Pretratamiento de sustratos de magnesio para electrometalizado.

Un método para proporcionar un depósito metalizado sobre un artículo de aleación de magnesio,

donde seeliminan las etapas intermedias de ataque químico y decapado, comprendiendo el método las etapas de:

a) limpiar el artículo de aleación de magnesio en una disolución de limpieza alcalina, donde no se lleva a caboataque químico de la aleación de magnesio;

b) aplicar una capa de cinc sobre el artículo de aleación de magnesio limpio por medio de deposición porinmersión o electrodeposición en una disolución de revestimiento de cinc; y

c) aplicar un revestimiento metálico a partir de una disolución de electrolito que sea compatible con la superficiede magnesio revestida con cinc, donde la aleación de magnesio contiene menos de un 9 % de aluminio y un 0,2-20 % de cinc.

Pretratamiento de sustratos de magnesio para electrometalizado

Campo de la invención La presente invención se refiere a un método mejorado para depositar un revestimiento de cinc adherente sobre un sustrato de aleación de magnesio que contiene cinc con el fin de producir una superficie de sustrato apropiada para electrometalizado.

Antecedentes de la invención La presente invención va destinada a un método mejorado para producir revestimientos de metal adherentes sobre la superficie de sustratos de aleación de magnesio/cinc.

Se ha usado metalizado sobre aleaciones de magnesio durante un número de años, con el fin de obtener una buena adhesión de dicho revestimiento metálico al sustrato de aleación de magnesio/cinc, requiriéndose generalmente numerosas etapas de procesado.

Un ejemplo de un proceso se describe en la patente de EE.UU. Nº. 4.439.390 de Olsen y col. Las etapas de este proceso son las siguientes:

1) Preparación superficial por medio de pretratamiento mecánico;

2) Desgasificación usando disolventes orgánicos o disoluciones alcalinas de limpieza;

3) Activación de la superficie del sustrato de aleación de magnesio; 4) Precipitación química de cinc por medio de metalizado por inmersión en una disolución de pirofosfato de metal alcalino que contiene iones de cinc, preferentemente a temperaturas por encima de 60 ºC; y 5) Revestimiento de metal electrolítico.

El magnesio es un metal muy activo, y las etapas de decapado de las secuencias de pretratamiento anteriormente descritas tienden a abrir la porosidad subyacente en el sustrato de magnesio. De este modo, aunque se puede obtener posteriormente un depósito adherente de cobre, el aspecto cosmético y la resistencia a la corrosión de los revestimientos aplicados sobre la parte superior de este depósito de cobre tienden a ser muy pobres.

Tradicionalmente, el único modo de obtener artículos de magnesio metalizado de buen aspecto cosmético y resistencia a la corrosión es aplicar una capa gruesa de cobre y pulir mecánicamente el artículo en esta etapa para sellar cualquier porosidad. Posteriormente, los artículos revestidos se deben re-estirar y re-activar antes del metalizado con otros metales, tales como níquel y cromo. Esto genera la producción de artículos de magnesio revestidos muy costosos, especialmente en forma de cualquier "pulido a través" del cobre durante la operación de pulido que da lugar artículos que no tienen utilidad.

Más recientemente, se han desarrollado aleaciones de magnesio que contienen una parte importante de cinc. Se reivindica que estas aleaciones tienen calidades de colada superiores y niveles menores de porosidad.

De manera sorprendente, los inventores de la presente invención han descubierto que estas aleaciones se pueden procesar para metalizado usando un proceso de pre-tratamiento libre de ataque químico, que elimina la necesidad de una etapa de decapado o activación en el proceso de metalizado. De este modo, la porosidad de los revestimientos de magnesio pulidos no se abre y se pueden obtener artículos de excelente aspecto cosmético y buena resistencia a la corrosión sin ninguna operación de pulido intermedio sobre el depósito de cobre antes del

metalizado de níquel (u otro metal) . Esto tiene unas ventajas comerciales obvias en términos de reducción del número de etapas de proceso necesarias para producir un artículo acabado de alta calidad.

Tras investigación adicional, los inventores de la presente invención han descubierto también que la presencia de cinc en el artículo colado no es el único factor relevante para el nivel de adhesión obtenido durante la secuencia de 55 proceso libre de ataque químico. Otro factor crítico para el procesado satisfactorio del artículo de aleación de magnesio es el contenido mínimo de la aleación de magnesio. Las aleaciones de elevado contenido de cinc tienden a tener un bajo contenido de aluminio. Se añade aluminio a las aleaciones de magnesio para endurecer la colada y producir un refinado de grano, pero también proporciona un intervalo de congelación grande, que puede aumentar la porosidad de colada.

Los inventores de las presentes invenciones han descubierto que con el fin de posibilitar coladas de proceso usando el proceso "libre de ataque químico" deseado de la invención, se debe controlar el contenido de aluminio de la colada. Por ejemplo, en aleaciones que contienen un 4 % de cinc o más, es deseable que el contenido de aluminio sea menor de aproximadamente un 9 %, y en aleaciones que contienen menos de un 4 % de cinc, es deseable que 65 el contenido de aluminio sea de menos de un 6 %.

Sin pretender quedar ligado a teoría alguna, los inventores piensan que esto se debe a la presencia de fases de magnesio/aluminio intermetálicas precipitadas en la superficie durante el enfriamiento a partir de la masa fundida del proceso de colada. Estas fases intermetálicas producen posteriormente efectos micro-galvánicos durante el proceso de pre-tratamiento y metalizado lo que conduce a una pobre adhesión a menos que se empleen etapas de decapado y activación con el fin de igualar el potencial superficial.

Los inventores han determinado que las aleaciones que tienen menos de un 6 % de cinc se pueden procesar por medio de aplicación del revestimiento de cinc en un proceso de inmersión, con una disolución de procesado de cinc que contiene pirofosfato, fluoruro y cinc. Los inventores también han determinado que cuando la aleación contiene más de un 6 % de cinc, se pueden obtener resultados superiores en un proceso electrolítico, donde la aplicación de corriente catódica fuerza al cinc a depositarse a partir de la disolución.

El documento US-A-2003/0203232 describe un revestimiento de acousto-inmersión y un proceso para magnesio y sus aleaciones. El documento GB 1601057 describe un proceso de metalizado. El documento US 6.068.938

describe un artículo de aleación basado en magnesio y uno de sus métodos. El documento DE 19723980 describe una producción continua controlada por ordenador de componentes de aleación de magnesio colada en troquel cromado negro. El documento DE 19756845 describe un tratamiento de pre-galvanizado de partes de aleación de magnesio. El documento US 2.811.484 describe la electrodeposición de cinc sobre magnesio y sus aleaciones.

Sumario de la invención Es un objeto de la presente invención proporcionar un método mejorado para obtener artículos de magnesio metalizados de buen aspecto cosmético y resistencia a la corrosión.

Es otro objeto de la presente invención investigar el efecto de la composición de aleación de magnesio sobre las condiciones de metalizado usadas en el proceso de la invención.

A tal fin, la presente invención va destinada a un método de acuerdo con la reivindicación 1, para proporcionar un depósito metalizado adherente sobre un artículo de aleación de magnesio, donde la aleación de magnesio contiene menos de un 9 % de aluminio y 0, 2-20 % de cinc, donde se eliminan las etapas de ataque químico y pretratamiento de decapado.

En este ejemplo, el método comprende las etapas de:

a) limpiar el artículo de aleación de magnesio en una disolución de limpieza alcalina, donde no se lleva a cabo ataque químico de la aleación de magnesio; b) aplicar una capa de cinc sobre el artículo de aleación de magnesio limpio por medio de deposición por inmersión o electrodeposición en una disolución de revestimiento de cinc; y c) aplicar un revestimiento metálico a partir de una disolución que sea compatible con la superficie de magnesio revestida con cinc.

Se definen las características preferidas en las reivindicaciones dependientes. Por ejemplo, preferentemente la aleación de magnesio contiene 6-20 % de cinc, y la capa de cinc se aplica por medio de electrodeposición en una disolución de revestimiento de cinc.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas La presente invención va destinada a un método mejorado de electrometalizado de coladas de aleación de magnesio que tienen un contenido de aluminio de menos de aproximadamente un 9 %, de manera tal que se pueden eliminar las etapas corrientes de ataque químico y pretratamiento de metalizado. El proceso de la invención permite producir componentes que tienen un excelente aspecto cosmético así como también resistencia a la corrosión superior, sin necesidad de etapas intermedias de pulido o bruñido.

La presente invención va destinada a un proceso que comprende las siguientes etapas:

a) limpiar la aleación de magnesio en una disolución de limpieza alcalina, donde no se lleva a cabo ningún ataque químico de la aleación de magnesio; b) aplicar una capa... [Seguir leyendo]

1. Un método para proporcionar un depósito metalizado sobre un artículo de aleación de magnesio, donde se eliminan las etapas intermedias de ataque químico y decapado, comprendiendo el método las etapas de:

a) limpiar el artículo de aleación de magnesio en una disolución de limpieza alcalina, donde no se lleva a cabo ataque químico de la aleación de magnesio; b) aplicar una capa de cinc sobre el artículo de aleación de magnesio limpio por medio de deposición por inmersión o electrodeposición en una disolución de revestimiento de cinc; y

c) aplicar un revestimiento metálico a partir de una disolución de electrolito que sea compatible con la superficie de magnesio revestida con cinc, donde la aleación de magnesio contiene menos de un 9 % de aluminio y un 0, 220 % de cinc.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, donde la capa de cinc se aplica por medio de electrodeposición en 15 una disolución de revestimiento de cinc y el sustrato de aleación de magnesio contiene un 6-20 % de cinc.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde la disolución de revestimiento de cinc es una disolución acuosa que comprende:

un pirofosfato de metal alcalino; una sal de cinc; y una sal de fluoruro soluble en agua o ácido fluorhídrico.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 3, donde el pirofosfato de metal alcalino está presente en la disolución 25 en una cantidad suficiente para proporcionar de 6 a 270 g/l de ión de pirofosfato.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 3, donde la sal de cinc está presente en una disolución en una cantidad suficiente para proporcionar de 1 a 40 g/l de iones de cinc.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 3, donde la sal de fluoruro o ácido fluorhídrico está presente en la disolución en una cantidad suficiente para proporcionar 2-80 g/l de iones fluoruro.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 2, donde la capa de cinc se aplica electrolíticamente usando una densidad de corriente catódica de 0, 5 a 5, 0 A/dm2. 35

8. El método de acuerdo con la reivindicación 3, donde la disolución de revestimiento de cinc tiene un pH entre 8 y

11.

9. El método de acuerdo con la reivindicación 3, donde la temperatura de la disolución de revestimiento de cinc está 40 entre 10-100 ºC.

10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, donde la temperatura de la disolución de revestimiento de cinc está entr.

4. 65 ºC.

11. El método de acuerdo con la reivindicación 7, donde la densidad de corriente catódica está entre 0, 5-2, 0 A/dm2.

12. El método de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde la aleación de magnesio tiene un contenido de aluminio de menos de un 6 %.

13. El método de acuerdo con la reivindicación 12, donde la aleación de magnesio tiene un contenido de cinc mayor de un 10 %.