MXPA01012239A

MXPA01012239A - Componentes revestidos con una aleacion de aluminio-silico.

Info

Publication number: MXPA01012239A
Application number: MXPA01012239A
Authority: MX
Inventors: Ulrich Seseke-Koyro
Original assignee: Solvay Fluor & Derivate
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2002-07-30
Also published as: PL352068A1; EP1194263B1; CN1173799C; EP1454706A1; PL195307B1; RU2243865C2; AU5809700A; KR100650009B1; KR20020008410A; US20020070263A1; CZ20014222A3; AU773861B2; PL194874B1; HK1047256A1; BR0011238B1; CA2376021A1; HUP0201378A2; EP1454706B1; EP1194263A1; CN1353633A

Abstract

La invencion se refiere a componentes que consisten de aluminio o aleaciones de aluminio. Es posible depositar sobre estos componentes un revestimiento de una aleacion de aluminio-silicio aplicando hexafluorsilicato de metal alcalino y calentandolos. La capa de aleacion se protege efectivamente contra la reoxidacion mediante una capa no corrosiva de fluoaluminato de potasio que se forma simultaneamente.

Description

COMPONENTES REVESTIDOS CON UNA ALEACIÓN DE ALUMINIO-SILICIO DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un método para la deposición de una aleación de aluminio-silicio sobre aluminio o aleaciones de aluminio, a los componentes que se obtienen de esta manera y a un proceso de soldadura. Las técnicas para soldar componentes de aluminio o de aleaciones de aluminio son conocidas. Los componentes se unen uno con otro bajo calentamiento con el auxilio de un metal de soldadura y un fundente. Para esto es posible o bien agregar el metal de soldadura por separado o usar componentes plaqueados con metal de soldar. Como fundente se usan preferiblemente fluoraluminatos de potasio y/o fluoraluminatos de cesio. La patente US 4,906,307 revela un proceso para soldar componentes de aleación de aluminio. En este se usan componentes plaqueados con metal de soldar con un fundente de 70 a 90 % en peso de hexafluorsilicato de potasio y 30 a 10 % en peso de trifluorsilicato de aluminio con la adición de fluoruro de litio y fluoruro de sodio. La solicitud de patente europea EP-A-0 810 057 revela fundentes para soldar aluminio que pueden tener hasta 20% en peso de un fluorsilicato metálico (además de un complejo de fluoraluminato, por ejemplo, tetrafluoraluminato de potasio) . También es posible soldar sin metal de soldar con ? .i ?..??, Í i^_ .. . .,, ,.. determinados fluorsilicatos de metal alcalino en determinadas gamas de peso. La solicitud de patente alemana 196 36 897 revela que es posible soldar entre si componentes de aluminio sin 5 metal de soldar, siempre y cuando se use un fundente que contenga 6 a 50% en peso de hexafluorsilicato de potasio y además fluoraluminato de potasio. La tarea de la presente invención es especificar un método mediante el cual es posible aplicar una aleación 10 de aluminio-silicio sobre aluminio o aleaciones de aluminio (o los componentes correspondientes) sin que se requiera un plaqueado mediante la aplicación laminada de un metal de soldar. Otro objeto de la invención es un método para soldar componentes de aluminio o aleaciones de aluminio en 15 el cual no es necesario la adición por separado de un metal de soldar. Estas tareas se resuelven mediante el método de conformidad con la invención y los componentes que se obtienen con este. El método de conformidad con la invención para 20 elaborar aluminio o una aleación de aluminio con un revestimiento que comprende una aleación de aluminio- silicio propone recubrir el aluminio o una aleación de aluminio con hexafluorsilicato de metal alcalino y calentarlo hasta que se forma la aleación de aluminio- 25 silicio. -" >"** *-* -- «cafcitumaiiiait Los hexafluorsilicatos de metal alcalino preferidos son hexafluorsilicato de potasio, hexafluorsilicato de cesio o sus mezclas, muy en particular hexafluorsilicato de potasio. Se prefiere particularmente aplicar el fluorsilicato de metal alcalino con un peso superficial de 30 a 60 g/m2. Esto puede suceder, por ejemplo, mediante la aplicación electroestática del polvo seco de hexafluorsilicato o a partir de la fase acuosa (solución o suspensión del silicato) . En el caso de pesos superficiales menores resulta una capa de aleación mas delgada, en el caso de pesos superficiales mas altos una mas gruesa. La formación de la aleación para unir componentes se produce ya a pesos superficiales a partir de 5 g/m2. Para la mayoria de las aplicaciones resulta mas conveniente un peso superficial de al menos 20 g/m2 hasta 60 g/m2, puesto que entonces es posible poner a disposición correspondientemente mas metal de aleación para una soldadura (costura de soldadura mas fuerte) estable del ensamble. En esto se aplica en forma de una suspensión en agua o en solventes orgánicos o también como pasta sobre los materiales a ser unidos. Estas suspensiones convenientemente contienen 15 a 75 % en peso del hexafluorsilicato. Además del agua se usan también líquidos orgánicos, en particular alcoholes como metanol, etanol, propanol o isopropanol o polioles. Otros líquidos orgánicos que se pueden usar son éter, por ejemplo éter monobutilico de dietilenoglicol, cetonas como acetona, esteres de alcoholes monobásicos, dioles o polioles. El ligante para el uso como pasta es, por ejemplo, etilcelulosa. Mediante formadores de película, generalmente se trata de polimeros solubles en solventes orgánicos como acetona, es posible aplicar el hexafluorsilicato sobre el componente. Después de la evaporación del solvente dan por resultado una película firmemente adherida. Los polimeros adecuados son, por ejemplo, acrilatos o metacrilatos. El material con un espectro de grano de partículas finas es particularmente adecuado para la aplicación húmeda de fundente. El material con un espectro de grano mas grueso es particularmente bien adecuado para la aplicación de fundente en seco. El material con el espectro de grano fino o grueso deseado se puede elaborar según métodos conocidos. Generalmente se usa lejia alcalina con ácido hexafluorsilicico (también se pueden usar precursores, por ejemplo carbonato alcalino). Es generalmente conocido como se influye en el tamaño de grano. Los cristales mas pequeños se producen con bajas temperaturas de reacción, reacción rápida, secado rápido y fuerte movimiento de la mezcla de reacción. Los cristales mas grandes se producen con temperaturas mas elevadas, reposo sobre la lejia madre, poco movimiento de la mezcla de la reacción y mezcla lenta de los reactivos. Los hexafluorsilicatos o bien las mezclas que los contienen que sustancialmente comprenden partículas con un tamaño de grano de 8 hasta 20 µm, por ejemplo hasta 18 µm, son muy bien utilizables para la aplicación de fundente en seco. Asi fue posible elaborar K2SiF6 con XD?o = 2.04 µm, XD50 = 6.94 µm y XD90 = 12.35 µm y un diámetro medio de grano de 6.94 µm. Otro producto fue todavía mas fino, con un XDso de 4.6 µm. Esta especificación de tamaño de grano se refiere al diámetro medio de grano para el 50% de las partículas (XD50) , determinado por difracción de láser. Los fundentes que sustancialmente comprenden partículas en una gama de tamaño de grano de 1 a 12.5 µm se pueden aplicar particularmente bien según el método de aplicación húmeda de fundente como suspensión en agua o líquidos orgánicos. Preferentemente se calienta el aluminio o la aleación de aluminio a una temperatura en la gama de 400 a 610 °C, preferiblemente 540 a 610 °C para formar la aleación de aluminio-silicio. En el caso del uso de hexafluorsilicato de potasio se calienta preferiblemente a una temperatura en la gama de 570 a 600 °C. En esto es posible llevar a cabo el revestimiento y la soldadura en una etapa de procesamiento. Primero se forma la aleación, seguidamente ocurre la soldadura. También es posible separar en tiempo el revestimiento y la soldadura. Primero se revisten los componentes. Después se permite generalmente su enfriamiento y se almacena hasta que con nuevo calentamiento se lleva a cabo la soldadura. En este caso el revestimiento y la soldadura también se pueden separar espacialmente. Por este motivo el método es muy flexible. Se comprobó que los componentes de aluminio o aleaciones de aluminio que se revisten de una aleación de aluminio-silicio de conformidad con la invención se pueden soldar sin la adición de metal de soldar, por ejemplo de acuerdo al método de soldadura mediante soplete o de soldadura en horno siempre y cuando no haya transcurrido tanto tiempo entre la aplicación y el revestimiento y la soldadura que haya provocado el envejecimiento de la superficie de las partes o puntos a ser soldados. Si entre el método de revestimiento de conformidad con la invención y el proceso de soldadura que le sucede transcurrió un intervalo de tiempo tal que se produjo un envejecimiento de la superficie es posible usar un fundente, por ejemplo a base de fluoraluminato de potasio o fluoraluminato de cesio. La ventaja reside en que en caso deseado es posible efectuar una carga superficial muy baja con fundente, por ejemplo, en la gama de 2 a 30 g/m2. . i .. . j Í ..._,„..... .., , De acuerdo con una modalidad se usa hexafluorsilicato de metal alcalino puro. En esto se puede tratar de una mezcla de hexafluosilicatos de metal alcalino. De acuerdo con otra modalidad es posible aplicar simultáneamente con el hexafluorsilicato de metal alcalino o después de producir el revestimiento de aleación, un fundente a base de fluoraluminato, por ejemplo fluoraluminato de potasio y/o fluoraluminato de cesio. El fluoraluminato está presente en una cantidad máxima de 15% en peso preferida a la cantidad de hexafluorsilicato de metal alcalino usada, preferiblemente en una cantidad máxima de 10% en peso, en particular en una cantidad máxima de 5% en peso, siempre y cuando se trabaje de acuerdo a esta modalidad. También es objeto una mezcla de esta Índole . El concepto "componentes de aluminio o de aleación de aluminio" abarca dentro del cuadro de la presente invención aquellos componentes que cuando se revisten de conformidad con el método de acuerdo a la invención se ensamblan en particular mediante soldadura para formar conjuntos (conjuntos estructurales). Como "componentes" también se consideran productos prefabricados, por ejemplo láminas de aluminio, perfiles de aluminio, tubos de aluminio u otras formas de aluminio o aleaciones de aluminio que después de procesamiento adicional se procesan para obtener componentes que a su vez se sueldan entonces para formar ensambles. Se trata, por ejemplo, de componentes que después de soldar dan por resultado radiadores, cambiadores de calor o evaporadores. Otro objeto de la invención son los componentes de aluminio o aleación de aluminio revestidos con una aleación de aluminio-silicio que se obtienen según el método de conformidad con la invención. Los componentes de aluminio o aleaciones de aluminio producidos según el método de conformidad con la invención se pueden soldar, opcionalmente con la adición de un fundente de soldadura como fluoraluminato de potasio, fluoraluminato de cesio o sus mezclas. Esto tiene lugar de manera de suyo conocida, por ejemplo en un horno de soldar o mediante soldadura con soplete a una temperatura en la gama de 400 a 610 °C, según el fundente usado. La invención tiene la ventaja de que los componentes que se obtienen según el método de conformidad con la invención se pueden soldar enseguida sin la adición de un fundente. En cuanto se adicione un fundente para las soldaduras que se han de efectuar posteriormente es posible aplicarlo con un bajo peso superficial. La capa de fluoraluminato alcalino que se forma además de la capa de aleación protege efectivamente contra la reoxidación.

Ejemplo 1: Elaboración de un componente de aluminio revestido con aleación de aluminio-silicio. A una placa de aluminio (tamaño: 25 x 25 mm) se le aplicaron 40 g/m2 de K2SiF6, y este se distribuyó en forma homogénea mediante isopropanol. Después de evaporado el solvente la placa se calentó en un horno a 600 °C bajo atmósfera de nitrógeno (proceso CAB = Controlled Atmosphere Brazing = soldadura fuerte en atmósfera controlada = CAB por sus siglas en inglés) . Después de este ciclo de temperatura la placa se sacó del horno después de enfriada. Sobre la placa se había formado una superficie metálica brillante de Al-Si. Ejemplo 2: Soldadura de componentes de aluminio recubiertos con aleación de Al-Si. A la placa producida de acuerdo al ejemplo 1 se le aplicaron 5 g/m2 de fundente de fluoraluminato de potasio (NocolokR, marca registrada de Alean Corp.; proveedor: Solvay Fluor und Derivate GmbH) , y se distribuyeron de manera homogénea con el auxilio de isopropanol. Sobre la placa se colocó a continuación un ángulo de aluminio, el conjunto se introdujo al horno de soldadura y se trató nuevamente como en el ejemplo 1. Después de soldada se sacó la placa con el ángulo de aluminio. El ángulo quedó soldado al 100% firme y homogéneamente a la placa mediante la formación de una costura de soldadura. Ejemplo 3: Soldadura en una sola etapa sin adición de metal de soldar. A una placa de aluminio (tamaño: 25 x 25 mm) se le aplicaron 20 g/m2 de K2SiF6, y este se distribuyó en forma homogénea mediante isopropanol. Sobre esta superficie preparada de esta manera se colocó un ángulo de aluminio de 90° con longitud total de 40 mm. Este conjunto se calentó a continuación en un horno a 600 °C bajo atmósfera de nitrógeno (proceso CAB = Controlled Atmosphere Brazing = soldadura fuerte en atmósfera controlada = CAB por sus siglas en inglés) . Después de este ciclo de temperatura la placa se sacó del horno después de enfriada. Se habla formado una costura de soldadura fuerte completamente circundante entre ambas partes individuales.

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Claims

REIVINDICACIONES 1. Método para la elaboración de un componente de aluminio o de una aleación de aluminio con un revestimiento que contiene o consiste de hexafluorsilicato de metal alcalino, en donde se usa hexafluorsilicato de metal alcalino puro o una mezcla de hexafluorsilicato de metal alcalino y máximo 5% en peso de un fluoraluminato referido al hexafluorsilicato de metal alcalino utilizado, aplicando el hexafluorsilicato de metal alcalino sobre el componente según el método de aplicación de fundente en seco o húmedo, en caso deseado junto con un ligante o un formador de película.
2. Método para la elaboración de un componente de aluminio o de una aleación de aluminio con un revestimiento que comprende una aleación de aluminio-silicio, en donde se usa hexafluorsilicato de metal alcalino puro o una mezcla de hexafluorsilicato de metal alcalino y máximo 5% en peso de un fluoraluminato referido al hexafluorsilicato de metal alcalino utilizado, aplicando y calentando el hexafluorsilicato de metal alcalino sobre el componente según el método de aplicación de fundente en seco o húmedo, en caso deseado junto con un ligante o un formador de película hasta que se forma la aleación de aluminio-silicio. "t^*"*- — -' • --»." -
3. Método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se usa hexafluorsilicato de potasio, hexafluorsilicato de cesio o mezclas de estos.
4. Método según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque el fluorsilicato de metal alcalino se aplica con un peso superficial de 30 a 60 g/m2.
5. Método según la reivindicación 2, caracterizado porque para formar la aleación de aluminio-silicio el aluminio o la aleación de aluminio se calienta a una temperatura en la gama de 540 a 610 °C.
6. Método según la reivindicación 2, caracterizado porque la aleación se forma sin la adición de fluoruro de aluminio o fluoraluminatos alcalinos.
7. Componentes de aluminio o aleación de aluminio revestidos de acuerdo a un método según las reivindicaciones 1 a 6.
8. Método para unir componentes de aluminio o aleaciones de aluminio caracterizado en que los componentes se revisten de acuerdo a un método según las reivindicaciones 1 a 6 y se sueldan opcionalmente con la adición de un fundente de soldadura.
9. Método según la reivindicación 8, caracterizado porque se suelda sin la adición de fundentes, en particular sin la adición de fluoruro de aluminio o fluoraluminatos alcalinos.
10. Mezcla que comprende fluorsilicato alcalino y máximo 5% en peso de fluoraluminato alcalino referido al fluorsilicato alcalino.
11. Mezcla según la reivindicación 10 en que 5 álcali representa K o Cs. i ÉIÉiÉf^ ?*""* -»'*« »-»* - -*•