Baño de galvanización de cinc por inmersión en caliente y producto de hierro chapado en cinc.
Un baño de galvanización por inmersión en caliente que contiene del 0,
005 al 0,2% en masa de Cu y del 0,001 al0,1% en masa de Al y que contiene del 0,05 al 5,0% en masa de Bi, siendo el resto Zn e impurezas inevitables.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2007/051598.
Solicitante: CK METALS CO., LTD.
Nacionalidad solicitante: Japón.
Dirección: 12-1, SHUGOMACHI 2-CHOME TAKAOKA-SHI, TOYAMA 933-0983 JAPON.
Inventor/es: OOHASHI,KAZUYOSHI, KOSAKA,YOSHIHARU.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C22C18/04 QUIMICA; METALURGIA. › C22 METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO DE ALEACIONES O METALES NO FERROSOS. › C22C ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F). › C22C 18/00 Aleaciones basadas en cinc. › con aluminio como constituyente que sigue al que está en mayor proporción.
- C23C2/06 C […] › 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 2/00 Procesos de baño o inmersión en caliente para aplicar el material de revestimiento en estado fundido sin modificar la forma del objeto sumergido; Sus aparatos. › Zinc o cadmio o sus aleaciones.
PDF original: ES-2427155_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Baño de galvanización de cinc por inmersión en caliente y producto de hierro chapado en cinc
Campo de la técnica La presente invención se refiere a la galvanización por inmersión en caliente. Más en particular, la invención se refiere a un baño de galvanización que produce una capa uniforme de una aleación, y a un artículo de hierro galvanizado producido utilizando el baño de galvanización.
Técnica anterior
La galvanización por inmersión en caliente se ha aplicado de manera generalizada en materiales de hierro y acero debido a que se forma una capa de aleación de Zn y Fe contenida en un artículo de hierro que presenta una adhesión excelente, y proporciona una resistencia a la corrosión excelente debido al efecto del ánodo sacrificatorio.
Un revestimiento incluye una capa de aleación 01 hexagonal de FeZn7 (Fe: 7 al 11%) formada sobre el hierro subyacente, una capa de aleación º (zeta) de FeZn13 (Fe: 6% aproximadamente) formada sobre la capa de aleación 01 y que tiene una estructura en columnas que pertenece a un sistema monoclínico, y una capa de cinc f formada sobre la capa de aleación º y que tiene una estructura hexagonal densa.
La capa de aleación º en dicha estructura de revestimiento galvanizada es importante para incrementar el espesor del revestimiento galvanizado. Por otro lado, puesto que la capa de aleación º tiene una estructura en columnas, la capa de aleación º tiene un bajo grado de simetría en comparación con otras capas. Si el espesor de la capa de aleación º no es uniforme, la resistencia a la corrosión puede disminuir, o el revestimiento galvanizado se puede volver frágil.
Por otra parte, puesto que la capa de aleación º es de color blanquecino en comparación con la capa de cinc, el aspecto del revestimiento se deteriora cuando la capa de aleación º se forma parcialmente cerca de la superficie del revestimiento galvanizado.
El documento JP-A-2004-285387 desvela la tecnología de la adición de Al a un baño en una cantidad del 0, 10 al 0, 6% con el fin de mejorar el aspecto del revestimiento galvanizado. Esta tecnología tiene por objeto la formación de una capa de aleación ternaria de Zn-Al-Fe.
El documento JP-A-4-154950 desvela un baño de galvanización para una aleación de Fe-Zn que contiene del 0, 1 al 10% de Fe.
El documento JP-A-63-247331 desvela una aleación de cinc mediante galvanización por inmersión en caliente que contiene del 0, 2 al 0, 7% de Ti.
El documento JP-A-63-247332 desvela una aleación iridiscente de cinc mediante galvanización por inmersión en caliente que contiene del 0, 1 al 0, 8% de Mn.
El documento JP 56 108847 A desvela una aleación de cinc por inmersión en caliente, en la que la resistencia a la corrosión intergranular de una capa galvanizada se ve reforzada por la adición de una cantidad específica del 0, 011, 0% de Mn, el 0, 05-2, 0% de Al, y el 0, 05-1, 0% de Cu y Sb.
El documento JP 56 105447 A describe una aleación de cinc por inmersión en caliente, en la que al Zn utilizado para la galvanización de los materiales de acero se le añade el 0, 05-2, 0% de Al, el 0, 005-1, 0% de Mg y el 0, 1-1, 0% de al menos uno de Cu y Sb.
El documento JP 56 105446 A desvela una aleación de cinc por inmersión en caliente, en la que al Zn utilizado para la galvanización del material de acero se le añade el 0, 05-20% en peso de Al y el 0, 2-1, 0% en peso de al menos uno de Cu y Sb.
El documento JP 57 035672 A describe un método de galvanización, en el que un material de acero se sumerge en un baño de cinc de alta pureza hecho de cinc destilado al 99, 9% aproximadamente, cinc electrolítico o cinc de la máxima pureza opcionalmente después de añadir º 0, 1% de Al al baño.
El documento JP 04 154950 A desvela un método de producción de una chapa de acero revestida de aleación de Fe-Zn, en el que se prepara un baño de galvanización por inmersión en caliente al añadir el 0, 01-0, 50% en total de uno o 2 elementos de entre Al, Pb, Sn, Sb, Mg, Si, Cu, Bi, Ti y P a un baño de galvanización por inmersión en caliente que contiene el 0, 1-10% de Fe.
Divulgación de la invención Problemas a resolver por la invención Un objeto de la invención es proporcionar un baño de galvanización por inmersión en caliente que proporcione una
resistencia a la corrosión y un aspecto excelentes, y un artículo de hierro galvanizado.
Medios para resolver estos problemas Algunos aspectos de la invención tienen por objeto principal conseguir que una capa de aleación de un revestimiento galvanizado por inmersión en caliente se vuelva uniforme, y proporcionar baños de galvanización por inmersión en caliente capaces de producir un revestimiento galvanizado por inmersión en caliente que presente un aspecto excelente y artículos de hierro galvanizado.
Los baños de galvanización por inmersión en caliente de acuerdo con la invención comprenden del 0, 005 al 0, 2% en masa de Cu. El baño de galvanización por inmersión en caliente de acuerdo con la invención comprende del 0, 001 al 0, 1% en masa de Al además del Cu, siendo el resto Zn e impurezas inevitables. El baño de galvanización por inmersión en caliente de acuerdo con la invención adicionalmente comprende el 0, 05 al 5, 0% en masa de Bi además de Cu, Al, Zn, y las impurezas inevitables. El baño de galvanización por inmersión en caliente de acuerdo con otro aspecto más de la invención comprende adicionalmente del 0, 001 al 0, 1% en masa de Sn además de Cu, Al, Zn, Bi, y las impurezas inevitables. El baño de galvanización por inmersión en caliente de acuerdo con otro aspecto más de la invención comprende adicionalmente del 0, 05 al 3, 0% en masa de Pb además de Cu, Al, Zn, y las impurezas inevitables. El baño de galvanización por inmersión en caliente de acuerdo con un aspecto más de la invención adicionalmente comprende del 0, 001 al 0, 1% en masa de Sn además de Cu, Al, Zn, Pb, y las impurezas inevitables.
Los inventores de la invención han realizado estudios exhaustivos sobre la relación entre la composición del baño de galvanización por inmersión en caliente y una capa de aleación para conseguir la invención.
Los inventores han fundido un lingote electrolítico de cinc (lingote de cinc sometido a refinado electrolítico) en un horno, y gradualmente han añadido una aleación de Al al lingote de cinc. Como consecuencia, los inventores han encontrado que se promueve la formación de la capa de aleación cuando el contenido de Al es del 0, 001 al 0, 1% en masa ("% en masa" se indica de aquí en adelante simplemente como "%") , y la capa de aleación se transforma de una capa de aleación de FeZn13 (Fe: 6% aproximadamente) en una capa de aleación ternaria de Fe-Zn-Al, cuando el contenido de Al supera el 0, 1%.
Cuando se añade Al al baño de galvanización por inmersión en caliente, el Al forma una película de óxido de aluminio muy delgada sobre la superficie de la capa de cinc f que mejora la resistencia a la corrosión. Se encontró que es deseable añadir Al al baño de galvanización en una cantidad del 0, 001 al 0, 1%.
Aunque la adición de una pequeña cantidad de Al permite que la capa de aleación se pueda formar fácilmente durante la inmersión de un artículo de hierro en el baño de galvanización para incrementar el espesor del revestimiento galvanizado, durante el enfriamiento al aire se produce una reacción hasta que el artículo galvanizado extraído del baño de galvanización se somete a la siguiente etapa, por lo que el espesor de la estructura en columnas varía en gran medida. Se produce un brillo metálico poco uniforme si la estructura en columnas se forma parcialmente cerca de la superficie del revestimiento galvanizado, por lo que el aspecto tiende a deteriorarse.
Un fenómeno en el que la estructura en columnas varía en gran medida se produce cuando se utiliza un baño de galvanización de Zn-Pb que contiene del 1 al 2% de Pb o un baño de galvanización de Zn-Bi que contiene del 0, 1 al 3, 0% de Bi en lugar de Pb por motivos ambientales (sin Pb) .
Los inventores han realizado estudios exhaustivos sobre un componente que elimine las variaciones en la estructura en columnas de la capa de aleación . Como consecuencia, los inventores han encontrado que el espesor de la capa de aleación se puede hacer uniforme y se pueden obtener los siguientes efectos notables al añadir Cu en una cantidad del 0, 005 al 0, 2% aproximadamente.
En primer lugar, la superficie brillante del revestimiento galvanizado se mejora al añadir Cu al baño de galvanización por inmersión en caliente.
En segundo lugar, la capa de aleación formada cuando se sumerge el artículo de hierro en el baño de... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un baño de galvanización por inmersión en caliente que contiene del 0, 005 al 0, 2% en masa de Cu y del 0, 001 al 0, 1% en masa de Al y que contiene del 0, 05 al 5, 0% en masa de Bi, siendo el resto Zn e impurezas inevitables.
2. El baño de galvanización por inmersión en caliente de acuerdo con la reivindicación 1, que contiene adicionalmente del 0, 001 al 0, 1% en masa de Sn.
3. Un artículo de hierro galvanizado que utiliza el baño de galvanización por inmersión en caliente de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que la capa f de la capa galvanizada tiene un contenido de Cu del 0, 005 al 0, 2% en masa.
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