refuerzo, o bien aumento, o bien ajuste selectivo del espesor de la capa de zinc solo en las áreas requeridas, de modo que se pueden obtener soluciones específicas de la aplicación para el respectivo sector de uso. Esto se traduce en una reducción de costes y recursos. Un aumento por áreas del espesor de la capa galvanizada de la capa de galvanizado aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, de un componente puede tener sentido, por ejemplo, si solo las áreas en cuestión de un componente están expuestas a una elevada y/o a una carga mecánica elevada (por ejemplo componentes de soporte de vehículos especiales, componentes de soporte en la construcción de carrocerías, componentes especiales de edificios, etc.).
Sorprendentemente, la rugosidad de la superficie introducida en la etapa (a) en el procedimiento según la invención se aplana, o bien se nivela al menos sensiblemente o incluso por completo en el posterior galvanizado en caliente según la etapa (b), de modo que finalmente se obtiene una superficie continua y uniforme de la capa galvanizada aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, por lo que la rugosidad de la superficie introducida en la etapa (a) no ocasiona una reducción de la calidad de la superficie del componente galvanizado en caliente obtenido después de la etapa (b) y, por lo tanto, no se limita la aplicación final.
Otra ventaja de la presente invención es que, mediante el aumento, o bien el ajuste de la rugosidad de la superficie, al mismo tiempo tiene lugar una limpieza mecánica de los componentes, de modo que se reduce el esfuerzo de limpieza antes del proceso de galvanizado. Sobre todo, la limpieza mediante decapado en un medio ácido puede acortarse significativamente o incluso omitirse por completo. De este modo también se reduce claramente o incluso se excluye por completo la posible entrada no deseada de hidrógeno de la disolución ácida de decapado en el material de galvanizado. Esto es particularmente ventajoso para componentes de acero de alta y máxima resistencia, con una resistencia de más de 1.000 MPa, en los cuales existe un mayor riesgo de fragilización debido al hidrógeno según la norma DIN 55969, por lo que se determina una limitación del tiempo de decapado a menos de 15 minutos ya para componentes de alta resistencia. Además, el acortamiento, o bien la omisión del decapado supone una mejora desde el punto de vista comercial, sobre todo una mejora en la utilización de costes y recursos.
Las instalaciones existentes para el galvanizado en caliente convencional con fusiones de Zn/Al también se pueden complementar, o bien reequipar fácilmente (es decir, mediante adición de un dispositivo para la realización de la etapa (a), que también se puede realizar de manera descentralizada, o bien separada espacialmente del verdadero galvanizado en caliente en la etapa (b).
Las características especiales del procedimiento según la invención también se reflejan directamente en los productos del procedimientos obtenibles, es decir, los componentes a base de hierro galvanizados en caliente: los componentes galvanizados en caliente obtenibles según la invención no solo tienen propiedades mecánicas mejoradas y propiedades de corrosión mejoradas como resultado de la capa de galvanizado que contiene aluminio, o bien aleada con aluminio, sino que también pueden estar provistos de una capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, hecha a medida, en particular adaptada con precisión a los requisitos correspondientes.
Como muestran las investigaciones microscópicas de secciones (secciones transversales) de los componentes obtenibles según la invención, los componentes según la invención se caracterizan por una estructura superficial especial (véase la Fig. 1C, así como las Figs. 3A y 3B): como resultado del tratamiento de desbaste según la etapa de procedimiento (a), los componentes según la invención presentan una rugosidad de la superficie del material base significativamente más elevada, o bien ajustada en comparación con las superficies de los componentes no desbastados, que se nivela, o bien se aplana por completo al menos esencialmente en el producto final terminado por medio de la capa de galvanizado que contiene aluminio, o bien aleada con aluminio. Las investigaciones microscópicas también demuestran que se obtiene un espesor de capa significativamente más elevado de la capa de galvanizado en caliente que contiene aluminio, o bien aleada con aluminio, en comparación con las capas de galvanizado que contienen aluminio, o bien aleadas con aluminio, generadas por medio de galvanizado en caliente sin desbaste previo. En este caso, el aumento del espesor de la capa conduce de la misma manera a propiedades anticorrosivas mejoradas y a propiedades mecánicas mejoradas (por ejemplo resistencia a la abrasión mejorada, propiedades de protección contra el desgaste mejoradas, etc.), ya que las otras propiedades de la capa de galvanizado que contiene aluminio, o bien aleada con aluminio, no se ven perjudicadas por el pretratamiento según la invención, en particular su adherencia en relación con la superficie del material subyacente.
Por lo tanto, como resultado, los productos según la invención presentan una estructura de capa especial, que puede documentarse e identificarse mediante investigaciones microscópicas en secciones de los productos en cuestión (véanse las representaciones de las Figuras 1A, 1B y 1C, así como 3A y 3B discutidas a continuación en comparación con las capas generadas mediante procedimientos convencionales según las Figs. 1A y 1B). En particular, el desbaste de la superficie efectuado antes del tratamiento de galvanizado en caliente sigue siendo identificable, o bien verificable también en la sección microscópica del producto final.
Por lo tanto, en el ámbito de la presente invención puede proporcionarse un procedimiento de galvanizado en caliente eficiente y económico, evitándose al menos sensiblemente, o bien al menos mitigándose las desventajas del estado de la técnica anterior descritas anteriormente.
A continuación se describen y se explican con más detalle configuraciones preferidas del procedimiento según la invención, o bien de la secuencia de procedimiento según la invención como se ha descrito anteriormente, el procedimiento según la invención comprende inicialmente una etapa de procedimiento (a) de aumento y/o ajuste de la rugosidad de la superficie de al menos una superficie del componente a base de hierro, preferiblemente un componente de acero.
En el ámbito de la etapa de procedimiento (a) según la invención se efectúa un aumento y/o ajuste de la rugosidad de la superficie (también denominada rugosidad de la superficie o aspereza de la superficie como sinónimo). El término rugosidad de la superficie (también denominada rugosidad como sinónimo) es un término de la física de superficies que describe la irregularidad de la altura de la superficie. Existen diferentes procedimientos de cálculo para la caracterización cuantitativa de la rugosidad, que tienen en cuenta respectivamente las diferentes particularidades de las superficies. La rugosidad de la superficie se puede caracterizar por medio de los denominados parámetros de rugosidad, en particular por el llamado valor medio de rugosidad Ra, la profundidad de rugosidad promedio Rz y la profundidad de rugosidad máxima Rmax. Los parámetros de rugosidad respectivos y sus mediciones están regulados y especificados en particular en la norma DIN EN ISO 4288:1998-04. Esto se discutirá con más detalle a continuación.
En el ámbito del procedimiento según la invención, se puede realizar el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) en al menos una superficie del componente a base de hierro, preferiblemente en varias superficies del componente a base de hierro.
Según una forma particular de realización de la presente invención, el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) se puede realizar en todo el componente a base de hierro, en particular en todas las superficies del componente a base de hierro. Esta forma de realización particular de la presente invención es ventajosa en particular cuando los componentes están expuestos a una carga particularmente fuerte en toda su superficie, pudiéndose dotar estos de una capa de galvanizado con un espesor de capa de zinc elevado en su totalidad. o bien en conjunto.
Según una forma de realización especial alternativa de la presente invención, el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) se puede realizar solo en ciertas áreas, en particular solo en una superficie y/o no en todas las superficies del componente a base de hierro. Una forma de realización de este tipo es particularmente ventajosa cuando los componentes están expuestos solo por áreas, o bien localmente, a una tensión elevada (por ejemplo, tensión de corrosión y/o tensión de desgaste), de modo que solo estas áreas respectivas deben protegerse más intensamente, es decir, mediante formación de una capa de galvanizado formada con mayor espesor en las áreas respectivas. Por lo tanto, en el ámbito del procedimiento según la invención también es posible aumentar, o bien ajustar la rugosidad de la superficie solo en aquellas superficies de un componente que, debido a su disposición en el producto final, requieren un espesor elevado de la capa de zinc. Por ejemplo, los componentes del chasis utilizados en el sector de la automoción, como los portaejes y los puntales de tracción, solo pueden reforzarse adicionalmente de manera selectiva en el lado orientado hacia la carretera, ya que estas superficies están expuestas al impacto de piedras, a cargas de corrosión debidas a sales de deshielo, a la carga térmica debida al canal de gases de escape que discurre por encima y una carga mecánica elevada. Para posibilitar una vida útil elevada sin desgaste prematuro del componente a pesar de esta carga, o bien tensión elevada, el espesor de la capa de zinc se puede aumentar localmente, o bien por áreas, de manera selectiva solo en los respectivos puntos de desgaste del componente y, por lo tanto, la resistencia se puede mejorar de manera selectiva solo en estos.
En el ámbito de la etapa de procedimiento (a) del procedimiento según la invención, el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie se efectúa mediante un tratamiento mecánico. Los procedimientos de tratamiento mecánicos para el aumento y/o el ajuste de la rugosidad superficial son suficientemente conocidos como tales por el especialista.
En lo que respecta al aumento y/o ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) mediante un tratamiento mecánico, este aumento y/o ajuste de la rugosidad de la superficie se realiza mediante abrasión y/o mediante un procedimiento abrasivo, preferiblemente por medio de chorreo de aire comprimido con material de chorreo sólido (también denominado "chorreo de arena" como sinónimo).
En el ámbito de la invención, se entiende por abrasión, o bien por un procedimiento abrasivo, en particular la eliminación abrasiva, es decir, la eliminación de material mediante la acción mecánica de un elemento de rozamiento (fricción). Durante la eliminación abrasiva, las puntas de rugosidad de un elemento de rozamiento penetran en las capas marginales del otro, o bien las partículas duras de un material intermedio penetran en las capas marginales del elemento de rozamiento, con lo que se producen microcortes, microastillamiento, rayados, formación de estrías o similares. Este efecto se utiliza en el ámbito de la invención en el caso de aumento, o bien ajuste de la rugosidad de la superficie, por ejemplo, mediante el chorreo de aire comprimido con material de chorreo sólido (agente de chorreo). En el chorreo de aire comprimido, el aire comprimido sirve como medio de transporte para el material de chorreo a acelerar, que se lleva así a la superficie a tratar y cuyo impacto tiene un efecto abrasivo. Una ventaja particular en el uso de sistemas de chorreo de aire comprimido consiste en la amplia adaptabilidad a tamaño, forma y a requisitos técnicos de la superficie de los objetos a procesar, así como la posibilidad de uso casi ilimitada de los más diversos materiales de chorreo metálicos, minerales y orgánicos (también llamados "medios de chorreo" como sinónimo), de modo que se puede seleccionar el sistema adecuado para cada aplicación, o bien se puede adaptar el sistema al objeto a procesar.
En el ámbito de la invención, el material de chorreo (medio de chorreo) utilizado puede seleccionarse en particular a partir del grupo de material de chorreo metálico, mineral (inorgánico) y orgánico, así como sus combinaciones, preferiblemente en forma de partículas, preferiblemente a partir del grupo de material de chorreo metálico, mineral natural, mineral sintético, orgánico natural y orgánico sintético, así como sus combinaciones, en particular material de chorreo de acero inoxidable en partículas y/o material chorreo con bolas de vidrio.
En este caso se prefiere especialmente que el material de chorreo utilizado en la etapa de procedimiento (a) presente una forma de grano redonda, esférica, angulosa o cilíndrica, preferiblemente una forma de grano angular. Se prefiere especialmente el uso de material de chorreo anguloso, ya que este permite un fuerte desbaste en poco tiempo y a baja presión de acero.
Se prefiere que el material de chorreo usado en la etapa de procedimiento (a) presente un tamaño de grano absoluto en el intervalo de 30 a 5.000 pm, en particular en el intervalo de 50 a 3.000 pm, preferiblemente en el intervalo de 60 a 1.500 pm, de modo particularmente preferible en el intervalo de 70 a 1.000 pm, de modo muy particularmente preferible en el intervalo de 75 a 800 pm. Este tamaño de grano es particularmente adecuado para el desbaste de la superficie sin dañar o cambiar permanentemente los componentes. En el caso de formación irregular del material de chorreo, o bien de las partículas de material de chorreo, el tamaño de grano se refiere a la máxima extensión de las partículas de material de chorreo en cada caso.
Además, se prefiere que el material de chorreo utilizado en la etapa de procedimiento (a) presente una dureza, en particular una dureza de grano, preferiblemente dureza Vickers, en el intervalo de 20 a 2.500 HV, en particular en el intervalo de 100 a 2.100 HV, preferiblemente en el intervalo de 200 a 2.000 HV, preferiblemente en el intervalo de 250 a 1.500 HV.
Además, se prefiere que el material de chorreo utilizado en la etapa de procedimiento (a) presente una dureza, en particular una dureza de grano, preferiblemente una dureza Mohs, en el intervalo de 2 a 9 Mohs, en particular en el intervalo de 2,5 a 8 Mohs, preferiblemente en el intervalo de 3 a 7 Mohs, preferiblemente en el intervalo de 3,5 a 6,5 Mohs.
El material de chorreo con la dureza Vickers o Mohs mencionada anteriormente es particularmente eficiente en el aumento, o bien el ajuste de la rugosidad de la superficie de los componentes a base de hierro sin un daño en el componente (es decir, un cambio de superficie que no se pueda compensar, o bien nivelar mediante el galvanizado posterior).
La presión del acero utilizada en la etapa de procedimiento (a) también puede variar dentro de amplios intervalos:
según la invención se prefiere que el material de chorreo se deje actuar sobre al menos una superficie del componente a base de hierro con una presión de chorreo en el intervalo de 1 a 15 bar, en particular en el intervalo de 2 a 11 bar, preferiblemente en el intervalo de 3 a 8 bar, de modo particularmente preferible en el intervalo de 3 a 5 bar.
Normalmente se deja que el material de chorreo actúe sobre al menos una superficie del componente a base de hierro con una presión de chorreo de al menos 1 bar, en particular de al menos 2 bar, preferiblemente de al menos 3 bar.
Ventajosamente, se deja que el material de chorreo actúe sobre al menos una superficie del componente a base de hierro con una presión de chorreo de 15 bar como máximo, en particular de 11 bar como máximo, preferiblemente de 8 bar como máximo, de manera especialmente preferente de 5 bar como máximo.
También la duración del chorreo en la etapa de procedimiento (a) puede variar dentro de amplios intervalos:
en general, es ventajoso que el material de chorreo se deje actuar sobre al menos una superficie del componente a base de hierro durante un tiempo de 10 segundos a 30 minutos, en particular de 15 segundos a 20 minutos, preferiblemente de 20 segundos a 10 minutos.
Se prefiere que el material de chorreo se deje actuar sobre al menos una superficie del componente a base de hierro durante un tiempo de hasta 30 minutos, en particular hasta 20 minutos, preferiblemente hasta 10 minutos.
En este caso, en el ámbito de la invención se prefiere especialmente que el material de chorreo se deje actuar sobre al menos una superficie del componente a base de hierro durante un tiempo de al menos 10 segundos, en particular al menos 15 segundos, preferiblemente al menos 20 segundos
En general, las condiciones de procedimiento, o bien los parámetros de procedimiento citados anteriormente para la etapa de procedimiento (a), en particular las condiciones para el tratamiento mecánico, en particular por medio de abrasión, preferiblemente por medio de un chorro de aire comprimido con material de chorreo sólido, como la selección del tipo y tamaño del material de chorreo, tratamiento de chorreo, presión de chorreo, duración del chorreo, etc., se diseñan, o bien se seleccionan de tal manera que la rugosidad de la superficie se adapte, o se ajuste a medida a este respecto al espesor de la capa a obtener, o bien deseado, de la capa de galvanizado aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, resultante después del galvanizado en caliente en la etapa de procedimiento (b). De esta manera, mediante la realización de la etapa de procedimiento (a), en particular el aumento ajustado selectivamente de la
rugosidad de la superficie, el espesor de capa de la capa de galvanizado resultante tras la etapa de procedimiento (b) puede manejarse, o bien controlarse, o bien ajustarse a medida.
Las condiciones del procedimiento mencionadas anteriormente para la etapa de procedimiento (a) posibilitan el ajuste y/o el aumento especialmente eficiente de la rugosidad de la superficie (sin dañar la superficie en este caso) y en este caso posibilitan en particular una adaptación individual a los requisitos de aplicación correspondientes.
En el ámbito de la presente invención está previsto realizar el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) de tal manera que la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) presente un valor medio de rugosidad Ra, en particular según la norma DIN EN ISO 4288:1998-04, de al menos 0,3 pm, en particular de al menos 0,6 pm, preferiblemente de al menos 0,7 pm, de forma especialmente preferente de al menos 0,8 pm.
Según la presente invención, el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie se realiza en la etapa de procedimiento (a) de tal manera que la superficie tratada en la etapa de proceso (a) tiene un valor medio de rugosidad Ra, en particular según la norma DIN EN ISO 4288 :1998-04, en el intervalo de 0,3 a 15 pm, preferiblemente en el intervalo de 0,7 a 13 pm, de manera particularmente preferida en el intervalo de 0,8 a 12 pm.
El valor medio de rugosidad Ra describe la rugosidad de una superficie técnica y es la media aritmética de las cantidades de los valores de ordenadas del perfil de rugosidad dentro de un tramo de medición individual. Este representa la desviación media del perfil de la línea media. Para el cálculo de este valor de medición se escanea la superficie en un tramo de medición definido y se registran todas las diferencias de altura y profundidad de las superficies rugosas. La integral se forma a partir de esta curva de rugosidad y se divide por la longitud del tramo de medición (véase la norma DIN EN ISO 4288:1998-04 citada anteriormente).
Además, se prefiere que el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) se realice de tal manera que la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) tenga una profundidad de rugosidad promedio Rz, en particular según la norma DIN EN ISO 4288:1998-04, de al menos 2 pm, en particular de al menos 3 pm, preferiblemente de al menos 4 pm.
Además, según la invención se prefiere especialmente que el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) se realice de tal manera que la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) tenga una profundidad de rugosidad promedio Rz, en particular según la norma DIN EN ISO 4288:1998-04, en el intervalo de 2 a 75 pm, en particular en el intervalo de 3 a 70 pm, preferiblemente en el intervalo de 3 a 65 pm.
La profundidad de rugosidad promedio Rz describe la suma de la altura de la punta de perfil máxima y la profundidad del valle de perfil máximo dentro de un tramo de medición individual. Por lo general, Rz resulta del promedio de los resultados de cinco tramos de medición individuales. La profundidad de rugosidad promedio Rz reacciona a los cambios en las estructuras superficiales en suma más sensiblemente que el valor medio de rugosidad Ra (véase la norma DIN EN ISO 4288:1998-04 citada anteriormente).
Además, según la invención se prefiere que el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) se realice de tal manera que la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) presente una profundidad de rugosidad máxima Rmax, en particular según la norma DIN EN ISO 4288:1998-04, de al menos 3 pm, en particular de al menos 4 pm, preferiblemente de al menos 5 pm.
En particular, se prefiere que el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) se realice de tal manera que la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) tenga una profundidad de rugosidad máxima Rmax, en particular según la norma DIN EN ISO 4288:1998-04, en el intervalo de 3 a 95 pm, en particular en el intervalo de 4 a 90 pm, preferiblemente en el intervalo de 5 a 85 pm.
La profundidad de rugosidad máxima Rmax describe la mayor de las cinco profundidades de rugosidad individuales dentro de un tramo de medición (véase la norma DIN EN ISO 4288:1998-04 citada anteriormente).
Según una forma particular de realización de la presente invención, el aumento de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) se realiza de tal manera que el valor medio de rugosidad Ra, en particular según la norma DIN EN ISO 4288:1998-04, de la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) se aumenta al menos 10 %, en particular al menos 25 %, preferiblemente al menos 50 %, más preferiblemente al menos un 75 %, de modo incluso más preferible al menos 100 % (es decir, referido al valor medio de rugosidad Ra antes del tratamiento superficial). Por ejemplo, el aumento de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) se puede realizar de tal manera que el valor medio de rugosidad Ra, en particular según la norma DIN EN ISO 4288:1998-04, de la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) se aumenta 10 % hasta 300 %, en particular 25 % hasta 200 % (es decir, referido al valor medio de rugosidad Ra antes del tratamiento superficial). En otras palabras, el aumento porcentual de la rugosidad de la superficie, caracterizado por el aumento del valor medio de rugosidad Ra, se describe mediante la relación porcentual del valor medio de rugosidad Ra después de la realización de la etapa de procedimiento (a) respecto al valor medio de rugosidad Ra antes de la realización de la etapa de procedimiento (a).
Según otra forma particular de realización de la presente invención, el aumento de la rugosidad de la superficie se en la etapa de procedimiento (a) se realiza de tal manera que la profundidad de rugosidad promedio Rz, en particular según la norma DIN EN ISO 4288:1998-04, de la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) se aumenta al menos 10 %, en particular al menos 25 %, preferiblemente al menos 50 %, de modo particularmente preferible al menos 75 %, aún más preferiblemente al menos 100 % (es decir, referido a la profundidad de rugosidad promedio Rz antes del tratamiento superficial). Por ejemplo, el aumento de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) se puede realizar de tal manera que la profundidad de rugosidad promedio Rz, en particular según la norma DIN EN ISO 4288:1998-04, de la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) se aumenta 10 % a 300 %, en particular de 25 % a 200 % (es decir, referido a la profundidad de rugosidad promedio Rz antes del tratamiento superficial). En otras palabras, el aumento porcentual de la rugosidad de la superficie, caracterizado por el aumento de la profundidad de rugosidad promedio Rz, se describe mediante la relación porcentual de la profundidad de rugosidad promedio Rz después de la realización de la etapa de procedimiento (a) respecto a la profundidad de rugosidad promedio Rz antes de la realización de la etapa de procedimiento (a).
Nuevamente, según otra forma particular de realización de la presente invención, el aumento de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) se realiza de tal manera que la profundidad de rugosidad máxima Rmax, en particular según la norma DIN EN ISO 4288:1998-04, de la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) se aumenta al menos 10 %, en particular al menos 25 %, preferiblemente al menos 50 %, de modo particularmente preferible al menos 75 %, aún más preferiblemente al menos 100 % (es decir, referido a la profundidad de rugosidad máxima Rmax antes del tratamiento superficial). Por ejemplo, el aumento de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) se puede realizar de tal manera que la profundidad de rugosidad máxima Rmax, en particular según la norma DIN EN ISO 4288:1998-04, de la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) se aumenta 10 % hasta 300 %, en particular 25 % a 200 % (es decir, referido a la profundidad de rugosidad máxima Rmax antes del tratamiento superficial). En otras palabras, el aumento porcentual de la rugosidad de la superficie, caracterizado por el aumento de la profundidad de rugosidad máxima Rmax, se describe mediante la relación porcentual de la profundidad de rugosidad máxima Rmax después de la realización de la etapa de procedimiento (a) respecto a la profundidad de rugosidad máxima Rmax antes de la realización de la etapa de procedimiento (a).
En el ámbito del procedimiento según la invención, la etapa de procedimiento (a) en la etapa de procedimiento (b) es seguido por un galvanizado en caliente del componente a base de hierro en una fusión de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio ("fusión de Zn/Al").
En general, en la etapa (b) del proceso, el componente a base de hierro se dota, o bien se recubre, o bien ser reviste con una capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio. En otras palabras, después de la realización del procedimiento descrito anteriormente se obtiene un componente a base de hierro provisto, o bien recubierto, o bien revestido con una capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio.
Según la invención, la capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, tal como se obtiene en el ámbito del procedimiento según la invención, en particular después de la etapa de procedimiento (b) según la invención, presenta preferiblemente un espesor de capa en el intervalo de 3 a 30 gm, en particular en el intervalo de 4 a 28 gm, preferiblemente en el intervalo de 5 a 27 gm, de manera particularmente preferida en el intervalo de 6 a 25 gm.
La capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, que es obtenible mediante el procedimiento según la invención, o bien que resulta del procedimiento según la invención, presenta preferiblemente un espesor de capa de 110 a 300 %, en particular de 125 a 280 %, preferiblemente 130 a 250 % del espesor de capa que se obtiene después de la realización de la etapa de procedimiento (b) omitiendo la etapa de procedimiento (a) previo. Esto significa que la capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, que resulta, o bien es obtenible conforme al procedimiento según la invención, presenta 110 a 300 %, en particular 125 a 280 %, preferiblemente 130 a 250 % del espesor de capa se obtiene solo mediante un galvanizado en caliente idéntico sin desbaste previo de la superficie. El procedimiento según la invención produce así una capa de zinc que presenta un espesor de capa elevado frente a las capas de galvanizado en caliente convencionales a partir de fusiones de Zn/Al.
Según otra forma de realización particular, está previsto que la capa de cinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, que se obtiene mediante el procedimiento según la invención descrito anteriormente, presente un espesor de capa que es alrededor de 0,5 a 15 gm, en particular alrededor 1 a 12 gm, preferiblemente alrededor de 2 a 10 gm mayor que el espesor de capa que se obtiene después la realización de la etapa de procedimiento (b) omitiendo la etapa de procedimiento (a) previo. Por lo tanto, esto significa que el espesor de la capa de zinc producida según la invención es correspondientemente más grueso que el de una capa de zinc que se obtiene únicamente por galvanizado en caliente sin desbaste de superficie previo.
Según una forma realización particular, el componente a base de hierro galvanizado en caliente obtenido mediante las etapas de procedimiento (a) y (b) presenta una capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, al menos esencialmente homogénea, o bien uniforme, o bien continua, en particular en su lado superior o exterior. Por lo tanto, la superficie exterior es uniforme, es decir, las rugosidades, que se introducen en la etapa de procedimiento (a), se rellenan, o bien se nivelan, o bien se aplanan en la etapa de procedimiento (b), de modo que la superficie del componente a base de hierro galvanizado en caliente no presenta ranuras, o bien rugosidades, sino que es continua, o bien plana, o bien nivelada (véase también la Fig. 1C, así como las representaciones de las Figuras 3A y 3B).
Según otra forma de realización particular, la superficie con rugosidad superficial elevada, o bien ajustada que resulta en la etapa de procedimiento (a) está al menos esencialmente aplanada, o bien nivelada en la etapa de procedimiento (b), en particular mediante la capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio aplicada en la etapa de procedimiento (b). Esto tiene la ventaja de que la rugosidad de la superficie no afecta a la estructura de la superficie del componente galvanizado en caliente acabado (es decir, del producto final).
En una forma de realización particular, está previsto que el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) se realice solo por áreas, en particular solo en una superficie, o bien no en todas las superficies del componente a base de hierro, de modo que la capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, obtenida en la etapa de procedimiento (b) presenta diferentes intervalos de espesor; en particular, en este caso el espesor de capa de la capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio en el área de la(s) superficie(s) o áreas superficiales previamente tratada(s) en la etapa de procedimiento (a) aumenta en comparación con el espesor de capa en el área de la(s) superficie(s) o áreas superficiales no tratada(s). Esta forma de realización es particularmente preferida cuando, en el ámbito de la aplicación, o bien del uso de un componente, ciertas áreas del componente están expuestas a una carga mayor que otras áreas del componente y estas se refuerzan adicionalmente mediante el procedimiento según la invención, mientras que las superficies restantes del componente no requieren un refuerzo ulterior y una capa de galvanizado en caliente producido de forma convencional proporciona suficiente protección. Un caso de aplicación ejemplar son los componentes del chasis cuya superficie orientada hacia la carretera está expuesta a una carga elevada debido a una combinación de impacto de piedras intensificado, carga de corrosión debida a las sales de deshielo, así como carga térmica debida al canal de gas de escape que discurre por encima. Como contramedida contra la carga intensificada solo por áreas, o bien localmente, es suficiente un correspondiente aumento y/o ajuste del espesor de la capa de zinc en el área de carga por áreas, o bien localmente, mientras que las otras, o bien las demás superficies de los componentes del chasis no requieren un espesor de capa de zinc elevado y/o ajustado individualmente, ya que no están expuestos a una carga intensificada. Un aumento y/o un ajuste del espesor de la capa de zinc como medida contra la carga, o bien la tensión intensificada, también se puede utilizar en casos de aplicación en los que se produce una carga mecánica elevada, por ejemplo en forma de abrasión.
En el ámbito de la etapa de procedimiento (b) del procedimiento según la invención, el galvanizado en caliente del componente a base de hierro se realiza en una fusión de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio ("fusión de Zn/Al").
Según la invención, la fusión de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio utilizada en la etapa de procedimiento (b), referido a la fusión de zinc, contiene al menos 0,1 % en peso, en particular al menos 0,15 % en peso, preferiblemente al menos 0,2 % en peso, preferiblemente al menos 0,5 % en peso, más preferiblemente al menos 1 % en peso, de modo muy especialmente preferible al menos 2 % en peso de aluminio.
Es ventajoso que la fusión de cinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio utilizada en la etapa de procedimiento (b), respecto a la fusión de cinc, contenga como máximo 25 % en peso, en particular como máximo 20 % en peso, preferiblemente como máximo 17,5 % en peso, preferiblemente como máximo 15 % en peso, de forma especialmente preferente como máximo 12,5 % en peso, de forma muy especialmente preferente como máximo 10% en peso de aluminio.
Ventajosamente, la fusión de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio utilizada en la etapa de procedimiento (b), respecto a la fusión de zinc, contiene aluminio en cantidades en el intervalo de 0,1 % en peso a 25 % en peso, en particular en el intervalo de 0,15 % en peso a 20 % en peso, preferiblemente en el intervalo de 0,2 % en peso a 17,5 % en peso, preferiblemente en el intervalo de 0,5 % en peso a 15 % en peso, de manera particularmente preferible en el intervalo de 1 % a 12,5 % en peso, de modo muy especialmente preferible en el intervalo de 2 % a 10 % en peso.
En el caso de uso de aluminio en las cantidades antes mencionadas en la fusión de zinc se obtienen capas de zinc particularmente resistentes a la corrosión y particularmente fáciles de procesar.
La fusión de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio usada en la etapa de procedimiento (b) contiene normalmente
(i) zinc, en particular en cantidades en el intervalo de 75 % a 99,9 % en peso, en particular en el intervalo de 80 % a 99,85 % en peso, preferiblemente en el intervalo de 85 % en peso a 99,8 % en peso, preferiblemente en el intervalo de 90 % en peso a 99,5 % en peso, referido a la fusión de zinc,
(ii) aluminio, especialmente en cantidades en el intervalo de 0,1 % a 25 % en peso, en particular en el intervalo de 0,15 % a 20 % en peso, preferiblemente en el intervalo de 0,2 % en peso a 15 % en peso, preferiblemente en el intervalo de 0,5 % en peso a 10 % en peso, referido a la fusión de zinc,
(iii) opcionalmente al menos otro metal, en particular seleccionado a partir del grupo de bismuto (Bi), plomo (Pb), estaño (Sn), níquel (Ni), silicio (Si), magnesio (Mg) y sus combinaciones, en particular en cantidades de hasta un 5 % en peso y/o en particular en cantidades en el intervalo de 0,0001 % en peso a 5 % en peso, en particular en el intervalo de 0,0005 % en peso a 4 % en peso, preferiblemente en el intervalo de 0,001 % en peso a 3 % en peso, preferiblemente en el intervalo de 0,005 % en peso a 2 % en peso, referido a la fusión de cinc,
debiéndose seleccionar todos los datos cuantitativos citados anteriormente de tal manera que resulte un total de 100 % en peso. El uso de una fusión de cinc con la composición antes mencionada ha demostrado ser particularmente ventajoso en el ámbito del procedimiento según la invención, ya que de esta manera se obtienen capas de cinc especialmente homogéneas y aptas para carga, como resistentes a la corrosión.
Según una forma de realización particular, la fusión de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio utilizada en la etapa de procedimiento (b) presenta la siguiente composición, refiriéndose a la fusión de zinc todos los datos cuantitativos citados a continuación y debiéndose seleccionar estos de tal manera que resulte un total de 100 % en peso:
- zinc (Zn), en particular en cantidades en el intervalo de 75 a 99,9 % en peso, en particular en el intervalo de 80 a 99,85 % en peso, preferiblemente en el intervalo de 85 a 99,8 % en peso, preferiblemente en el intervalo de 90 a 99,5 % en peso,
- aluminio (Al), en particular en cantidades en el intervalo de 0,1 a 25 % en peso, en particular en el intervalo de 0,15 a 20 % en peso, preferiblemente en el intervalo de 0,2 a 15 % en peso, preferiblemente en el intervalo de 0,5 a 10 % en peso,
- opcionalmente bismuto (Bi), en particular en cantidades de hasta 0,5 % en peso, preferiblemente en cantidades de hasta 0,3 % en peso, preferiblemente en cantidades de hasta 0,1 % en peso,
- opcionalmente plomo (Pb), en particular en cantidades de hasta 0,5 % en peso, preferiblemente en cantidades de hasta 0,2 % en peso, preferiblemente en cantidades de hasta 0,1 % en peso,
- opcionalmente estaño (Sn), en particular en cantidades de hasta 0,9 % en peso, preferiblemente en cantidades de hasta 0,6 % en peso, preferiblemente en cantidades de hasta 0,3 % en peso,
- opcionalmente níquel (Ni), en particular en cantidades de hasta 0,1 % en peso, preferiblemente en cantidades de hasta 0,08 % en peso, preferiblemente en cantidades de hasta 0,06 % en peso,
- opcionalmente silicio (Si), especialmente en cantidades de hasta 0,1 % en peso, preferiblemente en cantidades de hasta 0,05 % en peso, preferiblemente en cantidades de hasta 0,01 % en peso,
- opcionalmente magnesio (Mg), en particular en cantidades de hasta 5 % en peso, preferiblemente en cantidades de hasta 2,5 % en peso, preferiblemente en cantidades de hasta 0,8 % en peso.
Según una forma de realización típica de la presente invención, es ventajoso que la fusión de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio utilizada en la etapa de procedimiento (b) presente una temperatura en el intervalo de 375 a 750 °C, en particular en el intervalo de 380 a 700°C, preferiblemente en el intervalo de 390 a 680°C, más preferiblemente en el intervalo de 395 a 675°C. Sobre todo en este intervalo de temperatura, el galvanizado en caliente se efectúa de modo particularmente económico y rentable.
Además, según la invención se prefiere que, en la etapa de procedimiento (b), el componente a base de hierro se sumerja en la fusión de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, en particular se sumerja y se mueva en esta, en particular durante un tiempo suficiente para garantizar un galvanizado en caliente efectivo (galvanizado por inmersión en fusión), en particular durante un tiempo en el intervalo de 0,0001 a 60 minutos, preferiblemente en el intervalo de 0,001 a 45 minutos, preferiblemente en el intervalo de 0,01 a 30 minutos, incluso más preferiblemente en el intervalo de 0,1 a 15 minutos. De este modo se obtienen capas de zinc especialmente homogéneas, sin huecos, o bien defectos, y uniformes.
Según otra forma de realización preferida, la fusión de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio utilizada en la etapa de procedimiento (b) se pone en contacto, o bien se lava, o bien se barre con al menos un gas inerte, en particular nitrógeno. De este modo se evita una reacción no deseada de la superficie sin recubrir con el oxígeno presente; por tanto, no se obtienen defectos en la capa de zinc formada.
En el ámbito de la presente invención se prefiere realizar un pretratamiento del componente a base de hierro obtenido en la etapa de procedimiento (a) antes del galvanizado en caliente en la etapa de procedimiento (b). Este pretratamiento posibilita un resultado de galvanizado particularmente uniforme y sin defectos.
Según una forma preferida de realización de la presente invención, el pretratamiento comprende al menos uno de las siguientes etapas de pretratamiento (preferiblemente el pretratamiento comprende las siguientes etapas de pretratamiento (1) a (6) en el orden especificado a continuación):
(1) desengrasado,
(2) lavado,
(3) opcionalmente decapado,
(4) opcionalmente lavado,
(5) tratamiento con agente fundente (fluxado),
(6) opcionalmente secado.
Según una forma particular de realización de la presente invención, la etapa de pretratamiento (3) de decapado -en comparación con un pretratamiento para un galvanizado en caliente según la etapa de procedimiento (b), pero omitiendo la etapa de procedimiento (a) previo- se puede acortar, en particular en al menos 10 %, preferiblemente en al menos 30 % de la duración del decapado, o bien se puede omitir por completo junto con la etapa de pretratamiento (4). Las etapas de pretratamiento (3) y (4) son interdependientes, de modo que si se omite la etapa de pretratamiento (3), también se omite la etapa de pretratamiento (4).
Debido al aumento, o bien ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a), se ofrece igualmente una limpieza mecánica del componente, por lo cual el decapado en medio ácido, habitual de lo contrario, en particular como se describe en la etapa de pretratamiento (3), se omite por completo, o bien el tiempo de tratamiento requerido se acorta al menos claramente. La omisión de la etapa de pretratamiento (3), o bien el acortamiento de su tiempo tiene la ventaja de que el riesgo de una entrada de hidrógeno entre en el producto de galvanizado desde la solución ácida de decapado se puede excluir por completo o al menos reducir claramente y, por lo tanto, el riesgo de una fragilización del componente a consecuencia de una entrada de hidrógeno se puede excluir o reducir claramente.
Como se ha descrito anteriormente, según una forma de realización de la presente invención, antes del galvanizado en caliente en la etapa de procedimiento (b), se realiza un pretratamiento del componente a base de hierro obtenido en la etapa de procedimiento (a) (en particular del tipo descrito anteriormente). En particular, en el ámbito de la presente invención, el pretratamiento comprende al menos un tratamiento con agente fundente (fluxado). El tratamiento con agente fundente conduce a una limpieza superfina de la superficie, así como a un aumento de la humectabilidad entre la superficie del componente y el zinc fundido y se evita una oxidación de la superficie del componente durante un posible tiempo de espera y el secado hasta el proceso de galvanizado.
Según una forma particular de realización de la presente invención, antes del galvanizado en caliente en la etapa de procedimiento (b), se realiza un pretratamiento del componente a base de hierro obtenido en la etapa de procedimiento (a) con un agente fundente. En particular, el agente fundente se encuentra, o bien se disuelve en un baño de agente fundente.
Según una forma particular de realización de la presente invención, el agente fundente contiene los siguientes componentes (sustancias de contenido): (I) cloruro de zinc (ZnCl2), (II) cloruro de amonio (NhUCl), (III) opcionalmente al menos una sal alcalina y/o alcalinotérrea y (IV) opcionalmente al menos otra sal metálica, preferiblemente seleccionada entre sales, preferiblemente cloruros, de níquel (Ni), cobalto (Co), manganeso (Mn), plomo (Pb), estaño (Sn), bismuto (Bi), antimonio (Sb), aluminio (AI) y plata (Ag), así como sus combinaciones, preferiblemente seleccionadas a partir de NiCl2 , CoCl2 , MnCl2 , PbCl2 , SnCl2 , BiCl3, SbCl3, AlCl3 y AgCl, así como sus combinaciones.
Según otra forma particular de realización del procedimiento según la invención, el agente fundente contiene los siguientes componentes (sustancias de contenido): (I) cloruro de zinc (ZnCL), (II) cloruro de amonio (NhUCl), (III) al menos una sal alcalina y/o alcalinotérrea, preferiblemente cloruro de sodio y/o cloruro de potasio, preferiblemente cloruro de sodio y cloruro de potasio, y (IV) al menos otra sal metálica, preferiblemente seleccionada a partir de sales, preferiblemente cloruros, de níquel (Ni), cobalto (Co), manganeso (Mn), plomo (Pb), estaño (Sn), bismuto (Bi), antimonio (Sb), aluminio (Al) y plata (Ag), así como sus combinaciones, preferiblemente seleccionadas de NiCU, CoCl2 , MnCl2 , PbCl2 , SnCl2 , BiCU, SbCl3, AlCU y AgCl, así como sus combinaciones, de modo particularmente preferible seleccionadas a partir de NiCl2 , CoCl2 , MnCl2 , PbCl2 , SnCl2 , BiCl3 y SbCl3, así como sus combinaciones.
Nuevamente, según otra forma particular de realización del procedimiento según la invención, el agente fundente contiene los siguientes componentes (sustancias de contenido), refiriéndose al agente fundente todos los datos cuantitativos citados a continuación y debiéndose seleccionar estos de tal manera que resulte un total de 100 % en peso: (I) 60 a 80 % en peso de cloruro de zinc (ZnCU), (II) 7 a 20 % en peso de cloruro de amonio (NhUCl), (III) 2 a 20 % en peso de al menos una sal alcalina y/o alcalinotérrea, preferiblemente cloruro de sodio y/o cloruro de potasio, preferiblemente cloruro de sodio y cloruro de potasio, (IV') 0,1 a 5 % en peso de al menos una sal metálica del grupo de NiCl2 , CoCl2 y MnCU y (IV") 0,1 a 1,5 % en peso de al menos otra sal metálica del grupo de PbCU, SnCU, BiCU y SbCl3.
El uso de las composiciones de agente fundente descritas anteriormente demuestra ser particularmente ventajoso para obtener resultados de galvanizado óptimos. Típicamente, el baño de agente fundente utilizado en el procedimiento según la invención es de base acuosa o de base acuoso-alcohólica.
Según la presente invención, el baño de agente fundente se ajusta normalmente a un valor de pH definido, o bien predeterminado, en particular ácido, en particular en el intervalo de pH de 0 a 6,9, preferiblemente en el intervalo de pH de 0,5 a 6,5, preferiblemente en el intervalo de pH de 1 a 5,5, de forma especialmente preferente en el intervalo de pH de 1,5 a 5, de forma muy especialmente preferente en el intervalo de pH de 2 a 4,5, aún más preferiblemente en el intervalo de pH de 2 a 4.
Según una forma de realización particularmente preferida, el baño de agente fundente se ajusta a un valor de pH definido, o bien predeterminado, en particular ácido, efectuándose el ajuste del valor de pH por medio de un ácido preferiblemente inorgánico en combinación con un compuesto básico preferiblemente inorgánico, en particular amoníaco (NH3). Esta forma de realización, es decir, el ajuste fino del valor de pH por medio de un compuesto básico preferiblemente inorgánico, en particular amoníaco (NH3), es particularmente ventajoso, ya que de este modo se contrarresta la indeseable fragilización por hidrógeno del componente tratado.
En lo que se refiere al agente fundente utilizado según la invención, el baño de agente fundente -además de las sustancias de contenido, o bien los componentes mencionados anteriormente- también puede contener al menos un agente humectante y/o un tensioactivo, en particular al menos un agente humectante y/o tensioactivo iónico o no iónico, preferiblemente al menos un agente humectante y/o tensioactivo no iónico.
Las cantidades del respectivo agente humectante y/o tensioactivo pueden variar en amplios intervalos:
en particular, el baño de agente fundente puede contener al menos un agente humectante y/o tensioactivo en cantidades de 0,0001 a 15 % en peso, preferiblemente en cantidades de 0,001 a 10 % en peso, preferiblemente en cantidades de 0,01 a 8 % en peso, incluso más preferiblemente en cantidades de 0,01 a 6 % en peso, de modo muy particularmente preferible en cantidades de 0,05 a 3 % en peso, aún más preferiblemente en cantidades de 0,1 a 2 % en peso, referido al baño de agente fundente.
Además, el baño de agente fundente puede contener al menos un agente humectante y/o tensioactivo en cantidades de 0,0001 a 10 % en volumen, preferiblemente en cantidades de 0,001 a 8 % en volumen, preferiblemente en cantidades de 0,01 a 5 % en volumen, incluso más preferiblemente en cantidades de 0,01 a 5 % en volumen, referido al baño de agente fundente.
La cantidad, o bien concentración de la composición de agente fundente utilizada según la invención en el baño de agente fundente utilizado según la invención puede variar igualmente dentro de amplios intervalos:
normalmente, el baño de agente fundente puede contener la composición de agente fundente en una cantidad de 150 g/l a 750 g/l, en particular en cantidades de 200 g/l a 700 g/l, preferiblemente en una cantidad de 250 g/l a 650 g /l, preferiblemente en una cantidad de 300 g/l a 625 g/l, de forma especialmente preferente en una cantidad de 400 g/l a 600 g/l, de forma muy especialmente preferente en una cantidad de 450 g/l a 580 g/l, incluso más preferiblemente en una cantidad de 500 g/l a 575 g/l, calculada en particular como el contenido total en sales de la composición de agente fundente.
Según la invención se prefiere que el tratamiento con agente fundente se efectúe a una temperatura entre 20 y 90°C, en particular entre 30 y 85°C, preferiblemente entre 40 y 80°C, de forma particularmente preferente entre 50 y 75°C.
En el ámbito de la presente invención, generalmente se procede de modo que el tratamiento con agente fundente se realiza mediante puesta en contacto del componente a base de hierro con el baño de agente fundente, o bien la composición de agente fundente, en particular por inmersión o aplicación por pulverización, preferiblemente inmersión. En particular, el componente a base de hierro se puede poner en contacto con el baño de agente fundente, o bien la composición de agente fundente, en especial sumergir en el baño de agente fundente durante un tiempo de 0,01 a 30 minutos, en especial 1,5 a 20 minutos, preferiblemente 2 a 15 minutos, preferiblemente 2,5 a 10 minutos, de modo especialmente preferente 3 a 5 minutos.
Según una forma particular de realización de la presente invención, el galvanizado en caliente realizado en la etapa de procedimiento (b) puede ir seguido de una etapa de enfriamiento, o bien el componente a base de hierro galvanizado en caliente en la etapa de procedimiento (b) puede someterse a un tratamiento de enfriamiento, seguido opcionalmente de un procesamiento posterior y/o un tratamiento posterior adicional.
La etapa de enfriamiento opcional, o bien el tratamiento de enfriamiento, se puede efectuar en particular por medio de aire y/o en presencia de aire, preferiblemente a temperatura ambiente.
El procesamiento posterior y/o el tratamiento posterior adicionales a realizar opcionalmente pueden comprender en particular pasivación y/o sellado. Mediante tal procesamiento posterior, o bien tratamiento posterior, se puede generar una capa protectora adicional sobre el componente, que refuerza adicionalmente la protección contra la corrosión.
En principio, el procedimiento según la invención se puede realizar de forma continua o discontinua.
El componente a base de hierro a tratar puede ser un producto individual o un gran número de productos individuales, en particular idénticos. Igualmente, el componente a base de hierro puede ser un producto largo, en particular un material de alambre, tubería, chapa, bobina o similar.
En particular, el componente a base de hierro puede ser un componente de acero para la fabricación de automóviles, en particular para la fabricación de automóviles, camiones o vehículos comerciales, o bien un componente de acero para el sector técnico, en particular para la industria de la construcción, la industria de ingeniería mecánica o la industria eléctrica.
El procedimiento según la invención puede realizarse en particular en la instalación que se describe a continuación: a este respecto se trata de una instalación para la generación de una capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio, en particular con espesor de capa elevado, sobre un componente a base de hierro, preferiblemente un componente de acero, mediante galvanizado en caliente (galvanizado por inmersión en fusión), en particular una instalación para el aumento y/o el ajuste, preferiblemente el aumento del espesor de capa de una capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio generada por medio de galvanizado en caliente sobre un componente a base de hierro, preferiblemente una instalación para la realización de un procedimiento como el descrito anteriormente, comprendiendo la instalación los siguientes dispositivos en el orden que se indica a continuación:
(A) un dispositivo para el aumento y/o el ajuste, preferiblemente el aumento de la rugosidad de la superficie de al menos una superficie de un componente a base de hierro; postconectado y/o dispuesto detrás de este en la secuencia de procedimiento
(B) un dispositivo de galvanizado en caliente para el galvanizado en caliente del componente a base de hierro en una fusión de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio ("fusión de Zn/Al").
En este caso, los dispositivos (A) y (B) se pueden presentar separados espacialmente entre sí.
En este caso, el dispositivo (A) para el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie comprende un dispositivo de abrasión, en particular un dispositivo para el chorreo de aire comprimido con material de chorreo sólido (medio de chorreo), o está diseñado como tal.
Se prefiere que el dispositivo (A) para el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie, en particular el dispositivo de abrasión, preferiblemente el dispositivo para el chorreo de aire comprimido con material de chorreo sólido, comprenda al menos un recipiente de admisión para un material de chorreo sólido.
En cuanto al material de chorreo utilizado en el dispositivo (A) y/o que se encuentra en el recipiente de admisión, este se selecciona a partir del grupo de material de chorreo metálico, mineral (inorgánico) y orgánico, así como sus combinaciones, preferiblemente en forma de partículas, preferiblemente a partir del grupo de material de chorreo metálico, mineral natural, mineral sintético, orgánico natural y orgánico sintético, así como sus combinaciones, en particular material de chorreo de acero inoxidable en partículas y/o material de chorreo de bolas de vidrio.
El material de chorreo utilizado en el dispositivo (A) y/o que se encuentra en el recipiente de admisión suele tener forma de grano redonda, esférica, angulosa o cilíndrica, preferiblemente forma de grano angulosa.
El tamaño de grano del material de chorreo utilizado en el dispositivo (A) y/o que se encuentra en el recipiente de admisión puede variar en amplios intervalos:
en particular, el material de chorreo utilizado en el dispositivo (A) y/o que se encuentra en el recipiente de admisión puede presentar un tamaño de grano absoluto en el intervalo de 30 a 5.000 gm, en particular en el intervalo de 50 a 3.000 gm, preferiblemente en el intervalo de 60 a 1.500 gm, de forma especialmente preferente en el intervalo de 70 a 1.000 gm, de forma muy especialmente preferente en el intervalo de 75 a 800 gm. En el caso de uso de material de chorreo de forma irregular, el tamaño de grano absoluto se refiere a la máxima extensión de la partícula de material de chorreo.
También la dureza de grano del material de chorreo utilizado en el dispositivo (A) y/o que se encuentra en el recipiente de admisión puede variar dentro de amplios intervalos:
en particular, el material de chorreo utilizado en el dispositivo (A) y/o que se encuentra en el recipiente de admisión tiene una dureza, en particular una dureza de grano, preferiblemente una dureza Vickers, en el intervalo de 20 a 2.500 HV, en particular en el intervalo de 100 a 2.100 HV, preferiblemente en el intervalo de 200 a 2.000 HV, preferiblemente en el intervalo de 250 a 1.500 HV.
Además, el material de chorreo utilizado en el dispositivo (A) y/o que se encuentra en el recipiente de admisión puede tener una dureza, en particular una dureza de grano, preferiblemente una dureza Mohs, en el intervalo de 2 a 9 Mohs, en particular en el intervalo de 2,5 a 8 Mohs, preferiblemente en el intervalo de 3 a 7 Mohs, preferiblemente en el intervalo de 3,5 a 6,5 Mohs.
En cuanto al dispositivo (A) utilizado para el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie, en particular el dispositivo de abrasión, preferiblemente el dispositivo para el chorreo de aire comprimido con material de chorreo sólido, este está diseñado en particular de tal manera que el material de chorreo se descarga con una presión de chorreo en el intervalo de 1 a 15 bar, en particular en el intervalo de 2 a 11 bar, preferiblemente en el intervalo de 3 a 8 bar, de modo particularmente preferible en el intervalo de 3 a 5 bar, y/o se deja actuar sobre al menos una superficie del componente a base de hierro.
Según una forma particular de realización de la instalación, el dispositivo (A) para el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie, en particular el dispositivo de abrasión, preferiblemente el dispositivo para el chorreo de aire comprimido con material de chorreo sólido, está diseñado de tal manera que el material de chorreo se descarga
con una presión de chorreo de al menos 1 bar, en particular de al menos 2 bar, preferiblemente de al menos 3 bar y/o se deja actuar sobre al menos una superficie del componente a base de hierro.
Se prefiere que el dispositivo (A) para el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie, en particular el dispositivo de abrasión, preferiblemente el dispositivo para el chorreo de aire comprimido con material de chorreo sólido, esté diseñado de tal manera que el material de chorreo se descarga con una presión de chorreo como máximo de 15 bar, en particular como máximo 11 bar, preferiblemente como máximo 8 bar, de forma especialmente preferente como máximo 5 bar y/o se deja actuar sobre al menos una superficie del componente a base de hierro.
También se prefiere que el dispositivo de galvanizado en caliente (B) comprenda un baño de galvanizado que contiene una fusión de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio, en particular como se ha definido anteriormente.
En particular, se prefiere que el dispositivo de galvanizado en caliente (B) esté diseñado para la dotación y/o el recubrimiento y/o el revestimiento del componente a base de hierro con una fusión de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio.
Habitualmente, la instalación está configurada de tal manera que está previsto y/o dispuesto un dispositivo de pretratamiento (C) para el pretratamiento del componente a base de hierro desbastado en el dispositivo (A) postconectado y/o dispuesto detrás del dispositivo (A) y preconectado y/o dispuesto delante del dispositivo de galvanizado en caliente (B). En otras palabras, el dispositivo de pretratamiento (C) está dispuesto entre el dispositivo (A) y el dispositivo de galvanizado en caliente (B).
Normalmente, el dispositivo de pretratamiento (C) comprende al menos uno de los siguientes dispositivos de pretratamiento, preferiblemente en el orden especificado a continuación:
(C1) al menos un dispositivo de desengrasado, en particular al menos un baño de desengrasado, para el desengrasado del componente a base de hierro desbastado en el dispositivo (A); postconectado en el sentido del proceso y/o detrás de (C1)
(C2) al menos un dispositivo de lavado, en particular al menos un baño de lavado, para el lavado del componente a base de hierro desengrasado en el dispositivo de desengrasado (C1); postconectado en el sentido del proceso y/o detrás de (C2)
(C3) opcionalmente al menos un dispositivo de decapado, en particular al menos un baño de decapado, para un tratamiento de decapado preferiblemente ácido del componente a base de hierro desengrasado en el dispositivo de desengrasado (C1) y lavado en el dispositivo de lavado (C2); postconectado en el sentido del proceso y/o detrás de (C3)
(C4) opcionalmente al menos un dispositivo de lavado, en particular al menos un baño de lavado, para el lavado del componente a base de hierro desengrasado en el dispositivo de desengrasado (C1), lavado en el dispositivo de lavado (C2) y decapado en el dispositivo de decapado (C3); postconectado en el sentido del proceso y/o detrás (C4)
(C5) al menos un dispositivo de tratamiento con agente fundente (dispositivo de fluxado), en particular al menos un baño de agente fundente, para el tratamiento con agente fundente del componente a base de hierro desengrasado en el dispositivo de desengrasado (C1), lavado en el dispositivo de lavado (C2) y opcionalmente decapado en el dispositivo de decapado (C3) y opcionalmente lavado en el dispositivo de lavado (C4); postconectado en el sentido del proceso y/o detrás de (C5)
(C6) opcionalmente al menos un dispositivo de secado, en particular para el secado del componente metálico a base de hierro sometido a un tratamiento con agente fundente en el dispositivo de tratamiento con agente fundente (C5).
Según una forma de realización especial, el dispositivo de decapado (C3) junto con el dispositivo de lavado (C4) pueden incluso suprimirse por completo. Esto es particularmente posible cuando en el dispositivo (A) el dispositivo de abrasión ya ha eliminado toda la contaminación, en particular la específica de la especie, por lo que ya no es necesario el decapado en un dispositivo de decapado correspondiente.
Los dispositivos (C3) y (C4) son interdependientes, por lo que una supresión del dispositivo de decapado (C3) tiene por consecuencia automáticamente la omisión del dispositivo de lavado (C4).
Además, se prefiere que un dispositivo de enfriamiento esté dispuesto postconectado en el sentido del proceso o después del dispositivo de galvanizado en caliente (B). En particular, el dispositivo de enfriamiento puede estar diseñado en este caso para el enfriamiento por medio de aire, o bien en presencia de aire, preferiblemente a temperatura ambiente.
Según otra forma de realización preferida, un dispositivo de procesamiento posterior y/o un dispositivo de tratamiento posterior puede estar dispuesto postconectado en la dirección del proceso o detrás del dispositivo de galvanizado en caliente (B) y del dispositivo de enfriamiento presente opcionalmente. En particular, en este caso el dispositivo de procesamiento posterior y/o el dispositivo de tratamiento posterior pueden incluir un dispositivo de pasivación y/o un dispositivo de sellado o estar diseñados como tales.
Como ya se ha descrito anteriormente en relación con el procedimiento según la invención, la instalación puede estar configurada en principio para accionarse de forma continua o discontinua y/o accionarse de forma continua o discontinua.
En particular, la instalación puede configurarse de tal manera que el componente a base de hierro se pueda galvanizar en caliente como un producto individual o como un gran número de productos individuales, en particular idénticos, o que el componente a base de hierro se pueda galvanizar en caliente como un producto largo, en particular un material de alambre, tubería, chapa o bobina o similar.
Para más detalles sobre la instalación, con el fin de evitar repeticiones innecesarias se puede hacer referencia a las explicaciones anteriores sobre el procedimiento según la invención, que se aplican correspondientemente con respecto al sistema.
Otro objeto de la presente invención -según un segundo aspecto de la presente invención- es un componente a base de hierro galvanizado en caliente (es decir, galvanizado por inmersión en fusión), preferiblemente un componente de acero, que puede obtenerse mediante el procedimiento según la invención descrito anteriormente.
Como ya se ha descrito al principio y documentado en particular también mediante los ejemplos de realización según la invención, los productos según la invención tienen ventajas especiales, en particular un espesor de capa elevado, sobre todo en áreas específicas del componente o también en el componente completo. En este caso, el aumento y/o el ajuste del espesor de la capa de zinc puede controlarse mediante la rugosidad de la superficie.
Como se explicó anteriormente en el ámbito del procedimiento según la invención, las características especiales del procedimiento según la invención también se reflejan directamente en los productos del procedimiento obtenibles de este modo, o bien con este, es decir, los componentes a base de hierro galvanizados en caliente.
Los componentes galvanizados en caliente obtenibles según la invención no solo presentan propiedades mecánicas mejoradas y propiedades anticorrosivas mejoradas como resultado de las capas galvanizadas que contienen aluminio, o bien aleadas con aluminio, sino que también pueden dotarse de una capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, hecha a medida, en particular adaptada con precisión a los requisitos correspondientes.
Como muestran las investigaciones microscópicas de las secciones (secciones transversales) de los componentes obtenibles según la invención, los componentes según la invención se caracterizan por una estructura superficial especial (véanse las Figs. 1C, así como 3A y 3B): como resultado del tratamiento de desbaste según la etapa de procedimiento (a), los componentes según la invención presentan una rugosidad de la superficie del material base significativamente más elevada, o bien ajustada en comparación con las superficies de los componentes no desbastados, que se nivela, o bien se aplana por completo al menos esencialmente en el producto final terminado por medio de la capa de galvanizado que contiene aluminio, o bien aleada con aluminio. Las investigaciones microscópicas también muestran que se obtiene un espesor de capa significativamente más elevado de la capa de galvanizado en caliente que contiene aluminio, o bien aleada con aluminio, en comparación con las capas de galvanizado que contienen aluminio, o bien aleadas con aluminio, generadas por medio de galvanizado en caliente sin desbaste previo. En este caso, el aumento del espesor de la capa conduce de la misma manera a propiedades anticorrosivas mejoradas y a propiedades mecánicas mejoradas (por ejemplo resistencia a la abrasión mejorada, propiedades de protección contra el desgaste mejoradas, etc.), ya que las otras propiedades de la capa de galvanizado que contiene aluminio, o bien aleada con aluminio, no se ven perjudicadas por el pretratamiento según la invención, en particular su adherencia en relación con la superficie del material subyacente.
Por lo tanto, como resultado, los productos según la invención presentan una estructura de capas especial, que puede documentarse e identificarse mediante investigaciones microscópicas de secciones de los productos en cuestión (véanse las representaciones de las Figuras 3A y 3B, discutidas a continuación, en comparación con las capas generadas mediante métodos convencionales según las Figs. 1A y 1B). En particular, el desbaste de la superficie efectuado antes del tratamiento de galvanizado en caliente sigue siendo identificable, o bien verificable también en la sección microscópica del producto final.
Un componente a base de hierro galvanizado en caliente que presenta las propiedades antes mencionadas en combinación es obtenible solo mediante el procedimiento según la invención. En particular, no es posible un aumento y/o ajuste del espesor de la capa de zinc con medidas que son conocidas a partir del galvanizado en caliente convencional (es decir, con fusiones de zinc puras) en el caso de capas de zinc aleadas con aluminio, o bien que contienen aluminio. Por ejemplo, en el galvanizado en caliente convencional con zinc puro, el espesor de la capa de zinc aumenta con el tiempo de permanencia en la fusión de zinc; sin embargo, esto no es posible con fusiones de zinc aleadas con aluminio, o bien que contienen aluminio, ya que inicialmente se forma una capa de bloqueo en forma de una capa delgada (aprox. 500 nm) de aleación de Fe/Al, que impide un crecimiento ulterior de la capa superior de Zn/Al más allá de un cierto valor límite (promedio 6 a 15 pm).
Sin embargo, mediante el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie según la invención en la etapa (a), es sorprendentemente posible aumentar y/o ajustar el espesor de la capa de zinc de las capas de zinc aleadas con aluminio a pesar de la capa de bloqueo que se forma (es decir, fase de Fe/Al, o bien capa barrera de Fe/Al). Solo mediante el uso del procedimiento según la invención es obtenible una capa de zinc aleada con aluminio, o bien que
contiene aluminio, que presenta las propiedades mencionadas anteriormente en su combinación; en particular, se obtienen espesores de capa significativamente más altos en comparación con las capas de zinc que contienen aluminio, o bien aleadas con generadas convencionalmente (es decir, galvanizado en caliente sin desbaste previo de la superficie), mostrándose en la sección microscópica que la superficie originalmente desbastada está aplanada, o bien nivelada al menos esencialmente por completo por medio de la capa de galvanizado aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, pero sigue siendo reconocible, o bien verificable como tal en la sección.
Además, es sorprendente que la estructura superficial generada en el ámbito del galvanizado en caliente se compense, o bien se iguale (se nivele) mediante el procedimiento según la invención y, por lo tanto, que se obtenga una capa de zinc plana, o bien uniforme en su superficie exterior sobre el componente basado en hierro, como se muestra en la Fig. 1c y en Figs. 3A y 3B.
La diferente estructura de capas de las capas de galvanizado en caliente a base de capas de zinc puras obtenibles por medio de galvanizado en caliente (Fig. 1A, estado de la técnica), fusiones de zinc aleadas con aluminio, o bien que contienen aluminio sin desbaste previo de la superficie (Fig. 1B, estado de la técnica) y finalmente capas de zinc aleadas con aluminio, o bien que contienen aluminio según la invención tras desbaste de la superficie (Fig. 1C, invención) se puede ver en las representaciones de figuras correspondientes, que se discutirán en detalle a continuación.
En el ámbito de la presente invención, el componente a base de hierro galvanizado en caliente es obtenible sometiendo primero el componente a base de hierro en al menos una superficie a un tratamiento para el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie por medio de un procedimiento abrasivo, de tal manera que la superficie presente un valor medio de rugosidad Ra según la norma DIN EN ISO 4288:1998-4 en el intervalo de 0,3 a 15 pm y sometiendo posteriormente el componente a base de hierro tratado superficialmente de esta manera a un galvanizado en caliente en una fusión de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio ("fusión de Zn/Al"), conteniendo la fusión de zinc al menos 0,1 en peso de aluminio, referido a la fusión de zinc, y estando el componente a base de hierro galvanizado en caliente dotado y/o recubierto y/o revestido con una capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio, presentando la capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio un espesor de capa en el intervalo de 3 a 30 pm. Solo mediante la combinación de estas etapas de procedimiento es posible obtener tal componente a base de hierro galvanizado en caliente con un espesor de capa de zinc elevado, o bien ajustado individualmente según con la presente invención. Para más detalles, también se puede remitir a las explicaciones anteriores sobre el procedimiento según la invención, que se aplican en consecuencia a este respecto.
Según la presente invención, el componente a base de hierro galvanizado en caliente se dota y/o se recubre y/o se reviste con una capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio. Mediante el uso de una fusión de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, se pueden obtener capas de zinc más delgadas que con el galvanizado en caliente clásico (es decir, con fusiones de zinc puras, por ejemplo, según la norma ISO 1461), pero estas aumentan significativamente en comparación con las capas de zinc que se obtienen sin un desbaste previo de la superficie.
Según la presente invención, la capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, generada, o bien obtenible según la invención presenta un espesor de capa en el intervalo de 3 a 30 pm, en particular en el intervalo de 4 a 28 pm, preferiblemente en el en el intervalo de 5 a 27 pm, de manera particularmente preferida en el intervalo de 6 a 25 pm.
Según otra forma de realización particular de la presente invención, la capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, que se obtiene en particular mediante el procedimiento según la invención descrito anteriormente, presenta un espesor de capa que asciende a 110 a 300 %, en particular 125 a 280 %, preferiblemente 130 a 250 %, del espesor de capa que se obtiene después de la realización de la etapa de procedimiento (b) omitiendo la etapa de procedimiento (a) previo. Esto significa que, mediante el procedimiento según la invención, se obtiene una capa de galvanizado en caliente que es más gruesa que una capa de galvanizado en caliente que contiene aluminio, o bien aleada con aluminio, generada convencionalmente sin un desbaste previo de la superficie. Tal aumento, o bien ajuste del espesor de la capa de zinc solo es posible mediante la combinación de la etapa de procedimiento (a) y la etapa de procedimiento (b).
Además, según la invención está previsto que la capa de cinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, que se obtiene según el procedimiento descrito anteriormente según la invención, presente un espesor de capa que es alrededor de 0,5 a 15 pm, en particular alrededor de 1 a 12 pm, preferiblemente alrededor de 2 a 10 pm es mayor que el espesor de capa que se obtiene después de la realización de la etapa de procedimiento (b) omitiendo la etapa de procedimiento (a) previo. Por lo tanto, el espesor de la capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, obtenida según la invención es más elevado, o bien mayor que los espesores de la capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio generada convencionalmente a partir de un galvanizado en caliente sin desbaste superficial previo.
Además, según la invención puede estar previsto que el componente a base de hierro galvanizado en caliente presente una capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio al menos esencialmente homogénea y/o uniforme y/o continua, en particular en su lado parte superior o exterior. Por lo tanto, la superficie exterior del componente a base
de hierro galvanizado en caliente según la invención es uniforme, o bien está aplanada, o bien o nivelada en comparación con la superficie desbastada del componente después de la realización de la etapa de procedimiento (a), es decir, las rugosidades resultantes de la etapa de procedimiento (a) están aplanadas, o bien rellenadas, o bien niveladas.
Por lo tanto, se puede prever preferiblemente según la invención que la superficie con rugosidad superficial elevada y/o ajustada resultante de la etapa de procedimiento (a) esté aplanada y/o nivelada al menos esencialmente en el ámbito de la etapa de procedimiento (b), en particular mediante la capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, aplicada en la etapa de procedimiento (b).
Según la invención, se puede preferir que el componente a base de hierro presente una rugosidad de la superficie elevada, o bien ajustada solo por áreas, en particular solo en una superficie y/o no en todas las superficies del componente a base de hierro. En el ámbito de la presente invención, la rugosidad de la superficie se puede elevar y/o ajustar de manera específica para la aplicación. Los ejemplos de esta forma de realización particular se han explicado anteriormente en relación con el procedimiento según la invención.
En el caso de que la rugosidad de la superficie solo se eleve y/o se ajuste por áreas, en particular solo en una superficie y/o no en todas las superficies del componente a base de hierro, según la invención está previsto que la capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, presente diferentes intervalos de espesor. En este caso, en particular el espesor de capa de la capa de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio en el área de la(s) superficie(s) o áreas superficiales previamente tratada(s) aumenta en comparación con el espesor de capa en el área de la(s) superficie(s) o áreas superficiales no tratada(s). Según la invención, por lo tanto, es posible que se puedan dotar de espesor de capa de zinc elevado solo aquellas superficies que están expuestas a una corrosión elevada, o bien o a carga elevada, por ejemplo, los componentes del chasis de los vehículos de motor, como los portaejes o los puntales de tracción, si estas partes, ya con elevada carga corrosiva debido a las sales de deshielo y elevada carga mecánica debido al impacto de piedras, están posicionadas en el área del canal de gases de escape y además experimentan una carga térmica de manera adicional. Como es bien sabido, también están presentes cargas elevadas, por ejemplo, en los bordes de carga, que están sometidos a una medida muy elevada de tensión abrasiva. Aquí también es ventajoso un espesor de la capa de zinc elevado selectivamente.
Para más detalles sobre el componente a base de hierro según la invención, para evitar repeticiones innecesarias, se puede remitir a las explicaciones anteriores en relación con el procedimiento según la invención, que se aplican correspondientemente al componente a base de hierro galvanizado en caliente según la invención.
Otro objeto de la presente invención -según un tercer aspecto de la presente invención- es el uso de un componente a base de hierro galvanizado en caliente (galvanizado por inmersión en fusión), preferiblemente un componente de acero, como se describe anteriormente, según la presente invención, como se describe en las reivindicaciones de uso respectivas.
Como se describe a continuación, los componentes a base de hierro galvanizados en caliente según la invención se pueden utilizar de diversas maneras, ya que el espesor de la capa de zinc aleada con aluminio, o que contiene aluminio, se puede elevar y/o ajustar específicamente para la aplicación y, por lo tanto, se pueden proporcionar soluciones de protección contra la corrosión y/o soluciones de protección contra el desgaste a medida.
Según este aspecto de la invención, el objeto de la presente invención es en particular el uso de un componente a base de hierro galvanizado en caliente (galvanizado por inmersión en fusión), preferiblemente un componente de acero, según la presente invención para la fabricación de automóviles, en particular para la fabricación de vehículos de pasajeros, camiones o vehículos comerciales, o para el sector técnico, especialmente para la industria de la construcción, la industria de ingeniería mecánica o la industria eléctrica.
Típicamente, los componentes a base de hierro galvanizados en caliente (galvanizados por inmersión en fusión) según la invención, preferiblemente componentes de acero, como se describió anteriormente, pueden usarse como componentes, materiales o piezas para la fabricación de automóviles, en particular la fabricación de vehículos de pasajeros, camiones o vehículos comerciales, o bien como elementos, materiales o componentes para el sector técnico, utilizados en particular para la industria de la construcción, la industria de ingeniería mecánica o la industria eléctrica.
Según este aspecto de la invención, la presente invención se refiere, correspondientemente a una forma de realización particular, en particular al uso de un componente a base de hierro galvanizado en caliente (galvanizado por inmersión en fusión), preferiblemente un componente de acero, según la presente invención como elemento, material o componente para la fabricación de automóviles, en particular la fabricación de vehículos de pasajeros, camiones o vehículos comerciales, o bien como componente, material o elemento para el sector técnico, en particular para la industria de la construcción, la industria de ingeniería mecánica o la industria eléctrica.
Para más detalles sobre el uso según la invención, se puede remitir a las explicaciones anteriores en relación con los otros aspectos de la invención, que también se consideran de manera correspondiente para el uso según la invención.
Otro objeto más de la presente invención -según un cuarto aspecto de la presente invención- es el uso del aumento y/o ajuste de la rugosidad de la superficie de al menos una superficie de un componente a base de hierro mediante tratamiento mecánico por medio de un proceso abrasivo para el ajuste y/o el aumento del espesor de la capa de zinc en un procedimiento de galvanizado en caliente utilizando una fusión de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio con al menos 0,1 % en peso de aluminio, referido a la fusión de zinc.
Otras características, ventajas y posibilidades de aplicación de la presente invención resultan de la siguiente descripción de ejemplos de realización por medio de dibujos y los propios dibujos Resumen en las reivindicaciones y sus dependencias.
Muestra:
Fig. 1A una representación esquemática de la estructura de capas de capas de galvanizado obtenibles mediante galvanizado en caliente de componentes a base de hierro en fundidos de zinc puro (estado de la técnica),
Fig. 1B una representación esquemática de la estructura de capas de capas de galvanizado de componentes a base de hierro obtenibles mediante galvanizado en caliente en fusiones de zinc aleadas con aluminio (estado de la técnica),
Fig. 1C una representación esquemática de la estructura de capas de capas de galvanizado de componentes a base de hierro obtenibles según la invención mediante galvanizado en caliente en fusiones de zinc aleadas con aluminio después de desbaste previo de la superficie (invención),
Fig. 2 una representación gráfica de la correlación entre la rugosidad Rz y el espesor de la capa de zinc en el ámbito del procedimiento según la invención,
Figs. 3A/B secciones transversales microscópicas de componentes a base de hierro galvanizados en caliente obtenibles según la invención,
Fig. 4 una representación gráfica de diferentes espesores de capa de zinc de componentes según la invención en función de la duración del galvanizado (tiempo de inmersión en el baño de galvanizado).
En la Fig. 1A se representa esquemáticamente la estructura de capas de un componente a base de hierro galvanizado en caliente mediante el galvanizado en caliente clásico en una fusión de zinc pura (es decir, sin contenido de aluminio), por ejemplo según la norma DIN EN ISO 1461 (estado de la técnica). Durante el proceso de galvanizado, como consecuencia de la difusión recíproca del zinc líquido con la superficie (original) del componente a base de hierro 1a, en primer lugar se forma un revestimiento de capas de aleación de Fe/Zn 2 de diversas composiciones sobre el componente a base de hierro 1 en forma de una fase de aleación de Fe/Zn. El crecimiento de la fase de aleación de Fe/Zn 2 es un proceso dependiente del tiempo, de modo que la fase de aleación 2 crece con el tiempo de permanencia. Debido a la difusión recíproca, la fase de aleación 2 crece parcialmente en el componente a base de hierro 1, por lo que la superficie original 1 a del componente a base de hierro "se desplaza" y se reduce el espesor real, o bien original, del componente, en parte la capa de zinc crece sobre el material a base de hierro. En la extracción del componente galvanizado en caliente, sobre la fase de aleación 2 queda adherida adicionalmente otra capa de zinc 3 -también denominada fase de zinc pura 3, que corresponde a la fusión de zinc en su composición. Debido a las altas temperaturas durante el galvanizado en caliente, primero se forma una capa 2 relativamente quebradiza en forma de una fase de aleación de Fe/Zn sobre la superficie del acero y solo entonces la fase de zinc pura 3. De este modo se produce la formación de una capa total de galvanizado 4.
La Fig. 1B muestra la estructura de capas esquemática de un componente a base de hierro galvanizado en caliente en una fusión de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio (estado de la técnica).
Durante el proceso de galvanizado se forma en primer lugar una fase de aleación de Fe/Al 2’ muy delgada, una denominada capa de bloqueo o capa barrera (aprox. 500 nm), sobre el componente 1' a base de hierro. Debido a esta fase de aleación de Fe/Al 2’ se inhiben los procesos de difusión, de lo contrario habituales, entre el hierro y la fusión de zinc, por lo que la superficie original 1a' del componente basado en hierro' no se desplaza. La fase de aleación de Fe/Al 2’ no crece en el componente basado en hierro 1’, y no se produce una fase de aleación de Fe/Zn. En la extracción del componente galvanizado en caliente, sobre la fase de aleación de Fe/Al 2’ permanece adherida adicionalmente otra capa de zinc pura 3’ aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, que corresponde a la fusión de zinc que contiene aluminio, o bien aleada con aluminio, en su composición. Sin embargo, mediante la formación de la capa de bloqueo 2' también se limita el espesor de la capa de galvanizado total 4', y se forma en suma una capa total 4' esencialmente más delgada que en el caso del galvanizado en caliente en fusiones de zinc puras, por ejemplo según la norma DIN EN ISO 1461 (es decir, el espesor total de la capa 4' en la Fig. 1B es menor que el espesor total de la capa 4 de la Fig. 1A).
La Fig. 1C muestra la estructura de capas esquemática de un componente a base de hierro galvanizado en caliente según la invención con rugosidad de la superficie elevada, o bien ajustada (invención). La rugosidad de la superficie del componente a base de hierro 1" se eleva, o bien se ajusta mecánicamente en primer lugar. En el proceso de
galvanizado, sobre el componente a base de hierro 1 ’’ desbastado se forma en primer lugar una fase de aleación de Fe/Al 2" muy delgada, una denominada capa de bloqueo o capa de barrera. Debido a esta fase de aleación de Fe/Al 2" se inhiben los procesos de difusión, habituales en caso contrario, entre el hierro y la fusión de zinc, con lo cual la superficie original 1a" del componente a base de hierro no se desplaza. La fase de aleación de Fe/Al 2" no crece en el componente a base de hierro 1" y no se produce una fase de aleación de Fe/Zn. En la extracción del componente galvanizado en caliente, sobre la fase de aleación de Fe/Al 2’’ permanece adherida adicionalmente otra capa de zinc pura 3" aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, que corresponde en su composición a la fusión de zinc que contiene aluminio, o bien aleada con aluminio, y aplana, o bien nivela la rugosidad de la superficie. Por consiguiente, la superficie del componente a base de hierro galvanizado en caliente, con rugosidad de la superficie elevada, es uniforme, o bien plana. Mediante la formación de la capa de bloqueo se limita el espesor de la capa de galvanizado total 4", pero, debido al desbaste previo de la superficie, este es más elevado que en los componentes a base de hierro galvanizados en caliente sin rugosidad de la superficie elevada (como se representa en la Fig. 1B), de modo que resulta generalmente una capa total sensiblemente más delgada que en el galvanizado en caliente en fusiones de zinc puras, por ejemplo según la norma DIN EN ISO 1461, pero una capa total más gruesa que en el galvanizado en caliente en fusiones de zinc aleadas con aluminio, o bien que contienen aluminio, sin desbaste previo de la superficie, como por ejemplo en el procedimiento microZlNQ® o Galfan (es decir, el grosor de capa total 4" es menor que el espesor de capa total 4 de la Fig. 1A, pero más grueso que el grosor de capa total 4' de la Fig. 1B).
La Fig. 2 muestra gráficamente la correlación entre la rugosidad superficial del componente y el espesor de la capa de zinc resultante del galvanizado en caliente en una fusión de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, de un componente con rugosidad superficial previamente elevada. Una rugosidad de la superficie elevada, caracterizada por la profundidad de rugosidad promedio Rz, da como resultado un mayor espesor de la capa de zinc. En este caso, la rugosidad de la superficie es linealmente proporcional al espesor de la capa de zinc resultante del galvanizado en caliente según la invención.
Las Figs. 3A/B muestran secciones microscópicas (secciones transversales) de los componentes obtenibles según la invención. En particular es visible la estructura superficial especial: la superficie desbastada del componente a base de hierro (material base) obtenible según la etapa de procedimiento (a) está completamente nivelada, o bien aplanada en el producto final terminado por la capa de galvanizado aplicada que contiene aluminio, o bien aleada con aluminio. Las investigaciones microscópicas también muestran que se obtiene un espesor de capa de la capa superior de galvanizado en caliente que contiene aluminio, o bien aleada con de aluminio, significativamente más elevado en comparación con las capas de galvanizado en caliente producidos por galvanizado en caliente sin desbaste previo. Esto es evidente debido a los espesores de capa medidos, que se documentan en las Figs. 3A/B. Todos los componentes a base de hierro fueron previamente chorreados con aire comprimido con un agente de chorreo de acero inoxidable anguloso en partículas (material de chorreo de acero inoxidable). El componente a base de hierro en la Fig. 3A se chorreó con una baja intensidad de chorro, mientras que el componente a base de hierro de la Fig. 3B se chorreó con una alta intensidad de chorro. El componente chorreado con una baja intensidad de chorro (representado en la Fig. 3A) presenta un espesor medio de capa de galvanizado en caliente en la sección medida de 12,44 pm, mientras que el componente chorreado con una alta intensidad de chorro (representado en la Fig. 3B) presenta un espesor medio de capa de galvanizado en caliente en la sección medida de 32,92 pm. Por consiguiente, en general se presentan espesores de capa significativamente más altos en comparación con las capas de zinc que contienen aluminio, o bien aleadas con aluminio, generadas convencionalmente (es decir, galvanizado en caliente sin desbaste previo de la superficie), especialmente después de chorreo con intensidad media y alta. La rugosidad de la superficie efectuada previamente también sigue siendo verificable, o bien identificable en la sección microscópica.
Finalmente, la Fig. 4 muestra el curso de crecimiento de zinc del espesor de la capa de zinc mediante el galvanizado en caliente clásico en una fusión de zinc pura (estado de la técnica) en una fusión de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, sin desbaste previo de la superficie (estado de la técnica) y en una fusión de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, después de un desbaste previo de la superficie (invención) en función del tiempo de galvanizado (tiempo de inmersión) La curva superior, caracterizada por cuadrados, representa -en función del tiempo de galvanizado (es decir, tiempo de inmersión en el baño de galvanizado)- el curso del crecimiento de la capa de zinc de capas de galvanizado en caliente a través de galvanizado en caliente clásico en fusiones de zinc puras, por ejemplo según la norma DIN EN ISO 1461; la capa de zinc crece con mucha fuerza al comienzo del proceso de galvanizado en caliente, la velocidad de crecimiento disminuye con el tiempo de inmersión, pero el espesor de la capa de zinc sigue aumentando continuamente. La curva inferior, caracterizada por con cruces, representa -en función del tiempo de galvanizado (es decir, tiempo de inmersión en el baño de galvanizado)- el curso del crecimiento de la capa de zinc de capas de galvanizado en caliente por galvanizado en caliente en fusiones de zinc aleadas con aluminio, o bien que contienen aluminio; el espesor de la capa de zinc alcanza su espesor máximo después de un tiempo muy breve (aprox. 1 minuto) y la capa de zinc no aumenta ulteriormente a medida que transcurre el tiempo de inmersión. La curva central, caracterizada por rombos, representa -en función del tiempo de galvanizado (es decir, el tiempo de inmersión en el baño de galvanizado)- el curso del crecimiento de la capa de zinc de capas de galvanizado en caliente según la invención mediante un desbaste previo de la superficie y posterior galvanizado en caliente en capas de zinc aleadas con aluminio, o bien que contienen aluminio; el espesor de la capa de zinc alcanza su espesor máximo después de aproximadamente 2 minutos, y la capa de zinc no aumenta ulteriormente a medida que transcurre el tiempo de inmersión. En general, mediante la representación en la Fig. 4 se evidencia que la capa de galvanizado en caliente generada según la invención presenta un espesor de capa elevado frente a capas de galvanizado en
caliente convencionales generadas en una fusión de zinc aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio, sin desbaste previo de la superficie (es decir, sin aumento previo de la rugosidad de la superficie), pero todavía presenta una capa de zinc esencialmente más delgada que las capas de zinc que se generan mediante galvanizado en caliente en una fusión de zinc pura.
Otras configuraciones, modificaciones y variaciones de la presente invención pueden ser fácilmente identificables y realizables por el especialista al leer la descripción, sin abandonar el ámbito de la presente invención en este caso. La presente invención se ilustra mediante los siguientes ejemplos de realización que, sin embargo, no deben restringir la presente invención de ningún modo, sino que únicamente deben explicar formas de realización y configuraciones ejemplares y no limitantes.
REALIZACIONES EJEMPLARES:
Sustancias de empleo:
• limpiador alcalino: Henkel AG & Co. KGaA, Düsseldorf/DE, (a base de fosfato con hidróxido de potasio) • potenciador de desengrasado: Henkel AG & Co. KGaA, Düsseldorf/DE, (tensioactivos no iónicos y aniónicos) • desengrasante de decapado: Lutter Galvanotechnik GmbH, Bischberg/DE, (agentes humectantes aniónicos, emulsionantes no iónicos, solubilizantes, inhibidores)
• inhibidor: Lutter Galvanotechnik GmbH, Bischberg/DE, (compuestos de aniones activos y no ionógenos) • agente humectante: Lutter Galvanotechnik GmbH, Bischberg/DE, (tensioactivos de aniones activos y no ionógenos)
• Amacast® 10: agente de chorreo redondo de acero inoxidable, tamaño de grano 0,09 - 0,2 mm (Ervin Germany GmbH, Berlín/DE)
• Amacast® 20: agente de chorreo redondo de acero inoxidable, tamaño de grano 0,09 - 0,3 mm (Ervin Germany GmbH, Berlín/DE)
• Amagrit® 10: agente de chorreo anguloso de acero inoxidable, tamaño de grano 0,09 - 0,2 mm (Ervin Germany GmbH, Berlín/DE)
• Amagrit® 20: agente de chorreo anguloso de acero inoxidable, tamaño de grano 0,09 - 0,3 mm (Ervin Germany GmbH, Berlín/DE)
• Amagrit® 30: agente de chorreo anguloso de acero inoxidable, tamaño de grano 0,09 - 0,6 mm (Ervin Germany GmbH, Berlín/DE)
Galvanizado en caliente de superficies de acero con rugosidad superficial elevada por medio de fusión de Zn/Al
En el ámbito de una extensa serie de ensayos se examina la influencia de una rugosidad de la superficie ajustada específicamente sobre el espesor de la capa de zinc en el caso de uso de una fusión de zinc con un contenido en Al de > 0,1 %.
Aleación de zinc utilizada: Zn5%AI (microZINQ®)
En primer lugar, las superficies de acero se tratan mediante chorreo mecánico con una instalación de chorreo continua de dos turbinas con los agentes de chorreo que se enumeran a continuación y seguidamente se mide la rugosidad resultante según la norma DIN EN ISO 4288. Los resultados se enumeran en la siguiente tabla:
A continuación sigue el proceso de galvanizado en caliente con las siguientes etapas de proceso:
Referido al espesor de la capa de zinc resultante, se obtienen los siguientes resultados:
• el aumento de la presión de chorreo siempre conduce a un espesor de la capa de zinc elevado.
• En el caso de uso del material de chorreo esférico redondo, el aumento en el espesor de la capa de zinc es menor que en el caso de uso del material de chorreo anguloso.
• La rugosidad de la superficie es linealmente proporcional al espesor de la capa de zinc resultante (a tal efecto véase también la Fig. 2).
El análisis microscópico de las capas de zinc generadas revela que la fusión de zinc nivela en gran medida la rugosidad de la superficie introducida de manera definida, de modo que se presenta una superficie continua y uniforme después del galvanizado en caliente (véanse las Figuras 3A y 3B). Debido a la rugosidad del sustrato, se forma una capa de zinc que presenta localmente áreas con espesores de capa algo mayores, o bien menores, pero el espesor de capa medio es más elevado en general que en el caso de superficies no tratadas (es decir, no desbastadas) y la superficie exterior es plana en general.
Desde el punto de vista técnico de la protección contra la corrosión, se debe aplicar el espesor promedio de la capa de zinc, porque, en base al efecto catódico de la capa de zinc, se da un efecto de protección global de las áreas ligeramente más delgadas debido a las áreas con espesor de capa más elevado.
En general, mediante el ajuste de los parámetros de chorreo, la rugosidad de la superficie del material de galvanizado se puede ajustar de manera definida y, por lo tanto, se puede aplicar una capa de zinc con un espesor de capa de zinc elevado.
Ensayos adicionales de galvanizado en caliente con "fusión de Zn/Al" de superficies de acero con rugosidad superficial elevada
Los sustratos se someten en primer lugar a un tratamiento mecánico de la superficie y a continuación a un proceso de galvanizado en caliente, comprendiendo el proceso total las siguientes etapas:
• chorreo de arena
• desengrasado
• lavado
• decapado
• lavado
• fluxado
• secado
• galvanizado
• sellado
Se examinan diferentes sustratos, a saber, material de chapa y componentes. Para ello, los sustratos se chorrean con la ayuda de una instalación de chorreo continuo de dos turbinas a tres intensidades diferentes, pero con el mismo material de chorreo:
1. Intensidad de chorreo baja: A4 / 10 minutos / 8V
2. Intensidad de chorreo media: A2 / 20 segundos / 5V
3. Intensidad de chorreo alta: A2 / 20 segundos / 8V
Además, los sustratos de referencia, es decir, chapa o componente, se someten al proceso de galvanizado en caliente sin tratamiento mecánico previo de la superficie.
El registro de los parámetros de rugosidad característicos Ra, Rz y Rmax para la descripción de la rugosidad de la superficie alcanzada se efectúa según la norma DIN EN ISO 4288. La rugosidad de la superficie se mide en 3 puntos de medición diferentes de los sustratos; los valores de medición individuales determinados, su media ("x") y las respectivas desviaciones estándar ("SD") se representan en la siguiente tabla:
En la siguiente etapa, todos los sustratos (es decir, tanto los chorreados como también los de referencia, o bien comparación) se someten al proceso de galvanizado en caliente. A continuación se mide el espesor de la capa según la norma DIN EN ISO 2178 en cada sustrato. Para ello, se toman medidas en 6 puntos de medición de las chapas respectivamente y en 8 puntos de medición de los componentes respectivamente. Se registran un total de 5 series de medidas respectivamente. Los valores de medición individuales determinados, su media ("x") y la respectiva desviación estándar ("SD") se muestran en las siguientes tablas:
Espesores de capa - chapa
Intensidad de chorreo baja
Intensidad de chorreo media
Intensidad de chorreo alta
Sin chorreo (referencia, o bien comparación)
Espesores de capa - componente
Intensidad de chorreo baja
Intensidad de chorreo media
Intensidad de chorreo alta
Sin chorreo
La selección de la intensidad de chorreo determina la rugosidad de la superficie de los sustratos, lo que afecta directamente al espesor de la capa de zinc resultante. Con el aumento de la rugosidad de la superficie, también aumenta el espesor de la capa de zinc.
Los resultados se resumen nuevamente en la siguiente tabla:
Los resultados confirman las relaciones encontradas ya en la primera serie de ensayos para material de chapa real, así como para componentes reales.
Aumento del efecto anticorrosivo
La comprobación del efecto anticorrosivo de las capas de zinc se efectúa mediante dos pruebas de corrosión de corta duración:
• ensayo de niebla salina neutra según la norma DIN EN ISO 9227
• ensayo de cambio de clima según la norma VDA 233-102
El ensayo de niebla salina neutra no representa una imagen de una carga por corrosión realista y, por lo tanto, no se puede derivar una determinación del tiempo de protección absoluto de los revestimientos de zinc; sin embargo, este ensayo se puede utilizar para una comparación relativa concluyente de recubrimientos y revestimientos.
Para el ensayo de niebla salina neutra, el sustrato recubierto se coloca en una cámara de prueba y se pulveriza continuamente con una disolución de cloruro de sodio al 5%. Se determina el tiempo hasta la aparición de fenómenos de corrosión en el sustrato y se utiliza como criterio de evaluación.
Los valores empíricos muestran que los sustratos sin tratamiento de la superficie con una capa de Zn5Al de 6 gm de espesor tienen una vida útil de más de 720 horas en la prueba de niebla salina neutra antes de la aparición de corrosión del material base (óxido rojo).
En el caso de aumento del espesor de la capa de zinc aumenta en 100 % a 12 pm, se obtiene un incremento correspondiente en la vida útil en la prueba de niebla salina de 1000 a 1.200 hasta la aparición de corrosión en el material base. Un incremento adicional del espesor de la capa de zinc conduce correspondientemente a un incremento adicional del efecto anticorrosivo. Los experimentos han mostrado así que la vida útil de los sustratos recubiertos según la invención se mejora significativamente.
El ensayo de cambio de clima según el estándar VDA resume diferentes escenarios de carga, de modo que este representa una prueba en condiciones realistas. El ensayo se compone de diferentes intervalos de carga, que dan como resultado un ciclo total semanal, al que se somete nuevamente el cuerpo de ensayo hasta la aparición de fenómenos de corrosión.
Los valores empíricos muestran que en sustratos sin tratamiento de la superficie con una capa de Zn5Al de 13 pm de espesor y sellado posterior se alcanzan 4 a 5 ciclos sin aparición de corrosión del material base. Los ensayos han demostrado que el número de ciclos sin aparición de corrosión del material base aumenta a más de 6 ciclos en el caso de los sustratos recubiertos según la invención.
Ensayos de resistencia mecánica
Las capas de zinc generadas en el procedimiento de galvanizado en caliente se distinguen por una alta resistencia frente a las influencias mecánicas debido a la unión metalúrgica entre la capa de zinc y el sustrato ferroso. Sin embargo, como es sabido, cuanto mayor es el espesor, mayor es el riesgo de que la capa de zinc se desprenda bajo carga y/o presente grietas. Se utilizan varios métodos para la prueba de la resistencia mecánica de las capas de zinc producidas conforme al procedimiento según la invención.
En un primer ensayo se realiza un ensayo de flexión tecnológico (ensayo de plegado) según la norma DIN 50111 en chapas de muestra. Para este propósito, las chapas se pretratan mecánicamente con diferentes parámetros de chorreo y a continuación se galvanizan, resultando diferentes espesores de capa de zinc según la siguiente tabla resumen general.
A continuación, las chapas se controlan y se conforman.
Como resultado se muestra que en todas las chapas de muestra es posible una conformación hasta 180° sin que se produzcan grietas en la capa de zinc o desprendimientos de la capa de zinc.
En otro ensayo, se someten otras chapas de muestra galvanizadas según la invención a un ensayo de arranque según la norma DIN EN 24624. A este respecto, se pega un sello de prueba sobre el revestimiento y se retira mecánicamente de forma perpendicular a la superficie del sustrato hasta que el fallo de la capa de zinc. Se efectúa una medición en el lado delantero y trasero de la chapa, a continuación se calcula el valor medio. Los parámetros, así como los resultados obtenidos, se representan a continuación:
Las tensiones de desgarro se sitúan en un nivel uniformemente alto en el ámbito de las dispersiones habituales para este ensayo. La medición de la resistencia mecánica se efectúa además según la norma EN 438-2. En el caso de sustratos sin tratamiento superficial con capa homogénea de Zn5Al, el valor de abrasión se sitúa en 0,01 pm/ciclo. Los ensayos han demostrado que también se mejora la resistencia mecánica de los sustratos recubiertos según la invención.
A medida que aumenta el espesor de la capa de zinc, el número de ciclos de desgaste que se pueden soportar se eleva en la misma proporción. Esto equivale a un aumento de la resistencia de la capa de zinc contra la tensión de fricción mecánica.
Para la prueba ulterior se realiza una prueba de impacto con piedras según la norma DIN EN ISO 20567-1, en la que una muestra provista de un recubrimiento o revestimiento metálico se carga con muchos cuerpos de impacto pequeños angulosos, acelerados por medio de aire comprimido. Se evalúa el grado de daño del revestimiento (penetración de la capa hasta el material base). Los revestimientos de Zn/Al se comportan muy positivamente en este ensayo porque, por un lado, mediante la unión metalúrgica entre la capa de zinc y el acero se asegura un nivel de adherencia muy alto y, por otro lado, la energía de los granos incidentes se absorbe muy bien debido a la alta ductilidad de la capa de zinc. En el caso de capas de zinc puras convencionales con fases frágiles según el estado de la técnica, por el contrario (por ejemplo, de modo muy pronunciado en una capa de galvanizado a alta temperatura), se produce el desprendimiento local bajo impacto de piedras.
En el caso de una capa de Zn/Al con un espesor de 10 pm se alcanza un parámetro de 1,5 en la prueba de impacto con piedras, lo que corresponde a una superficie dañada de 2,5%. En el caso de aumento del espesor de la capa de zinc a 15 pm, la proporción de cuerpos de ensayo penetrantes se reduce claramente y se alcanza un parámetro de 0,5 - 1,0 (= 0,2 %, o bien 1,0 % de área dañada como máximo). En el caso de espesores de capa más altos de las capas de zinc generadas según la invención en el intervalo de 20 pm a 30 pm, los valores mejoran aún más.
En suma, todos los ensayos muestran que espesores de la capa de Zn/Al más elevados generados mediante el uso del procedimiento según la invención no tienen efectos negativos con respecto a la resistencia mecánica, sino que, por el contrario, muestran una mejora del rendimiento.
Ensayos ulteriores de galvanizado en caliente utilizando "fusión de Zn/Al" de superficies de acero con rugosidad superficial elevada
Los componentes se someten en primer lugar a un tratamiento mecánico de la superficie (desbaste de la superficie) y a continuación a un proceso de galvanizado en caliente, comprendiendo el proceso total las siguientes etapas:
• chorreo de arena
• desengrasado
• lavado
• decapado
• lavado
• fluxado
• secado
• galvanizado
• sellado
En primer lugar, los componentes se chorrean con un material de chorreo anguloso (acero inoxidable) con ayuda de una instalación de chorreo continua de dos turbinas con intensidad de chorreo media.
Además, los sustratos de referencia (componentes comparativos) se someten al proceso de galvanizado en caliente sin tratamiento mecánico de la superficie.
El registro de los parámetros característicos Ra, Rz y Rmax para la descripción de la rugosidad de la superficie alcanzada se efectúa según la norma DIN EN ISO 4288.
En la siguiente etapa, los componentes y las referencias se someten al proceso de galvanizado en caliente. A continuación, se mide el espesor de la capa según la norma DIN EN ISO 2178.
Los parámetros promedio de la rugosidad de la superficie y del espesor de capa de los componentes según la invención se enumeran a continuación:
• Ra: 9,8 pm
• Rz: 60,4 pm
• Rmax: 77,1 pm
• espesor de capa: 24,2 pm
• espesor de capa de referencia: 11,7 pm
Por el contrario, los componentes comparativos (es decir, sin pretratamiento de la superficie) solo presentan un espesor de capa de 11,7 pm en media.
Aumento del efecto anticorrosivo
La comprobación del efecto anticorrosivo de las capas de zinc se efectúa mediante dos pruebas de corrosión de corta duración:
• ensayo de niebla salina neutra según la norma DIN EN ISO 9227
• ensayo de cambio de clima según la norma VDA 233-102
Tanto la vida útil en el ensayo de niebla salina como también el número de ciclos sin aparición de corrosión del material base en el ensayo de cambio de clima mejoran significativamente para los componentes galvanizados en caliente según la invención en comparación con los componentes galvanizados en caliente sin superficie desbastada.
Medición de la resistencia mecánica y la adherencia
La medición de la resistencia mecánica se efectúa según la norma EN 438-2. En el caso de los componentes galvanizados en caliente según la invención, el número de ciclos de abrasión soportables se eleva significativamente en relación con los componentes de referencia galvanizados en caliente. Esto equivale a un aumento de la resistencia de la capa de zinc contra la tensión de fricción mecánica.
En el caso de los componentes galvanizados en caliente según la invención, la adherencia medida según la norma DIN EN 24624 no varía frente a los componentes sin tratamiento de la superficie. También la capacidad de carga debida a impactos bruscos o repentinos permanece inalterada debido al aumento del espesor de la capa de zinc. Para la prueba se realiza una prueba de impacto con piedras según la norma DIN EN ISO 20567-1, en la que un componente galvanizado en caliente se carga mediante muchos cuerpos de impacto pequeños angulosos, acelerados por medio de aire comprimido. El grado de daño de la capa de galvanizado se reduce claramente en los componentes galvanizados en caliente según la invención en comparación con los componentes galvanizados en caliente sin tratamiento de la superficie.
Lista de signos referencia:
1 Componente a base de hierro (componente de acero)
1' Componente a base de hierro (componente de acero)
1" Componente a base de hierro (componente de acero)
1 a Superficie original del componente a base de hierro (componente de acero)
1 a' Superficie original del componente a base de hierro (componente de acero)
1 a" Superficie original del componente a base de hierro desbastado (componente de acero)
2 Fase de aleación de Fe/Zn
2' Fase de aleación de Fe/Al (capa de bloqueo delgada/capa barrera)
2" Fase de aleación de Fe/Al (capa de bloqueo delgada/capa barrera)
3 Fase de zinc pura (fase de zinc puro)
3' Fase de cinc pura aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio
3" Fase de cinc pura aleada con aluminio, o bien que contiene aluminio
4 Capa de galvanizado (capa de galvanizado total)
' Capa de galvanizado (capa de galvanizado total)
" Capa de galvanizado (capa de galvanizado total)
Claims (13)
1. Procedimiento para la generación de una capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio sobre un componente a base de hierro, comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas de procedimiento en el orden que se indica a continuación:
(a) aumento y/o ajuste de la rugosidad de la superficie de al menos una superficie del componente a base de hierro mediante tratamiento mecánico por medio de un procedimiento abrasivo, realizándose el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie de tal manera que la superficie tenga un valor medio de rugosidad media Ra según la norma DIN EN ISO 4288:1998-04 en el intervalo de 0,3 a 15 gm; entonces
(b) galvanizado en caliente del componente a base de hierro en una fusión de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio, conteniendo la fusión de zinc al menos 0,1 % en peso de aluminio, referido a la fusión de zinc,
obteniéndose tras la realización de la etapa de procedimiento (b) un componente a base de hierro provisto y/o recubierto y/o revestido con la capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio con un espesor de capa de zinc en el intervalo de 3 a 30 gm.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
efectuándose el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) por medio de chorreo de aire comprimido con material de chorreo sólido ("chorreo de arena");
seleccionándose el material de chorreo (medio de chorreo) utilizado en la etapa de procedimiento (a) a partir del grupo de material de chorreo metálico, mineral (inorgánico) y orgánico, así como sus combinaciones, preferiblemente en forma de partículas, preferiblemente a partir del grupo de material de chorreo metálico, mineral natural, mineral sintético, orgánico natural y orgánico sintético, así como sus combinaciones, en particular material de chorreo de acero inoxidable en forma de partículas y/o material de chorreo de bolas de vidrio; y/o
presentando el material de chorreo utilizado en la etapa de procedimiento (a) una forma de grano redonda, esférica, angulosa o cilíndrica, preferiblemente una forma de grano angulosa; y/o
presentando el material de chorreo utilizado en la etapa de procedimiento (a) un tamaño de grano absoluto en el intervalo de 30 a 5.000 gm, en particular en el intervalo de 50 a 3.000 gm, preferiblemente en el intervalo de 60 a 1.500 gm, de modo particularmente preferible en el intervalo de 70 a 1.000 gm, de modo muy especialmente preferible en el intervalo de 75 a 800 gm; y/o
presentando el material de chorreo utilizado en la etapa de procedimiento (a) una dureza, en particular dureza de grano, preferiblemente dureza Vickers, en el intervalo de 20 a 2.500 HV, en particular en el intervalo de 100 a 2.100 HV, preferiblemente en el intervalo de 200 a 2.000 HV, más preferiblemente en el intervalo de 250 a 1.500 HV; y/o
presentando el material de chorreo utilizado en la etapa de procedimiento (a) una dureza, en particular dureza de grano, preferiblemente dureza Mohs, en el intervalo de 2 a 9 Mohs, en particular en el intervalo de 2,5 a 8 Mohs, preferiblemente en el intervalo de 3 a 7 Mohs, preferiblemente en el intervalo de 3,5 a 6,5 Mohs; y/o
dejándose actuar el material de chorreo sobre al menos una superficie del componente a base de hierro con una presión de chorreo en el intervalo de 1 a 15 bar, en particular en el intervalo de 2 a 11 bar, preferiblemente en el intervalo de 3 a 8 bar, con especial preferencia en el intervalo de 3 a 5 bar; y/o
dejándose actuar el material de chorreo sobre al menos una superficie del componente a base de hierro con una presión de chorreo de al menos 1 bar, en particular al menos 2 bar, preferiblemente al menos 3 bar; y/o
dejándose actuar el material de chorreo sobre al menos una superficie del componente a base de hierro a una presión de chorreo de 15 bar como máximo, en particular 11 bar como máximo, preferiblemente 8 bar como máximo, de manera particularmente preferida 5 bar como máximo; y/o
dejándose actuar el material de chorreo sobre al menos una superficie del componente a base de hierro durante un tiempo de 10 segundos a 30 minutos, en particular de 15 segundos a 20 minutos, preferiblemente de 20 segundos a 10 minutos; y/o
dejándose actuar el material de chorreo sobre al menos una superficie del componente a base de hierro durante un tiempo de hasta 30 minutos, en particular hasta 20 minutos, preferiblemente hasta 10 minutos; y/o
dejándose actuar el material de chorreo sobre al menos una superficie del componente basado en hierro durante un tiempo de al menos 10 segundos, en particular al menos 15 segundos, preferiblemente al menos 20 segundos.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2,
realizándose el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) de tal manera que la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) presenta un valor medio de rugosidad Ra, en particular según la norma DIN EN ISO 4288: 1998-04, de al menos 0,3 gm, en particular al menos 0,6 gm, preferiblemente al menos 0,7 gm, de manera particularmente preferida al menos 0,8 gm; y/o
realizándose el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) de tal manera que la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) presenta un valor medio de rugosidad Ra, en particular según la norma DIN EN ISO 4288: 1998-04, en el intervalo de 0,6 a 15 gm, preferiblemente en el intervalo de 0,7 a 13 gm, particularmente preferiblemente en el intervalo de 0,8 a 12 gm; y/o
realizándose el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) de tal manera que la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) presenta una profundidad de rugosidad promedio Rz, en particular según la norma DIN EN ISO 4288: 1998-04, de al menos 2 gm, en particular al menos 3 gm, preferiblemente al menos 4 gm; y/o
realizándose el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) de tal manera que la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) presenta una profundidad de rugosidad promedio Rz, en particular según la norma DIN EN ISO 4288: 1998-04, en el intervalo de 2 a 75 gm, en particular en el intervalo de 3 a 70 gm, preferiblemente en el intervalo de 3 a 65 gm; y/o
realizándose el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) de tal manera que la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) presenta una profundidad de rugosidad máxima Rmax, en particular según la norma DIN EN ISO 4288: 1998-04, de al menos 3 gm, en particular de al menos 4 gm, preferiblemente de al menos 5 gm; y/o
realizándose el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) de tal manera que la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) presenta una profundidad de rugosidad máxima Rmax, en particular según la norma DIN EN ISO 4288: 1998-04, en el intervalo de 3 a 95 gm, en particular en el intervalo de 4 a 90 gm, preferiblemente en el intervalo de 5 a 85 gm.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,
realizándose el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) de tal manera que la rugosidad media Ra, en particular según la norma DIN EN ISO 4288:1998-04, de la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) se eleva al menos un 10 %, en particular al menos un 25 %, preferiblemente al menos un 50 %, más preferiblemente al menos un 75 %, incluso más preferiblemente al menos un 100 %; y/o
realizándose el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie en la etapa de procedimiento (a) de tal manera que la profundidad de rugosidad promedio Rz, en particular según la norma DIN EN ISO 4288:1998-04, de la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) se eleva al menos un 10 %, en particular al menos un 25 %, preferiblemente al menos un 50 %, más preferiblemente al menos un 75 %, aún más preferiblemente al menos un 100 %; y/o
realizándose el aumento y/o el ajuste de la rugosidad superficial en la etapa de procedimiento (a) de tal manera que la profundidad de rugosidad máxima Rmax, en particular según la norma DIN EN ISO 4288:1998-04, de la superficie tratada en la etapa de procedimiento (a) se eleva al menos un 10 %, en particular al menos un 25 %, preferiblemente al menos un 50 %, de manera particularmente preferida al menos un 75 %, aún más preferiblemente al menos un 100 %.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,
presentando la capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio, que se obtiene mediante el procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, un espesor de capa en el intervalo de 4 a 28 gm, preferiblemente en el intervalo de 5 a 27 gm, particularmente preferiblemente en el intervalo de 6 a 25 gm; y/o
presentando la capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio, que se obtiene mediante el procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, un espesor de capa que es mayor en 0,5 a 15 gm, en particular en 1 a 12 gm, preferiblemente en 2 a 10 gm, que el espesor de capa que se obtiene después de la realización de la etapa de procedimiento (b) omitiendo la etapa de procedimiento (a) previo; y/o
presentando el componente a base de hierro galvanizado en caliente obtenido mediante las etapas de procedimiento (a) y (b) una capa de zinc al menos sustancialmente homogénea y/o uniforme y/o continua aleada con aluminio y/o que contiene aluminio, en particular en su lado superior o exterior.
6. Componente a base de hierro galvanizado en caliente (galvanizado en por inmersión en caliente), preferiblemente un componente de acero, obtenible según un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores.
7. Componente a base de hierro galvanizado en caliente según la reivindicación 6,
siendo obtenible el componente a base de hierro galvanizado en caliente al haberse sometido el componente a base de hierro, en primer lugar en al menos una superficie, a un tratamiento para el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie por medio de un procedimiento abrasivo de tal manera que la superficie tiene un valor de rugosidad medio Ra según la norma DIN EN ISO 4288: 1998-04 en el intervalo de 0,3 a 15 gm, y al haberse sometido posteriormente el componente a base de hierro tratado superficialmente de esta manera a un galvanizado en caliente en una fusión de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio, conteniendo la fusión de zinc al menos 0,1 % en peso de aluminio, y
estando el componente a base de hierro galvanizado en caliente provisto y/o recubierto y/o revestido con una capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio, presentando la capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio un espesor de capa en el intervalo de 3 a 30 gm.
8. Componente a base de hierro galvanizado en caliente según la reivindicación 6 o la reivindicación 7,
estando el componente a base de hierro galvanizado en caliente provisto y/o recubierto y/o revestido con una capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio;
presentando la capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio un espesor de capa en el intervalo de 4 a 28 gm, preferiblemente en el intervalo de 5 a 27 gm, de modo particularmente preferible en el intervalo de 6 a 25 gm; y/o
presentando el componente a base de hierro galvanizado en caliente una capa de zinc al menos esencialmente homogénea y/o uniforme y/o continua aleada con aluminio y/o que contiene aluminio, en particular en su lado superior o exterior; y/o
estando la superficie con rugosidad de la superficie elevada resultante en la etapa de procedimiento (a) al menos esencialmente aplanada y/o nivelada en el ámbito de la etapa de procedimiento (b), en particular por medio de la capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio aplicada en etapa de procedimiento (b).
9. Componente a base de hierro galvanizado en caliente según una de las reivindicaciones anteriores,
estando provisto el componente a base de hierro de una rugosidad de la superficie elevada y/o ajustada solo por áreas, en particular solo en una superficie y/o no en todas las superficies del componente a base de hierro; y/o
presentando la capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio del componente a base de hierro diferentes intervalos de espesor en el caso de que el aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie se efectúe solo por áreas, en particular solo en una superficie y/o no en todas las superficies del componente a base de hierro, en particular elevándose el espesor de capa de la capa de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio aumenta en el área de la(s) superficie(s) o áreas superficiales previamente tratada(s) en comparación con el espesor de la capa en el área de la(s) superficie(s) o áreas superficiales no tratada(s).
10. Uso de un componente a base de hierro galvanizado en caliente (galvanizado por inmersión en caliente), preferiblemente un componente de acero, según una de las reivindicaciones anteriores para la fabricación de automóviles, en particular la fabricación de vehículos de pasajeros, camiones o vehículos comerciales, o para el sector técnico, en particular para la industria de la construcción, la industria de ingeniería mecánica o la industria eléctrica.
11. Uso de un componente a base de hierro galvanizado en caliente (galvanizado por inmersión en caliente), preferiblemente un componente de acero, según una de las reivindicaciones anteriores como componente, material o pieza para la fabricación de automóviles, en particular la fabricación de vehículos de pasajeros, camiones o vehículos comerciales.
12. Uso de un componente a base de hierro galvanizado en caliente (galvanizado por inmersión en caliente), preferiblemente un componente de acero, según una de las reivindicaciones anteriores como componente, material o pieza para el sector técnico, en particular para la industria de la construcción, la industria mecánica o la industria eléctrica.
13. Uso del aumento y/o el ajuste de la rugosidad de la superficie de al menos una superficie de un componente a base de hierro mediante tratamiento mecánico por medio de un procedimiento abrasivo para el ajuste y el aumento del espesor de la capa de zinc en un procedimiento de galvanizado en caliente utilizando una fusión de zinc aleada con aluminio y/o que contiene aluminio con al menos 0,1 % en peso de aluminio, referido a la fusión de zinc.
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