Método de tratamiento de una superficie.

Un método de tratamiento de la superficie para metales que contienen hierro y/o cinc que incluye un proceso de puesta en contacto con un líquido de tratamiento en el que un material metálico que contiene hierro y/o cinc se pone en contacto con un líquido de tratamiento que comprende un componente (A),

un componente (B), un componente (C) y un componente (D) como se describe a continuación:

(A) un compuesto que contiene al menos un elemento de Zr y/o Ti con una concentración de masa total A para el elemento anteriormente mencionado en el intervalo de 10 ppm ≤ A ≤ 10.000 ppm;

(B) un compuesto que contiene Y y/o un elemento lantánido;

(C) ácido nítrico y/o un compuesto de ácido nítrico;

(D) al menos un compuesto que contiene flúor;

en el que la relación de la concentración de masa total B para Y y/o el elemento lantánido anteriormente mencionados contenidos en el componente (B) anteriormente mencionado a la concentración de masa total A de los elementos anteriormente mencionados contenidos en el componente (A) anteriormente mencionado, es decir, K1 ≥ B/A, está en el intervalo de 0,05 ≤ K1 ≤ 50 y la relación de la concentración de masa total C de los átomos de nitrógeno contenidos en el componente (C) anteriormente mencionado en términos de concentración de NO3 a la concentración de masa total A anteriormente mencionada, es decir, K2 ≥ C/A, está en el intervalo de 0,01 ≤ K2 ≤ 200; y

en el que la concentración de iones libres de flúor D está en el intervalo de 0,001 ppm ≤ D ≤ 300 ppm.

Método de tratamiento de una superficie Campo técnico

La presente invención se refiere a un método de tratamiento de la superficie, y a materiales metálicos tratados en su superficie obtenidos mediante dicho método de tratamiento. El método permitirá la deposición de una película de recubrimiento superficial con una excelente resistencia a la corrosión o resistencia a la corrosión al descubierto después del recubrimiento de la superficie del material metálico tal como materiales de construcción y materiales de aparatos electrodomésticos.

Antecedentes de la tecnología

El método de tratamiento de ácido fosfórico y cinc o el método de tratamiento de cromato se usan habltualmente para la deposición de una película de recubrimiento superficial con una resistencia a la corrosión excelente sobre la superficie de materiales metálicos después de su recubrimiento. Con el método de tratamiento de ácido fosfórico y cinc, se puede depositar una película con una resistencia a la corrosión excelente sobre una plancha de acero o sobre una plancha de acero chapada con cinc tal como una plancha de acero chapada en caliente o una plancha de acero chapada en frío.

No obstante, no se puede impedir la formación de lodos como subproducto durante el tratamiento con ácido fosfórico y cinc. Con el método de tratamiento de cromato, aunque después del recubrimiento se puede garantizar un comportamiento suficiente, existe la tendencia a evitar el uso de este método desde el punto de vista de las normativas medioambientales actuales debido a que el líquido de tratamiento contiene cromo hexavalente perjudicial.

Por tanto, en los últimos años se han desarrollado técnicas para proporcionar la resistencia a la corrosión necesaria usando un líquido de tratamiento que no contenga componentes perjudiciales y en la que no se formen lodos. Dichas técnicas suponen el recubrimiento de la superficie del material base con una película delgada de un metal tal como circonio. Se han propuesto métodos de tratamiento de la superficie del tipo descrito a continuación.

Por ejemplo, en el método descrito en la Referencia de patente 1, se usa un recubrimiento no crómico para el tratamiento de la superficie de un metal que contiene un compuesto que tiene un átomo de nitrógeno con un solo par de electrones o que contiene el compuesto anteriormente mencionado y un compuesto de circonio. El fin de este método es obtener una película de recubrimiento superficial con una resistencia a la corrosión y una adherencia excelentes con el uso de las composiciones anteriormente mencionadas que no contienen cromo hexavalente.

No obstante, el uso de este método está limitado a materiales base metálicos tales como aleaciones de aluminio. Además, este método es difícil de usar para el recubrimiento de un material con una estructura compleja debido a que es necesario un proceso de secado del recubrimiento para la formación de la película de recubrimiento superficial.

En el método descrito en la Referencia de patente 2, se usa un agente de tratamiento de la superficie y un baño de tratamiento que contiene compuestos de selenio, circonio, ácido fosfórico, y flúor para la deposición de la película de recubrimiento superficial con una fuerte unión y una resistencia a la corrosión excelentes después del recubrimiento por medio de una reacción de formación.

El uso de este método, como en el caso del método descrito en la Referencia de patente 1, está limitado a aluminio o aleaciones de aluminio, que son materiales base metálicos que ya tienen una resistencia a la corrosión excelente. Este método no se puede usar para la deposición de una película de recubrimiento superficial sobre la superficie de un material a base de hierro o un material a base de cinc.

En el método descrito en la Referencia de patente 3, se usa una composición metálica de tratamiento de la superficie constituida por un acetilacetonato metálico y un compuesto de titanio inorgánico soluble en agua o un compuesto de circonio inorgánico soluble en agua para la deposición de una película de recubrimiento superficial con una resistencia a la corrosión y una adherencia excelentes después del recubrimiento. Este método se puede usar para tratar materiales metálicos distintos de las aleaciones de aluminio, tales como magnesio, aleaciones de magnesio, cinc, y aleaciones chapadas con cinc.

No obstante, este método no se puede usar para la deposición de una película de recubrimiento superficial sobre la superficie de materiales metálicos a base de hierro tales como planchas de acero chapadas en caliente o planchas de acero chapadas en frío.

Además, en la Referencia de patente 4 se ha descrito un tratamiento de la superficie de un metal usando una composición de recubrimiento de tipo ácida sin cromo. En este método de tratamiento de la superficie de un metal,

una solución acuosa de componentes capaces de formar una película con una resistencia a la corrosión excelente se recubre sobre la superficie metálica y a continuación se realiza un proceso de cocción/secado para fijar la película formada sin proceso de lavado con agua. Por tanto, en la formación de la película no hay involucrada ninguna reacción química y así es posible usar este método para la deposición de una película sobre la superficie de metales tales como planchas de acero chapadas en caliente, planchas de acero chapadas en frío, planchas de acero chapadas con cinc, y aleaciones de aluminio.

No obstante, con este método, la película se forma mediante recubrimiento y secado como en el caso del método descrito en la Referencia de patente 1 y por tanto es difícil conseguir un recubrimiento de película uniforme sobre un material con una estructura compleja.

En la Referencia de patente 5, se describe un método de conversión química de un metal usando un baño de tratamiento que contiene iones de circonio y/o iones de titanio e iones de flúor. Este método es aplicable a materiales metálicos a base de hierro así como al aluminio y al cinc.

No obstante, este método requiere el uso de un agente oxidante para controlar la concentración de iones de hierro en el agente de conversión química durante el proceso de conversión.

Por tanto, este método no se puede usar para realizar un tratamiento de la superficie muy funcional capaz de depositar una película con una resistencia a la corrosión y una adherencia excelentes sobre los materiales metálicos tales como materiales metálicos a base de hierro, materiales metálicos a base de cinc, etc., usando un líquido de tratamiento que no contiene ninguno de los componentes perjudiciales para el medio ambiente usados en la técnica convencional.

Las Referencias de patente 6 y 7 desvelan en tratamiento de pasivación para superficies de hierro y/o cinc empleando soluciones ácidas que contienen titanio o circonio así como itrio o un lantánido. Aunque la Referencia de patente 6 enseña una técnica para formar un recubrimiento primario brillante que previene la corrosión principalmente sobre un material metálico a base de cinc, la Referencia de patente 7 enseña una técnica para formar un recubrimiento cristalino sin formar precipitados de iones metálicos del Grupo lia.

Referencia de patente 1: Solicitud de patente japonesa No. 2-24.485 Referencia de patente 2: Solicitud de patente japonesa No. 2[199]-25.579 Referencia de patente 3: Solicitud de patente japonesa No. 2-199.77 Referencia de patente 4: Solicitud de patente japonesa No. 5[1993]-195.244 Referencia de patente 5: Solicitud de patente japonesa No. 24-43913 Referencia de patente 6: GB 2 59 445 A Referencia de patente 7: WO 3/93532 A2

Descripción de la invención

Problemas a resolver por la invención

El fin de la presente invención es proporcionar una composición para el tratamiento de la superficie, un líquido de tratamiento para el tratamiento de la superficie, un método de tratamiento de la superficie, y materiales metálicos tratados en su superficie obtenidos mediante dicho método de tratamiento. Dicho método permitirá la deposición de una película de recubrimiento superficial que tiene una resistencia a la corrosión o una resistencia a la corrosión al descubierto excelentes después del recubrimiento de la superficie de materiales metálicos, por ejemplo, materiales metálicos a base de hierro tales como planchas de acero chapadas en caliente, planchas de acero chapadas en frío usadas en materiales de construcción y materiales de aparatos electrodomésticos, materiales metálicos a base de cinc tales como planchas de acero chapadas con cinc, etc. Además, dicho método de tratamiento de la superficie usa un líquido de tratamiento que no contiene ninguno de los... [Seguir leyendo]

1. Un método de tratamiento de la superficie para metales que contienen hierro y/o cinc que incluye un proceso de puesta en contacto con un liquido de tratamiento en el que un material metálico que contiene hierro y/o cinc se pone en contacto con un líquido de tratamiento que comprende un componente (A), un componente (B), un componente (C) y un componente (D) como se describe a continuación:

(A) un compuesto que contiene al menos un elemento de Zr y/o Ti con una concentración de masa total A para el elemento anteriormente mencionado en el intervalo de 1 ppm < A < 1. ppm;

(B) un compuesto que contiene Y y/o un elemento lantánido;

(C) ácido nítrico y/o un compuesto de ácido nítrico;

(D) al menos un compuesto que contiene flúor;

en el que la relación de la concentración de masa total B para Y y/o el elemento lantánido anteriormente mencionados contenidos en el componente (B) anteriormente mencionado a la concentración de masa total A de los elementos anteriormente mencionados contenidos en el componente (A) anteriormente mencionado, es decir, K1 = B/A, está en el intervalo de ,5 < K1 < 5 y la relación de la concentración de masa total C de los átomos de nitrógeno contenidos en el componente (C) anteriormente mencionado en términos de concentración de NO3 a la concentración de masa total A anteriormente mencionada, es decir, K2 = C/A, está en el intervalo de ,1 K2 < 2; y

en el que la concentración de iones libres de flúor D está en el intervalo de ,1 ppm < D < 3 ppm.

2. El método de tratamiento de la superficie como se ha descrito en la reivindicación 1 en el que el líquido de tratamiento tiene un valor de pH no superior a 6,.

3. El método de tratamiento de la superficie como se ha descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que el líquido de tratamiento contiene al menos un compuesto seleccionado del grupo constituido por HCI, H2SO4, HCIO3, HBr3, HN2, HMnC>4, HVO3, H22, H2WO4, H2MO4, y sus sales a una concentración en el intervalo de 1- 2. ppm.

4. El método de tratamiento de la superficie como se ha descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que el líquido de tratamiento contiene al menos un compuesto seleccionado del grupo constituido por ácido etilendiaminotetraacético, ácido glucónico, ácido heptoglucónico, ácido glicólico, ácido cítrico, ácido succínico, ácido fumárico, ácido aspártico, ácido tartárico, ácido malónico, ácido málico, ácido salicílico, y sus sales a una concentración en el intervalo de 1-1. ppm.

5. El método de tratamiento de la superficie como se ha descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1-4 en el que el líquido de tratamiento contiene un compuesto polimérico soluble en agua y/o un compuesto polimérico dispersable en agua.

6. El método de tratamiento de la superficie como se ha descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que el líquido de tratamiento contiene al menos un tensioactivo seleccionado del grupo constituido por tensioactivos no iónicos, tensioactivos aniónicos y tensioactivos catiónicos.

7. El método de tratamiento de la superficie como se ha descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1-6 en el que el material metálico que contiene hierro y/o cinc es un material metálico que se ha limpiado mediante un tratamiento desengrasante.

8. El método de tratamiento de la superficie como se ha descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1-7 en el que el proceso de puesta en contacto con el líquido de tratamiento supone un tratamiento electrolítico usando el material metálico que contiene hierro y/o cinc anteriormente mencionado como cátodo.

9. El método de tratamiento de la superficie como se ha descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1-8 anteriormente mencionadas que incluye un proceso en el que el material metálico que contiene hierro y/o cinc anteriormente mencionado se pone en contacto con una solución acuosa que contiene al menos un elemento seleccionado del grupo constituido por cobalto, níquel, estaño, cobre, titanio, y circonio después del proceso de puesta en contacto con el líquido de tratamiento.

1. El método de tratamiento de la superficie como se ha descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1-8 que incluye un proceso en el que el material metálico que contiene hierro y/o cinc se pone en contacto con una solución acuosa que contiene un compuesto polimérico soluble en agua o un compuesto polimérico dispersable en agua después del proceso de puesta en contacto con el líquido de tratamiento.