Procedimiento para la protección contra la corrosión de componentes de la carroceria, chasis, motor o sistemas de escape.

Procedimiento para la protección contra la corrosión de componentes de carrocería,

de chasis, de motor o sistemas de escape de acero, caracterizado por las siguientes etapas de procedimiento:

a. usar aleaciones de acero usadas habitualmente en la construcción de carrocerías y de vehículos o componentes de carrocería, de chasis, de motor o sistemas de escape conformados en caliente o templados en molde dotados de revestimientos metálicos o recubrimientos que contienen pigmentos metálicos o de tales recubrimientos con el fin de la protección contra la cascarilla,

b. unir al menos dos componentes de carrocería, de chasis, de motor o piezas de sistemas de escape que se diferencian en composición, procedimiento que se ha llevado a cabo o recubrimiento de superficie mediante procedimientos de unión habituales para dar una pieza compuesta, siendo al menos uno de los componentes unidos para dar la pieza compuesta un componente conformado en caliente o templado en molde,

c. aplicar un recubrimiento de protección contra la corrosión sobre la pieza compuesta, conteniendo el recubrimiento de protección contra la corrosión al menos el 10 % en peso de pigmento de zinc metálico y hasta el 30 % en peso de pigmento de aluminio metálico así como un aglutinante compuesto por del 5 al 100 % en peso de óxidos de metal, aplicándose químicamente en húmedo con un grosor de capa inferior a 20 μm sobre la capa de reacción que se genera durante el recocido del recubrimiento de protección contra la formación de cascarilla.

Procedimiento para la protección contra la corrosión de componentes de carrocería, de chasis, de motor o sistemas de escape La invención se refiere a un procedimiento para la protección contra la corrosión de componentes de carrocería, de chasis, de motor o sistemas de escape de acero.

Para la protección contra la corrosión de componentes de carrocería se usan hoy en día habitualmente chapas congalvanización en caliente. Éstas ofrecen la ventaja de una protección contra la corrosión activa. Es desventajosa la falta de protección de los bordes al cortar tales chapas. Además mediante procesos de soldadura se generan puntos defectuosos en los que existe una protección contra la corrosión insuficiente. Mediante la soldadura de aceros con distinto recubrimiento, tales como por ejemplo un componente de acero aluminizado en caliente y una chapa galvanizada, pueden producirse también problemas de corrosión por contacto debido a las diferentes potenciales estándar de zinc y aluminio.

En el caso de la fabricación de componentes de acero de alta resistencia, tal como se usan por ejemplo como piezas de carrocería de soporte en la construcción de vehículos, se usan cada vez más procedimientos de conformado en caliente. Una variante determinada del conformado en caliente es el denominado templado en molde o templado en prensa, en el que se calientan aceros especiales (en la mayoría de los casos aceros de manganeso-boro) hasta la temperatura de austenización, se conforman y se enfrían bruscamente en la herramienta de conformado. A este respecto se genera una microestructura martensítica de alta resistencia mecánica, que hace posible fabricar componentes ligeros por su bajo espesor de material y no obstante de alta resistencia. La austenización tiene lugar a temperaturas por encima de 850 ºC. A esta temperatura tiene lugar una intensa formación de cascarilla sobre la superficie de acero. Esta formación de cascarilla tiene lugar tan rápidamente que incluso piezas, que se calienta bajo atmósfera de gas protector, por ejemplo en un horno de paso continuo, se encascarillan en cuanto entran en contacto con el oxígeno del aire al trasladarse del horno al molde de prensado. En el caso de líneas de conformado que están diseñadas para contar piezas de una producción de vehículos, no es posible con un esfuerzo constructivo y económico justificable hacer funcionar abajo gas protector toda la zona desde el calentamiento hasta el conformado.

La cascarilla que se forma tiende a desconcharse y es áspera y quebradiza. Por lo tanto, ésta deteriora componentes así como herramientas de conformado y debe retirarse del componentes tras el templado en molde por ejemplo mediante radiación con un gran esfuerzo. Mediante la limpieza necesaria con regularidad de las herramientas se aumentan considerablemente los tiempos de ciclo y debe compensarse la remoción de material durante la radiación mediante el uso mayores espesores de chapa. En la mayoría de los casos, en el templado en molde se usan chapas de acero que están dotadas de una capa protectora contra la formación de cascarilla.

Las chapas de acero galvanizadas en caliente son adecuadas sólo en cuanto al templado en prensa o a la protección contra la formación de cascarilla. En el caso de chapas de cero galvanizadas en caliente, por el templado en prensa se deteriora el galvanizado, de modo que no existe una o sólo una protección activa contra la corrosión insuficiente.

A partir del documento EP 1 013 785 A1 se conoce a este respecto el uso de clases de acero aluminizado en caliente. Éstas se bañan en el procedimiento de inmersión en baño fundido con una aleación de Al-Si de aproximadamente 20-30 µm de grosor. Si bien este revestimiento de Al-Si ofrece cierta protección contra la corrosión durante el almacenamiento de las chapas de acero aluminizadas en caliente, de modo que no debe aplicarse aceite a estas chapas o rollos en el caso del almacenamiento y el transporte tras el proceso de recocido usado en el conformado en caliente, no obstante el efecto de protección contra la corrosión del revestimiento se reduce muy considerablemente. Esto se manifiesta por ejemplo cuando a se someten a ensayo chapas de acero aluminizadas en caliente recocidas a 950 ºC en el ensayo de pulverización salina según la norma DIN. En este caso, ya después de pocos días, puede apreciarse la formación de óxido rojo sobre toda la superficie. Las piezas correspondientes, tras la unión y fosfatación de toda la carrocería, pueden también barnizarse (recubrirse) por inmersión por cataforesis y disponer entonces de una protección contra la corrosión suficiente para el uso en determinados campos. Sin embargo, si se deteriora el recubrimiento por inmersión por cataforesis deja de estar garantizada una protección activa contra la corrosión suficiente. La resistencia eléctrica de chapas aluminizadas en caliente tras el proceso de templado en condiciones habituales en el caso de templado en prensa directo, se encuentra en el intervalo de < 1 mOhm.

Una protección contra la formación de cascarilla adicional, que se describe en el documento WO 2006/040030 A1, se basa en el recubrimiento químico en húmedo de una chapa o rollo de acero con un barniz compuesto por unaglutinante orgánico de silicio, partículas de aluminio así como lubricantes sólidos. Éste puede conformarse en frío y en caliente y protege frente a la formación de cascarilla durante el conformado en caliente. La capa de reacción inorgánica se retira mediante radiación tras el conformado en caliente o el templado en molde, siendo el gasto de energía y de tiempo necesario para ello claramente menor que en la eliminación de cascarilla. La irradiación se realiza porque la capa de reacción no presenta la conductividad eléctrica necesaria para la soldadura por puntos de resistencia posterior. Tras la soldadura de las chapas de acero de brillo metálico se fosfatan también las mismas y se recubren por inmersión por cataforesis.

Un perfeccionamiento de la capa de protección contra la formación de cascarilla química en húmedo descrita, que es objeto del documento WO 2007/076766 A2, tiene tras el templado en molde la conductividad eléctrica necesaria para la soldadura por puntos de resistencia y el recubrimiento por inmersión por cataforesis y por lo tanto puede permanecer sobre el componente tras el templado en molde. La resistencia eléctrica de estas chapas tras el proceso de templado en condiciones habituales en el caso del templado en prensa, se encuentra en el intervalo de < 5 mOhm. Si el componente debe someterse a continuación a un proceso de soldadura, en particular a una soldadura por puntos de resistencia, o a un recubrimiento por inmersión por cataforesis, es de especial importancia el cumplimiento de parámetros de proceso que, durante el recocido de la chapa de acero recubierta con protección contra la formación de cascarilla, llevan a la formación de capas de reacción eléctricamente conductoras. Ha resultado ser ventajoso el uso de una atmósfera de gas protector (por ejemplo nitrógeno, argón) o el uso de una atmósfera de horno con contenido en oxígeno reducido (0-10 %) . Asimismo, cortos tiempos de calentamiento llevan a una alta conductividad eléctrica y con ello a una baja resistencia eléctrica en el intervalo de < 3 mOhm y promueven por lo tanto la soldabilidad. Las piezas correspondientes tienen, tras la soldadura, fosfatación y recubrimiento por inmersión por cataforesis, una protección contra la corrosión suficiente para el uso en determinados campos. No obstante en este caso tampoco se da una protección activa contra la corrosión que proteja al acero en el caso de un deterioro del recubrimiento por inmersión por cataforesis.

Una ventaja general de las capa de protección contra la formación de cascarilla químicas en húmedo descritas con respecto a una aluminación por inmersión en baño fundido es que durante el calentamiento hasta la temperatura de austenización, no debe formarse ninguna capa de difusión y por lo tanto pueden mantenerse tiempos de ciclo más cortos. Además, en este caso no existe el riesgo de fusión durante el calentamiento, de modo que también pueden usarse procedimientos inductivos o conductivos para el calentamiento durante el templado en molde.

En las solicitudes WO2005/021820 A1, WO 2005/021821 A1 y WO 2005/021822 A1 se describen procedimientos para la producción de distintas piezas de acero templadas. En este caso se aplica sobre el acero en cada caso una capa protectora compuesta por zinc junto con un elemento con afinidad por el oxígeno adicional (sobre todo aluminio) . Esta capa protectora se aplica en el documento... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la protección contra la corrosión de componentes de carrocería, de chasis, de motor o sistemas de escape de acero, caracterizado por las siguientes etapas de procedimiento:

a. usar aleaciones de acero usadas habitualmente en la construcción de carrocerías y de vehículos o componentes de carrocería, de chasis, de motor o sistemas de escape conformados en caliente o templados en molde dotados de revestimientos metálicos o recubrimientos que contienen pigmentos metálicos o de tales recubrimientos con el fin de la protección contra la cascarilla,

b. unir al menos dos componentes de carrocería, de chasis, de motor o piezas de sistemas de escape que se diferencian en composición, procedimiento que se ha llevado a cabo o recubrimiento de superficie mediante procedimientos de unión habituales para dar una pieza compuesta, siendo al menos uno de los componentes unidos para dar la pieza compuesta un componente conformado en caliente o templado en molde,

c. aplicar un recubrimiento de protección contra la corrosión sobre la pieza compuesta, conteniendo el recubrimiento de protección contra la corrosión al menos el 10 % en peso de pigmento de zinc metálico y hasta el 30 % en peso de pigmento de aluminio metálico así como un aglutinante compuesto por del 5 al 100 % en peso de óxidos de metal, aplicándose químicamente en húmedo con un grosor de capa inferior a 20 µm sobre la capa de reacción que se genera durante el recocido del recubrimiento de protección contra la formación de cascarilla.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la unión de los componentes tiene lugar mediante soldadura, pegado, rebordeado, atornillado o remachado.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa de protección contra la formación de cascarilla está compuesta por una aleación de aluminio, un recubrimiento que contienen pigmentos de aluminio o un recubrimiento que contiene zinc o pigmentos de zinc.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el componente acabado según el procedimiento de conformado presenta una resistencia eléctrica de como máximo 10 mOhm, preferentemente de como máximo 5 mOhm.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa de protección contra la corrosión se aplica en el procedimiento de pulverización, de chorreo, con rodillo o de inmersión sobre la capa de reacción recocida.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el grosor de capa de la capa de protección contra la corrosión asciende a menos de 10 µm.

7. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque la capa de protección contra la corrosión se diluye con disolventes antes de la aplicación.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa de protección contra la corrosión tras la aplicación se seca a una temperatura entre temperatura ambiente y 400 ºC, preferentemente entre temperatura ambiente y 250 ºC.

9. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa de protección contra la corrosión contiene entre el 50 y el 100 % en peso y preferentemente entre el 70 y el 95 % en peso de pigmento de zinc metálico.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los óxidos de metal en el aglutinante son óxidos de titanio, de aluminio o de zirconio.

11. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el aglutinante usado en la capa de protección contra la corrosión contiene hasta el 50 % en peso de aglutinante preparado a través del procedimiento de sol-gel, siliconas, siloxanos o ceras.

12. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa de protección contra la corrosión contiene lubricantes en estado sólido, en particular grafito o nitruro de boro.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque en lugar de un componente de carrocería se trata una carrocería compuesta por varios componentes de carrocería de acero unidos entre sí.