UN PRODUCTO DE ACERO, PRODUCTO DE ACERO RECUBIERTO Y UN MÉTODO DE RECUBRIMIENTO DE UN PRODUCTO DE ACERO.

Un método de recubrimiento de un producto de acero utilizando un baño fundido de aleación de aluminio-cinc,

en el que la composición de la aleación de aluminio-cinc se modifica añadiendo a dicho baño una cantidad efectiva de uno o más compuestos constituyentes en partículas seleccionados del grupo que consiste en un compuesto de boruro que comprende boruro de titanio (TiB2) y boruro de aluminio (AlB2 y AlB12), un carburo que comprende carburo de titanio, carburo de vanadio, carburo de tungsteno y carburo de hierro, y un aluminiuro que comprende aluminiuro de titanio (TiAl3) y aluminiuro de hierro, en el que el tamaño de partículas de los compuestos constituyentes en partículas está comprendido entre 0,01 micras y 25 micras, y en el que el rango del porcentaje en peso global del compuesto constituyente en partículas es de entre 0,0005 y 3,5%, reduciendo dicho compuesto en partículas, efectivamente, el tamaño de las facetas de las flores de cinc con respecto al de los recubrimientos usuales con o sin titanio elemental

El presente invento se refiere a una composición de recubrimiento, un productor de acero recubierto y un método de preparar una composición de recubrimiento de aluminio-zinc empleando cantidades efectivas de un compuesto constituyente en partículas para mejorar el comportamiento frente a las manchas de herrumbre en la flexión bajo tensión y el aspecto de la chapa cuando se pinta, y reducir el tamaño de las facetas de las flores de cinc.

El recubrimiento de componentes de acero con aleaciones de recubrimiento a base de aluminio, denominado comúnmente recubrimiento por inmersión en caliente, es bien conocido en la técnica anterior. Un tipo de recubrimiento particular es comercializado bajo la marca registrada Galvalume, propiedad de BIEC International, Inc., y representativo de una aleación de recubrimiento de aluminio-cinc.

Estos materiales son ventajosos como materiales de construcción, en particular para la construcción de paredes y de techos debido a su resistencia a la corrosión, su duración, a que reflejan el calor y a su comportamiento ante la pintura. Típicamente, estos materiales se fabrican haciendo pasar un producto de acero tal como la chapa o placa a través de un baño de una composición de recubrimiento de aleación fundida que comprende aluminio, cinc y silicio. La cantidad de recubrimiento aplicado a los productos de acero se controla por barrido y, luego, los productos se enfrían. Una característica del recubrimiento aplicado al producto de acero es su tamaño de grano o el tamaño de las facetas de las flores de cinc.

Las patentes norteamericanas núms. 3.343.930, de Borzillo y otros, 5.049.202, de Willis y otros, y 5.789.089, de Maki y otros, describen métodos y técnicas para la fabricación de chapas de acero recubiertas con estas aleaciones de aluminio-cinc. Las tres referencias se incorporan en su totalidad a este documento como referencia.

La solicitud de patente europea núm. 0905270 A2, de Komatsu y otros, describe otro proceso de recubrimiento utilizando cinc, aluminio y magnesio. Esta solicitud se refiere a la resolución de los problemas de corrosión asociados con los baños que contienen magnesio como elemento de la aleación. Además, se describe que el indeseable diseño de franjas que aparece en los baños que contienen magnesio, no se produce en los baños sin magnesio.

La patente norteamericana núm. 5.571.566, de Cho, describe otro método de fabricar chapa de acero recubierta utilizando una aleación de aluminio-cinc-silicio. El objeto de la patente de Cho es proporcionar un método de producción más eficaz para fabricar chapa de acero recubierta. Cho consigue este objeto reduciendo al mínimo de manera uniforme el tamaño de las flores de cinc al introducir gran número de partículas de flores de cinc en el recubrimiento, lo cual limita el subsiguiente crecimiento de las flores de cinc dado que estas partículas interfieren con su crecimiento respectivo, dando como resultado un menor tamaño de las facetas de las flores de cinc. El efecto de siembra se consigue utilizando titanio como parte de la composición de recubrimiento fundida.

Una descripción similar en lo que respecta al uso de titanio en baños de recubrimiento para reducir al mínimo el tamaño de las facetas de las flores de cinc se describe en un artículo titulado "Reducción al mínimo del tamaño de las facetas de las flores de cinc Galvalume por adición de titanio al baño de recubrimiento", de Cho, presentado en la conferencia INTERZAC 94, en Canadá, en 1994. En este artículo, el autor indica que elementos tales como el titanio, el boro y el cromo producen flores de cinc más finas en un recubrimiento Galvalume, siendo dicha exposición consistente con la descripción de la patente de Cho.

A pesar de las mejoras sugeridas por Cho, el producto de acero recubierto utilizado en la actualidad, todavía presenta desventajas. Una desventaja reside en que, cuando ha de pintarse el producto de acero recubierto, se necesita una laminación en frío para aplanar el producto como preparación para pintarlo. Otro problema reside en el agrietamiento cuando el producto es una chapa y se le dobla. Cuando se dobla este producto en forma de chapa, el recubrimiento puede agrietarse, dejando las grietas el acero al descubierto y expuesto a la acción del ambiente y a una corrosión prematura. Con las chapas de acero recubiertas de que puede disponerse en la actualidad, pueden formarse grandes grietas, con lo que se compromete la resistencia a la corrosión del producto de acero.

A la vista de las deficiencias de la técnica anterior, ha surgido la necesidad de proporcionar un producto de acero recubierto con aluminio-cinc con un comportamiento mejorado a la flexión, un tamaño reducido de las facetas de las flores de cinc y cuya superficie pintada ofrezca un mejor aspecto. El presente invento resuelve esta necesidad proporcionando un método de recubrir un producto de acero, una composición de recubrimiento y un artículo de acero recubierto que, cuando se experimenta agrietamiento de la superficie durante la flexión, sigue siendo resistente a la corrosión, y que no requiere laminación en frío cuando se pinta el producto de acero. La composición de recubrimiento está modificada con uno o más compuestos constituyentes en partículas, tales como boruro de titanio y boruro de aluminio.

En consecuencia, el objeto del presente invento es proporcionar un método de recubrir un producto de acero reduciendo efectivamente el tamaño de las facetas de las flores de cinc con respecto al de los recubrimientos usuales, con o sin el titanio elemental.

De acuerdo con el presente invento, este objeto se consigue merced al método de acuerdo con la reivindicación 1, y a un artículo de acero recubierto de acuerdo con la reivindicación 6. En las reivindicaciones subordinadas se describen realizaciones preferidas.

El constituyente puede prepararse de diversas formas como parte de la operación de modificación, por ejemplo, como parte de un baño o un lingote de aleación primaria o precursora que contenga, principalmente, aluminio, añadiéndose luego la aleación primaria a un baño de aluminio-cinc en las proporciones necesarias para llegar a una composición final del baño adecuada para el recubrimiento y lograr los beneficios del invento como resultado del constituyente modificador. El constituyente puede añadirse a la aleación primaria como compuestos en partículas o puede formarse in situ en la aleación primaria para su adición al baño de recubrimiento real.

Más particularmente, la composición del baño de recubrimiento puede modificarse: (1) añadiendo directamente las partículas (como un polvo) al baño de recubrimiento o un crisol de fusión previa que alimente al baño de recubrimiento; (2) añadiendo un lingote que contenga las partículas requeridas; el lingote puede consistir en aluminio con partículas, cinc con partículas, una aleación de cinc-aluminio con partículas, etc.; el lingote puede añadirse a un crisol de recubrimiento principal o a un crisol de fusión previa; (3) añadir un baño fundido que contenga las partículas requeridas, en el que el líquido puede consistir en aluminio con partículas, cinc con partículas, una aleación de cinc-aluminio con partículas, etc.; (4) reacción in situ en el crisol principal o en crisol de fusión previa, por ejemplo por reacción de especies elementales tales como titanio y boro en una masa en fusión para la alimentación de aluminio,

o la reacción de sales en el crisol para la masa fundida de alimentación para producir partículas. Cuando el constituyente es un boruro, un porcentaje en peso preferido del constituyente como parte del baño de recubrimiento puede estar comprendido en el intervalo de entre 0,001 y 0,5%, aproximadamente. Cuando el constituyente es un carburo, un porcentaje en peso preferido puede estar comprendido en el intervalo de entre 0,0005 y 0,01%, aproximadamente.

El invento proporciona, también, un artículo de acero recubierto empleando un recubrimiento que contiene el compuesto constituyente en partículas así como la composición de recubrimiento aplicada al producto de acero. El producto es, de preferencia, una placa o chapa de acero destinada a la construcción.

Se hace referencia ahora a los dibujos que ilustran el invento, y en los que:

la figura 1 es una gráfica que compara el uso de boruro de titanio y titanio como aditivos fundidos para el recubrimiento por inmersión en caliente en términos de tamaño de las facetas de las flores de cinc y de contenido de titanio,... [Seguir leyendo]

1. Un método de recubrimiento de un producto de acero utilizando un baño fundido de aleación de aluminio-cinc, en el que la composición de la aleación de aluminio-cinc se modifica añadiendo a dicho baño una cantidad efectiva de uno o más compuestos constituyentes en partículas seleccionados del grupo que consiste en un compuesto de boruro que comprende boruro de titanio (TiB2) y boruro de aluminio (AlB2 y AlB12), un carburo que comprende carburo de titanio, carburo de vanadio, carburo de tungsteno y carburo de hierro, y un aluminiuro que comprende aluminiuro de titanio (TiAl3) y aluminiuro de hierro, en el que el tamaño de partículas de los compuestos constituyentes en partículas está comprendido entre 0,01 micras y 25 micras, y en el que el rango del porcentaje en peso global del compuesto constituyente en partículas es de entre 0,0005 y 3,5%, reduciendo dicho compuesto en partículas, efectivamente, el tamaño de las facetas de las flores de cinc con respecto al de los recubrimientos usuales con o sin titanio elemental.

2. El método de la reivindicación 1, que comprende además la operación de preparar un baño de aleación primaria de aluminio y añadir una cantidad de los compuestos constituyentes en partículas al mismo y, luego, añadir el baño de aleación primaria a un baño de recubrimiento de aluminio-cinc en proporciones para obtener la cantidad efectiva del compuestos constituyente en partículas, y en el que el rango del porcentaje en peso global del compuesto constituyente en partículas es de entre el 0,0005 y el 3,5%.

3. El método de cualquier reivindicación precedente, en el que el compuesto constituyente en partículas es el compuesto de carburo y la cantidad del compuesto constituyente en partículas en el baño de aleación, está comprendida entre 0,0005 y 0,01% en peso de carbono.

4. El método de las reivindicaciones 1 y 2, en el que el compuesto constituyente en partículas es el compuesto de boruro y la cantidad del compuesto constituyente en partículas en el baño de aleación está comprendida entre 0,001 y 0,5% en peso de boro.

5. El método de cualquier reivindicación precedente, que comprende además pintar el producto de acero recubierto sin someter al producto de acero recubierto a una pasada de acabado.

6. Un artículo de acero recubierto que puede obtenerse por el método de cualquier reivindicación precedente, que comprende un sustrato de acero; y un recubrimiento de aluminio-cinc sobre él, habiéndose modificado el recubrimiento de aluminio-cinc por la adición de una cantidad efectiva de uno o de más de un compuesto constituyente en partículas a dicho recubrimiento, cuyo compuesto constituyente en partículas se ha seleccionado del grupo que consiste en un compuesto de boruro que comprende boruro de titanio (TiB2) y boruro de aluminio (AlB2 y AlB12), un carburo que comprende carburo de titanio, carburo de vanadio, carburo de tungsteno y carburo de hierro, y un aluminiuro que comprende aluminiuro de titanio (TiAl3) y aluminiuro de hierro, en el que el tamaño de partículas del compuesto constituyente en partículas está comprendido entre 0,01 micras y 25 micras, y en el que el rango del porcentaje en peso global del compuesto constituyente en partículas es de entre 0,0005 y 3,5%, reduciendo dicho compuesto en partículas, efectivamente, el tamaño de las facetas de las flores de cinc con respecto al de los recubrimientos usuales con o sin titanio elemental.

7. El artículo de la reivindicación 6, en el que el compuesto constituyente en partículas es el compuesto de carburo y la cantidad del compuesto constituyente en partículas en el baño de aleación está comprendida entre 0,0005 y 0,01% en peso de carbono.

8. El artículo de la reivindicación 6, en el que el compuesto constituyente en partículas es el compuesto de boruro y la cantidad del compuesto constituyente en partículas en el baño de aleación está comprendida entre 0,001 y 0,5% en peso de boro.

9. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que el recubrimiento tiene un tamaño de las facetas de las flores de cinc comprendido entre 0,05 y 2,0 mm.

10. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, que comprende además una superficie pintada en el producto de acero recubierto.