PRODUCTO PLANO DE UN MATERIAL METÁLICO, EN PARTICULAR DE UN MATERIAL DE ACERO, USO DE UN PRODUCTO PLANO SEMEJANTE ASÍ COMO CILINDRO Y PROCEDIMIENTO PARA LA FABRICACIÓN DE TALES PRODUCTOS PLANOS.

Producto plano de un material metálico, en particular de un material de acero,

para cuya superficie, en una base de al menos 0,8 x 0,8 mm 2 de tamaño tras eliminar una posible inclinación en su topografía, eliminar por filtrado las partes de alta frecuencia por medio de un filtro paso bajo gaussiano (λs= 10 µm) y determinar la distribución de frecuencias de los valores de altura con un ancho de clase de 0,1 µm, es aplicable: a) La distribución de frecuencias de los valores de altura presenta dos máximos pronunciados, que representan los niveles de pico y de valle pronunciados de manera correspondiente de la superficie. b) Al observar sólo aquellas regiones topográficas que presentan una pendiente de como máximo 5º con respecto a la base orientada horizontalmente, la distribución de frecuencias de los valores de altura se descompone en al menos dos máximos principales locales. Los máximos principales locales tienen una distribución aproximadamente normal para los picos con una desviación estándar (anchura) de 2 σ≤2 µm y para los valles con una desviación estándar de 2 σ≤1 µm. c) La frecuencia de los picos es mayor que la frecuencia de los valles. d) El máximo principal superior que representa los picos es simultáneamente también un máximo absoluto. e) La distancia entre los máximos principales de la distribución de frecuencias de los valores de altura asciende a 1 µm a 5 µm. f) En un plano que se encuentre exactamente en el centro entre el nivel de pico y de valle, la mitad de la anchura de los valles o picos asciende a como máximo 40 µm ó 100 µm, teniendo al menos el 99,99% de los puntos de medición de topografía una distancia mínima respecto al borde de los valles o picos que cumple con esta condición

La invención se refiere a un producto plano de un material metálico, en particular de un material de acero, a un uso ventajoso y a un cilindro especialmente adecuado para la fabricación de un producto plano de este tipo así como a un procedimiento para la fabricación de productos planos de este tipo. Por “productos planos” se entiende en este sentido chapas fabricadas de un metal o una aleación metálica, en particular chapas finas, o bandas constituidas de manera comparable y otros artículos laminados.

A partir de productos planos del tipo en cuestión se fabrican elementos constructivos, que posteriormente se recubren con una o varias capas de pintura, para por un lado protegerlos frente a una posible corrosión y por otro lado optimizar su apariencia óptica. La calidad de la apariencia óptica se evalúa en este sentido entre otros por la medida en que la estructura superficial del sustrato de chapa respectivo influye sobre la superficie del recubrimiento de pintura.

Se plantean requisitos especialmente elevados para el aspecto de las superficies visibles por fuera de las piezas de carrocería de automóviles.

En la práctica los requisitos planteados para el recubrimiento de pintura de elementos constructivos de carrocería se cumplen mediante la aplicación de sistemas de pintura de múltiples capas. Estos sistemas de pintura comprenden por regla general al menos una denominada “capa de aparejo”, cuyo objetivo consiste entre otros en compensar las irregularidades existentes en la superficie que va a recubrirse.

El esfuerzo asociado con la aplicación de sistemas de pintura de múltiples capas sobre una chapa es considerable. Los procesos de pintado novedosos consiguen ahorrar en los costes de proceso por la supresión del pintado con aparejo. Estos procesos se utilizan con frecuencia en la industria automovilística. En este sentido se reduce claramente el espesor de capa total de la estructura de pintura, de modo que la capa inferior de chapa puede reproducirse en la pintura de cobertura en las chapas de calidad insuficiente.

Un criterio adicional en la evaluación de la idoneidad de un producto plano metálico para la fabricación de elementos constructivos de carrocería es su comportamiento en la conformación para dar el elemento constructivo respectivo. Éste también está condicionado de manera decisiva por la estructura superficial del producto plano respectivo. Así, las depresiones existentes en la superficie de una chapa metálica forman por ejemplo durante la embutición profunda bolsas, en las que puede acumularse un agente lubricante aplicado antes de la conformación sobre la chapa o aplicado en el molde respectivo. La capacidad de aparejo de la película lubricante formada por el agente lubricante respectivo depende en este sentido directamente de la configuración y distribución de estas depresiones.

Se conocen diferentes ensayos para estructurar la superficie de chapas metálicas de tal manera que tras un pintado tengan un aspecto optimizado. Ejemplos de estos ensayos se indican en el documento JP-A 63-50488 y el documento JP-A 1-293907.

Las estructuras superficiales regulares expuestas en estas dos publicaciones de solicitudes de patente japonesa se caracterizan por elevaciones de tipo troquel cilíndricas, que están rodeadas de manera anular por una depresión de tipo ranura y que sobresalen de una base por lo demás plana.

Según el documento JP-A 63-50488 las mesetas de las elevaciones se encuentran en este sentido aproximadamente 2 -10 µm por encima de los fondos de las regiones de valle existentes entre las elevaciones. Al mismo tiempo la parte común de las mesetas planas de los picos y de las superficies planas de las regiones semiplanas existentes entre los fondos de los valles y las mesetas de los picos asciende al 20 -90% de la superficie total.

En el documento JP-A 1-293907 se exige además que la parte de las zonas planas existentes entre las elevaciones dispuestas de manera regular y circulares en sección transversal suponga al menos el 85% de la superficie de la chapa, que la profundidad de los valles que rodean a las elevaciones partiendo de las regiones planas ascienda a al menos 4 µm y que, en caso de un análisis de frecuencias de la geometría superficial de la chapa de acero, la intensidad de los porcentajes de longitud de onda de las longitudes de onda λ que se encuentran en un intervalo de 585 µm ≤ λ < 2730 µm, ascienda como máximo a 0,6 µm2.

Las chapas constituidas según las dos solicitudes de patente japonesa proporcionan en el estado pintado una impresión extraordinariamente viva. Sin embargo los requisitos predeterminados para ello presuponen estructuras superficiales estrictamente deterministas. En particular las intensidades elevadas, pero admisibles según el documento JP-A 1-293907, en los porcentajes de longitud de onda mencionados en el mismo sólo aparecen en estructuras deterministas con una fuerte periodicidad.

En la práctica se demuestra sin embargo que las estructuras superficiales regulares configuradas según el estado de la técnica descrito anteriormente sólo pueden generarse con dificultad con la fiabilidad necesaria. Esto es aplicable en particular cuando en el caso del sustrato que va a procesarse se trata de una chapa de acero galvanizada.

Con estos antecedentes, la invención se basó en el objetivo de crear un producto plano, que ofreciera condiciones previas optimizadas para un recubrimiento de pintura, que también en el caso de espesores de capa de pintura reducidos en el estado pintado acabado presentara un aspecto excelente. Además se debían especificar también un uso preferido de un producto plano de este tipo, un cilindro que fuera especialmente adecuado para la fabricación de un producto plano de este tipo, así como un procedimiento para la fabricación de un producto

plano de este tipo.

Con referencia al producto plano este objetivo se soluciona según la invención mediante la enseñanza de la reivindicación 1.

Debido a su perfil de propiedades especial los productos planos según la invención pueden usarse especialmente para la fabricación de elementos constructivos, que han de dotarse de una capa de pintura. Esto es aplicable en particular cuando los productos según la invención se componen de acero y en particular están dotados de una capa de protección frente a la corrosión, por ejemplo una galvanización. Una chapa de acero de este tipo puede estar recubierta por ejemplo con un revestimiento de cinc o uno de cinc-magnesio. Sin embargo, los criterios predeterminados según la invención también pueden usarse para productos planos, que están fabricados de otros metales.

En particular, los productos planos según la invención son adecuados para la fabricación de elementos constructivos de carrocería. Éstos, tras su conformación, también pueden dotarse con procesos de pintado abreviados de una capa de pintura, que cumple con los requisitos más elevados con respecto a su aspecto externo en el elemento constructivo respectivo. En este sentido es especialmente destacable que la estructura superficial predeterminada según la invención de un elemento constructivo de este tipo es de distribución tan fina, que también ya con una estructura de capas muy simplificada con respecto al estado de la técnica del pintado se consiguen resultados de recubrimiento óptica y técnicamente impecables.

Con respecto al cilindro especialmente adecuado para la fabricación de un producto plano según la invención, la solución del objetivo mencionado anteriormente consiste según la invención en el objeto indicado en la reivindicación 5.

Finalmente, la invención en la reivindicación 6 proporciona un procedimiento que permite la fabricación fiable de productos planos metálicos que pueden conformarse de manera simplificada y pintarse de manera excelente.

La invención se basa en el conocimiento de que teniendo en cuenta los criterios predeterminados según la invención puede proporcionarse, tal como está previsto, un producto plano metálico con una estructura superficial con una distribución tan fina, estocástica o cuasiestocástica, que tras una aplicación de pintura típica de automóviles, si acaso, sólo puede percibirse visualmente de manera débil.

Al mismo tiempo en una topografía de superficie constituida según la invención el cambio entre las mesetas de los picos y los valles tiene lugar a través de flancos muy inclinados. De esta manera se consigue...

1. Producto plano de un material metálico, en particular de un material de acero, para cuya superficie, en una base de al menos 0,8 x 0,8 mm2 de tamaño tras eliminar una posible inclinación en su topografía, eliminar por filtrado las partes de alta frecuencia por medio de un filtro paso bajo gaussiano (λs= 10 µm) y determinar la distribución de frecuencias de los valores de altura con un ancho de clase de 0,1 µm, es aplicable:

a) La distribución de frecuencias de los valores de altura presenta dos máximos pronunciados, que representan los niveles de pico y de valle pronunciados de manera correspondiente de la superficie. b) Al observar sólo aquellas regiones topográficas que presentan una pendiente de como máximo 5º con respecto a la base orientada horizontalmente, la distribución de frecuencias de los valores de altura se descompone en al menos dos máximos principales locales. Los máximos principales locales tienen una distribución aproximadamente normal para los picos con una desviación estándar (anchura) de 2 σ ≤ 2 µm y para los valles con una desviación estándar de 2 σ ≤ 1 µm. c) La frecuencia de los picos es mayor que la frecuencia de los valles. d) El máximo principal superior que representa los picos es simultáneamente también un máximo absoluto. e) La distancia entre los máximos principales de la distribución de frecuencias de los valores de altura asciende a 1 µma5 µm. f) En un plano que se encuentre exactamente en el centro entre el nivel de pico y de valle, la mitad de la anchura de los valles o picos asciende a como máximo 40 µmó 100 µm, teniendo al menos el 99,99% de los puntos de medición de topografía una distancia mínima respecto al borde de los valles o picos que cumple con esta condición.

2. Producto plano según la reivindicación 1, caracterizado porque es una banda o chapa de acero.

3. Producto plano según la reivindicación 2, caracterizado porque la banda o chapa de acero está dotada de un revestimiento de protección frente a la corrosión.

4. Producto plano según la reivindicación 3, caracterizado porque el revestimiento de protección frente a la corrosión es un revestimiento a base de cinc.

5. Uso de un producto plano configurado según una de las reivindicaciones 1 a 4 para la fabricación de elementos constructivos que se recubren con una capa de pintura.

6. Cilindro para la fabricación de productos planos configurados según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que para la superficie de cilindro del cilindro, en una base

de al menos 0,8 x 0,8 mm2 de tamaño tras eliminar una posible inclinación en su topografía, eliminar por filtrado las partes de alta frecuencia por medio de un filtro paso bajo gaussiano (λs= 10 µm) y determinar la distribución de frecuencias de los valores de altura con un ancho de clase de 0,1 µm es aplicable:

a) La distribución de frecuencias de los valores de altura presenta dos máximos pronunciados, que representan niveles de pico y de valle pronunciados de manera correspondiente de la superficie. b) Al observar sólo aquellas regiones topográficas que presentan una pendiente de como máximo 5º con respecto a la vertical, la distribución de frecuencias de los valores de altura se descompone en al menos dos máximos principales locales. Los máximos principales locales tienen una distribución aproximadamente normal para los valles con una desviación estándar (anchura) de 2 σ ≤ 10 µm y para los picos con una desviación estándar (anchura) de 2 σ ≤ 1 µm. c) La frecuencia de los valles en la superficie de cilindro es mayor que la frecuencia de los picos. d) La distancia entre el nivel de pico pronunciado y los niveles de valle de la superficie de cilindro es mayor que la distancia entre el nivel de pico y de valle en la superficie de producto plano generada. e) En un plano que se encuentre exactamente en el centro entre el nivel de pico y de valle, la mitad de la anchura de los valles o picos asciende a como máximo 100 µm, teniendo al menos el 99,99% de los puntos de medición de topografía una distancia mínima respecto al borde de los valles o picos que cumple con esta condición.

7. Procedimiento para la fabricación de un producto plano configurado según una de las

reivindicaciones 1 a 4, en el que -se proporciona un producto plano compuesto de un material metálico, en el que al menos la superficie que va a dotarse de la topografía superficial constituida según la reivindicación 1 presenta una rugosidad media aritmética de como máximo 1,5 µm, y -el producto plano proporcionado se somete a una laminación de acabado, en la que un cilindro constituido según la reivindicación 5 actúa sobre la superficie que va a dotarse de la topografía superficial según la reivindicación 1, de modo que se obtiene un producto plano con una superficie constituida según la reivindicación 1.