Material compuesto con capa de protección contra la corrosión y procedimiento para su producción.

Material compuesto (1) que presenta un material de soporte (3),

estando revestido el material de soporte (3), almenos en parte de la superficie, con una capa de protección contra la corrosión (2) de una aleación de aluminio,caracterizado porque la aleación de aluminio de la capa de protección contra la corrosión (2) presenta la siguientecomposición en % en peso:

0,8 £ Mn £ 1,8,

Zn £ 0,05,

Cu £ 0,05,

Si £ 1,0

Cr £ 0,25,

0,05 £ Zr £ 0,25,

Mg £ 0,10,

resto aluminio e impurezas inevitables, en solitario como máximo el 0,05 % en peso, sumados como máximo el 0,15% en peso.

Material compuesto con capa de protección contra la corrosión y procedimiento para su producción

Sector de la técnica La invención se refiere a un material compuesto que presenta un material de soporte, estando revestido el material de soporte, al menos en parte de la superficie, con una capa de protección contra la corrosión de una aleación de aluminio. Además, la invención se refiere a un procedimiento para la producción de un material compuesto de este tipo así como al uso de un material compuesto de este tipo para componentes conductores de refrigerante de transferidores de calor o intercambiadores de calor, particularmente tubos.

Estado de la técnica Los materiales compuestos del tipo que se ha mencionado al principio ya son conocidos y se emplean, por ejemplo, para componentes de transferidores de calor o intercambiadores de calor en aviones o automóviles. De este modo se pueden revestir materiales de soporte de una aleación de aluminio sensible a la corrosión, como es sabido, con aleaciones que presentan al menos un elemento reductor del potencial de corrosión, por ejemplo, cinc, estaño o indio. Frecuentemente, los mismos se someten a un tratamiento térmico a temperaturas por encima de 450 ºC,

preferentemente de 575 ºC a 610 ºC, tal como, por ejemplo, durante la soldadura indirecta de los intercambiadores de calor. No obstante, el uso de cinc como elemento que reduce el potencial de corrosión lleva asociado el problema de que el cinc puede difundir rápidamente y de forma apenas controlable desde la capa de protección contra la corrosión al material de soporte. Esto conduce a que también el material de soporte se hace menos refinado y más vulnerable a corrosión. Además, las capas de protección contra la corrosión que contienen cinc, a causa de medios corrosivos, experimentan una rápida retirada de material, ya que no se pueden controlar la profundidad del ataque y la retirada del material por medios corrosivos. Por tanto, la protección contra la corrosión causada por cinc es de duración comparativamente corta. Por el contrario, el uso de estaño y/o indio como elemento reductor del potencial de corrosión es problemático en el sentido de que su presencia perjudica mucho la aptitud para el reciclaje de las aleaciones. De hecho, las partes de estaño o indio en aleaciones de aluminio son adecuadas solo para pocas aplicaciones. Por esto se tendrían que separar primero de forma laboriosa las partes de estaño y/o indio para poder recuperar aluminio de alta pureza que fuese adecuado para diversas aplicaciones.

Además, es sabido cómo revestir un material de soporte de una aleación de aluminio-manganeso con una capa de una aleación de aluminio-silicio. En este material compuesto, a temperaturas de, preferentemente, 575 ºC a 610º, el

silicio difunde de la capa aplicada de una aleación de aluminio-silicio al material de soporte y causa precipitados de compuestos de manganeso en los cristales mixtos sobresaturados con manganeso del material de soporte. El potencial de corrosión de los compuestos de manganeso precipitados es menor que el potencial de corrosión del restante material de soporte, por lo que los compuestos de manganeso precipitados pueden actuar como protección contra la corrosión. No obstante, la profundidad hasta la que difunde el silicio en el material de soporte y, por tanto,

el espesor de la capa que presenta los compuestos de manganeso precipitados, dependen sensiblemente de la conducción del proceso durante la producción del material compuesto y del tratamiento térmico. Esto requiere una elevada precisión al igual que técnicas complejas de supervisión del proceso durante la producción.

Objeto de la invención 45 Por tanto, la presente invención se basa en el objetivo de indicar un material compuesto del tipo que se ha mencionado al principio que garantice una protección definida, eficaz y constante contra la corrosión y que, al mismo tiempo, presente un elevado potencial de reciclaje. Además, la presente invención tiene el objetivo de indicar un procedimiento para la producción de un material compuesto de este tipo.

El objetivo se resuelve, de acuerdo con una primera enseñanza de la presente invención, presentando la aleación de aluminio de la capa de protección contra la corrosión la siguiente composición en % en peso:

0, 8 ≤ Mn ≤ 1, 8, Zn ≤ 0, 05, Cu ≤ 0, 05, Si ≤ 1, 0 Cr ≤ 0, 25,

0, 05 ≤ Zr ≤ 0, 25, Mg ≤ 0, 10,

resto aluminio e impurezas inevitables, en solitario como máximo el 0, 05 % en peso, sumados como máximo el 0, 15 % en peso.

Sorprendentemente, se comprobó que el contenido de manganeso entre el 0, 8 % en peso y el 1, 8 % en peso en la aleación prevista como capa de protección contra la corrosión posibilita una elevada densidad de precipitados que contienen manganeso, finamente distribuidos. De este modo se reduce el potencial de corrosión de la capa de protección contra la corrosión. Preferentemente, el potencial de corrosión de la capa de protección contra la corrosión se encuentra, aproximadamente, 30 mV por debajo del potencial de corrosión del material de soporte. 5 Además, la parte de cobre y cinc debe ascender, respectivamente, como máximo al 0, 05 % en peso. Gracias a las reducidas partes de cobre y cinc se puede evitar la formación de elementos locales que tienen como consecuencia una superficie galvánicamente muy activa y, por tanto, una mayor retirada de material debido a la corrosión. Por ello aumenta la resistencia a la corrosión de la capa de protección contra la corrosión. Además, se influye positivamente en la aptitud para el reciclaje del material compuesto y los productos producidos a partir del mismo debido a las reducidas partes de cobre y cinc, así como debido a la limitación del contenido de silicio, cromo y zirconio en la aleación. La parte de magnesio debería ascender, como máximo, al 0, 10 % en peso para que, dado el caso, no se perjudique la soldabilidad de una pieza de trabajo compuesta de la aleación con el uso de una soldadura de aluminio que contiene Si por una impureza de magnesio del fundente. Gracias a la aleación de aluminio que se ha mencionado anteriormente, la capa de protección contra la corrosión solo ofrece poca superficie de ataque para corrosión intercristalina o corrosión por picadura, incluso después de un tratamiento térmico. Por tanto, se puede mantener reducida la retirada de material causada por la corrosión. Más bien se manifiesta corrosión en el material compuesto, si es que lo hace, en un ataque poco pronunciado con forma de cavidad, en el que el diámetro medio es mayor que la profundidad media de la cavidad. Debido a la reducida profundidad media se puede disminuir la probabilidad de un avance de ataques por corrosión a zonas del material de soporte sensibles a la corrosión. Preferentemente, la capa de protección contra la corrosión está aplicada en uno o ambos lados sobre el material de soporte.

En una configuración preferente del material compuesto, el contenido de manganeso de la aleación de aluminio de la capa de protección contra la corrosión es del 1, 0 % en peso al 1, 8 % en peso, preferentemente del 1, 2 % en peso al 1, 8 % en peso. Debido al ligero aumento de la parte de manganeso en la aleación de aluminio de la capa de protección contra la corrosión se puede favorecer algo más la formación de precipitados que contienen manganeso, finamente distribuidos, que son importantes para la protección contra la corrosión. Sin embargo, por encima del 1, 8 % en peso en la estructura de la capa de protección contra la corrosión, a causa de la limitada solubilidad del manganeso, se pueden formar precipitados gruesos de manganeso. Estos precipitados gruesos pueden conducir, básicamente, a una resistencia disminuida contra la corrosión de la capa de protección contra la corrosión.

Además, la aleación de aluminio de la capa de protección contra la corrosión puede presentar del 0, 4 % en peso al 1, 0 % en peso de silicio. Partes del silicio presente en la capa de protección contra la corrosión pueden difundir al material de soporte y causar allí precipitados adicionales que contienen manganeso, finamente distribuidos, que favorecen la resistencia a la corrosión del material de soporte. El grado de difusión del silicio desde la capa de protección contra la corrosión al material de soporte depende, en particular, a causa de la parte definida de silicio en la capa de protección contra la corrosión, únicamente del contenido de silicio del material de soporte y, por tanto, del gradiente de concentración del silicio. Por tanto, particularmente cuando el contenido de silicio del material de soporte asciende, como máximo, al 0, 4 % en peso, se puede causar una difusión... [Seguir leyendo]

1. Material compuesto (1) que presenta un material de soporte (3) , estando revestido el material de soporte (3) , al menos en parte de la superficie, con una capa de protección contra la corrosión (2) de una aleación de aluminio, 5 caracterizado porque la aleación de aluminio de la capa de protección contra la corrosión (2) presenta la siguiente composición en % en peso:

0, 8 ≤ Mn ≤ 1, 8, Zn ≤ 0, 05, Cu ≤ 0, 05, Si ≤ 1, 0 Cr ≤ 0, 25,

0, 05 ≤ Zr ≤ 0, 25, Mg ≤ 0, 10,

resto aluminio e impurezas inevitables, en solitario como máximo el 0, 05 % en peso, sumados como máximo el 0, 15 % en peso.

2. Material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el contenido de Mn de la aleación de aluminio de la capa de protección contra la corrosión (2) es del 1, 0 al 1, 8 % en peso, preferentemente del 1, 2 al 1, 8 % en peso.

3. Material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la aleación de aluminio de la capa de protección contra la corrosión (2) presenta del 0, 4 al 1, 0 % en peso de silicio.

4. Material compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la aleación de aluminio de la capa de protección contra la corrosión (2) presenta, adicionalmente, del 0, 05 al 0, 25 % en peso de 20 cromo.

5. Material compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el material de soporte (3) está configurado a partir de aluminio o de una aleación de aluminio, en particular una aleación de Al-Mn-Cu.

6. Material compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el material de soporte (3) está revestido en toda la superficie con la capa de protección contra la corrosión (2) .

7. Material compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la capa de

protección contra la corrosión (2) , en su lado opuesto al material de soporte (3) , está revestida, al menos en parte de la superficie, con una capa externa (4) .

8. Material compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el material de soporte (3) está revestido con al menos una capa externa (4) en su lado opuesto a la capa de protección contra la 35 corrosión (2) .

9. Material compuesto de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque la capa externa (4) está configurada a partir de aluminio o de una aleación de aluminio, en particular una aleación de Al-Si.

10. Procedimiento para la producción de un material compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que un material de soporte se reviste, al menos en parte de la superficie, con una capa de protección contra la corrosión de una aleación de aluminio, aplicándose la capa de protección contra la corrosión mediante colada simultánea, plaqueado o pulverización.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el material de soporte se reviste en toda la superficie con la capa de protección contra la corrosión.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque la capa de protección contra la corrosión se reviste en su lado opuesto al material de soporte, al menos en parte de la superficie, con una capa 50 externa.

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque el material de soporte se reviste en su lado opuesto a la capa de protección contra la corrosión con al menos una capa externa.

14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12 o 13, caracterizado porque la capa externa se aplica mediante un procedimiento de colada simultánea, procedimiento de plaqueado o procedimiento de pulverización.

15. Intercambiador de calor que comprende al menos un componente, en particular un componente conductor de refrigerante, compuesto de un material compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9.