Proceso de tratamiento de artículos polimetálicos.

Un método para el tratamiento secuencial de uno o más artículos polimetálicos,

comprendiendo cada uno una primera porción que está fabricada de un metal a base de acero y/o cinc, y una segunda porción que está fabricada de un metal a base de aluminio, comprendiendo dicho método:

la exposición de uno o más artículos a una composición de fosfatación capaz de proporcionar un recubrimiento de conversión sobre los metales a base de acero y cinc, y la exposición de uno o más artículos a una composición de tratamiento de un compuesto cerámico capaz de proporcionar un recubrimiento de conversión sobre el metal a base de aluminio, la composición de tratamiento de un compuesto cerámico que comprende:

(A) una composición acuosa que comprende el producto de la interacción química entre:

(1) un primer componente reactivo seleccionado del grupo que consta de fluoroácidos de los elementos de titanio, circonio, hafnio, boro, aluminio, silicio, germanio, y estaño, el primer componente reactivo que está disuelto en agua; y

(2) un segundo componente reactivo seleccionado del grupo que consta de titanio, circonio, hafnio, boro, aluminio, silicio, germanio, y estaño, y todos los óxidos, hidróxidos, y carbonatos de cualquiera de titanio, circonio, hafnio, boro, aluminio, silicio, germanio, y estaño, el segundo componente reactivo disuelto, disperso, o tanto disuelto como disperso en agua,

en el que la cantidad de tiempo que la composición (A) de tratamiento de compuesto cerámico se expone a uno o más artículos comprende entre 1-120 segundos y en el que después de que uno o más artículos hayan dejado de exponerse a la composición (A) de tratamiento de compuesto cerámico, uno o más artículos no se someten a recubrimiento, lavado, o secado en caliente adicional durante un período de 15-240 segundos.

Proceso de tratamiento de artículos polimetálicos Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención La presente invención se refiere al tratamiento de artículos polimetálicos que usan un sistema de recubrimiento en dos etapas. Más en particular, la presente invención se refiere a un proceso en dos etapas para el tratamiento de uno o más artículos polimetálicos con una primera composición de recubrimiento adecuada para la formación de un recubrimiento de conversión sobre metales a base de acero y cinc, seguido por una segunda composición de recubrimiento adecuada para la formación de un recubrimiento de conversión sobre un metal a base de aluminio. Más en particular, la presente invención se refiere al tratamiento de uno o más artículos polimetálicos en una línea de recubrimiento de conversión con una composición de recubrimiento de fosfato y una composición de recubrimiento de compuesto cerámico.

2. Antecedentes de la técnica La aplicación de recubrimientos de conversión, en general, es un método muy conocido para dotar a los metales y sus aleaciones con una o más capas o recubrimientos que confieren una mayor resistencia a la corrosión y adhesión de los acabados/recubrimientos aplicados posteriormente (es decir, pinturas, lacas, barnices, etc.) a los metales. Muchos procesos de tratamiento de línea de metales contienen una pluralidad de artículos polimetálicos. Por artículos polimetálicos, se quiere decir (1) un artículo que tiene superficies de metal a base de acero y/o cinc junto 25 con superficies de metal a base de aluminio, (2) al menos un primer artículo que tiene superficies de metal a base de acero y/o cinc y al menos un segundo artículo que tiene superficies fabricadas de metal a base de aluminio, o (3) tanto (1) como (2) descritos anteriormente. Históricamente, las líneas de pretratamiento que han utilizado de forma predominante sustratos de metales pesados (es decir, que tiene típicamente una composición de línea inferior al 1020 % de metal ligero tal como metal a base de aluminio) han implementado la técnica de recubrimiento de conversión de fosfato de cinc. El uso de recubrimientos de conversión de fosfato de cinc para el tratamiento de metales que predominantemente han sido metales pesados ha tenido un éxito relativo. No obstante, puesto que los artículos de metales ligeros cada vez son más habituales en automóviles y otros productos, se ha incrementado la cantidad relativa, o porcentaje de artículos de metales ligeros que requieren tratamiento. En muchos casos, el porcentaje del área superficial de metales ligeros en la línea de tratamiento puede ser de hasta el 75-85 % o superior

de todos los artículos metálicos que pasan a través de la línea de tratamiento. Se ha observado que las composiciones recubrimiento de conversión de fosfato de cinc presentan dificultades a la hora de proporcionar y mantener un recubrimiento de conversión adecuado sobre superficies a base de aluminio cuando las superficies a base de aluminio comprenden una proporción sustancial, tal como superior al 20-40 %, de superficies metálicas que han sido procesadas/tratadas. Esto es debido a que la contaminación por aluminio elimina el fluoruro y puede ayudar a la precipitación de residuos de fosfato de cinc, lo que puede reducir la concentración de cinc.

El documento EP-A-0410497 desvela un proceso para la protección frente a la corrosión de superficies metálicas en las que en primer lugar se habían pulverizado sustratos de acero, acero galvanizado y aleaciones aluminio con una solución de fosfatación de cinc y a continuación se aclaran con una solución de fluorocirconato de aluminio.

El documento WO 99/12661 desvela un proceso para el tratamiento de artículos polimetálicos en el que el artículo se expone en primer lugar a una solución de fosfatación de cinc para formar un recubrimiento de conversión sobre las superficies de cinc y hierro. A continuación se forma un recubrimiento de conversión sobre el aluminio al exponer el artículo tratado a una solución que contiene un fluoroácido de circonio o titanio. El documento DE 19735314 enseña un proceso similar en el que el artículo polimetálico puede comprender además superficies de magnesio.

Un objeto de la presente invención es proporcionar un método de recubrimiento multietapa para tratar eficazmente uno o más artículos polimetálicos, independientemente de la cantidad relativa de superficies a base de aluminio, en el que los recubrimientos previos permanecen esencialmente intactos debido a los recubrimientos posteriores.

Sumario de la invención Se ha comprobado que el tratamiento de artículos polimetálicos mediante (i) la exposición de los artículos a una composición de fosfatación capaz de proporcionar un recubrimiento de conversión sobre metales a base de acero y cinc, y (ii) la exposición de los artículos a un tratamiento con un compuesto cerámico que comprende agua y (A) un producto de interacción química entre (1) una cantidad, toda ella que se disuelve en agua, de un primer componente reactivo inicial seleccionado del grupo que consta de fluoroácidos de los elementos titanio, circonio, hafnio, boro, aluminio, silicio, germanio, y estaño; y (2) una cantidad, que se puede disolver, dispersar o disolver y dispersar en agua, de un segundo componente reactivo inicial seleccionado del grupo constituido por titanio, circonio, hafnio, 65 boro, aluminio, silicio, germanio, y estaño y todos los óxidos, hidróxidos, y carbonatos de cualquiera de titanio, circonio, hafnio, boro, aluminio, silicio, germanio, y estaño es particularmente eficaz en el tratamiento de artículos polimetálicos que pasan a través de una línea de tratamiento durante un período de tiempo prolongado, independientemente de la cantidad relativa de superficies a base de aluminio que pasan a través de la línea de tratamiento.

El objeto de la presente invención se ve reflejado de esta forma mediante un método de recubrimiento multietapa según la reivindicación 1.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas La presente invención es particularmente útil en el tratamiento de artículos polimetálicos fabricados de uno o varios metales a base de acero (hierro) y/o cinc, y metales a base de aluminio, en particular cuando el área superficial del metal a base de aluminio comprende más del 20 %, más preferentemente más del 35 %, e incluso más preferentemente más del 50 % del área superficial total de la suma de los artículos polimetálicos que pasan a través de una línea de tratamiento. Los artículos se tratan de acuerdo con la presente invención mediante el tratamiento de los artículos con una composición de recubrimiento adecuada para proporcionar un recubrimiento de conversión sobre los metales a base de acero y cinc, seguido por el tratamiento de los artículos metálicos con un recubrimiento de conversión capaz de proporcionar un recubrimiento de conversión sobre los artículos metálicos a base de aluminio. Los metales que se puede procesar de acuerdo con la invención para proporcionar artículos recubiertos que tienen una buena resistencia a la corrosión incluyen, pero no están limitados a, acero, acero galvanizado, aluminio, aleaciones aluminio y aluminio galvanizado.

La composición de recubrimiento adecuada para proporcionar un recubrimiento de conversión sobre artículos metálicos a base de acero y cinc comprende una composición de recubrimiento de fosfatación, y más preferentemente una composición de recubrimiento de fosfato de cinc o una composición de recubrimiento de fosfatación de hierro.

Las composiciones recubrimiento de fosfato de cinc adecuadas y su modo de utilización incluyen lo desvelado en las patentes de Estados Unidos nº 4.961.794 y 4.838.957, cuyas divulgaciones completas, excepto en la medida en que puedan ser inconsistentes con cualquier afirmación explícita en el presente documento, se incorporan aquí por referencia.

Las composiciones recubrimiento de fosfatación de hierro adecuadas y su modo de utilización incluyen aquellos desvelados en las patentes de Estados Unidos nº 5.073.196 y 4.149.909, cuyas divulgaciones completas, excepto en la medida en que puedan ser inconsistentes con cualquier afirmación explícita en el presente documento, se incorporan aquí por referencia.

Una composición ácida acuosa de fosfato de cinc particularmente preferida que se puede usar en la invención comprende:

(a) de 0, 1 a 1, 5 g/l, preferentemente de 0, 5 a 1, 4 g/l de iones cinc;

(b) de 5 a 50 g/l, preferentemente de 10 a 30 g/l de iones fosfato;

(c) de 0, 2 a 4 g/l, preferentemente de 0, 6 a 3 g/l de iones manganeso;

(d) al menos 0, 05 g/l, preferentemente de 0, 1 a 3 g/l de iones fluoruro;... [Seguir leyendo]

1. Un método para el tratamiento secuencial de uno o más artículos polimetálicos, comprendiendo cada uno una primera porción que está fabricada de un metal a base de acero y/o cinc, y una segunda porción que está fabricada de un metal a base de aluminio, comprendiendo dicho método:

la exposición de uno o más artículos a una composición de fosfatación capaz de proporcionar un recubrimiento de conversión sobre los metales a base de acero y cinc, y la exposición de uno o más artículos a una composición de tratamiento de un compuesto cerámico capaz de proporcionar un recubrimiento de conversión sobre el metal a base de aluminio, la composición de tratamiento de un compuesto cerámico que comprende:

(A) una composición acuosa que comprende el producto de la interacción química entre:

(1) un primer componente reactivo seleccionado del grupo que consta de fluoroácidos de los elementos de titanio, circonio, hafnio, boro, aluminio, silicio, germanio, y estaño, el primer componente reactivo que está disuelto en agua; y

(2) un segundo componente reactivo seleccionado del grupo que consta de titanio, circonio, hafnio, boro, aluminio, silicio, germanio, y estaño, y todos los óxidos, hidróxidos, y carbonatos de cualquiera de titanio, circonio, hafnio, boro, aluminio, silicio, germanio, y estaño, el segundo componente reactivo disuelto, disperso, o tanto disuelto como disperso en agua,

en el que la cantidad de tiempo que la composición (A) de tratamiento de compuesto cerámico se expone a uno o más artículos comprende entre 1-120 segundos y en el que después de que uno o más artículos hayan dejado de exponerse a la composición (A) de tratamiento de compuesto cerámico, uno o más artículos no se someten a recubrimiento, lavado, o secado en caliente adicional durante un período de 15-240 segundos.

2. El método de la reivindicación 1, en el que la composición de fosfatación comprende una composición de fosfatación de hierro.

3. El método de la reivindicación 1, en el que la composición de fosfatación es una composición de fosfatación de cinc que comprende iones cinc e iones fosfato, en la que la relación ponderal de iones cinc a iones fosfato en la composición de fosfatación de cinc está entre 1: (10-30) .

4. El método de la reivindicación 3, en el que la composición de fosfatación de cinc además comprende iones cloruro presentes en una cantidad de 0, 05 a 3 g/l aproximadamente.

5. El método de una o ambas reivindicaciones 3 y 4, en el que la composición de fosfatación de cinc tiene una acidez total de 10 a 50 puntos, una acidez libre de 0, 3 a 2, 0 puntos y una relación ácida de 10 a 50.

6. El método de una o más de las reivindicaciones 3 a 5, en el que la composición de fosfatación de cinc además comprende iones cloruro.

7. El método de una o más de las reivindicaciones 3 a 6, en el que la composición de fosfatación de cinc comprende:

de 0, 1 a 1, 5 g/l, preferentemente de 0, 5 a 1, 4 g/l de iones cinc; de 5 a 50 g/l, preferentemente de 10 a 30 g/l de iones fosfato; de 0, 2 a 4 g/l, preferentemente de 0, 6 a 3 g/l de iones manganeso; de 0, 05 g/l a 3 g/l, preferentemente de 0, 1 a 3 g/l de iones fluoruro; menos de 0, 5 g/l de iones cloruro, y un acelerador de fosfatación del recubrimiento de conversión.

8. El método de la reivindicación 7, en el que la composición de fosfatación de cinc además comprende iones níquel en una cantidad de 0, 1 a 4 g/l.

9. El método de la reivindicación 8, en el que la relación ponderal de iones cinc a la suma de iones manganeso e iones níquel está entre 1: (0, 5-5, 0) .

10. El método de la reivindicación 1, en el que cualquier película de fosfato formada sobre los artículos metálicos comprende el 1-20 % en peso de manganeso, en base al peso total de la película de fosfato.

11. El método de una o más de las reivindicaciones 1 a 10, en el que una cantidad correspondiente a una concentración total de al menos 0, 05 M aproximadamente de fluoroácidos seleccionados del grupo que consta de H2SiF6, H2TiF6, y H2ZrF6 se hace reaccionar para preparar el componente (A) de la composición de tratamiento de un compuesto cerámico, y una cantidad del segundo reactivo inicial que se selecciona del grupo que consta de óxidos, hidróxidos, y carbonatos de cualquiera de silicio, circonio, y aluminio y que corresponde a un número de

moles del segundo reactivo inicial de manera que la relación del número de moles de fluoroácidos al número de moles del segundo reactivo inicial que se hace reaccionar para preparar el componente (A) está dentro de un intervalo de 1, 0:1, 0 a 50:1, 0 aproximadamente.

12. El método de una o más de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la composición de tratamiento de un compuesto cerámico además comprende polímeros solubles en agua de uno o más de x- (N-R1-N-R2-aminometil) -4hidroxi-estirenos, en la que x (el número de posición de la sustitución) = 2, 3, 5 o 6, R1 representa un grupo alquilo que contiene de 1 a 4 átomos de carbono, y R2 representa un grupo sustituyente conforme a la fórmula general H (CHOH) nCH2-, en la que n es un número entero entre 3 y 5.

13. El método de una o más de las reivindicaciones 1 a 12, en el que una cantidad correspondiente a una concentración total de al menos 0, 15 M de H2TiF6, y H2ZrF6 se hace reaccionar para preparar el componente (A) de la composición de tratamiento de un compuesto cerámico, y una cantidad de sílice que corresponde a un número de moles de sílice de manera que la relación del número de moles de fluoroácidos al número de moles de sílice que se hace reaccionar para preparar el componente (A) está dentro de un intervalo de 1, 6:1, 0 a 5, 0:1, 0 aproximadamente.

14. El método de una o más de las reivindicaciones 1 a 13, en el que los artículos polimetálicos tienen un contenido total de metales a base de aluminio superior al 20 %, en base al área superficial total de los artículos.

15. El método de una o más de las reivindicaciones 1 a 14, en el que la relación de moles del primer componente (1) reactivo a los equivalentes totales del segundo componente (2) reactivo en la composición de tratamiento de un compuesto cerámico comprende de 1, 0:1, 0 a 50:1, 0.