Proceso para la protección frente a la corrosión de materiales que contienen hierro.

Un proceso para la protección frente a la corrosión de un sustrato que contiene hierro que comprende, en este orden, las etapas de

(i) proporcionar un sustrato hecho de un material que contiene hierro,

(ii) galvanoplastia sobre dicho sustrato de una primera capa de aleación de cinc-níquel que tiene una concentración de níquel en el intervalo del 6 al 15 % en peso;

(iii) sobre ella, la galvanoplastia de una segunda capa de aleación de cinc-níquel que tiene una concentración de níquel en el intervalo del 12 al 30 % en peso sobre la primera capa de aleación de cinc-níquel con la condición de que la concentración de níquel en la segunda capa de aleación de cinc-níquel sea superior a la concentración de níquel en la primera capa de aleación de cinc-níquel, y

(iv) depositar una capa de pasivación negra sobre la segunda capa de aleación de cinc-níquel.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E13161011.

Solicitante: ATOTECH DEUTSCHLAND GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ERASMUSSTRASSE 20 10553 BERLIN ALEMANIA.

Inventor/es: DINGWERTH,DR. BJÖRN, KRÜGER,MIKE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS; SUS APARATOS > PROCESOS PARA LA PRODUCCION ELECTROLITICA O ELECTROFORETICA... > Revestimientos electrolíticos; Baños utilizados > C25D3/56 (de aleaciones)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS; SUS APARATOS > PROCESOS PARA LA PRODUCCION ELECTROLITICA O ELECTROFORETICA... > Revestimientos electrolíticos caracterizados por... > C25D5/10 (Deposiciones con más de una capa de iguales o diferentes metales (para cojinetes C25D 7/10))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS; SUS APARATOS > PROCESOS PARA LA PRODUCCION ELECTROLITICA O ELECTROFORETICA... > Revestimientos electrolíticos caracterizados por... > C25D5/48 (Tratamiento posterior de las superficies revestidas de metales por vía electrolítica)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS; SUS APARATOS > PROCESOS PARA LA PRODUCCION ELECTROLITICA O ELECTROFORETICA... > Revestimientos electrolíticos caracterizados por... > C25D5/14 (siendo dos o más capas de níquel o cromo, p. ej. capas dobles o triples)

PDF original: ES-2543789_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Proceso para la protección frente a la corrosión de materiales que contienen hierro Campo de la invención La presente invención se refiere a un proceso para la obtención de una superficie negra de cinc-níquel sobre un sustrato hecho de un material que contiene hierro que proporciona al sustrato protección frente a la corrosión.

Antecedentes de la invención La aplicación de soluciones de revestimiento por conversión para hacer que una superficie se vuelva negra es una técnica habitual que se aplica de forma generalizada a capas de cinc y de aleaciones de cinc que incluyen capas de cinc-cobalto, cinc-níquel y cinc-hierro. Las capas de cinc y de aleaciones de cinc se pueden aplicar mediante galvanización por inmersión en caliente, pero lo más habitual es que se apliquen mediante galvanoplastia en soluciones de galvanoplastia.

Los revestimientos de conversión aplicados a una capa de cinc o de aleación de cinc que producen una superficie negra son habituales en la materia y comprenden un complejo básico de cromo (III) y un agente de oxidación en una solución ácida.

Estas formulaciones, también denominadas pasivados forman una capa de pasivación a base de cromo (III) con partículas de pigmento negro generadas in situ. Las capas a base de complejo de cromo (III) incrementan la protección frente a la corrosión ya proporcionada por la capa de cinc o de aleación de cinc y los pigmentos negros en la capa de pasivación hacen que la superficie del sustrato recubierto se vuelva negra. La protección frente a la corrosión adicional proporcionada por la capa de pasivado de cromo (III) está generada por una función de barrera que retrasa el acceso de toda solución corrosiva a la capa de cinc o de aleación de cinc.

Desafortunadamente, las capas pigmentadas negras de pasivado no aportan la misma protección frente a la corrosión que se encuentra en capas pasivadas no pigmentadas, las denominadas capas pasivadas transparentes o iridiscentes. Los pigmentos negros no contribuyen a la protección frente a la corrosión y en cierta medida pueden interferir con la función de barrera.

Esto da lugar a una estructura más permeable de la capa de pasivado negro que a su vez produce una formación más temprana de corrosión blanca no deseada sobre la superficie (óxido blanco) . Esos productos blancos de la corrosión sobre la superficie forman una capa delgada y densa que mejora la función de barrera de la capa pasivada y por tanto dan lugar a una auto-inhibición de la corrosión que normalmente se detiene al nivel de una cubierta blanca nebulosa y delgada con productos de corrosión. La apariencia óptica de dicha superficie negra ya no es suficiente después de la formación de óxido blanco.

Este efecto se puede observar en particular sobre la superficie de capas de aleación de cinc-níquel pasivadas negras que normalmente tienen una concentración de níquel del 12 al 15 % en peso. El intervalo de concentración de níquel se selecciona para obtener la mejor resistencia catódica a la corrosión para sustratos hechos de materiales que contienen hierro a una velocidad de corrosión suficientemente lenta para alcanzar las 720 horas para la corrosión de hierro (formación de óxido rojo) a un espesor de 8 µm de la capa de aleación de cinc-níquel como se determina en el ensayo de pulverización de sal neutra de acuerdo con la norma ISO 9227 NSS. No obstante, el óxido blanco ya formado en una fase temprana altera la apariencia óptica de la superficie negra de una forma no deseada mediante la formación, por ejemplo, de una neblina blanca.

Una concentración más elevada de níquel en la capa de aleación de cinc-níquel inevitablemente da lugar a una corrosión roja prematura debido a corrosión galvánica localizada con un potencial de protección catódica muy bajo o nulo. Normalmente, dicho sustratos cubiertos con una capa de aleación de cinc-níquel de > 16 % en peso de níquel experimentan muy pronto corrosión roja puntual que hace inútil dicha alta concentración de níquel en una capa de aleación de cinc-níquel.

Objetivo de la presente invención El objetivo de la presente invención es proporcionar un proceso para la protección frente a la corrosión a base de capas de aleación de cinc-níquel que proporciona una mayor resistencia a la corrosión a sustratos hechos de materiales que contienen hierro y al mismo tiempo proporciona y mantiene una apariencia negra homogénea y deseable.

Sumario de la invención El proceso para la protección frente a la corrosión de un sustrato que contiene hierro de acuerdo con la presente invención comprende, en este orden, las etapas de

(i) proporcionar un sustrato hecho de un material que contiene hierro,

(ii) galvanoplastia sobre dicho sustrato de una primera capa de aleación de cinc-níquel que tiene una

concentración de níquel en el intervalo del 6 al 15 % en peso; 5

(iii) sobre ella, la galvanoplastia de una segunda capa de aleación de cinc-níquel que tiene una concentración de níquel en el intervalo del 12 al 30 % en peso sobre la primera capa de aleación de cinc-níquel con la condición de que la concentración de níquel en la segunda capa de aleación de cinc-níquel sea superior a la concentración de níquel en la primera capa de aleación de cinc-níquel, y

(iv) depositar una capa de pasivación negra sobre la segunda capa de aleación de cinc-níquel.

El sustrato obtenido mediante el proceso de acuerdo con la presente invención tiene una superficie negra homogénea y uniforme y una mayor resistencia a la corrosión.

Descripción detallada de la invención La presente invención se refiere a la protección frente a la corrosión de sustratos que tienen una apariencia negra. Los sustratos habituales son, por ejemplo, pinzas de freno y sujeciones. El sustrato está hecho de un material metálico, preferentemente una aleación que contiene hierro tal como hierro colado (hierro y aleaciones ferrosas que comprenden preferentemente carbono y/o silicio como principales elementos aleantes) .

El sustrato se limpia antes de cualquier procedimiento de galvanoplastia con métodos convencionales conocidos en la técnica. Por ejemplo, limpiadores que comprenden un tensioactivo, limpiadores ácidos y similares así como la aplicación de radiación ultrasónica o corriente eléctrica durante la limpieza se pueden adaptar al sustrato a someter a galvanoplastia mediante el proceso de acuerdo con la presente invención.

Los electrolitos ácidos acuosos de cinc-níquel para la deposición de una primera capa de aleación de cinc-níquel y una segunda capa de aleación de cinc-níquel adecuados para el proceso de acuerdo con la presente invención comprenden iones de cinc en una concentración que oscila preferentemente entre 0, 1 y 100 g/l, más preferentemente entre 5 y 60 g/l y lo más preferentemente entre 20 y 35 g/l. Las fuentes adecuadas de iones de cinc son, por ejemplo, óxido de cinc, cloruro de cinc, sulfato de cinc, fluoroborato de cinc, acetato de cinc y sus mezclas.

Los electrolitos de cinc-níquel de la presente invención además comprenden iones de níquel con concentraciones que oscilan preferentemente entre 0, 1 y 60 g/l, más preferentemente entre 10 y 50 g/l, y lo más preferentemente entre 25 y 35 g/l. Las fuentes de iones de níquel comprenden hidróxido de níquel, sales inorgánicas de níquel, y sales orgánicas de níquel. En una realización, la fuente de níquel incluye uno o más de hidróxido de níquel, sulfato de níquel, carbonato de níquel, sulfato de amonio y níquel, sulfamato de níquel, acetato de níquel, formato de níquel, bromuro de níquel, y cloruro de níquel.

En una realización, el ion de cinc y el ion de níquel están presentes a concentraciones suficientes... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un proceso para la protección frente a la corrosión de un sustrato que contiene hierro que comprende, en este orden, las etapas de

(i) proporcionar un sustrato hecho de un material que contiene hierro,

(ii) galvanoplastia sobre dicho sustrato de una primera capa de aleación de cinc-níquel que tiene una concentración de níquel en el intervalo del 6 al 15 % en peso;

(iii) sobre ella, la galvanoplastia de una segunda capa de aleación de cinc-níquel que tiene una concentración de níquel en el intervalo del 12 al 30 % en peso sobre la primera capa de aleación de cinc-níquel con la condición de que la concentración de níquel en la segunda capa de aleación de cinc-níquel sea superior a la concentración de níquel en la primera capa de aleación de cinc-níquel, y (iv) depositar una capa de pasivación negra sobre la segunda capa de aleación de cinc-níquel.

2. El proceso para la protección frente a la corrosión de un sustrato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sustrato está hecho de hierro colado.

3. El proceso para la protección frente a la corrosión de un sustrato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la concentración de níquel en la primera capa de aleación de cinc-níquel oscila entre el 10 y 15 % en peso.

4. El proceso para la protección frente a la corrosión de un sustrato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la concentración de níquel en la primera capa de aleación de cinc-níquel oscila entre el 12 y el 15 % en peso.

5. El proceso para la protección frente a la corrosión de un sustrato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la concentración de níquel en la segunda capa de aleación de cinc-níquel oscila entre el 13 y el 20 % en peso.

6. El proceso para la protección frente a la corrosión de un sustrato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la concentración de níquel en la segunda capa de aleación de cinc-níquel oscila entre el 15 y el 18 % en peso.

7. El proceso para la protección frente a la corrosión de un sustrato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la primera capa de aleación de cinc-níquel y la segunda capa de aleación de cinc-níquel se depositan ambas a partir de un electrólito ácido de cinc-níquel.

8. El proceso para la protección frente a la corrosión de un sustrato de acuerdo con la reivindicación 7 en el que se usa el mismo electrólito ácido para depositar la primera capa de aleación de cinc-níquel y la segunda capa de aleación de cinc-níquel y en el que la concentración de níquel en ambas capas de aleación de cinc-níquel se ajusta modificando el valor de pH de uno o de los dos electrolitos ácidos y/o ajustando la temperatura del baño de galvanoplastia durante la deposición de uno o de los dos electrolitos ácidos.

9. El proceso para la protección frente a la corrosión de un sustrato de acuerdo con la reivindicación 7 en el que la primera capa de aleación de cinc-níquel se deposita a partir de un primer electrólito ácido de cinc-níquel y la segunda capa de aleación de cinc-níquel se deposita a partir de un segundo electrólito ácido de cinc-níquel que es diferente del primer electrólito ácido de cinc-níquel.

10. El proceso para la protección frente a la corrosión de un sustrato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la concentración representada en porcentaje en peso de níquel en la primera capa de aleación de cinc-níquel es del 50 al 99 % de la concentración representada en porcentaje en peso de níquel en la segunda capa de aleación de cinc-níquel.

11. El proceso para la protección frente a la corrosión de un sustrato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la concentración representada en porcentaje en peso de níquel en la primera capa de aleación de cinc-níquel es del 60 al 95 % de la concentración representada en porcentaje en peso de níquel en la segunda capa de aleación de cinc-níquel.

12. El proceso para la protección frente a la corrosión de un sustrato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la concentración representada en porcentaje en peso de níquel en la primera capa de aleación de cinc-níquel es del 70 al 90 % de la concentración representada en porcentaje en peso de níquel en la segunda capa de aleación de cinc-níquel.

13. El proceso para la protección frente a la corrosión de un sustrato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la capa de pasivación negra se deposita a partir de una solución acuosa ácida que comprende iones de cromo (III) , un agente de complejación y un agente oxidante.

14. El proceso para la protección frente a la corrosión de un sustrato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que al menos una capa adicional seleccionada entre una capa de sellado y una capa de pasivación que contiene cromo (III) no pigmentado se deposita sobre la capa de pasivado negro obtenida en la etapa (iv) .