PROCEDIMIENTO PARA EL DECAPADO DE ACERO INOXIDABLE MARTENSÍTICO O FERRÍTICO.

Procedimiento para el decapado de acero inoxidable martensítico o ferrítico La invención se refiere a un procedimiento para decapar acero inoxidable martensítico o ferrítico (también llamado acero inoxidable), en especial en forma de alambre, tubos o varillas. En el lenguaje común se denominan aceros inoxidables aquellos, en los que en las condiciones ambientales normales, p.ej. la presencia de oxígeno del aire y la humedad y en soluciones acuosas se evita la formación de óxido. Los aceros de aleación más alta, llamados resistentes a la corrosión o resistentes a los ácidos, resisten condiciones de corrosión más agresivas, por ejemplo el contacto con los ácidos y con soluciones salinas. En resumen, estos aceros se denominan aceros inoxidables. En la Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4ª edición, tomo 22, pp. 106-112 y en la norma industrial alemana DIN 17440, de julio de 1985, se encontrará la enumeración de los aceros inoxidables más importantes para la industria así como sus códigos de material, sus denominación y los componentes de la aleación así como sus propiedades mecánicas y químicas. Los aceros inoxidables son aleaciones de hierro, que contienen por lo menos un 10 % de cromo. El carácter resistente a la corrosión que tienen los aceros inoxidables se debe a la formación de óxido de cromo en la superficie del material. Los aceros inoxidables pueden dividirse en estos grupos: aceros austeníticos, aceros ferríticos, aceros martensíticos, aceros templados por precipitación (por dispersión) y aceros compuestos (aceros dúplex). Estos grupos se diferencian por sus propiedades físicas y mecánicas y también por su resistencia a la corrosión, que se debe a los distintos componentes que forman la aleación. Durante el recocido o el laminado en caliente, etc. del acero inoxidable se forma en su superficie una capa de cascarilla, que quita a la superficie del acero el deseado aspecto metálico y brillante. Por lo tanto, después de este paso de producción, tiene que eliminarse esta capa superficial. Esto puede realizarse por el procedimiento de decapado de la invención. La capa superficial oxidada a eliminar se diferencia sustancialmente de la capa de óxido de los aceros de aleación baja o de los aceros al carbono. Aparte de los óxidos metálicos, la capa superficial contiene óxidos de los elementos que forman la aleación, por ejemplo de cromo, níquel, aluminio, titanio o niobio. Durante el calentamiento aumenta la concentración de óxido de cromo en la capa superficial, porque desde el punto de vista termodinámico el cromo es menos noble que el hierro. De este modo aumenta la concentración del cromo en detrimento del hierro en la capa de óxido. Al contrario, esto conduce a que la capa de acero situada inmediatamente debajo de la capa de óxido tenga una concentración menor de cromo. Con un proceso de decapado realizado con soluciones decapantes ácidas apropiadas se disuelve con preferencia esta capa de menor concentración de cromo, situada debajo de la capa de óxido, de modo que la capa de óxido se desprende (se desconcha). Después del decapado, la superficie queda químicamente activada, de modo que, en el aire, puede volver a recubrirse de una capa superficial ópticamente inadecuada. Esto puede evitarse pasivando las superficies recién decapadas durante o después del decapado. Esto puede realizarse con soluciones de tratamiento similares a las soluciones de decapado, pero para el pasivado se ajusta un potencial redox más elevado que para el proceso de decapado. Con el paso específico de pasivado se forma en la superficie metálica una capa de pasivado, que ópticamente no es visible. De este modo, la superficie del acero conserva su aspecto metálico y brillante. Que la solución de tratamiento tenga un efecto decapante o pasivante sobre el acero inoxidable dependerá principalmente del potencial redox ajustado. Las soluciones ácidas que tienen un pH inferior a 2,5 tienen un efecto decapante, si debido a la presencia de oxidante tienen un potencial redox con respecto a un electrodo de plata/cloruro de plata situado entre 100 y 350 mV. Si se aumenta el potencial redox a valores superiores a 350 mV, entonces la solución de tratamiento tiene un efecto pasivante, por lo cual, en función del tipo de acero inoxidable, tendrán que ajustarse diversos valores mínimos para el potencial. Los procedimientos de decapado de acero inoxidable son ya muy conocidos en la técnica. En los procedimientos más antiguos se empleaban baños de decapado de ácido nítrico. Estos suelen contener además ácido fluorhídrico, que facilita el proceso de decapado por su efecto complejante de los iones de hierro. Estos baños de decapado son eficaces desde el punto de vista económico y satisfactorios desde el punto de vista industrial, pero presentan grandes inconvenientes ecológicos, porque emiten cantidades considerables de óxidos de nitrógeno y porque se vierten a las aguas residuales concentraciones elevadas de nitratos. Las campanas extractoras requeridas elevan los costes del proceso y las cantidades de óxidos de nitrógeno que se emiten a la atmósfera tienen un potencial dañino considerable para el medio ambiente. Por ello en la técnica se han realizado grandes esfuerzos para buscar procedimientos alternativos de decapado y de pasivado, sin tener que recurrir al ácido nítrico. Una posible alternativa para la acción oxidante del ácido nítrico son los iones de Fe (III). Su concentración puede mantenerse por ejemplo con peróxido de hidrógeno, que se añade a los baños de tratamiento de modo continuo o discontinuo. Estos baños de decapado y pasivado contienen de 15 a 65 g/l de iones hierro trivalente. Durante el proceso de decapado se reducen los iones hierro trivalente a hierro divalente. Al mismo tiempo se desprenden de la superficie decapada más iones hierro divalente. Por lo tanto, durante el funcionamiento el baño de decapado va perdiendo su concentración de iones hierro trivalente, mientras aumen- 2 ES 2 367 424 T3 ta la concentración de iones hierro divalente. De este modo se desplaza el potencial redox de la solución de tratamiento, que acaba por perder su efecto decapante. Con la adición continua o discontinua de agentes oxidantes, por ejemplo peróxido de hidrógeno u otros oxidantes del tipo perboratos, perácidos o incluso peróxidos orgánicos, se oxidan de nuevo los iones hierro divalente a hierro trivalente. De este modo se conserva el potencial redox requerido para la acción decapante y pasivante. En el documento EP-B-505 606 se describe por ejemplo un procedimiento sin ácido nítrico para decapar y pasivar acero inoxidable, en el que se pone en contacto el material a tratar con un baño, que tiene una temperatura de 30 a 70ºC y contiene por lo menos en el momento de iniciar el proceso de decapado por lo menos 150 g/l de ácido sulfúrico, por lo menos 15 g/l de iones Fe (III) y por lo menos 40 g/l de HF. Este baño contiene además hasta 1 g/l de aditivos, por ejemplo tensioactivos no iónicos e inhibidores de decapado. Al baño se le añaden de modo continuo o discontinuo las cantidades mencionadas de peróxido de hidrógeno, de tal manera que el potencial redox se mantenga dentro del intervalo deseado. También los demás componentes del baño se van dosificando de manera que su concentración se mantenga dentro del intervalo óptimo de trabajo. Con el burbujeo de aire se mantiene el baño de decapado en movimiento. El movimiento del baño de decapado es necesario para conseguir un resultado homogéneo en el decapado. Un procedimiento similar, que se diferencia del anterior fundamentalmente solo en el potencial redox ajustado, se ha descrito en el documento EP-A-582 121. En el documento EP-0769575 se describe un procedimiento para decapar acero martensítico con una solución decapante que contiene H2S04, Fe3+ y HF, dicha solución decapante tiene una temperatura comprendida entre 30 y 70ºC. En el documento EP-1050605 se describe un procedimiento para decapar acero inoxidable con una solución decapante, cuya porción de HF libre se sitúa entre 5 y 40 g/l y la temperatura de la solución decapante se sitúa entre 20 y 70ºC. Los procedimientos de decapado mencionados previamente trabajan de forma técnicamente satisfactoria y tienen la ventaja ecológica de que no emiten óxidos de nitrógeno a la atmósfera. Se han optimizado sobre todo para el decapado de aceros inoxidables austeníticos, que suman entre el 65 y el 85 % del mercado de los aceros inoxidables. Pero, para los objetos de acero inoxidable martensítico o ferrítico, en especial en forma de alambre, tubos o varillas, estas soluciones de decapado han resultado ser demasiado agresivas. Atacan en exceso la aleación de base de estos tipos de acero, de modo que se corre el riesgo de un decapado excesivo. El proceso de decapado continúa en profundidad en las zonas ya... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para decapar acero inoxidable martensítico o ferrítico, poniendo en contacto el acero inoxidable con una solución decapante que contiene iones Fe (III), ácido sulfúrico y HF, caracterizado porque la solución decapante tiene una temperatura comprendida entre 15 y 29ºC y contiene de 50 a 120 g/l de ácido sulfúrico libre, de 5 a 40 g/l de HF libre y de 5 a 40 g/l de iones Fe (III). 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la solución decapante contiene de 55 a 75 g/l de ácido sulfúrico libre. 3. Procedimiento según una o ambas reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la solución decapante en estado de funcionamiento contiene de 10 a 25 g/l de iones Fe (III). 4. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones de 1 a 3, caracterizado porque la solución decapante en estado de funcionamiento tiene un potencial redox, medido a 25ºC con un electrodo de platino referido a un electrodo de referencia de Ag/AgCl, de 100 a 240 mV. 5. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones de 1 a 4, caracterizado porque el potencial redox se ajusta realizando una o varias de las acciones siguientes: a) adición de un reactivo a la solución decapante, que sea capaz de oxidar los iones de Fe (II) de la solución decapante a iones Fe (III), con preferencia el peróxido de hidrógeno o una sustancia que libere peróxido de hidrógeno, b) oxidación catalítica con un gas que contenga oxígeno, empleando un catalizador de oxidación homogéneo o heterogéneo, c) oxidación electroquímica. 6. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones de 1 a 5, caracterizado porque se mueve la solución decapante, con preferencia por recirculación, agitación o burbujeo de aire. 7. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones de 1 a 6, caracterizado porque el acero inoxidable martensítico o ferrítico está presente en forma de alambre, tubos o varillas. 8. Serie de pasos de proceso de tratamiento superficial de un acero inoxidable martensítico o ferrítico, para ello se somete el acero inoxidable a a) un tratamiento para romper los depósitos de óxido, b) se decapa con el procedimiento de una o varias de las reivindicaciones de 1 a 6, c) se trata posteriormente con una solución pasivante. 9. Serie de pasos de procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque se repiten los pasos a) y b) del proceso una o varias veces. 7