Proceso de metalización a vacío para cromar substratos.

Un proceso para revestir un substrato con un acabado cromado estable e uniforme,

comprendiendo dicho proceso la secuencia siguiente: a) proporcionar un substrato; b) preparar una superficie de dicho substrato; c) aplicar un revestimiento de base; d) aplicar una primera capa metálica estabilizadora a dicho substrato por medio de una deposición con vapor a vacío, comprendiendo dicha primera capa metálica una mezcla de 50-80% de Níquel y 50-20% de cromo; y e) aplicar una segunda capa metálica sobre dicha primera capa metálica por medio de un método de deposición con vapor a vacío, estando dicha segunda capa metálica por aproximadamente 99% de cromo.

Proceso de metalización a vacío para cromar substratos De manera general, este invento se refiere a un proceso para proporcionar un acabado de cromo a substratos. En particular, el invento se refiere a un proceso para metalizar a vacío cromo sobre substratos metálicos. De manera específica, este invento se refiere a un proceso de metalización a vacío de dos etapas para cromar substratos aluminio y acero destinados a partes de automóvil, por ejemplo, para proporcionar un revestimiento de cromo a partes de automóvil tales como ruedas de vehículos, tapacubos, parachoques y similares.

El proceso de metalización del presente invento presenta etapas secuenciales y específicas para producir partes de automóvil de acero y aluminio cromadas, que presentan características superiores de adhesión de cromo para evitar el deslaminado y que presentan calidades de resistencia química y resistencia a los riesgos de la calzada. Aunque la presente descripción muestra el proceso de metalización de cromo en la producción de ruedas de vehículos, otros procesos de cromado así como el cromado de otros substratos metálicos se encuentran dentro del ámbito de este invento.

En el pasado, de manera tradicional, las ruedas de vehículo de aluminio y acero, por ejemplo, se han sometido a galvanoplastia para producir ruedas cromadas. Estos procesos de la técnica anterior requieren el pulido de la llanta de la rueda, para proporcionar una superficie muy suave que permita un metalizado eficaz de cromo. Además, las ruedas se someten a pre-tratamiento con sustancias químicas peligrosas con el fin de proporcionar una superficie limpia y homogénea sobre la que pueda adherirse el metalizado de cromo. A continuación, las ruedas se revisten hasta con tres revestimientos distintos, precisándose en cada etapa la inmersión de la rueda en las disoluciones peligrosas. De manera general, el porcentaje de fallos de estos procesos de la técnica anterior es elevado. De manera adicional, en caso de dañarse la superficie metalizada con cromo, la corrosión o la oxidación comienzan rápidamente, provocando el deslaminado del metalizado de cromo de la superficie de la rueda.

Se ha desarrollado otro proceso alternativo de la técnica anterior que aplica el revestimiento de cromo mediante metalización a vacío, eliminando de este modo la aplicación del revestimiento decorativo empleando disoluciones peligrosas. Este proceso de la técnica anterior engloba aplicar una o dos composiciones principales de revestimiento para proporcionar una superficie lisa y para proporcionar una adhesión apropiada del Cr objeto de aplicación. A continuación, se introduce la rueda en una cámara de metalización a vacío en la que se aplica un revestimiento decorativo. Posteriormente, se aplica un revestimiento para proteger la capa metalizada frente a los elementos ambientales. El proceso produce acabados cromados sobre las ruedas, pero de iguales a la calidad del proceso de metalizado y como tal no ha sido aceptado por los fabricante de ruedas estadounidenses.

El documento US 5.656.335 describe un proceso para revestir un substrato con un metal que aporta un efecto pulido, siendo el substrato de un material que es estable desde el punto de vista dimensional a temperaturas de al menos hasta 120ºC. El proceso incluye las etapas de limpiar el substrato o formar un revestimiento superior sobre el substrato mediante combustión de una laca en forma de polvo, revistiendo el substrato limpio o revestido con un metal que aporta un efecto pulido mediante deposición por plasma en el interior de una cámara de vacío, y aplicando un revestimiento superior mediante combustión de una laca en forma de polvo.

El presente invento ha solventado las dificultades y los inconvenientes de la técnica anterior. Un objeto del presente invento es proporcionar un acabado de cromo verdadero sobre ruedas y similares que sea resistente a las condiciones climáticas adversas. Otro objetivo es eliminar los materiales peligrosos empleados durante el proceso de aplicación y reducir en gran medida la posibilidad de deslaminado en caso de que el revestimiento resulte dañado, impactado o arañado, hecho que ha resultado un problema en la técnica anterior. Este proceso también resulta aplicable a cualquier substrato en el que se requiere un acabado de cromo, durable y decorativo sobre partes de automóvil, por ejemplo, sobre ruedas de vehículo, parachoques, tapacubos, y similares. En particular, el objeto del presente invento es proporcionar un proceso de metalización a vacío para cromar substratos de metal, tales como substratos de aluminio y de acero.

Sumario del invento El presente invento se refiere a un proceso para cromar substratos de aluminio y de acero. El proceso del invento utiliza un proceso de metalización a vacío que, preferiblemente, comprende cuatro etapas: una fase de limpieza o de preparación que utiliza un número de etapas, una fase de aplicación de un revestimiento de base, una fase de Deposición Física de Vapor (PVD) de dos etapas, y una fase de aplicación de revestimiento superior. Cada fase utiliza etapas específicas de proceso y emplea formulaciones particulares bajos parámetros específicos de etapa de proceso.

Con objeto de eliminar la contaminación, en primer lugar se limpia el substrato de aluminio o de acero u objeto, por ejemplo, una rueda de vehículo, que va a recibir el revestimiento de cromo decorativo. La fase de limpieza comienza puliendo la rueda para proporcionar una rugosidad superficial uniforme. A continuación, se lleva a cabo una serie de lavados sobre la rueda; si la rueda presenta composición de aluminio, un lavado de disolución de agua desionizada/alcalina, seguido de un enjuague con agua desionizada (DI) , seguido de un revestimiento con disolución de agua DI/no-cromato, y acabado con otro enjuague de agua DI. Si la rueda presenta composición de acero, el revestimiento con disolución de agua DI/no-cromato se sustituye por una revestimiento de conversión de disolución de agua municipal/fosfato de hierro, seguido de un enjuague con agua municipal. En la etapa de limpieza para la composición tanto de aluminio como de acero, la rueda se lava con un enjuague de agua DI. A continuación, la rueda se seca empleando aire filtrado a alta presión y posteriormente se introduce en un horno para ser desgasificada. Por último, se deja enfriar la rueda.

Preferiblemente, el revestimiento de base aplicado en la fase de aplicación del revestimiento de base es un polvo termo-sellador orgánico o similar y proporciona una superficie suave para la adhesión de níquel/cromo, no obstante, puede utilizarse un compuesto inorgánico. De manera alternativa, el revestimiento de base puede comprender un revestimiento galvanoplástico o e-revestimiento. La rueda y el revestimiento de base se calientan para permitir que el revestimiento funda y fluya incluso a través de las superficies de la rueda. A continuación, se aumenta la temperatura de manera que el polvo orgánico se reticula y solidifica. Posteriormente, se reduce la temperatura de la rueda con objeto de prepararla para la fase de PVD de dos etapas.

Para comenzar la fase de PVD de dos etapas, la rueda se coloca en el interior de una cámara de PVD para recibir la capa de revestimiento cromado. La fase de PVD consta de dos etapas. Ambas etapas tienen lugar en condiciones de vacío y, por ejemplo, mediante un proceso de deposición electrónica o similar. La primera etapa comprende la deposición electrónica de una capa de metal de base de 80% de Níquel (Ni) y 20% de Cromo (Cr) sobre el revestimiento de base de la rueda. La segunda etapa comprende la deposición electrónica de una capa de cromo de pureza aproximada de 99, 9%, sobre la capa de metal de base. Como resulta conocido en la técnica, se conocen varios procesos de PVD y CVD que emplean objetivos metálicos en condiciones de vacío. Puede emplearse cualquiera de dichos procesos conocidos para depositar capas de níquel/cromo y de cromo de acuerdo con las enseñanzas del invento.

Preferiblemente, el revestimiento superior protector aplicado durante la fase de aplicación del revestimiento superior es un polvo termo-sellador, orgánico y transparente, aunque también puede emplearse un compuesto inorgánico y medios para producir un acabado coloreado. De manera alternativa, el revestimiento superior puede comprender un revestimiento galvanoplástico o e-revestimiento. El revestimiento superior se aplica a la rueda con el fin de cubrir la capa de cromo y, posteriormente, se calienta para provocar la reticulación y la solidificación. A continuación, se deja enfriar la rueda.

El proceso de metalización a vacío del presente invento permite aplicar un revestimiento de cromo decorativo a un objeto de metal, por ejemplo una rueda de...

1. Un proceso para revestir un substrato con un acabado cromado estable e uniforme, comprendiendo dicho proceso la secuencia siguiente:

a) proporcionar un substrato;

b) preparar una superficie de dicho substrato;

c) aplicar un revestimiento de base;

d) aplicar una primera capa metálica estabilizadora a dicho substrato por medio de una deposición con vapor a vacío, comprendiendo dicha primera capa metálica una mezcla d.

5. 80% de Níquel .

5. 20% de cromo; y

e) aplicar una segunda capa metálica sobre dicha primera capa metálica por medio de un método de deposición con vapor a vacío, comprendiendo dicha segunda capa metálica aproximadamente 99, 99% de cromo.

2. Un proceso según la reivindicación 1, que además comprende la etapa de aplicar una capa protectora superior después de dicha segunda capa metálica, en el que dicha capa protectora superior es un polvo acrílico termosellador y en el que dicha capa protectora superior se cura en un intervalo aproximado de temperatura d.

32. 360º F (160-182º C) .

3. Un proceso según la reivindicación 1 ó 2, en el que el espesor combinado de la primera capa metálica y de la segunda capa metálica es de aproximadament.

35. 600 ángstroms.

4. Un proceso según la reivindicación 1, 2 ó 3, en el que dicho substrato es un metal.

5. Un proceso según la reivindicación 4, en el que dicho metal es aluminio o acero.

6. Un substrato revestido metálico que comprende:

a) un revestimiento de base aplicado a dicho substrato, en el que el revestimiento de base es un revestimiento de base orgánico o un revestimiento depositado electrónicamente;

b) una primera capa metálica aplicada a dicho revestimiento de base, estando formada dicha primera capa metálica po.

5. 80% de níquel .

5. 20% de cromo;

c) una segunda capa metálica aplicada a dicha primera capa metálica, consistiendo dicha segunda capa metálica en aproximadamente 99, 99% de cromo; y

d) un revestimiento superior aplicado a dicha segunda capa metálica, en el que el revestimiento superior es un revestimiento superior orgánico o un revestimiento depositado electrónicamente.

7. Un substrato revestido metálico según la reivindicación 6, en el que dicho revestimiento de base es un polvo orgánico, epoxi, termo-sellador y/o en el que la capa de revestimiento superior es un polvo orgánico, acrílico, termosellador.

8. Un substrato revestido metálico según la reivindicación 6 ó 7, en el que dicha primera capa metálica y dicha segunda capa metálica presentan un espesor combinado de aproximadament.

35. 600 ángstroms.

9. Un substrato revestido metálico según la reivindicación 6, 7 ó 8, en el que dicho substrato es aluminio o acero y en el que dicha primera capa metálica y dicha segunda capa metálica se aplican por medio de un proceso de deposición de vapor.