Procedimiento de fabricación un componente de acero provisto de un revestimiento metálico que proporciona protección contra la corrosión y un componente de acero.

Un procedimiento de fabricación de un componente de acero que está provisto de un revestimiento metálico que proporciona protección contra la corrosión,

que comprende las siguientes etapas de trabajo:

a) proporcionar un producto de acero plano que se produce a partir de un material de acero que contiene el 0,3- 3 % en peso de manganeso, presentando un punto de fluencia de 150-1100 MPa y una resistencia a la tracción de 300-1200 MPa,

b) revestir el producto de acero plano con un revestimiento anti-corrosión que comprende un revestimiento de aleación de ZnNi consistente en una sola fase de γ-ZnNi que se deposita electrolíticamente sobre el producto de acero plano y que contiene, además de cinc e impurezas inevitables, el 7-15 % en peso de níquel,

c) calentar una preforma conformada a partir del producto de acero plano hasta una temperatura de preforma de al menos 800 ºC,

d) conformar el componente de acero a partir de la preforma en un troquel de conformación, y

e) templar el componente de acero por medio de enfriamiento desde una temperatura a la cual el componente de acero se encuentra en estado apropiado para la formación de una microestructura templada o templada, a una velocidad de enfriamiento que sea suficiente para la formación de la microestructura templada o templada.

Procedimiento de fabricación un componente de acero provisto de un revestimiento metálico que proporciona protección contra la corrosión y un componente de acero La invención se refiere a un procedimiento de fabricación de un componente de acero provisto de un revestimiento metálico que proporciona protección contra la corrosión, por medio de la formación de un producto de acero plano formado por acero que contiene Mn que está provisto de un revestimiento de aleación de ZnNi antes de la formación del componente de acero.

Cuando en el presente caso se mencionan "productos de acero planos", lo que significa la presente expresión son flejes de acero, chapas de acero, planchas de acero o preformas y similares obtenidos a partir del mismo.

Para proporcionar la combinación de bajo peso, resistencia máxima y acción protectora requerida en la construcción de carrocerías de vehículos modernos de hoy en día, que se usan actualmente en las áreas de la carrocería que pueden estar expuestas a esfuerzos particularmente elevados en el caso de impacto, son componentes que están formados a partir de aceros de alta resistencia por medio de prensado en caliente.

En el templado por prensado en caliente, las preformas de acero que se extraen del fleje de acero laminado en caliente o en frío se calientan a una temperatura de conformación que, generalmente, se encuentra por encima de la temperatura de austenitización del acero dado y cuando se encuentran en estado caliente se colocan en el troquel de una prensa de conformación. En el transcurso de la conformación, que se realiza posteriormente, la preforma del material de chapa o plancha, o más bien el componente formado a partir de la misma, experimenta enfriamiento repentino como resultado del contacto con el troquel frío. Las velocidades de enfriamiento se establecen en este caso de tal modo que se obtiene como resultado una microestructura templada en el componente.

Un ejemplo típico de acero que resulta apropiado para el templado por prensado en caliente es el conocido por la nomenclatura "22MnB5" que se puede encontrar en la Clave de Aceros (Stahlschlüssel) para 2004 con el número de material (Werkstoffnumer) 1.5528

En la práctica, las ventajas de los aceros conocidos como MnB, que resultan particularmente apropiados para el templado por prensado en caliente, quedan compensadas por la desventaja de que los aceros que contienen manganeso generalmente no son resistentes a la corrosión por humedad y son difíciles de pasivar. En lo que concierne a la corrosión, aunque únicamente a nivel local, es intensa, y la tendencia a ocurrir cuando se expone a concentraciones elevadas de iones cloruro es elevada, en comparación con los aceros que presentan menor aleación elevada y esta tendencia dificulta que los aceros, que pertenecen a la categoría de materiales conocidos como aceros de chapa de aleación elevada, se utilicen en el mismo campo de la construcción de carrocerías para vehículos. Los aceros que contienen manganeso también tienen una tendencia a la corrosión por zonas lo que, del mismo modo, es un factor que limita la variedad de usos que pueden derivarse de los mismos.

Por tanto, la búsqueda también está destinada a posibles formas para proporcionar aceros que contengan manganeso con un revestimiento metálico que proteja a los aceros contra el ataque corrosivo.

En el procedimiento de fabricación de los componentes por medio de templado por prensado en caliente que se describe en el documento EP 1 143 029 B1, en primer lugar se proporciona un revestimiento de cinc a una chapa o plancha de acero para este fin y posteriormente, antes de ser sometida a conformación en caliente, se calienta de tal modo que, durante el calentamiento, el compuesto intermetálico queda incorporado sobre el producto de acero plano como resultado de una transformación del revestimiento sobre la chapa o plancha de acero. Se pretende que este compuesto intermetálico proteja la chapa o plancha de acero contra la corrosión y la descarburización y que realice una función lubricante durante la conformación en caliente en el troquel de prensado.

Cuando se han llevado a cabo intentos para poner en práctica el procedimiento que se propone en una forma general en el documento EP 1 143 029 B1 ha surgido una amplia diversidad de problemas. De este modo, se ha demostrado que resulta difícil aplicar el revestimiento de cinc al substrato de acero de tal forma que, una vez que se ha formado el compuesto intermetálico, quede garantizado que el revestimiento se adhiera suficientemente bien al substrato de acero, que el revestimiento tenga la capacidad de revestimiento apropiada para un acabado de pintura que se va a aplicar posteriormente y que tanto el propio revestimiento como el substrato de acero presenten la resistencia apropiada contra la formación de fisuras durante la conformación en caliente.

El documento EP 1 630 244 A1 describe una propuesta sobre el modo en el que se pueden producir revestimientos de cinc a los cuales se puede aplicar un revestimiento orgánico particularmente bien, sobre flejes de acero. En esta propuesta, se aplica una capa de Zn que contiene hasta un 20 % en peso de Fe a la chapa o plancha de acero objeto de procesado bien de forma electrolítica o bien mediante el uso de algún otro procedimiento de revestimiento conocido. Después, la chapa o plancha de acero que se ha revestido de este modo se calienta desde temperatura ambiente hasta 850-950 ºC y se conforma por prensado en caliente a 700-950 ºC. Lo que se menciona como particularmente apropiado para la fabricación de la capa de Zn en este caso es la deposición electrolítica. En este procedimiento conocido, la capa de Zn también puede adoptar la forma de una capa de aleación. Los que se citan en el documento EP 1 630 244 A1 como posibles constituyentes de aleación para esta capa son Mn, Ni, Cr, Co, Mg, Sn y Pb y Be, B, Si, P, S, Ti, V, W, Mo, Sb, Cd, Nb, Cu y Sr también se mencionan como constituyentes de aleación adicionales.

Algo que resulta esencial en el procedimiento descrito en el documento EP 1 630 244 A1 es que el revestimiento de Zn de 1-50 !m de espesor que se encuentra presente comprende una fase de solución de sólidos de hierro-cinc y tiene una capa de óxido de cinc cuyo espesor está limitado, por termino medio, a no más que 2 !m. Lo que se hace para tal fin en el procedimiento conocido es bien seleccionar la condición de atemperado en el momento del calentamiento a la temperatura necesaria para la conformación por prensado en caliente de tal manera que se produzca, al menos, una formación controlada del óxido, o que, tras la conformación en caliente, la capa de óxido presente en el componente de acero obtenido sea eliminada al menos parcialmente por medio de un procedimiento de maquinizado o alzamiento de partículas de forma suficiente para que la capa de óxido se mantenga con el espesor máximo proporcionado en el documento EP 1 630 244 A1. Por lo tanto, este procedimiento conocido también requiere medidas costosas y complicadas por una parte con el fin de garantizar que el revestimiento de Zn tenga el efecto anti-corrosivo deseado y por otra parte, para garantizar que existan una buena capacidad de revestimiento y adhesión de la pintura en la operación de pintado que tiene lugar después de la conformación en caliente.

A partir del documento DE 32 09 559 A1 se conoce otro procedimiento por medio del cual se deposita un revestimiento de aleación de cinc-níquel de forma electrolítica sobre un fleje de acero. En el transcurso de este procedimiento, el fleje objeto de revestimiento se somete, antes de producirse la deposición del revestimiento de ZnNi, a un pre-tratamiento intensivo no eléctrico para producir sobre el mismo una capa principal fina que contiene cinc y níquel. Después de esto, se aplica posteriormente el revestimiento de cinc-níquel real de forma electrolítica. Por tanto, para que la deposición electrolítica del revestimiento de la aleación se realice de forma constante con una composición predeterminada, se usan ánodos separados conteniendo cada uno de ellos solo un elemento de aleación. Estos ánodos se conectan a circuitos separados para permitir que la corriente fluya entre ellos, y por tanto establecer la liberación del metal proporcionado en el interior del electrolito de la forma deseada.

El documento WO 2005/021822 A1 proporciona los resultados de un examen sistemático de las propiedades de los revestimientos de aleación de cinc sobre una chapa de acero que está formada por un acero que puede templarse. En este caso, el revestimiento está formado esencialmente por cinc y además contiene uno o más elementos con afinidad por el oxígeno en una cantidad total del 0, 1 al 15 % en peso, como un porcentaje... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de fabricación de un componente de acero que está provisto de un revestimiento metálico que proporciona protección contra la corrosión, que comprende las siguientes etapas de trabajo:

a) proporcionar un producto de acero plano que se produce a partir de un material de acero que contiene el 0, 33 % en peso de manganeso, presentando un punto de fluencia d.

15. 1100 MPa y una resistencia a la tracción d.

30. 1200 MPa, b) revestir el producto de acero plano con un revestimiento anti-corrosión que comprende un revestimiento de aleación de ZnNi consistente en una sola fase de y-ZnNi que se deposita electrolíticamente sobre el producto de acero plano y que contiene, además de cinc e impurezas inevitables, el 7-15 % en peso de níquel, c) calentar una preforma conformada a partir del producto de acero plano hasta una temperatura de preforma de al menos 800 ºC, d) conformar el componente de acero a partir de la preforma en un troquel de conformación, y e) templar el componente de acero por medio de enfriamiento desde una temperatura a la cual el componente de acero se encuentra en estado apropiado para la formación de una microestructura templada o templada, a una velocidad de enfriamiento que sea suficiente para la formación de la microestructura templada o templada.

2. Un procedimiento de fabricación de un componente de acero que está provisto de un revestimiento metálico que proporciona protección contra la corrosión, que comprende las siguientes etapas trabajo:

a) proporcionar un producto de acero plano que se produce a partir de un material de acero que contiene el 0, 33 % en peso de manganeso, presentando dicho material de acero un punto de fluencia d.

15. 1100 MPa y una resistencia a la tracción d.

30. 1200 MPa, b) revestir el producto de acero plano con un revestimiento anti-corrosión que comprende un revestimiento de aleación de ZnNi que comprende una sola fase de y-ZnNi que se deposita electrolíticamente sobre el producto de acero plano y que contiene, además de cinc e impurezas inevitables, el 7-15 % de níquel, c) conformar el componente de acero a partir de una preforma conformada a partir del producto de acero plano en un troquel de conformación, d) calentar el componente de acero hasta una temperatura de componente de al menos 800 ºC, e) templar el componente de acero por medio de enfriamiento desde una temperatura a la cual el componente de acero se encuentra en estado apropiado para la formación de una microestructura templada o templada, a una velocidad de enfriamiento que sea suficiente para la formación de la microestructura templada o templada.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que la conformación del componente de acero (etapa de trabajo c) ) se lleva a cabo como pre-conformación y por que el componente de acero se conforma a un estado de acabado después del calentamiento (etapa de trabajo d) ) .

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el revestimiento, que proporciona protección contra la corrosión sobre el componente de acero acabado comprende una capa de revestimiento, que consiste al menos en un 70 % en masa de la misma de un cristal mixto de a-Fe (Zn, Ni) y el resto de compuestos intermetálicos de Zn, Ni y Fe.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que los compuestos intermetálicos están dispersos en el cristal mixto de a-Fe (Zn, Ni) .

6. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, en el caso del componente de acero acabado, sobre el revestimiento anti-corrosión se encuentra presente una capa que contiene Mn en la cual está presente Mn en forma metálica u oxídica.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que la capa que contiene Mn presenta un espesor de 0, 1-5 !m.

8. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado por que el contenido de Mn de la capa que contiene Mn es del 0, 1 al 18 % en peso.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, antes de la conformación del componente de acero, el revestimiento anti-corrosión comprende una capa adicional de Zn que se aplica igualmente al revestimiento de aleación de ZnNi antes de la conformación del componente de acero.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que la capa de Zn presenta un espesor de 2, 5 a 12, 5 !m.

11. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 o 10, caracterizado por que el revestimiento anti-corrosión del componente de acero acabado comprende una capa rica en Zn que se encuentra sobre el revestimiento de aleación que contiene níquel.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la conformación

del componente de acero se lleva a cabo como conformación en caliente y la conformación y el enfriamiento del componente de acero se lleva a cabo en una sola operación en un troquel de conformación en caliente.

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que la conformación del componente de acero y el templado se llevan a cabo uno después del otro en dos etapas separadas.

14. Un componente de acero con un sustrato de acero que consiste en un acero que contiene el 0, 3-3 % en peso de manganeso y con un revestimiento anti-corrosión aplicado sobre el substrato de acero, que comprende una capa de revestimiento formada al menos en un 70 % en masa por un cristal mixto de a-Fe (Zn, Ni) y el resto por compuestos intermetálicos de Zn, Ni y Fe, y que presenta en su superficie libre una capa que contiene Mn en la cual se encuentra presente Mn en forma metálica u oxídica.

15. Componente de acero de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado por que los compuestos intermetálicos están dispersos en el cristal mixto de a-Fe (Zn, Ni) .

16. Componente de acero de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 o 15, caracterizado por que el revestimiento de aleación de ZnNi presenta un espesor de más de 2 !m.

17. Componente de acero de acuerdo con una de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado por que el revestimiento de aleación de ZnNi contiene el 1-15 % en peso de Ni.

18. Componente de acero de acuerdo con una de las reivindicaciones 14 a 17, caracterizado por que el contenido de Mn de la capa que contiene Mn es de 1-18 % en peso.

19. Componente de acero de acuerdo con una de las reivindicaciones 14 a 18, caracterizado por que el espesor de la capa que contiene Mn es de 0, 1-5 !m.

20. Componente de acero de acuerdo con una de las reivindicaciones 14 a 19, caracterizado por que el revestimiento anti-corrosión comprende una capa rica en cinc que se encuentra sobre el revestimiento de aleación de ZnNi.

21. Componente de acero de acuerdo con una de las reivindicaciones 14 a 20, caracterizado por que a la capa que contiene Mn se la aplica un revestimiento orgánico.