PULIDO PASIVANTE POR DESLIZAMIENTO, ESPECIALMENTE PARA ALUMINIO, MAGNESIO Y CINC.

Método de pulido deslizante de piezas metálicas constituidas, al menos en parte, por metales y/o aleaciones escogidas entre aluminio, magnesio y/o cinc, caracterizado porque como medio de pulido deslizante se emplea una composición acuosa ácida con un pH entre 0,3 y 3,5 que contiene fluoruros complejos de los elementos boro, silicio, titanio, circonio o hafnio, solos o combinados entre sí, a concentraciones totales de iones fluoruro comprendidas entre 100 y 4000 ppm

La presente invención se refiere a un proceso de pulido deslizante y pasivación promotora de adherencia, en una sola operación, para piezas metálicas constituidas, al menos en parte, por metales y/o aleaciones de aluminio, magnesio y/o cinc, empleando como medio de pulido deslizante una composición acuosa con un pH comprendido entre 0,3 y 3,5 que contiene fluoruros complejos de los elementos boro, silicio, titanio, circonio o hafnio, solos o mezclados entre sí, cuya concentración total de aniones fluoruro está comprendida entre 100 y 4000 ppm, así como a una pieza producida directamente mediante este proceso y a su uso para la adhesión estructural o para la aplicación de otras capas anticorrosivas. La presente invención se refiere además al uso de un concentrado para preparar el medio de pulido deslizante utilizado en el proceso de la presente invención.

Hoy en día las piezas o artículos metálicos de uso cotidiano se fabrican predominantemente en masa mediante procesos industriales automatizados. Las superficies de estas piezas metálicas fabricadas a partir de acero, fundición, cobre y sus aleaciones, aluminio y sus aleaciones, cinc, magnesio y otros metales deben someterse casi siempre a un tratamiento de acabado, antes de comercializarlas directamente, de usarlas según las normas o de pasar por otros conocidos procesos de refinado.

Las piezas metálicas producidas por torneado, fresado, colada u otros procesos análogos de elaboración de metales tienen a menudo bordes y ángulos cortantes o superficies rugosas o cubiertas de cascarilla, por lo cual hay que desbarbarlas y redondearlas y a menudo incluso alisarlas y pulirlas completamente. En los procesos de refinado la calidad de los recubrimientos posteriores de dichas piezas depende precisamente en gran medida de una buena preparación de la superficie metálica para la aplicación de esas capas adicionales acabado. Por ejemplo, el depósito galvánico de metales sobre tales superficies solo es satisfactorio si previamente se lleva a cabo un tratamiento de limpieza, descascarillado y pulido. Lo mismo vale para la unión de piezas metálicas por adhesión, que requiere una rugosidad y tensión superficial específicas de las superficies a pegar. Por consiguiente, para el pegado estructural de estas piezas es indispensable un pretratamiento mecánico y químico que produzca una estructura y composición uniforme de la superficie.

El tratamiento de las piezas o partes metálicas puede consistir en un desbarbado, lijado, esmerilado, cepillado y pulido mecánico manual o en un proceso mecánico-químico. Actualmente, por motivos económicos, apenas se practica el tratamiento mecánico puramente manual de piezas metálicas fabricadas en gran cantidad, sobre todo en el caso de las de pequeño tamaño. En cambio el tratamiento mecánico-químico, p.ej. el llamado “pulido deslizante”, es un proceso que puede realizarse en aparatos de campana, tambores, máquinas vibratorias o centrifugadoras. Las piezas se rocían con composiciones acuosas especialmente desarrolladas para el pulido deslizante, entrando en contacto con partículas abrasivas naturales (guijarros, dolomita, cuarzo, etc.) o sintéticas (corindón aglomerado con cerámica o plástico, óxido de aluminio, carburo de silicio o carburo de boro) de diversa forma. El tamaño, la forma externa (triangular, cilíndrica, estrellada, cónica, esférica, etc.) y la rugosidad de las partículas abrasivas (“virutas”) proporciona un desbastado y, dado el caso, también un pulido de las superficies metálicas. Mediante dicho pulido deslizante las piezas o partes metálicas se pueden descascarillar, desbarbar, esmerilar, alisar, abrillantar y pulir.

La composición y dosificación de los productos químicos (“compuestos”) empleados en el pulido deslizante se adaptan a las superficies metálicas objeto de dicho tratamiento y también a las peculiaridades del proceso en concreto. La misión principal de estos productos consiste en garantizar un buen poder detergente, dispersante y limpiador o simplemente en proporcionar un medio para el pulido deslizante que sea compatible con el material tratado, que evite una fuerte corrosión de la pieza y que además favorezca el efecto de esmerilado y/o pulido durante el proceso. A menudo las piezas que van a mecanizarse se limpian previamente y por tanto no hace falta emulsionar impurezas oleosas y grasientas durante el proceso de pulido deslizante.

Estos productos se elaboran normalmente de modo que puedan dosificarse en forma líquida, concentrada o diluida, mediante bombas automatizadas. Estos productos de pulido deslizante dan reacción neutra a básica débil en agua y contienen combinaciones de sustancias detergentes y anticorrosivas.

El inconveniente de los medios alcalinos de pulido deslizante es que pasivan las superficies metálicas -en concreto las de aluminio, magnesio y cinc -de manera insuficiente para la promoción de adherencia. Las piezas así tratadas en el proceso de pulido deslizante no pueden recubrirse directamente con sistemas de pintado ni adherirse entre sí tras el pretratamiento mecánico-químico. Tras el pulido deslizante en medios alcalinos no se garantiza una adhesión suficiente de la pintura al substrato metálico ni una unión duradera de las piezas en la juntura.

Del estado técnico se conoce un método para pulir por deslizamiento, limpiar y pasivar simultáneamente piezas metálicas. La patente DE 38 00 834 describe un producto que consta de ácido ortofosfórico y/o ácidos pirofosfóricos y/o sus sales hidrosolubles, de uno o más ácidos oligocarboxílicos y, dado el caso, de uno o varios detergentes y de uno o más inhibidores de corrosión, el cual es adecuado como medio ácido de pulido deslizante. Según revela el contenido de patente DE 38 00 834 la ventaja de este método es que no hace falta limpiar y pasivar la superficie de la pieza antes del propio proceso de pulido deslizante y por tanto la cadena completa de pretratamiento químico y mecánico de la pieza se reduce a una sola operación. Asimismo el método publicado en la patente DE 38 00 834 revela la posibilidad de pasivar suficientemente piezas metálicas muy diferentes durante el proceso de pulido deslizante. La composición del medio produce en este caso una pasivación de materiales innobles, p.ej. hierro, mediante el ataque mordiente en medio de ácido fosfórico y además una protección anticorrosiva de materiales nobles, p.ej. cobre, mediante la presencia de ácidos carboxílicos y otros inhibidores, lo cual permite tratar piezas de materiales metálicos muy diversos en el proceso de pulido deslizante, empleando el mismo medio, tal como revela la patente DE 38 00 834.

La desventaja de este método es el considerable contenido de fosfatos en la composición del medio de pulido deslizante. Al igual que en los procesos de fosfatación de metales en estas composiciones siempre se forman fangos de fosfato, que pueden perjudicar el propio proceso de pulido deslizante y además deben separarse y eliminarse del proceso de pulido mediante procedimientos técnicamente laboriosos.

Por consiguiente el objeto de la presente invención es proporcionar un método de pulido deslizante para piezas o componentes metálicos, sobre todo de aluminio, magnesio y cinc, así como de sus correspondientes aleaciones, que acondicione la superficie metálica al mismo tiempo que el proceso mecánico del pulido deslizante, de manera que se obtenga una pasivación de la superficie de la pieza o componente metálico promotora de la adherencia. Esta pasivación promotora de adherencia debe ser adecuada para el pegado estructural de las piezas tratadas en este proceso y para la aplicación de sistemas de pintura. Además el medio empleado en el proceso de pulido deslizante debe estar totalmente libre de fosfatos, a fin de evitar la formación de fangos de fosfato.

Se encontró sorprendentemente que, empleando como medio de pulido deslizante una composición acuosa ácida de pH entre 0,3 y 3,5 que contenía fluoruros complejos de los elementos boro, silicio, titanio, circonio o hafnio, solos

o combinados entre sí, a concentraciones totales de anión fluoruro comprendidas entre 100 y 4000 ppm, se obtenía una excelente pasivación promotora de adherencia en las superficies de las piezas metálicas tratadas conforme al proceso de la presente invención, las cuales constan, al menos parcialmente, de metales y/o aleaciones elegidas entre aluminio, magnesio y/o cinc. La pasivación promotora de adherencia es especialmente efectiva para piezas de aluminio, magnesio y cinc y también para sus aleaciones, por lo cual se someten de modo preferente... [Seguir leyendo]

1. Método de pulido deslizante de piezas metálicas constituidas, al menos en parte, por metales y/o aleaciones escogidas entre aluminio, magnesio y/o cinc, caracterizado porque como medio de pulido deslizante se emplea una composición acuosa ácida con un pH entre 0,3 y 3,5 que contiene fluoruros complejos de los elementos boro, silicio, titanio, circonio o hafnio, solos o combinados entre sí, a concentraciones totales de iones fluoruro comprendidas entre 100 y 4000 ppm.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la composición acuosa ácida lleva adicionalmente polímeros del tipo de los poliacrilatos y/o productos de reacción de poli(vinilfenol) con aldehídos y aminas orgánicas hidroxiladas en concentraciones inferiores a 500 ppm y porque en presencia de circonio la concentración de los productos de reacción de poli(vinilfenol) con aldehídos y aminas orgánicas hidroxiladas en la solución tratante es inferior a 100 ppm.

3. Método según una o ambas reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la composición acuosa ácida contiene adicionalmente iones fluoruro libres en concentraciones de hasta 500 ppm.

4. Método según una o más de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la composición acuosa ácida contiene adicionalmente ácidos carboxílicos polihidroxilados o sus aniones en concentraciones de hasta 500 ppm.

5. Método según una o más de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la composición acuosa ácida contiene adicionalmente iones sulfato en concentraciones de hasta 50 g/l.

6. Método según una o más de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la composición acuosa ácida contiene adicionalmente al menos una sustancia tensioactiva.

7. Método según la reivindicación 6, caracterizado porque la sustancia tensioactiva empleada como mínimo se escoge entre un producto de adición de 3 hasta 8, sobre todo 4 a 6 unidades de óxido de etileno a una amina grasa con 10 a 18, preferiblemente 12 a 14 átomos de C.

8. Método según una o ambas reivindicaciones 6 y 7, caracterizado porque la composición acuosa ácida contiene adicionalmente un antiespumante, basado preferiblemente en un alcohol graso-etoxilado/propoxilado o en un producto de adición de 7 a 12 unidades de óxido de etileno -cerradas con un grupo alquilo terminal de 4 a 8 átomos de C -a alcoholes grasos de 8 hasta 18 átomos de C.

9. Método según una o más de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la composición acuosa ácida contiene adicionalmente compuestos inorgánicos particulados insolubles en agua de los elementos silicio, aluminio, cinc, titanio, circonio, hierro, calcio y/o magnesio, de modo que el contenido de estos compuestos en la composición, referido al elemento, es como mínimo de 10 ppm, pero no rebasa los 500 ppm, y el 50% en peso de las partículas tiene un diámetro inferior a 500 nm, con preferencia inferior a 200 nm.

10. Método según una o más de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque tras el pulido deslizante la pieza se seca a una temperatura entre 40 y 85ºC sin ninguna etapa intermedia de enjuague.

11. Pieza metálica tratada por un método según una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 10.

12. Uso de una pieza metálica según la reivindicación 11 en un proceso para aplicarle otras capas de protección anticorrosiva.

13. Uso de una pieza metálica según la reivindicación 11 en un proceso para adherirla estructuralmente con otros materiales y/o componentes según la reivindicación 10.

14. Uso de un concentrado acuoso en un proceso según una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 10, caracterizado porque la dilución del concentrado con agua a un factor 4 hasta 50 da lugar a la composición acuosa según una o varias de las reivindicaciones 1 a 9.

15. Uso de un concentrado acuoso según la reivindicación 14, caracterizado porque al dosificarlo en la cuba de una planta de proceso continuo y diluirlo con agua se obtiene por el rebosadero de la cuba la composición acuosa según una o varias de las reivindicaciones 1 a 9.