Procedimiento de revestimiento metálico "por temple" de un producto largo de acero, y producto largo revestido así obtenido.

Procedimiento de revestimiento metálico de un producto largo de acero, en particular en movimiento

, en el que, después de haberlo sometido a una limpieza de su superficie, se templa el producto a revestir por lo menos en un baño de aleación de zinc y se enfría dicho producto revestido a su salida del baño, caracterizado por que dicho baño de aleación de zinc comprende, en porcentajes ponderales, del 4 al 8% de aluminio y del 0,2 al 0,7% de magnesio, siendo el resto el zinc y las impurezas residuales y/o inevitables; y por que dicho enfriamiento está controlado para dar a dicho revestimiento metálico una microestructura homogénea dotada de una porción de fase ß superior al 25% en volumen.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2009/000892.

Solicitante: Arcelormittal Bissen & Bettembourg.

Nacionalidad solicitante: Luxemburgo.

Dirección: Route de Finsterthal 7769 Bissen LUXEMBURGO.

Inventor/es: HERMAN, PHILIPPE, DAVID, PATRICK, RESIAK,BERNARD, DAUTECOURT,THIERRY.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > Procesos de baño o inmersión en caliente para aplicar... > C23C2/02 (Pretratamiento del material a revestir, p. ej. para el revestimiento de partes determinadas de la superficie (C23C 2/30 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > Procesos de baño o inmersión en caliente para aplicar... > C23C2/26 (Tratamiento posterior (C23C 2/14 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > Procesos de baño o inmersión en caliente para aplicar... > C23C2/06 (Zinc o cadmio o sus aleaciones)

PDF original: ES-2485644_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Procedimiento de revestimiento metálico "por temple" de un producto largo de acero, y producto largo revestido así obtenido.

La presente invención se refiere al revestimiento de protección contra la corrosión de productos largos de acero, más particularmente en movimiento, en particular alambres laminados, por inmersión en un baño de zinc fundido.

Se recuerda que la operación de revestimiento "en caliente", denominada "temple", en un baño de zinc fundido (clásicamente una aleación de zinc y de aluminio al 95% de Zn aproximadamente en peso), de productos siderúrgicos largos laminados en movimiento, considerada en la presente memoria a título principal, permite en primer lugar mejorar la resistencia a la corrosión de los productos así revestidos.

El caso de alambres de acero laminados se deberá considerar como la aplicación preferida de la invención, pero sin que sea exclusiva. Podrá, de la misma manera, ser utilizada en efecto para el revestimiento de cualquier producto siderúrgico largo, como las barras, redondas y cuadrangulares, así como las piezas finales resultantes de dichos productos, como los perfiles, pernos, tornillos, etc. en la medida en la que el producto de acero a revestir, en movimiento o no, puede ser sumergido en un baño de zinc fundido contenido en un recipiente calentador. Sin embargo, en aras de la claridad de la descripción, se considerará en la continuación que el producto en movimiento a revestir es un alambre de acero.

Se recuerda también que el procedimiento de revestimiento "por temple" impone una preparación de la superficie del alambre, que implica habitualmente tres operaciones sucesivas: desengrase, decapado y fluxado. Al final de esta preparación, el alambre es guiado a través del baño de zinc fundido, en el que se deposita el flujo de revestimiento, permitiendo iniciar en la superficie del alambre la reacción hierro-zinc que garantiza la calidad del depósito. A la salida del baño, se regula el espesor del revestimiento metálico, entre otros, por soplado de nitrógeno o por secado mecánico. A continuación, para dar al revestimiento metálico una microestructura deseada, el alambre sufre un enfriamiento pasando a través de los chorros de agua y de nebullzado de agua (mezcla aire-agua). En este momento, el alambre revestido puede ser bobinado en coronas para su expedición a la clientela, o también ser sometido a tratamientos tales como trefilado, conformación en frío, y eventualmente lacado o pintado.

Se conoce añadir unos elementos de aleaciones al baño de zinc convencional para mejorar la resistencia a la corrosión del producto acabado.

En primer lugar, se debe citar por supuesto el aluminio. El aluminio se añade habltualmente hasta el 5% aproximadamente, pero también a veces a más del 5% en peso. Una aleación de zinc al 5% de Al muy conocida y ampliamente utilizada está por ejemplo, comercializada con el nombre de Galfan®. Se recuerda que el procedimiento denominado de "galfanlzaclón" se efectúa según un doble temple ("double dip"): se realiza una primera inmersión del alambre de acero en un baño de zinc puro (es decir técnicamente puro, al 99% de Zn y más), en el que a veces se pueden añadir unos elementos que permiten obtener más fácilmente las características del revestimiento deseado (disminución del espesor de la capa de intermetállcos formada en contacto con hierro-zinc, etc.). Después, se efectúa una segunda inmersión del alambre, en el baño de Galfan® propiamente dicho esta vez, es decir que contiene las concentraciones en zinc y aluminio deseadas. Se observa sin embargo que si se pudiera disponer de medios especialmente perfeccionados de limpieza previa de la superficie del alambre, éste podría ser revestido en una sola etapa ("single dip") directamente por inmersión en un baño de Galfan®.

Se recuerda asimismo que para mejorar más la resistencia a la corrosión del revestimiento Zn-AI, ya se ha propuesto añadir magnesio al baño de zinc. Una aleación Zn-AI-Mg se presenta, por ejemplo, en un estudio titulado "Zinc alloy Coated Steel Wire with High Corrosión Reslstance" por Suglmaru et al., publicado en "Nippon Steel Technical Report n° 96 julio de 27". Se mencionan tres composiciones de aleaciones con un contenido en Mg creciente: a una base Zn-11% Al, se añaden respectivamente 1, 2 y 3% de Mg. La aplicación se lleva a cabo por doble temple, con un primer paso en un baño de Zn puro, seguido de un temple en el baño de aleación de Zn al 11% Al y 1 a 3% de Mg. Una mejor resistencia a la corrosión, en particular en medio salino, se constataría sobre el conjunto de la gama, en comparación con una aleación de Zn al 1% Al, por lo tanto sin Mg.

El estudio mencionado anteriormente es un documento entre otros que ilustra el efecto beneficioso obtenido por una adición de Mg en el baño de zinc y, según un conocimiento unánime admitido en la actualidad, cuanto más elevada es la adición de Mg en el baño, más aumenta la resistencia a la corrosión del revestimiento formado. Sin embargo, se conoce también que un inconveniente principal de la adición de Mg en el baño de aleación de zinc es que puede llevar a degradar la resistencia al agrietamiento del revestimiento formado. Un fenómeno de este tipo se debe seguramente a varios factores, pero el principal parece ser la formación de un compuesto intermetálico de tipo MgZn2, cuya resistencia al agrietamiento es baja bajo la adición de una solicitación mecánica.

Por otra parte, la adición de Mg en el baño de zinc conduce generalmente a la formación de una microestructura más basta del revestimiento. La distribución de las tensiones dentro de la capa de revestimiento formada es entonces menos homogénea y pueden aparecer unas tensiones más Importantes en la interfaz de diferentes fases

que constituyen el revestimiento. Así, resulta que la adición de Mg para mejorar la resistencia a la corrosión puede, por el contrario, provocar problemas de fabricación y de calidad de uso del producto revestido. Además, el aumento del contenido en Mg tiende a incrementar la formación de suciedad, o "matas" (in inglés: dross) que decantan y flotan en la superficie del baño de zinc. Otros documentos que presentan unas aleaciones Zn-AI-Mg son los documentos US n° 4.812.371, WO 84/39 y EP 1 158 69.

El objetivo de la presente Invención es proponer un procedimiento de revestimiento metálico de superficie aplicable a los productos siderúrgicos largos, en particular a los alambres de acero en movimiento, que permita la realización de un revestimiento que resiste mejor a la corrosión que una aleación Galfan® clásica, sin soportar por ello los inconvenientes conocidos debidos a la presencia de magnesio.

Con este objetivo a la vista, la presente invención tiene por objeto un procedimiento de revestimiento metálico de un producto largo de acero en el que se templa dicho producto en un baño de zinc y se enfría el producto revestido a su salida del baño, procedimiento caracterizado por que dicho baño de zinc comprende, en peso, además del zinc, del 4 al 8% de aluminio y del ,2 al ,7% de magnesio, y por que se efectúa sobre dicho producto revestido, a su salida del baño, un enfriamiento controlado para dar a dicho revestimiento metálico una microestructura homogénea dotada de una porción de fase p superior al 25% aproximadamente en volumen.

Como la aleación de zinc utilizada comprende aluminio y magnesio en una composición parecida a la eutéctlca, se forma en el seno de esta capa de revestimiento una microestructura de granos finos que comprende típicamente una fase p de Zn, una fase eutéctlca ternaria Zn/AI/MgZn2, finos cristales de MgZn2, así como, admitida pero no buscada, una fase a pro-eutéctlca muy rica en Al (poco Zn).

Según los primeros resultados... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de revestimiento metálico de un producto largo de acero, en particular en movimiento, en el que, después de haberlo sometido a una limpieza de su superficie, se templa el producto a revestir por lo menos en un baño de aleación de zinc y se enfría dicho producto revestido a su salida del baño, caracterizado por que dicho baño de aleación de zinc comprende, en porcentajes ponderales, del 4 al 8% de aluminio y del ,2 al ,7% de magnesio, siendo el resto el zinc y las impurezas residuales y/o inevitables; y por que dicho enfriamiento está controlado para dar a dicho revestimiento metálico una microestructura homogénea dotada de una porción de fase (3 superior al 25% en volumen.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que dicho baño de aleación de zinc comprende del 4,5 al 5,5% de Al.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que dicho baño de aleación de zinc comprende ,35% de Mg.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizado por que dicho enfriamiento controlado del producto revestido a la salida del baño de aleación de zinc se realiza por rociado, preferentemente por chorros de agua.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que se forma sobre el producto a revestir un revestimiento metálico que tiene una masa específica de 1 a 5 g/m2

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que después de haberlo sometido a una limpieza de su superficie, se somete el producto largo a revestir a un primer temple en un baño de zinc puro, antes de enfriarlo para templarlo después en dicho baño de aleación de zinc.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que a la salida del baño de zinc del primer temple, se forma una capa de intermetálicos de un espesor máximo de 2 pm.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el tamaño medio de los granos de la microestructura del revestimiento no excede aproximadamente 1 pm.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que dicho producto largo a revestir es un alambre de acero.

1. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que el alambre de acero a revestir tiene un diámetro comprendido entre ,5 y 15 mm aproximadamente.

11. Alambre de acero revestido por capa metálica obtenida mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1, teniendo dicha capa una composición química que corresponde sustancialmente a la de dicho baño de aleación de zinc y que comprende una microestructura homogénea y fina que comprende por lo menos el 25% en volumen de fase p.

12. Producto siderúrgico largo, o pieza acabada procedente del mismo, revestido de una capa de aleación de zinc obtenido mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1, caracterizado por que dicho revestimiento metálico presenta una composición química que corresponde sustancial mente a la de dicho baño de aleación de zinc, y por que comprende una microestructura homogénea y fina que comprende por lo menos el 25% en volumen de fase p.