Procedimiento para el revestimiento de superficies metálicas con una capa de fosfato y después de esto con una capa de material lubricante polimérico.

Procedimiento para la preparación previa de piezas de trabajo metálicas para la conformación en frío, en primer lugar por aplicación de una capa de fosfato y después de esto por aplicación de una capa de material lubricante que tiene un contenido de un material orgánico polimérico, que en lo sucesivo es designada también como revestimiento, caracterizado por que la capa de fosfato es formada con una solución acuosa de fosfatación de carácter ácido, que contiene de 4 a 100 g/l de unos compuestos de calcio, magnesio o/y manganeso incluyendo a sus iones, calculado como calcio, magnesio y manganeso, no contiene nada de zinc o contiene zinc en menos de 30 % en peso de los cationes, así como de 2 a 500 g/l de un fosfato, calculado como PO4, y por que la capa de material lubricante es formada mediante una puesta en contacto de la superficie fosfatada con una composición acuosa de material lubricante,

que tiene un contenido de por lo menos un ionómero de 3 a 98 % en peso de los materiales sólidos y activos, y que como un óxido o/y silicato soluble en agua, que contiene agua o/y que fija agua, contiene en cada caso por lo menos un vidrio soluble, un gel de sílice, un sol de sílice, un hidrosol de ácido silícico, un éster de ácido silícico o/y un etil-silicato en un contenido de 0,1 a 85 % en peso de los materiales sólidos y activos así como eventualmente también contiene un material orgánico polimérico no ionómero que está constituido sobre la base de uno o varios monómeros del tipo de ácido acrílico/ácido metacrílico, epóxido, etileno, poliamida, propileno, estireno, uretano, su

(s) éster(es) o/y su(s) sal(es),

utilizándose para la neutralización de la composición de material lubricante en cada caso por lo menos una amina primaria, secundaria o/y terciaria, en particular por lo menos un aminoalcohol, siendo por lo menos un material orgánico polimérico saponificado por lo menos parcialmente o/y presentándose por lo menos parcialmente en forma de por lo menos una sal orgánica en la composición de material lubricante o/y en el revestimiento .

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/050851.

Solicitante: CHEMETALL GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: TRAKEHNER STRASSE 3 60487 FRANKFURT ALEMANIA.

Inventor/es: NITTEL, KLAUS-DIETER, LANG, ANDREAS, RAU, UWE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > COMPOSICIONES LUBRICANTES (composiciones para la... > Composiciones lubricantes caracterizadas porque el... > C10M111/04 (siendo al menos uno de ellos un compuesto orgánico macromolecular)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > COMPOSICIONES LUBRICANTES (composiciones para la... > Composiciones lubricantes que contienen más del... > C10M173/02 (que no contienen aceites minerales o grasas)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > SISTEMA DE INDEXACION ASOCIADO A LA SUBCLASE C10M > Utilización o aplicación particular de la composición... > C10N40/24 (sin levantamiento esencial de materia; Taladros)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > SISTEMA DE INDEXACION ASOCIADO A LA SUBCLASE C10M > Forma bajo la cual se aplica el lubricante sobre... > C10N50/08 (sólida)

PDF original: ES-2523702_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para el revestimiento de superficies metálicas con una capa de fosfato y después de esto con una capa de material lubricante polimérico

El invento se refiere a un procedimiento para el revestimiento de superficies metálicas en primer lugar con una solución acuosa de fosfatación de carácter ácido y después de esto con una composición de material lubricante en forma de una solución o dispersión acuosa constituida sobre la base de un material orgánico polimérico. Con un contenido de por lo menos un material orgánico polimérico a base de un ionómero, de otro polfmero/copolímero o/y de sus derivados así como eventualmente de por lo menos una cera, de por lo menos un óxido o/y silicato soluble en agua, que contiene agua o/y que fija agua, de por lo menos un material lubricante sólido, de por lo menos un agente reductor del coeficiente de fricción o/y de por lo menos otro aditivo, así como a una correspondiente composición de material lubricante que, después de la formación de un revestimiento sobre un cuerpo moldeado metálico, debe de servir en particular para facilitar la conformación en frío de este cuerpo moldeado. Una conformación en frío puede efectuarse usualmente a unas temperaturas de las superficies de hasta aproximadamente 45 °C, pero sin la aportación de calor. El calentamiento aparece en tal caso solamente por medio de la conformación y eventualmente del precalentamiento de las piezas de trabajo que han de ser conformadas. Usualmente, sin embargo, la temperatura de las piezas de trabajo que han de ser conformadas está situada en aproximadamente 2 °C. En el caso, sin embargo, de que las piezas de trabajo que han de ser conformadas sean calentadas de antemano a unas temperaturas situadas en el intervalo de 65 a 85 °C o de 9 a 1.25 °C, se habla de una conformación en semicaliente o en caliente (es decir a unas temperaturas medianamente calientes o calientes).

Mientras que para la conformación en frío de unos cuerpos moldeados metálicos en el caso de unos más pequeños grados de conformación y de unas fuerzas correspondientemente más pequeñas se usan usualmente unos aceites para conformación, en el caso de unos grados de conformación muchísimo más altos se utiliza por regla general por lo menos un revestimiento como capa separadora entre la pieza de trabajo y la herramienta, con el fin de evitar una soldadura en frío de la pieza de trabajo y de la herramienta. Para este último caso es usual proveer a las piezas de trabajo con por lo menos un revestimiento de un agente lubricante o con una composición de material lubricante, con el fin de disminuir la resistencia a la fricción entre la superficie de la pieza de trabajo y la herramienta de conformación. La conformación en frío comprende:

Un estiramiento por deslizamiento (conformación por compresión y estiramiento), p.ej. de tubos soldados o sin costura, perfiles huecos, barras, perfiles macizos o alambres,

un estiramiento con planchado o/y una embutición profunda, p.ej. de bandas, flejes, chapas o cuerpos huecos para formar otros cuerpos huecos,

una extrusión por impacto en frío (conformación por compresión) p.ej. de cuerpos huecos o macizos o/y

un recalcado en frío, p.ej. de segmentos de alambres para formar unos elementos de unión y conexión tales como p.ej. piezas en bruto para formar tuercas o tornillos.

Con anterioridad, los cuerpos moldeados metálicos destinados a la conformación en frío eran preparados previamente casi solamente o bien por aplicación de una grasa, de un aceite o de una emulsión oleosa o en primer lugar por un proceso de revestimiento con fosfato de zinc y después de esto por un proceso de revestimiento o bien con un jabón constituido en particular sobre la base de un estearato de un metal alcalino o de un metal alcalino- térreo o/y con un material lubricante sólido constituido en particular sobre la base de sulfuro de molibdeno, sulfuro de wolframio o/y carbono. Un revestimiento que contiene un jabón encuentra sin embargo su límite superior de empleo sin embargo en el caso de fuerzas medianas y a temperaturas de nivel mediano. Un material lubricante sólido se utilizaba solamente cuando se trataba de unas conformaciones en frío medianamente difíciles o difíciles. En el caso de la conformación en frío de unos aceros inoxidables se empleaban con frecuencia unos revestimientos constituidos sobre la base de unas cloroparafinas, que hoy día se utilizan a disgusto por motivos de la protección del medio ambiente. Sin embargo, los revestimientos que contienen sulfuras perjudican al acero inoxidable.

Después de esto se comenzó aisladamente a revestir en primer lugar con fosfato de zinc y después de esto o bien con un aceite o con una determinada composición orgánica polimérica. En caso necesario, se añadía a la composición polimérica orgánica o bien por lo menos un material lubricante sólido tal como p.ej. disulfuro de molibdeno o/y grafito (segundo revestimiento, habiéndose escogido el fosfato de zinc como el primer revestimiento) o este por lo menos un material lubricante sólido se aplicaba como tercer revestimiento sobre el revestimiento orgánico polimérico. Mientras que el disulfuro de molibdeno se puede emplear a unas temperaturas hasta de aproximadamente 45 °C, el grafito se puede utilizar hasta a unas temperaturas de aproximadamente 1.1 °C, comenzando, sin embargo, su efecto lubricante aproximadamente tan sólo a 6 °C. Estas secuencias del proceso de revestimiento han sido usuales hasta hoy en día.

La aplicación de una capa de fosfato de zinc y después de esto de una capa de un material lubricante para la conformación en frío es fundamentalmente conocida. El fosfato de zinc tiene sin embargo la desventaja de no ser tan poco contaminante para el medio ambiente a causa del alto contenido de zinc y con frecuencia es menos poco

contaminante también desde el punto de vista de la calidad del revestimiento y su contextura. En el mercado, para la conformación en frío no se conoce casi ningún tipo de materiales orgánicos pollmérlcos destinados a la conformación en frío y en la mayor parte de los casos éstos tampoco son apropiados para conformaciones en frío difíciles.

El documento de solicitud de patente alemana DE 1252323 A1 enseña un procedimiento para la preparación previa de piezas metálicas para la conformación en frío mediante una fosfatación electrolítica con una solución acuosa de fosfatación de carácter ácido que está constituida sobre la base de un fosfato de Ca, Mg o/y Mn. Con esta capa se pueden revestir los alambres de una manera sobresaliente. Como una capa de material lubricante depositada sobre ellos se describen unas composiciones constituidas sobre la base de unos jabones. Las capas de jabones son depositadas a partir de unas soluciones calientes fuertemente alcalinas y atacan a la capa de fosfato metálico, de manera tal que se forman unos jabones metálicos. Sin embargo, la conversión química del fosfato de Ca en el estearato de Ca, que es provechosa para la conformación en frío, se efectúa de un modo más lento e incompleto que lo que se esperase.

El documento de solicitud de patente de los EE.UU. US 24/11697 A1 enseña el uso de unas películas delgadas orgánicas sobre unas chapas de acero galvanizadas al fuego que tienen una sobresaliente estabilidad frente a la corrosión y están constituidas en la base de 1-55 % de unas nanopartículas de S¡C>2, 1-8 % de unos agentes reticulantes 1-8 % de ácido tánico o/y vanadato de amonio como agentes inhibidores de la corrosión. El documento de patente de los EE.UU. US 5.531.912 protege el uso de unos agentes lubricantes sólidos exentos de estearatos, que están constituidos sobre la base de un ionómero o/y de un agente auxiliar de formación de películas alcohólico... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la preparación previa de piezas de trabajo metálicas para la conformación en frío, en primer lugar por aplicación de una capa de fosfato y después de esto por aplicación de una capa de material lubricante que tiene un contenido de un material orgánico polimérlco, que en lo sucesivo es designada también como revestimiento, caracterizado por que la capa de fosfato es formada con una solución acuosa de fosfatación de carácter ácido, que contiene de 4 a 1 g/l de unos compuestos de calcio, magnesio o/y manganeso incluyendo a sus iones, calculado como calcio, magnesio y manganeso, no contiene nada de zinc o contiene zinc en menos de 3 % en peso de los cationes, así como de 2 a 5 g/l de un fosfato, calculado como PO4, y por que la capa de material lubricante es formada mediante una puesta en contacto de la superficie fosfatada con una composición acuosa de material lubricante,

que tiene un contenido de por lo menos un ¡onómero de 3 a 98 % en peso de los materiales sólidos y activos, y que como un óxido o/y silicato soluble en agua, que contiene agua o/y que fija agua, contiene en cada caso por lo menos un vidrio soluble, un gel de sílice, un sol de sílice, un hidrosol de ácido silícico, un éster de ácido silícico o/y un etil-silicato en un contenido de ,1 a 85 % en peso de los materiales sólidos y activos así como eventualmente también contiene un material orgánico polimérlco no ionómero que está constituido sobre la base de uno o varios monómeros del tipo de ácido acrílico/ácido metacrílico, epóxido, etileno, pollamlda, propileno, estlreno, uretano, su(s) éster(es) o/y su(s) sal(es),

utilizándose para la neutralización de la composición de material lubricante en cada caso por lo menos una amina primaria, secundaria o/y terciaria, en particular por lo menos un aminoalcohol, siendo por lo menos un material orgánico polimérlco saponificado por lo menos parcialmente o/y presentándose por lo menos parcialmente en forma de por lo menos una sal orgánica en la composición de material lubricante o/y en el revestimiento.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en el caso de un contenido de metales alcalino-térreos de más que 8 % en peso de todos los cationes se efectúa la fosfatación electrolíticamente.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que la capa de material lubricante se forma poniendo en contacto la superficie con una composición acuosa de material lubricante, que tiene un contenido de por lo menos un óxido o/y silicato soluble en agua, que contiene agua o/y que fija agua o/y de por lo menos un aminoalcohol, así como un contenido de un material orgánico polimérlco y por que como material orgánico polimérico se emplean predominantemente unos oligómeros, cooligómeros, polímeros o/y copolímeros constituidos sobre la base de un ¡onómero, ácido acrílico/ácido metacrílico, epóxido, etileno, pollamlda, propileno, estlreno, uretano, su(s) éster(es) o/y su(s) sal(es).

4. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que el revestimiento que se ha formado a partir de la composición de material lubricante tiene un contenido de por lo menos un ionómero que está situado en el intervalo de 3 a 98 % en peso de los materiales sólidos y activos.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que la composición de material lubricante o/y el revestimiento que se ha formado a partir de ésta tiene(n) un contenido de por lo menos un óxido o/y silicato soluble en agua o/y que fija agua, así como un contenido de por lo menos un ¡onómero, de por lo menos un material orgánico polimérico no ¡onómero que está constituido sobre la base de uno o varios monómeros del tipo de ácido acrílico/ácido metacrílico, epóxido, etileno, poliamida, propileno, estireno, uretano, su(s) éster(es) o/y su(s) sal(es) o/y de por lo menos una cera así como eventualmente un contenido de por lo menos un aditivo.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que la composición de material lubricante o/y el revestimiento que se ha formado a partir de ésta contiene(n) otros componentes orgánicos poliméricos, que no han de ser considerados como ¡onómeros, tales como p.ej. oligómeros, polímeros o/y copolímeros constituidos sobre la base de uno o varios monómeros del tipo de ácido acrílico/ácido metacrílico, amida, amina, aramida, epóxido, etileno, ¡mida, polléster, propileno, estlreno, uretano, su(s) éster(es) o/y su(s) sal(es).

7. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que la composición de material lubricante o/y el revestimiento que se ha formado a partir de ésta contlene(n) por lo menos una cera, en particular en cada caso por lo menos una cera parafínica, una cera de carnauba, una cera de silicona, una cera de amida, una cera basada en etileno o/y una cera basada en propileno o/y una cera cristalina.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que la composición de material lubricante o/y el revestimiento que se ha formado a partir de ésta contiene(n) por lo menos un aditivo que se selecciona entre el conjunto que se compone de materiales lubricantes sólidos, agentes reductores del coeficiente de fricción, aditivos protectores contra el desgaste, aditivos del tipo de silanos, elastómeros, agentes auxiliares de la formación de películas, agentes protectores contra la corrosión, agentes tensioactivos, agentes antiespumantes, agentes de igualación, biocidas, agentes espesantes y disolventes orgánicos.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que la superficie metálica de la pieza de trabajo o de su revestimiento aplicado como recubrimiento metálico es provista de una capa de fosfato de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, lo que se efectúa con una composición acuosa que está constituida sobre la base de fosfato de calcio, fosfato de magnesio, fosfato de manganeso o un correspondiente

fosfato de cristales mixtos tal como p.ej. un fosfato de CaZn.

1. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que la capa de fosfato es formada electrolíticamente con una densidad de corriente eléctrica situada en el intervalo comprendido entre 1 y 2 A/dm2 y con una tensión eléctrica comprendida en el intervalo de ,1 a 5 V.

11. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que la pieza de 1 trabajo conformada, después de la conformación en frío es limpiada por lo menos parcialmente con respecto del

revestimiento que ha quedado o/y con respecto de las deposiciones de la composición de material lubricante.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que el revestimiento aplicado sobre las piezas de trabajo conformadas queda, después de la conformación en frío, por lo menos en parte de un modo duradero y permanente.