Material compuesto con capa de protección contra la corrosión y procedimiento para su producción.

Material (1) compuesto, que presenta un material (3) de soporte, estando recubierto el material

(3) de soporte al menos por parte de su superficie con una capa (2) de protección contra la corrosión hecha de una aleación de aluminio y estando formado el material de soporte a partir de una aleación de Al-Mn-Cu, caracterizado porque la aleación de aluminio de la capa (2) de protección contra la corrosión presenta la siguiente composición en % en peso:

0,8 ≤ Mn ≤ 1,8,

Zn ≤ 0,05,

Cu ≤ 0,05,

0,4 ≤ Si ≤ 1,0,

Cr ≤ 0,25,

Zr ≤ 0,25,

Mg ≤ 0,10,

el resto aluminio e impurezas inevitables, individualmente como máximo el 0,05% en peso, en total como máximo el 0,15% en peso, ascendiendo el contenido en silicio del material de soporte como máximo al 0,4% en peso y habiendo un gradiente de concentración, de modo que tiene lugar una difusión de silicio bien definida desde la capa de protección contra la corrosión al material de soporte

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E13186323.

Solicitante: Hydro Aluminium Rolled Products GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Aluminiumstrasse 1 41515 Grevenbroich ALEMANIA.

Inventor/es: MROTZEK,MANFRED, SICKING,Raimund.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS... > Productos estratificados compuestos esencialmente... > B32B15/01 (estando compuestas todas las capas exclusivamente de metal)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > Revestimiento por pulverización del material de... > C23C4/04 (caracterizado por el material de revestimiento)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > FUNDICION; METALURGIA DE POLVOS METALICOS > COLADA DE METALES; COLADA DE OTRAS MATERIAS POR LOS... > B22D1/00 (Tratamiento del metal fundido en la cuchara o en los canales de colada antes del moldeo (características relativas a la inyección de gas en cierres de tipo de corredera B22D 41/42, en buzas de colada B22D 41/58))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F) > C22C21/00 (Aleaciones basadas en aluminio)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL > INTERCAMBIADORES DE CALOR, NO PREVISTOS EN NINGUNA... > F28D1/00 (Aparatos cambiadores de calor que tienen conjuntos fijos de canalizaciones solamente para uno de los medios intercambiadores de calor, estando cada uno de los medios en contacto con un lado de la pared de la canalización, y siendo el otro medio intercambiador de calor una gran masa de fluido, p. ej. radiadores domésticos o de motores de automóviles (F28D 5/00 tiene prioridad))

PDF original: ES-2527206_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Material compuesto con capa de protección contra la corrosión y procedimiento para su producción Sector de la técnica La invención se refiere a un material compuesto que presenta un material de soporte, estando recubierto el material de soporte al menos por parte de su superficie con una capa de protección contra la corrosión hecha de una aleación de aluminio y estando formado el material de soporte a partir de una aleación de Al-Mn-Cu. La invención se refiere además a un procedimiento para la producción de un material compuesto de este tipo así como al uso de un material compuesto de este tipo para componentes que conducen el agente refrigerante de transferidores de calor o intercambiadores de calor, en particular tubos.

Estado de la técnica Ya se conocen materiales compuestos del tipo mencionado al principio y se utilizan por ejemplo para componentes de transferidores de calor o intercambiadores de calor en aviones o automóviles. Así pueden recubrirse materiales de soporte hechos de una aleación de aluminio sensible a la corrosión de manera conocida con aleaciones que presentan al menos un elemento reductor del potencial de corrosión, por ejemplo cinc, estaño o indio. Éstos se someten frecuentemente a un tratamiento térmico a temperaturas de más de 450º C, preferiblemente de 575º C a 610º C, tal como por ejemplo durante la soldadura de los intercambiadores de calor. Sin embargo, el uso de cinc como elemento reductor del potencial de corrosión lleva asociado el problema de que el cinc puede difundir rápidamente y de manera apenas controlable desde la capa de protección contra la corrosión al material de soporte. Esto conduce a que también el material de soporte se vuelva menos refinado y más susceptible a la corrosión. Además, las capas de protección contra la corrosión que contienen cinc experimentan, a causa de medios corrosivos, una rápida retirada de material, dado que no pueden controlarse la profundidad de ataque y la retirada de material a causa de medios corrosivos. Por tanto, la protección contra la corrosión provocada por el cinc es de duración relativamente corta. Por el contrario, el uso de estaño y/o indio como elemento reductor del potencial de corrosión es problemático en el sentido de que su presencia perjudica enormemente la capacidad de reciclado de las aleaciones, puesto que partes de estaño o indio en aleaciones de aluminio sólo son adecuadas para pocas aplicaciones. Por ello en primer lugar deberían separarse de manera compleja las partes de estaño y/o indio para poder recuperar aluminio de alta pureza, que es adecuado para diversas aplicaciones.

Además se conoce el hecho de recubrir un material de soporte hecho de una aleación de aluminio-manganeso con una capa hecha de una aleación de aluminio-silicio. En este material compuesto, a temperaturas de desde preferiblemente 575º C hasta 610º , el silicio de la capa aplicada hecha de una aleación de aluminio-silicio difunde al material de soporte y provoca deposiciones de compuestos de manganeso en los cristales mixtos sobresaturados con manganeso del material de soporte. El potencial de corrosión de los compuestos de manganeso depositados es menor que el potencial de corrosión del material de soporte restante, por lo que los compuestos de manganeso depositados pueden actuar como protección contra la corrosión. Sin embargo, la profundidad hasta la que difunde el silicio en el material de soporte y por consiguiente el grosor de la capa que presenta los compuestos de manganeso depositados dependen de manera sensible de la regulación del proceso durante la producción del material compuesto y del tratamiento térmico. Esto requiere una gran precisión así como técnicas de monitorización del proceso complejas durante la producción. Por el documento GB 1 486 030 se conoce un material compuesto resistente a la corrosión que comprende un material de soporte hecho de una aleación de Al-Mg-Mn y una capa de protección contra la corrosión.

Objeto de la invención Por tanto, la presente invención se basa en el objetivo de indicar un material compuesto del tipo mencionado al principio, que proporcione una protección contra la corrosión definida, eficaz y resistente, y al mismo tiempo presente un alto potencial de reciclado. La presente invención tiene además el objetivo de indicar un procedimiento para la producción de un material compuesto de este tipo.

El objetivo se soluciona según una primera enseñanza de la presente invención, porque la aleación de aluminio de la capa de protección contra la corrosión presenta la siguiente composición en % en peso:

0, 8 â Mn â 1, 8, Zn â 0, 05, Cu â 0, 05, 0, 4 â Si â 1, 0, Cr â 0, 25, Zr â 0, 25, Mg â 0, 10,

el resto aluminio e impurezas inevitables, individualmente como máximo el 0, 05% en peso, en total como máximo el 0, 15% en peso, ascendiendo el contenido en silicio del material de soporte como máximo al 0, 4% en peso y habiendo un gradiente de concentración, de modo que tiene lugar una difusión de silicio bien definida desde la capa de protección contra la corrosión al material de soporte.

Sorprendentemente se estableció que el contenido en manganeso de entre el 0, 8% en peso y el 1, 8% en peso en la aleación prevista como capa de protección contra la corrosión posibilita una alta densidad de deposiciones que contienen manganeso finamente distribuidas. De este modo se reduce el potencial de corrosión de la capa de protección contra la corrosión. Preferiblemente, el potencial de corrosión de la capa de protección contra la corrosión se encuentra aproximadamente 30 mV por debajo del potencial de corrosión del material de soporte. Además, el porcentaje de cobre y cinc debe ascender en cada caso como máximo al 0, 05% en peso. Mediante los bajos porcentajes de cobre y cinc puede inhibirse la formación de elementos locales, que pueden tener como consecuencia una superficie galvánicamente muy activa y con ello una retirada de material aumentada condicionada por la corrosión. De este modo se aumenta la resistencia a la corrosión de la capa de protección contra la corrosión. Además se influye positivamente en la capacidad de reciclado del material compuesto y de los productos producidos a partir del mismo por los reducidos porcentajes de cobre y cinc, así como por la limitación del contenido en silicio, cromo y circonio en la aleación. El porcentaje de magnesio debe ascender como máximo al 0, 10% en peso, para que dado el caso no se perjudique por una contaminación con magnesio del agente fundente la soldabilidad de una pieza de trabajo compuesta por la aleación en caso de usar una soldadura de aluminio que contiene Si. Mediante la aleación de aluminio mencionada anteriormente, la capa de protección contra la corrosión ofrece sólo poca superficie de ataque para la corrosión intercristalina o corrosión por picadura también tras un tratamiento térmico. Por consiguiente, puede mantenerse reducida la retirada de material condicionada por la corrosión. Más bien se manifiesta la corrosión en el material compuesto, si acaso, en un ataque en forma de cavidad poco pronunciada, en el que el diámetro medio es mayor que la profundidad media de la cavidad. A causa de la profundidad media reducida puede reducirse la probabilidad de un avance de ataques por corrosión en zonas sensibles a la corrosión del material de soporte. Preferiblemente, la capa de protección contra la corrosión está aplicada en uno o ambos lados sobre el material de soporte.

En una configuración preferida del material compuesto, el contenido en manganeso de la aleación de aluminio de la capa de protección contra la corrosión asciende a del 1, 0% en peso al 1, 8% en peso, preferiblemente del 1, 2% en peso al 1, 8% en peso. Mediante el ligero aumento del contenido en manganeso en la aleación... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Material (1) compuesto, que presenta un material (3) de soporte, estando recubierto el material (3) de soporte al menos por parte de su superficie con una capa (2) de protección contra la corrosión hecha de una aleación de aluminio y estando formado el material de soporte a partir de una aleación de Al-Mn-Cu, caracterizado porque la aleación de aluminio de la capa (2) de protección contra la corrosión presenta la siguiente composición en % en peso:

0, 8 â Mn â 1, 8, Zn â 0, 05, Cu â 0, 05, 0, 4 â Si â 1, 0, Cr â 0, 25, Zr â 0, 25, Mg â 0, 10, el resto aluminio e impurezas inevitables, individualmente como máximo el 0, 05% en peso, en total como máximo el 0, 15% en peso, ascendiendo el contenido en silicio del material de soporte como máximo al 0, 4% en peso y habiendo un gradiente de concentración, de modo que tiene lugar una difusión de silicio bien definida desde la capa de protección contra la corrosión al material de soporte.

2. Material compuesto según la reivindicación 1, caracterizado porque el contenido en Mn de la aleación de aluminio de la capa (2) de protección contra la corrosión asciende a del 1, 0 al 1, 8% en peso, preferiblemente del 1, 2 al 1, 8% en peso.

3. Material compuesto según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la aleación de aluminio de la capa (2) de protección contra la corrosión presenta adicionalmente del 0, 05 al 0, 25% en peso de cromo y/o del 0, 05% en peso al 0, 25% en peso de circonio.

4. Material compuesto según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el material (3) de soporte está recubierto por toda su superficie con la capa (2) de protección contra la corrosión.

5. Material compuesto según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la capa (2) de protección contra la corrosión está recubierta en su lado dirigido en sentido opuesto al material (3) de soporte al menos por parte de su superficie con una capa (4) exterior.

6. Material compuesto según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el material (3) de soporte está recubierto en su lado dirigido en sentido opuesto a la capa (2) de protección contra la corrosión con al menos una capa (4) exterior.

7. Material compuesto según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque la capa (4) exterior está formada por 35 aluminio o una aleación de aluminio, en particular por una aleación de Al-Si.

8. Procedimiento para la producción de un material compuesto según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que un material de soporte se recubre al menos por parte de su superficie con una capa de protección contra la corrosión hecha de una aleación de aluminio, aplicándose la capa de protección contra la corrosión mediante colada simultánea, electrodeposición o pulverización.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque el material de soporte se recubre por toda su superficie con la capa de protección contra la corrosión.

10. Procedimiento según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque la capa de protección contra la corrosión se recubre en su lado dirigido en sentido opuesto al material de soporte al menos por parte de su superficie con una capa exterior.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque el material de soporte se 50 recubre en su lado dirigido en sentido opuesto a la capa de protección contra la corrosión con al menos una capa exterior.

12. Procedimiento según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque la capa exterior se aplica por medio de un procedimiento de colada simultánea, un procedimiento de electrodeposición o un procedimiento de 55 pulverización.

13. Intercambiador de calor que comprende al menos un componente, en particular un componente que conduce el agente refrigerante, compuesto por un material compuesto según una de las reivindicaciones 1 a 7.