Procedimiento para el ajuste del coeficiente de fricción de una pieza de trabajo metálica.

Procedimiento para el ajuste del coeficiente de fricción de la superficie de una pieza de trabajo metálica medianteaplicación y endurecimiento de un revestimiento multicapa de protección contra la corrosión en fase acuosa uorgánica con una superficie límite dirigida hacia la pieza de trabajo y con una superficie límite opuesta a la pieza detrabajo,

aplicándose, por capas, varias capas de base que presentan respectivamente al menos un aglutinante ypartículas metálicas, presentando al menos una de las capas de base al menos un lubricante, caracterizadoporque

- el aglutinante se selecciona del grupo compuesto por silanos, siloxanos, silicatos, titanatos y compuestos decromo VI o mezclas de productos de polimerización de los mismos, porque

- las partículas de metal contribuyen a la protección contra la corrosión y porque

- el coeficiente de fricción se ajusta mediante una concentración de lubricante que, con composición constantedel lubricante, es menor en la superficie límite dirigida hacia la pieza de trabajo que en la superficie límiteopuesta a la pieza de trabajo.

Procedimiento para el ajuste del coeficiente de fricción de una pieza de trabajo metálica La invención se refiere a un procedimiento para el ajuste del coeficiente de fricción de una pieza de trabajo metálica.

Para aumentar la vida útil de piezas de trabajo metálicas que están expuestas a humedad, es imprescindible un revestimiento de protección contra la corrosión. Para piezas de trabajo galvanizadas o provistas electrolíticamente de una capa de metal, el documento US 2007/0196632 A1 describe una aplicación multicapa de barniz que, cerca de la superficie de la pieza de trabajo, presenta un elevado contenido de lubricantes, mientras que las capas de barniz más alejadas de la superficie de la pieza de trabajo presentan una cantidad menor de lubricantes. Se supone que los barnices aplicados sobre superficies galvanizadas o capas de metal depositadas electrolíticamente no son resistentes a abrasión, de tal manera que los lubricantes no se pueden usar de forma razonable en las capas externas de barniz. Además del revestimiento con una capa de metal cerrada de un metal adecuado (por ejemplo, cinc) habitualmente mediante galvanizado, una variante de la protección contra la corrosión es el revestimiento con un agente de protección contra la corrosión que se aplica sobre la pieza de trabajo en forma líquida. Un agente de protección contra la corrosión de este tipo habitualmente contiene, además de un aglutinante y un disolvente, partículas de metal. Después de la aplicación del agente de protección contra la corrosión sobre la pieza de trabajo se endurece el aglutinante con temperatura y las partículas de metal alojadas en su interior forman una capa de protección más o menos continua sobre el sustrato de metal.

En el ámbito de la presente invención se denomina capa de base (basecoat) a un agente de protección contra la corrosión que, tal como se ha explicado, comprende un aglutinante y partículas de metal. Esta denominación se usa en el presente documento tanto para el agente de protección contra la corrosión líquido como para un revestimiento que se produce mediante aplicación y, eventualmente, endurecimiento de al menos un agente de protección contra la corrosión de este tipo.

Para las capas de base son importantes particularmente las partículas de metal que ofrecen, por un lado, protección anódica contra la corrosión, ya que durante la oxidación se revisten de una capa de protección resistente a la intemperie, por otro lado, sin embargo, que ofrecen también una protección catódica contra la corrosión a las partes expuestas del sustrato de metal, ya que son menos nobles que el sustrato y, de este modo, actúan de ánodo de sacrificio para el mismo. Para ambos tipos es deseable una cubrición en la medida de lo posible sin huecos del sustrato por las partículas de metal, para la protección catódica contra la corrosión es necesario también un contacto de las partículas de metal unas con otras y con el sustrato, ya que pueden actuar de ánodo de sacrificio solo las partículas de metal que están en contacto eléctrico con el sustrato.

También el aglutinante puede servir para la protección contra la corrosión, sin embargo, el mismo, a diferencia de la protección activa contra la corrosión mediante las partículas de metal es de tipo pasivo, es decir, gracias a una capa que inhibe la difusión, las influencias corrosivas se mantienen sustancialmente alejadas del sustrato de metal.

Si se desean, más allá de la protección contra la corrosión, determinadas propiedades de la superficie, para esto se usa con frecuencia, a aplicar sobre la capa de base, una capa superior (topcoat) . Esta última con frecuencia no contiene partículas de metal y si lo hace, entonces para influir en el aspecto, no para la protección activa catódica o anódica contra la corrosión. Para determinadas aplicaciones, por ejemplo, piezas roscadas, se añaden a la capa superior lubricantes para ajustar el coeficiente de fricción.

Particularmente en el caso de piezas pequeñas de producción en masa, que se revisten en el procedimiento de inmersión y centrifugación, por norma general se necesitan dos capas de la capa de base, ya que solo de este modo se compensan los puntos de contacto que se producen debido al procedimiento de aplicación. De este modo, en piezas pequeñas de producción en masa, comercialmente se usan por lo general sistemas con dos capas de capa de base de protección contra la corrosión y una o dos capas de capa superior para ajustar propiedades tribológicas.

También existe la posibilidad de integrar lubricante en la capa de base. De este modo se pueden ahorrar tiempo y costes, ya que no se tiene que usar una capa superior independiente para ajustar coeficientes de fricción.

Sin embargo, a partir de esto resulta la desventaja de que para ajustar coeficientes de fricción deseados en la superficie se tiene que añadir, a las capas de base la mayoría de las veces muy pigmentadas, relativamente mucho lubricante. Particularmente en el caso de lubricantes de alta calidad, tales como politetrafluoroetileno (PTFE) se obtienen por ello costes elevados.

El documento EP 0976 795 desvela un revestimiento de efecto anticorrosivo, mediante el cual se puede ajustar el coeficiente de fricción sobre la superficie de un revestimiento. El ajuste del coeficiente de fricción es posible mediante una compleja composición predefinida de aglutinantes orgánicos y ceras. Sin embargo, los aglutinantes orgánicos no son muy resistentes y los revestimientos producidos a partir de los mismos se pueden usar de forma limitada.

El documento US 2007/0176632 enseña cómo aplicar, en una pieza de trabajo provista de un revestimiento contra la corrosión, una concentración alta de lubricantes cerca de la superficie de la pieza de trabajo, mientras que la

superficie opuesta a la pieza de trabajo del revestimiento de protección contra la corrosión presenta solo una reducida cantidad de lubricante.

Por tanto, el objetivo de la invención consiste en proponer una posibilidad para el uso más eficaz de lubricantes en un revestimiento anti-corrosión.

El objetivo se consigue de acuerdo con la invención mediante un procedimiento para el ajuste del coeficiente de fricción de una pieza de trabajo metálica según la reivindicación 1 así como mediante una pieza de trabajo metálica según la reivindicación 13.

En el procedimiento de acuerdo con la invención para el ajuste del coeficiente de fricción de la superficie de una pieza de trabajo metálica se aplica y endurece un revestimiento multicapa sobre la pieza de trabajo. Para esto se aplican, por capas, varias capas de base que presentan, respectivamente, al menos un aglutinante y partículas metálicas. Al menos una de las capas de base usadas presenta al menos un lubricante. Si se caracteriza el revestimiento por una superficie límite dirigida hacia la pieza de trabajo y una superficie límite opuesta a la pieza de trabajo, entonces se ajusta, de acuerdo con la invención, el coeficiente de fricción gracias a una concentración de lubricante que es menor en la superficie límite dirigida hacia la pieza de trabajo que en la superficie límite opuesta a la pieza de trabajo.

En este sentido, la invención se basa en el conocimiento de que con un uso dirigido, selectivo de lubricante dentro de un revestimiento estructurado a partir de varias capas de base es posible ajustar las propiedades tribológicas deseadas de una pieza de trabajo.

Dentro del procedimiento de acuerdo con la invención se pueden aplicar por capas varias capas de base que comprenden lubricante en diferente concentración y/o composición, lo que incluye también la posibilidad de que al menos una capa de base (sin embargo, no todas) no comprenda lubricante.

El experto sabe que determinados lubricantes, tales como, por ejemplo, ácidos grasos tales como ácido oleico o ácido esteárico con frecuencia son incluidos por arrastre como impurezas durante la producción de materias primas, particularmente de partículas de metal para agentes de protección contra la corrosión, sin que se pretenda un uso como lubricante. Por norma general, estas sustancias se usan durante la producción de partículas de metal como coadyuvantes y se adhieren al menos como trazas inevitablemente a las partículas. Pueden estar añadidas también menores cantidades de ceras espesas, por ejemplo, ceras de polietileno, como aditivos para ajustar, por ejemplo, la reología del agente de revestimiento. En el ámbito de la presente invención no se tienen en cuenta las trazas de lubricante en el sentido de que una capa que contiene menos del 1, 0 % en peso de lubricante se denomina capa sin lubricante. Solo cuando la parte en peso se encuentra en el valor... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el ajuste del coeficiente de fricción de la superficie de una pieza de trabajo metálica mediante aplicación y endurecimiento de un revestimiento multicapa de protección contra la corrosión en fase acuosa u orgánica con una superficie límite dirigida hacia la pieza de trabajo y con una superficie límite opuesta a la pieza de trabajo, aplicándose, por capas, varias capas de base que presentan respectivamente al menos un aglutinante y partículas metálicas, presentando al menos una de las capas de base al menos un lubricante, caracterizado porque

- el aglutinante se selecciona del grupo compuesto por silanos, siloxanos, silicatos, titanatos y compuestos de cromo VI o mezclas de productos de polimerización de los mismos, porque -las partículas de metal contribuyen a la protección contra la corrosión y porque -el coeficiente de fricción se ajusta mediante una concentración de lubricante que, con composición constante del lubricante, es menor en la superficie límite dirigida hacia la pieza de trabajo que en la superficie límite opuesta a la pieza de trabajo.

2. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la composición de lubricante presenta lubricante con un punto de fusión inferior a 150 ºC y lubricante con un punto de fusión de 150 ºC o superior, diferenciándose la concentración de lubricantes con un punto de fusión de 150 ºC o superior en la superficie límite opuesta a la pieza de trabajo de la de la superficie límite dirigida hacia la pieza de trabajo.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la concentración de lubricantes con un punto de fusión de 150 ºC o superior en la superficie límite opuesta a la pieza de trabajo es mayor que en la superficie límite dirigida hacia la pieza de trabajo.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la concentración de lubricantes con un punto de fusión de hasta 150 ºC en la superficie límite opuesta a la pieza de trabajo es mayor que en la superficie límite dirigida hacia la pieza de trabajo.

5. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el al menos un lubricante se selecciona del grupo compuesto por hidrocarburos halogenados, MoS2, nitruro de boro, grafito, grafito fluorado, cera de carnauba, polisulfonas, resinas poliolefínicas, mezclas de los mismos o una combinación de los mismos.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque como lubricante de hidrocarburo halogenado se seleccionan particularmente politetrafluoroetileno (PTFE) , poli (fluoruro de vinilideno) (PVDF) , copolímero de tetrafluoroetileno/hexafluoropropileno (FEP) , copolímero de perfluoroalcoxi (PFA) , copolímero de tetrafluoroetileno con propileno perfluorado y éter vinílico de perfluoroalquilo (EPE) , copolímero de tetrafluoroetileno y éter vinílico de perfluorometilo (MFA) , mezclas de los mismos o una combinación de los mismos.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque como lubricante de poliolefina se seleccionan particularmente polietileno (PE) y polipropileno (PP) , mezclas de los mismos o una combinación de los mismos.

8. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las partículas metálicas se seleccionan del grupo compuesto por cinc, aluminio, estaño, magnesio, níquel, cobalto, manganeso, titanio así como mezclas y aleaciones de los mismos en forma de placas, granos o polvo o una combinación de los mismos.

9. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se usan copolímeros orgánicos del aglutinante con epóxidos, uretanos, acrilatos o poliésteres o una combinación de los mismos.

10. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores con las etapas:

-aplicación de una o varias capas de una primera capa de base que comprende un aglutinante, partículas de metal que son adecuadas para la protección contra la corrosión y, opcionalmente, un lubricante, en fase acuosa u orgánica, sobre la pieza de trabajo -a continuación, aplicación por capas de al menos otra capa de base que comprende, respectivamente, un aglutinante, partículas de metal y un lubricante, en fase acuosa u orgánica,

usándose al menos dos capas de base con diferente concentración de lubricante.

11. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pieza de trabajo antes de la aplicación del revestimiento se trata previamente, en particular se limpia, se desengrasa, se trata con chorro de arena, se trata con chorro de aire, se fosfata, se imprima o se provee de un adhesivo.

12. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque después

de la aplicación del revestimiento se aplica una capa superior de una o varias capas.

13. Pieza de trabajo con una superficie metálica, con un revestimiento multicapa de protección contra la corrosión con una superficie límite dirigida hacia la pieza de trabajo y con una superficie límite opuesta a la pieza de trabajo de varias capas de base que están aplicadas, respectivamente, por capas y que presentan, respectivamente, al menos un aglutinante y partículas metálicas, presentando al menos una de las capas de base al menos un lubricante, caracterizada porque el aglutinante se selecciona del grupo compuesto por silanos, siloxanos, silicatos, titanatos y compuestos de cromo VI o mezclas de productos de polimerización de los mismos, porque

-las partículas de metal contribuyen a la protección contra la corrosión y porque -el coeficiente de fricción, con composición constante del lubricante, se ajusta gracias a una concentración de 10 lubricante que es menor en la superficie límite dirigida hacia la pieza de trabajo que en la superficie límite opuesta a la pieza de trabajo.