LAMINA O CHAPA DE ACERO CON SN-ZN DEPOSITADO POR INMERSION EN CALIENTE CON RESISTENCIA A LA CORROSION Y FACILIDAD DE TRABAJO EXCELENTES.

Una chapa revestida con Sn-Zn por inmersión en caliente, superior en resistencia a la corrosión y facilidad de trabajo,

caracterizado porque comprende una chapa de acero revestida con una base de Sn obtenida formando una capa de revestimiento por inmersión en caliente que comprende 1 a 8,8% en peso de Zn, y el resto es Sn, en una cantidad de 91,2 a 99,0% en peso, y las inevitables impurezas y/o ingredientes auxiliares sobre la superficie de la chapa de acero, y que tiene un pre-revestimiento de Fe-Ni discontinuo, en una cantidad de 0,01 a 0,1 g/m2 sobre la superficie de la chapa de acero, y que tiene una fase de aleación FeSn2 discontinua que tiene un porcentaje de área de la fase de aleación FeSn2 de al menos 1% y menos del 100% entre la superficie de la chapa de acero y el revestimiento de aleación de Sn-Zn por inmersión en caliente, en la que la rugosidad superficial de dicha fase de aleación FeSn2 discontinua es de 0,1 a 2,5 µm, en términos de RMS, teniendo la superficie del revestimiento cristales dendríticos de Sn y espacios de separación de los brazos dendríticos de Sn de no más de 0,1 mm, sepultados por una estructura eutéctica bidireccional de Sn-Zn

Lámina o chapa de acero Sn-Zn depositado por inmersión en caliente con resistencia a la corrosión y facilidad de trabajo excelentes.

La presente invención se refiere a una chapa de acero revestida con aleación de Sn-Zn por inmersión en caliente, provista de una superior resistencia a la corrosión, soldabilidad, facilidad de trabajo y que es adecuada como material para depósitos de combustible para automóviles, aparatos electrodomésticos, y maquinaria industrial.

En el pasado, se ha usado principalmente una chapa de acero revestida con aleación de Pb-Sn, con superior resistencia a la corrosión, facilidad de trabajo, capacidad para soldar con estaño (soldabilidad), etc., como material para depósitos de combustible. Esto se ha usado ampliamente en depósitos de combustible para automóviles. Por otro lado, según se muestra, por ejemplo, en la Publicación de Patente Japonesa no examinada (Kokai) Nº 52-130438, se ha producido un chapa de acero revestida con aleación de Sn-Zn mediante electrodeposición, que implica la electrolisis en una solución acuosa que incluye iones Zn y Sn. La chapa revestida con aleación de Sn-Zn es superior en resistencia a la corrosión y en capacidad para soldar con estaño, y se ha hecho mucho uso ella en componentes electrónicos, etc.

Además, se está haciendo amplio uso de las chapas de acero revestidas con Sn, principalmente, en aplicaciones de latas de comida y botes de bebidas debido a la superior resistencia a la corrosión y a la facilidad de trabajo del Sn. Sin embargo, se sabe que aunque el Sn tiene una capacidad de protección por sacrificio, para el hierro base, frente a la corrosión en un ambiente exento de oxígeno disuelto, como por ejemplo dentro de una lata de comida, tiene el defecto de que se produce una fácil progresión de la corrosión del hierro base en ambientes en los que hay oxígeno presente. Como tecnología para compensar esto, en la Publicación de Patente Japonesa no examinada (Kokai) Nº 6-116794, se describe la tecnología de aplicar chapas de acero revestidas con aleación de Sn-Zn, que contienen de 20 a 40% de Zn, a componentes electrónicos, partes de automóviles y otros campos después del revestimiento. Sin embargo, esto se hace mediante electrodeposición. En la electrodeposición del estaño, la densidad de corriente es baja, de forma que ha resultado difícil obtener una gran cantidad de deposición por razones de coste y de productividad.

Se descubrió que esta chapa de acero revestida con aleación de Sn-Zn tiene superiores propiedades en las aplicaciones como depósitos de combustible para automóviles. La Publicación de Patente Japonesa no examinada (Kokai) Nº 8-269733 y la Publicación de Patente Japonesa no examinada (Kokai) Nº 8-269734 describen una chapa de acero revestida con aleación de Sn-Zn por inmersión en caliente.

El documento EP-A-763608 describe una chapa de acero que tiene una capa de revestimiento por inmersión en caliente, que comprende 40-99%, en peso, de Sn y 60-1%, en peso, de Zn; que contiene, como máximo, 20/0,25 mm² cristales de cinc con un diámetro mayor de 250 micrómetros o más, y que tiene un espesor de capa de de 2-50 micrómetros por cada lado y una rugosidad superficial Ra de la capa de revestimiento electrolítico de aleación de Sn-Zn, de 0,2 a 3,0 micrómetros. Se puede aplicar una capa de pre-revestimiento electrolítico de Ni o de Ni-Fe.

Se ha reconocido la chapa de acero revestida con la aleación de Pb-Sn anteriormente mencionada, usada como material para depósitos de combustible para automóviles, por tener diversas propiedades superiores (por ejemplo, facilidad de trabajo, resistencia a la corrosión en la superficie interior del depósito, capacidad para soldar con estaño, soldabilidad sin costuras, etc.) y se ha visto favorecida en su uso, pero junto con los recientes y crecientes conocimientos sobre el medioambiente global, se está produciendo un cambio, en la dirección de los materiales exentos de Pb. Por otro lado, la chapa de acero revestida con aleación de Sn-Zn electrodepositada se ha usado principalmente para componentes electrónicos donde se requiere la capacidad para soldar con estaño, etc., es decir aplicaciones donde el ambiente corrosivo no es tan severo.

Además, la chapa de acero revestida con aleación de Sn-Zn por inmersión en caliente, tiene de hecho superior resistencia a la corrosión, facilidad de trabajo y capacidad para soldar con estaño. Sin embargo, en los últimos años, se han buscado mejoras adicionales en la resistencia a la corrosión. En la chapa de acero revestida con aleación de Sn-Zn, a veces se producen picaduras debido a la segregación de Zn, incluso en las partes planas no sometidas a ningún trabajo, pero en los ensayos de niebla salina que imaginan ambientes salinos corrosivos, el tiempo transcurrido hasta la formación de óxido rojo es corto, de forma que no se puede decir que la resistencia a la corrosión en un ambiente salino corrosivo sea suficiente. Para mejorar más la capacidad de protección por sacrificio, es suficiente aumentar la cantidad de adición de Zn; pero si la cantidad de Zn es demasiado alta, la capa de revestimiento cambia de ser principalmente de Sn a ser de Zn, y la disolución del propio Zn es mucho mayor que la del Sn, de forma que la resistencia a la corrosión de la propia capa de revestimiento se reduce. Además, esta chapa de acero revestida con aleación de Sn-Zn por inmersión en caliente, tiene una capa de aleación que incluye al menos uno de los elementos Fe, Zn, y Sn. Esta capa de aleación crece en espesor de forma continua. Una capa de aleación es un producto de reacción entre el metal del revestimiento y el hierro de la base, y forma una capa de compuesto intermetálico. Por lo tanto, en general, es una capa quebradiza. Si ha crecido en su espesor, el trabajo originará roturas que conducen a una exfoliación laminar en el interior. En este sentido, una chapa de acero revestida con aleación de Sn-Zn por inmersión en caliente, que tenga una capa de aleación gruesa y continua, tiende a ser algo inferior en su capacidad de trabajo.

Además, la chapa de acero revestida con aleación de Sn-Zn, que tenga una capa gruesa de aleación, tiene tendencia a la segregación del Zn en la estructura de Sn-Zn solidificada. Esto es debido a que en una capa de aleación homogénea y continua hay pocos núcleos para la solidificación del revestimiento, de forma que resulta una estructura solidificada basta. En una estructura solidificada basta, se produce con facilidad la segregación del Zn, de forma que una chapa de acero revestida con aleación de Sn-Zn tiende a ser algo inferior en la resistencia a la corrosión.

Un primer objeto de la presente invención es proporcionar una chapa de acero revestida con aleación de Sn-Zn por inmersión en caliente, que tenga un buen equilibrio de resistencia a la corrosión, facilidad de trabajo y soldabilidad, y que no use Pb.

Además, un segundo objeto de la presente invención es proporcionar una chapa de acero revestida con aleación de Sn-Zn por inmersión en caliente, formada con una capa gruesa de aleación para impedir una caída en la facilidad del trabajo y en la resistencia a la corrosión y que tenga un buen equilibrio de facilidad del trabajo y resistencia a la corrosión.

Los inventores tomaron parte en diversos estudios sobre composiciones y estructuras de revestimiento con el fin de proporcionar una chapa de acero antioxidante que no contuviera Pb, y un comportamiento antioxidante mejorado y, por lo tanto, lograron la presente invención. La presente invención incumbe a una chapa de acero revestida con aleación de Sn-Zn por inmersión en caliente, obtenida formando una capa de revestimiento por inmersión en caliente que comprende de 1 a 8,8% en peso de Zn, y el resto es Sn en una cantidad del 91,2 al 99,0% en peso y las impurezas inevitables y/o ingredientes auxiliares sobre la superficie de la chapa de acero, caracterizada la chapa de acero revestida con aleación de Sn-Zn por inmersión en caliente por tener en la superficie del revestimiento cristales dendríticos de Sn, y los espacios de separación de los brazos dendríticos de Sn estar sepultados por una estructura eutéctica bidireccional de aleación de Sn-Zn. Preferiblemente, el porcentaje de área de las dendritas de Sn en la superficie del revestimiento es del 5 al 90%, y el espacio de separación de los brazos dendríticos de Sn no es superior a 0,1 mm. Además, algunas veces, bajo la capa de revestimiento, hay una capa de aleación de un espesor de 3,0 µm o menos, que contiene uno o más de los elementos Ni, Co, y Cu, en un total de al menos el 0,5% en peso y, a veces, la superficie de la...

1. Una chapa revestida con Sn-Zn por inmersión en caliente, superior en resistencia a la corrosión y facilidad de trabajo, caracterizado porque comprende una chapa de acero revestida con una base de Sn obtenida formando una capa de revestimiento por inmersión en caliente que comprende 1 a 8,8% en peso de Zn, y el resto es Sn, en una cantidad de 91,2 a 99,0% en peso, y las inevitables impurezas y/o ingredientes auxiliares sobre la superficie de la chapa de acero, y que tiene un pre-revestimiento de Fe-Ni discontinuo, en una cantidad de 0,01 a 0,1 g/m² sobre la superficie de la chapa de acero, y que tiene una fase de aleación FeSn₂ discontinua que tiene un porcentaje de área de la fase de aleación FeSn₂ de al menos 1% y menos del 100% entre la superficie de la chapa de acero y el revestimiento de aleación de Sn-Zn por inmersión en caliente, en la que la rugosidad superficial de dicha fase de aleación FeSn₂ discontinua es de 0,1 a 2,5 µm, en términos de RMS, teniendo la superficie del revestimiento cristales dendríticos de Sn y espacios de separación de los brazos dendríticos de Sn de no más de 0,1 mm, sepultados por una estructura eutéctica bidireccional de Sn-Zn.

2. Una chapa revestida con Sn-Zn por inmersión en caliente, superior en resistencia a la corrosión y facilidad de trabajo, como se estableció en la reivindicación 1, caracterizada porque el porcentaje de área de las dendritas de Sn en la superficie de revestimiento es del 5 al 90%.