TRATAMIENTO POSTERIOR DE ALUMINIO ANODIZADO.
Un procedimiento para el postratamiento de alumi- nio anodizado y aleaciones de aluminio anodizado con el fin de mejorar las propiedades de unión por adherencia,
resis- tencia a la corrosión y a la abrasión, que comprende sellar el aluminio anodizado y las aleaciones de aluminio anodiza- do con una solución acuosa ácida que tiene un pH que oscila entre 2,5 y 4,5, que comprende, por litro de dicha solu- ción, de 0,01 a 22 gramos de sal de cromo trivalente solu- ble en agua, 0,01 a 12 gramos de un hexafluorocirconato de metal alcalino, 0,01 a 12 gramos de al menos un compuesto de flúor seleccionado del grupo consistente en un tetra- fluoroborato de metal alcalino, un hexafluorosilicato de metal alcalino y sus mezclas, de 0 a 10 gramos de al menos un agente espesante soluble en agua y 0 a 10 gramos de al menos un agente tensioactivo soluble en agua
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2002/035599.
Solicitante: THE UNITED STATES OF AMERICA AS REPRESENTED BY THE SECRETARY OF THE NAVY.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: BUILDING 435, SUITE A, NAVAL AIR WARFARE CENTER AIRCRAFT DIVISION, 47076 LILJ,PATUXENT RIVER, MD 20670-1550.
Inventor/es: MATZDORF, CRAIG, A., KANE, MICHAEL, J., GREEN, JAMES, L., III.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 16 de Junio de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C25D11/24D
Clasificación PCT:
- C23C22/34 QUIMICA; METALURGIA. › C23 REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO QUIMICO DE LA SUPERFICIE; TRATAMIENTO DE DIFUSION DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL; MEDIOS PARA IMPEDIR LA CORROSION DE MATERIALES METALICOS, LAS INCRUSTACIONES, EN GENERAL. › C23C REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO DE MATERIALES METALICOS POR DIFUSION EN LA SUPERFICIE, POR CONVERSION QUIMICA O SUSTITUCION; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL (fabricación de productos revestidos de metal por extrusión B21C 23/22; revestimiento metálico por unión de objetos con capas preexistentes, ver las clases apropiadas, p. ej. B21D 39/00, B23K; metalización del vidrio C03C; metalización de piedras artificiales, cerámicas o piedras naturales C04B 41/00; esmaltado o vidriado de metales C23D; tratamiento de superficies metálicas o revestimiento de metales mediante electrolisis o electroforesis C25D; crecimiento de monocristales C30B; mediante metalización de textiles D06M 11/83; decoración de textiles por metalización localizada D06Q 1/04). › C23C 22/00 Tratamiento químico de la superficie de materiales metálicos por reacción de la superficie con un medio reactivo quedando productos de reacción del material de la superficie en el revestimiento, p. ej. revestimiento por conversión, pasivación de metales. › que contienen fluoruros o fluoruros complejos.
- C25D11/24 C […] › C25 PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS; SUS APARATOS. › C25D PROCESOS PARA LA PRODUCCION ELECTROLITICA O ELECTROFORETICA DE REVESTIMIENTOS; GALVANOPLASTIA (fabricación de circuitos impresos por deposición metálica H05K 3/18 ); UNION DE PIEZAS POR ELECTROLISIS; SUS APARATOS (protección anódica o catódica C23F 13/00; crecimiento de monocristales C30B). › C25D 11/00 Revestimientos electrolíticos por reacción superficial, es decir, que forman capas de conversión. › Tratamiento posterior químico.
Clasificación antigua:
Fragmento de la descripción:
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la invención
Esta invención se refiere a un procedimiento para el postratamiento de aluminio(s) anodizado(s), y a la composición para tratar aluminio(s) anodizado(s) con el fin de mejorar las propiedades de unión por adherencia, resistencia a la abrasión y resistencia a la corrosión. Más específicamente, esta invención se refiere a una nueva composición, y al procedimiento para usar la composición con el fin de sellar o tratar posteriormente aluminio anodizado o aleaciones de aluminio anodizado. La composición para el postratamiento con cromo trivalente (TCP) comprende una solución acuosa ácida que contiene cantidades eficaces de al menos una sal de cromo trivalente soluble en agua, un hexafluorocirconato de metal alcalino, al menos un tetrafluoroborato, y/o hexafluorosilicato, de metal alcalino y cantidades eficaces de espesantes solubles en agua y/o agentes tensioactivos solubles en agua. DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA ANTERIOR
Los aluminios anodizados están generalmente setratados posteriormente, después del anodizado,
llados o mediante procedimientos que emplea una diversidad de composiciones de sellado. Los actuales postratamientos o sellados de alta calidad, para el aluminio anodizado, se basan en la química del cromo hexavalente. El cromo hexavalente es muy tóxico y es un conocido agente cancerígeno. Como resultado, las soluciones usadas para depositar estos revestimientos protectores y los revestimientos per se son tóxicos. Estas películas, sin embargo, sí que dan al aluminio anodizado una adherencia de la pintura, una sobresaliente resistencia a la corrosión y a la abrasión. Típicamente, los revestimientos de sellado se depositan sobre el revestimiento de anodizado a temperaturas elevadas y se aplican normalmente por procedimientos de inmersión o de rociado.Los postratamientos están normalmente demandados por las especificaciones militares o comerciales que regulan cada revestimiento que se va a tratar. Como tal, no hay una úni
ca especificación de ºpostratamientoº para todos los aluminios anodizados como lo hay para el ºrevestimiento de conversiónº del aluminio.
Además, las leyes medioambientales, decretos-leyes, y ordenanzas laborales locales de seguridad y de salud (OSH) (del inglés; occupational, safety, health) están llevando a los usuarios militares y comerciales a la búsqueda de postratamientos exentos de cromato hexavalente. En el caso de los aluminios anodizados, la película de anodizado y el metal base son relativamente no tóxicos. Con la adición del postratamiento requerido con cromato hexavalente, estos revestimientos se hacen tóxicos. Otros postratamientos, como por ejemplo con acetato de níquel y diversos compuestos de fluoruro, no contienen cromatos, pero su comportamiento técnico es inferior al de los revestimientos basados en cromatos. Además, el uso de postratamientos con cromato se hace más caro a medida que las ordenanzas se hacen más exigentes. Los costes pueden llegar a ser prohibitivos con las futuras restricciones impuestas por la EPA (Environmental Protection Agency) (Agencia de Protección Ambiental). Por eso, aunque los postratamientos con cromato existentes son sobresalientes en su comportamiento técnico, en cuanto que proporcionan una potenciada protección contra la corrosión y unión por adherencia, por ejemplo de la pintura y otros revestimientos con costes de aplicación bajos, desde una perspectiva de coste del ciclo vital, medioambiental y de OSH, los revestimientos con cromato hexavalente son perjudiciales para la gente y para el medio ambiente.
El documento US 4148670 A describe una solución acuosa ácida de revestimiento, que contiene fluorocirconato, para formar un revestimiento resistente a la corrosión sobre una superficie de aluminio.
El documento US 5304257 A describe un procedimiento para preparar un revestimiento de cromo trivalente, resistente a la corrosión, sobre sustratos de aluminio o de aleaciones de aluminio, que comprende tratar los sustratos con una solución acuosa ácida.
El documento US 5391239 A describe un procedimiento para formar revestimientos de conversión sobre sus-tratos de aluminio poniendo en contacto los sustratos con una composición líquida acuosa. SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Esta invención se refiere a una nueva composición y al procedimiento para usar dicha composición con el fin de tratar posteriormente o sellar aluminio anodizado y sus aleaciones a temperaturas ambientales o superiores que, por ejemplo, abarquen hasta aproximadamente 93ºC. Más específicamente, esta invención se refiere a una composición para el postratamiento de aluminio anodizado y sus aleaciones con el fin de mejorar las propiedades de resistencia a la corrosión y de unión por adherencia, por ejemplo adherencia de pinturas, etc. La composición de postratamiento con cromo trivalente (TCP) comprende una solución acuosa ácida que tiene un pH que oscila entre aproximadamente 2,5 y 4,5 y, preferiblemente entre 3,7 y 4,0; y por litro de dicha solución, desde aproximadamente 0,01 a 22 gramos de una sal de cromo trivalente soluble en agua, aproximadamente 0,01 a 12 gramos de un hexafluorocirconato de metal alcalino, aproximadamente 0,01 a 12 gramos de al menos un compuesto de flúor seleccionado del grupo consistente en un tetrafluoroborato de metal alcalino, un hexafluorosilicato de metal alcalino y diversas combinaciones suyas; de aproximadamente 0
a 10 gramos, y preferiblemente de 0 a 2,0 gramos de al menos un agente espesante soluble en agua, y preferiblemente de 0 a 10 gramos de la menos un agente tensioactivo no iónico, catiónico o aniónico, soluble en agua.
Es, por lo tanto, un objeto de esta invención proporcionar una solución acuosa que comprende una sal de cromo trivalente, un hexafluorocirconato de metal alcalino, y un tetrafluoroborato y/o un hexafluorosilicato para el postratamiento de aluminio anodizado y sus aleaciones, con el fin de mejorar las características de unión por adherencia, resistencia a la corrosión y a la abrasión.
Otro objeto de esta invención es proporcionar una solución acuosa ácida estable que tenga un pH oscile entre aproximadamente 2,5 y 4,5, que contenga una sal de cromo trivalente para tratar o sellar aluminio anodizado y sus aleaciones anodizadas.
Es un objeto más de esta invención proporcionar una solución acuosa ácida estable que tenga un pH que oscile entre aproximadamente 3,7 y 4,0, que contenga cromo trivalente para tratar o sellar aluminio anodizado y sus aleaciones a aproximadamente temperatura ambiente, en la que dicha solución no contiene sustancialmente cromo hexavalente.
Estos y otros objetos de la invención se harán evidentes, mediante la referencia a la descripción detallada, cuando se considere junto con las Figuras 1-6 (fotos) que la acompañan. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 es una foto de una 2024-T3 (aleaciones de aluminio de Aerospace Specification Metals, caracterizadas usando procedimientos de ensayo ASTM normalizados) anodizada con ácido bórico-sulfúrico con TCP (postratamiento con cromo trivalente) después de una exposición de 1000 horas al ensayo de niebla salina neutra, según ASTM-B 117
(Procedimiento estándar para operar aparatos de niebla salina).
La Figura 2 es una foto de una 2024-T3 anodizada con ácido sulfúrico y formación de una película delgada con postratamiento TCP, después de una exposición de 1000 horas al ensayo de niebla salina neutra, según ASTM-B 117.
La Figura 3 es una foto de una 2024-T3 anodizada con ácido bórico-sulfúrico con postratamiento con cromato, después de una exposición de 1000 horas al ensayo de niebla salina neutra, según ASTM-B 117.
La Figura 4 es una foto de una 2024-T3 anodizada con ácido sulfúrico y formación de una película delgada con postratamiento con cromato, después de una exposición de 1000 horas al ensayo de niebla salina neutra, según ASTM-B
117.
La Figura 5 es una foto de una 2024-T3 anodizada con ácido bórico-sulfúrico con postratamiento con agua caliente, después de una exposición de 1000 horas al ensayo de niebla salina neutra, según ASTM-B 117.
La Figura 6 es una foto de una 2024-T3 anodizada con ácido sulfúrico y formación de una película delgada con postratamiento con agua caliente, después de una exposición de 1000 horas al ensayo de niebla salina neutra, según ASTM-B 117. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN...
Reivindicaciones:
1. Un procedimiento para el postratamiento de aluminio anodizado y aleaciones de aluminio anodizado con el fin de mejorar las propiedades de unión por adherencia, resistencia a la corrosión y a la abrasión, que comprende sellar el aluminio anodizado y las aleaciones de aluminio anodizado con una solución acuosa ácida que tiene un pH que oscila entre 2,5 y 4,5, que comprende, por litro de dicha solución, de 0,01 a 22 gramos de sal de cromo trivalente soluble en agua, 0,01 a 12 gramos de un hexafluorocirconato de metal alcalino, 0,01 a 12 gramos de al menos un compuesto de flúor seleccionado del grupo consistente en un tetrafluoroborato de metal alcalino, un hexafluorosilicato de metal alcalino y sus mezclas, de 0 a 10 gramos de al menos un agente espesante soluble en agua y 0 a 10 gramos de al menos un agente tensioactivo soluble en agua.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el pH de la solución acuosa oscila entre 3,7 y 4,0, y la temperatura de la solución es aproximadamente la temperatura ambiente.
3. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que una cantidad de la sal de cromo trivalente oscila entre 4 y 8 gramos, el hexafluorocirconato oscila entre 6 y 10 gramos, y el compuesto de flúor oscila entre 0,12 y 1,2 gramos.
4. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que una cantidad del agente espesante oscila entre 0,5 y 1,5 gramos.
5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que una cantidad del agente tensioactivo oscila entre 0,5 y 1,5 gramos.
6. Un procedimiento para el postratamiento de aluminio anodizado y aleaciones de aluminio anodizado para mejorar las propiedades de unión por adherencia, resistencia a
la corrosión y a la abrasión, que comprende tratar el aluminio anodizado y las aleaciones de aluminio anodizado con una solución acuosa que tenga un pH que oscile entre 3,7 y 4,0, que comprende, por litro de dicha solución, de 4,0 a 8,0 gramos de una sal de cromo trivalente soluble en agua, 6,0 a 10 gramos de un hexafluorocirconato de metal alcalino, y 0,12 a 1,2 gramos de al menos un compuesto de flúor seleccionado del grupo consistente en un tetrafluoroborato de metal alcalino, un hexafluorosilicato de metal alcalino, y sus mezclas.
7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que el compuesto de flúor está presente en la solución acuosa en una cantidad que oscila entre 0,24 y 0,36 gramos, y el aluminio anodizado tratado posteriormente se trata a continuación con agua caliente a temperaturas que van hasta los 93ºC.
8. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que en la solución hay presente de 0,5 a 1,5 gramos de agentes espesantes de celulosa acuosa.
9. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que la sal de cromo es sulfato de cromo trivalente.
10. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que el hexafluorocirconato de metal alcalino es hexafluorocirconato de potasio.
11. Una composición para el postratamiento de aluminio anodizado y aleaciones de aluminio anodizado para mejorar las propiedades de unión por adherencia, resistencia a la corrosión y a la abrasión, que comprende una solución acuosa ácida que tiene un pH que oscila entre 2,5 y 4,5, y que por litro de dicha solución tiene de 0,01 a 22 gramos de una sal de cromo trivalente soluble en agua, 0,01 a 12 gramos de un hexafluorocirconato de metal alcalino, 0,01 a 12 gramos de al menos un compuesto de flúor seleccionado del grupo consistente en un tetrafluoroborato de metal al
calino, un hexafluorosilicato de metal alcalino, y sus mezclas, de 0 a 10 gramos de al menos un agente espesante soluble en agua y de 0 a 10 gramos de al menos un agente tensioactivo soluble en agua.
12. La composición de la reivindicación 11, en la que el pH de la solución acuosa oscila entre 3,7 y 4,0.
13. La composición de la reivindicación 12, en la que una cantidad de sal de cromo trivalente oscila entre 4,0 y 8,0 gramos, una cantidad del hexafluorocirconato oscila entre 6,0 y 10 gramos, y una cantidad de compuesto del flúor oscila entre 0,12 y 1,2 gramos.
14. La composición de la reivindicación 13, en la que una cantidad del agente espesante oscila entre 0,5 y 1,5 gramos.
15. La composición de la reivindicación 14, en la que una cantidad del agente tensioactivo oscila entre 0,5 y 1,5 gramos.
16. Una composición para revestir herméticamente aluminio anodizado y aleaciones de aluminio anodizado con el fin de mejorar las propiedades de unión por adherencia, resistencia a la corrosión y a la abrasión, que comprende una solución acuosa ácida que tiene un pH que oscila entre 3,7 y 4,0, y que por litro de dicha solución tiene de 0,01 a 22 gramos de una sal de cromo trivalente soluble en agua, 0,01 a 12 gramos de un hexafluorocirconato de metal alcalino, 0,01 a 12 gramos de al menos un compuesto de flúor seleccionado del grupo consistente en un tetrafluoroborato de metal alcalino, un hexafluorosilicato de metal alcalino, y sus mezclas, de 0 a 2,0 gramos de al menos un agente espesante soluble en agua y de 0 a 2,0 gramos de al menos un agente tensioactivo soluble en agua.
17. La composición de la reivindicación 16, en la que el tetrafluoroborato está presente en la solución acuosa en una cantidad que oscila entre 0,24 y 0,36 gramos por litro.
18. La composición de la reivindicación 16, en la que hay presente en la solución de 0,5 a 1,5 gramos de agente espesante de celulosa.
19. La composición de la reivindicación 16, en la que 5 la sal de cromo es sulfato de cromo trivalente.
20. La composición de la reivindicación 16, en la que el hexafluorocirconato de metal alcalino es un hexafluorocirconato de potasio.
Patentes similares o relacionadas:
PROCEDIMIENTO PERFECCIONADO DE HIDRATACIÓN ACUOSA DE CAPAS DE ÓXIDO DE ALUMINIO ANÓDICAMENTE FORMADAS SOBRE ALUMINIO Y ALEACIONES A BASE DE ALUMINIO, del 1 de Mayo de 1962, de REYNOLDS METALS COMPANY: Procedimiento perfeccionado de hidratación acuosa de capas de óxido de aluminio anódicamente formadas sobre aluminio y aleaciones a base de aluminio, para cerrar dichas capas […]
Líquido de tratamiento de conversión química de cromo trivalente para base de zinc o aleación de zinc y método de tratamiento de conversión química usando el mismo, del 11 de Marzo de 2020, de DIPSOL CHEMICALS CO., LTD.: Un líquido de tratamiento de conversión química de cromo trivalente exento de cromo hexavalente para zinc o aleación de zinc que comprende iones […]
Procedimiento para el revestimiento de superficies metálicas con una composición acuosa que contiene silano/silanol/siloxano/polisiloxano, y esa composición, del 15 de Enero de 2020, de CHEMETALL GMBH: Procedimiento para el revestimiento de superficies metálicas con una composición que contiene silano/silanol/siloxano/polisiloxano, caracterizado porque la composición […]
Modificación de tratamiento previo de metal para un poder de deposición mejorado, del 25 de Diciembre de 2019, de PPG INDUSTRIES OHIO, INC.: Una composición para tratar un sustrato de metal que comprende: (a) un ion metálico del Grupo IV(b), (b) un ion cobre, (c) un ion fluoruro, y (d) […]
Método para revestir un sustrato metálico, del 18 de Diciembre de 2019, de PPG INDUSTRIES OHIO, INC.: Un método para tratar un sustrato metálico, que comprende poner en contacto el sustrato con una composición de pretratamiento que comprende: (a) un metal de los grupos IIIB […]
Agente inorgánico libre de cromo para tratamiento de superficie metálica, del 4 de Diciembre de 2019, de CHEMETALL GMBH: Un agente inorgánico libre de cromo para tratamiento de superficie metálica que comprende un compuesto X que contiene un metal X1 y tiene una estructura representada […]
Pigmentos de metal recubiertos de óxido y composiciones filmógenas, del 4 de Diciembre de 2019, de THE UNITED STATES OF AMERICA AS REPRESENTED BY THE SECRETARY OF THE NAVY: Una composición electroquímicamente resistente a la corrosión para que se aplique sobre sustratos de metal, la cual se compone esencialmente, en partes en […]
Tratamiento previo de aluminio en dos etapas, en particular de aleaciones de aluminio, que comprende el decapado y tratamiento de conversión, del 13 de Noviembre de 2019, de HENKEL AG & CO. KGAA: Procedimiento para el tratamiento protector contra la corrosión de componentes finales de aluminio, que comprende una etapa de tratamiento previo y un lacado subsiguiente, […]