Chapa de acero que comprende un revestimiento multicapa.

Chapa de acero equipada con un revestimiento multicapa que comprende al menos una capa a base de cinc que comprende del 0,

1 al 20% en peso de magnesio, cubierta por una capa de protección temporal de grosor fino comprendida entre 5 y 100 nm y constituida por metal u óxido metálico seleccionado en el grupo constituido por aluminio, cromo, óxidos de aluminio AIOx, estando x estrictamente comprendido entre 0,01 y 1,5 y por óxidos de cromo CrOy, estando y estrictamente comprendido entre 0,01 y 1,5, no estando dicha capa a base de cinc que comprende del 0,1 al 20% en peso de magnesio aleada con dicha capa de protección temporal.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2010/000848.

Solicitante: Arcelormittal Investigación y Desarrollo SL.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: CHALEIX, DANIEL, ALLELY, CHRISTIAN, MONNOYER,MAXIME, JACQUES,DANIEL, CHASSAGNE,JULIE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C23C14/16 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C23 REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO QUIMICO DE LA SUPERFICIE; TRATAMIENTO DE DIFUSION DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL; MEDIOS PARA IMPEDIR LA CORROSION DE MATERIALES METALICOS, LAS INCRUSTACIONES, EN GENERAL.C23C REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO DE MATERIALES METALICOS POR DIFUSION EN LA SUPERFICIE, POR CONVERSION QUIMICA O SUSTITUCION; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL (aplicación de líquidos o de otros materiales fluidos sobre las superficies, en general B05; fabricación de productos revestidos de metal por extrusión B21C 23/22; revestimiento metálico por unión de objetos con capas preexistentes, ver las clases apropiadas, p. ej. B21D 39/00, B23K; mecanizado del metal por acción de una fuerte concentración de corriente eléctrica sobre un objeto por medio de un electrodo B23H; metalización del vidrio C03C; metalización de piedras artificiales, cerámicas o piedras naturales C04B 41/00; pinturas, barnices, lacas C09D; esmaltado o vidriado de metales C23D; medios para impedir la corrosión de materiales metálicos, las incrustaciones, en general C23F; tratamiento de superficies metálicas o revestimiento de metales mediante electrolisis o electroforesis C25D, C25F; crecimiento de monocristales C30B; mediante metalización de textiles D06M 11/83; decoración de textiles por metalización localizada D06Q 1/04; detalles de aparatos de sonda de barrido, en general G01Q; fabricación de dispositivos semiconductores H01L; fabricación de circuitos impresos H05K). › C23C 14/00 Revestimiento por evaporación en vacío, pulverización catódica o implantación de iones del material que constituye el revestimiento (tubos de descarga provistos de medios que permiten la introducción de objetos o de un material para ser expuestos a la descarga H01J 37/00). › sobre sustratos metálicos, en boro o en silicio.
  • C23C14/58 C23C 14/00 […] › Tratamiento posterior.
  • C23C2/06 C23C […] › C23C 2/00 Procesos de baño o inmersión en caliente para aplicar el material de revestimiento en estado fundido sin modificar la forma del objeto sumergido; Sus aparatos. › Zinc o cadmio o sus aleaciones.
  • C23C2/26 C23C 2/00 […] › Tratamiento posterior (C23C 2/14 tiene prioridad).
  • C23C2/40 C23C 2/00 […] › Placas; Bandas.
  • C23C28/00 C23C […] › Revestimiento para obtener al menos dos capas superpuestas, bien por procesos no previstos en uno solo de los grupos principales C23C 2/00 - C23C 26/00, bien por combinaciones de procesos previstos en las subclases C23C y C25D.

PDF original: ES-2534927_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Chapa de acero que comprende un revestimiento multicapa [0001] La presente invención se refiere a una chapa de acero que comprende un revestimiento multicapa del cual al menos una capa comprende una aleación cinc-magnesio, que está destinada más particularmente a la fabricación de piezas para el automóvil, sin estar sin embargo limitada a ello.

Los revestimientos galvanizados que comprenden esencialmente cinc se utilizan tradicionalmente para su buena protección contra la corrosión, ya sea en el sector del automóvil o en la construcción, por ejemplo. No obstante, estos revestimientos generan unos problemas de soldabilidad y actualmente compiten con los revestimientos de cinc que comprenden magnesio.

En efecto, la adición de magnesio aumenta netamente la resistencia a la corrosión perforante de estos 15 revestimientos, lo que puede permitir reducir su grosor y, por tanto, mejorar su capacidad para la soldadura o incluso mantener el grosor de revestimiento y aumentar la garantía de protección contra la corrosión en el tiempo.

Además, la mejora de la resistencia a la corrosión es tal que actualmente es posible reducir incluso suprimir la utilización de medidas de protección secundarias tales como la utilización de ceras o mástiques en los 20 lugares más susceptibles de ser corroídos.

No obstante, las bobinas de acero que llevan tales revestimientos en superficie pueden, en ocasiones, pasar una temporada en unos cobertizos de almacenamiento durante varios meses y no deben ver alterarse esta superficie por la aparición de una corrosión de superficie, antes de ser puestos en servicio por el usuario final. En particular, ningún inicio de corrosión debe aparecer sea cual sea el entorno de almacenamiento, incluso en caso de exposición al sol y/o a un ambiente húmedo incluso salino.

Los productos galvanizados estándar están sometidos también a estas limitaciones y están untados con un aceite de protección que es generalmente suficiente.

Ahora bien, los presentes inventores han constatado que los revestimientos que comprenden magnesio no permiten obtener una protección temporal contra la corrosión suficiente, incluso después de haber sido untados con aceite de protección. Se observa en efecto la formación de puntos negros correspondientes a la formación de un óxido de cinc-magnesio.

Existe por tanto una necesidad de desarrollar un sistema de protección temporal eficaz para tales revestimientos.

Además, tal sistema debe ser compatible con las etapas ulteriores de fabricación como la pintura 40 (capacidad de fosfatación) y ser fácilmente eliminable, de ahí su calificación de temporal.

Para el dominio del automóvil, debe garantizar además una buena protección contra la corrosión cosmética que designa la degradación de aspecto de las piezas visibles de un vehículo que haya sufrido un engravillado, choques, arañazos, así como de los bordes y rincones de los paneles que constituyen el vehículo.

Por otro lado, la realización de tales sistemas de protección temporal se debe hacer en unas condiciones industriales, es decir que debe permitir preferentemente obtener unos depósitos de un grosor que pueda alcanzar 100 nm por cara a unas velocidades de desplazamiento que puedan alcanzar 300 m/min.

El objetivo de la presente invención consiste en solucionar los inconvenientes de los aceros revestidos y procedimientos de fabricación del estado anterior de la técnica poniendo a disposición una chapa de acero revestido que presenta a la vez una buena resistencia contra la corrosión perforante y una buena resistencia contra la corrosión de superficie, con la ayuda de un sistema de protección temporal que sea fácilmente eliminable antes de la pintura. Debe presentar igualmente, preferentemente, una buena resistencia contra la corrosión cosmética y una 55 buena capacidad de fosfatación. El procedimiento de fabricación debe, en cuanto a sí mismo, permitir alcanzar las velocidades de tratamiento compatibles con las exigencias industriales.

A tal efecto, la invención tiene como primer objeto una chapa de acero equipada con un revestimiento multicapa que comprende al menos una capa a base de cinc que comprende del 0, 1 al 20% en peso de magnesio,

cubierta por una capa de protección temporal de un grosor fino comprendido entre 5 y 100 nm y constituida por metal u óxido metálico escogido en el grupo constituido por aluminio, cromo, óxidos de aluminio AlOx, estando x estrictamente comprendido entre 0, 01 y 1, 5 y unos óxidos de cromo CrOy, estando y estrictamente comprendido entre 0, 01 y 1, 5, no estando dicha capa a base de cinc que comprende del 0, 1 al 20% en peso de magnesio aleada con dicha capa de protección temporal.

La chapa según la invención puede comprender igualmente las características siguientes, tomadas aisladamente o en combinación:

- el revestimiento multicapa comprende una primera capa a base de cinc que comprende menos del 0, 05% en peso de magnesio, cubierta por una segunda capa a base de cinc que comprende del 0, 1al 20% en peso de magnesio, cubierta por una capa de protección temporal de grosor fino comprendido entre 5 y 100 nm y constituida por metal u óxido metálico escogido en el grupo constituido por aluminio, cromo, óxidos de aluminio AlOx, estando x estrictamente comprendido entre 0, 01 y 1, 5 y unos óxidos de cromo CrOy, estando y estrictamente comprendido entre 0, 01 y 1, 5, no estando dicha capa a base de cinc que comprende del 0, 1 al 20% en peso de magnesio aleada ni con dicha capa de protección temporal ni con dicha capa a base de cinc y comprendiendo menos del 0, 05% en peso de magnesio; -la o las capas a base de cinc comprenden además del 0, 1 al 10% en peso de aluminio, -la capa a base de cinc que comprende del 0, 1 al 20% en peso de magnesio está constituida por Zn2Mg, -la capa de protección temporal está constituida por aluminio, -la capa de protección temporal presenta un grosor comprendido entre 5 y 50 nm.

La invención tiene igualmente como segundo objeto un procedimiento de fabricación de una chapa que comprende un revestimiento multicapa según la invención, según el cual se suministra una chapa de acero no recubierta, después se reviste sucesivamente con las diferentes capas que constituyen dicho revestimiento multicapa, estando depositada la capa de protección temporal por depósito al vacío.

En un modo de realización preferido, todas las capas del revestimiento multicapa se depositan por depósito al vacío.

La invención tiene igualmente como tercer objeto un procedimiento de fabricación a partir de una chapa según la invención, según el cual se unta dicha chapa con un aceite lubrificante en una cantidad inferior o igual a 1

g/m2, a continuación se pone en servicio dicha chapa por embutición, después se somete a un desengrasado alcalino.

Otras características y ventajas de la invención aparecerán tras la lectura de la descripción que se muestra a continuación, dada únicamente a título de ejemplo no limitativo.

La chapa revestida según la invención comprende en primer lugar un sustrato de acero, preferentemente laminado en caliente después laminado en frío para poder ser utilizado como pieza de carrocería para el automóvil. La invención no está limitada por tanto a este dominio y puede encontrar un empleo para cualquier pieza de acero sea cual sea su uso final.

Esta chapa está equipada con un revestimiento multicapa que comprende necesariamente una capa a base de cinc que comprende del 0, 1 al 20% en peso de magnesio, que se designará posteriormente como una capa a base de cinc que comprende magnesio. Esta capa de revestimiento presenta generalmente un grosor inferior o igual a 20 μm y pretende proteger el sustrato de acero contra la corrosión perforante, de forma clásica. Se añade al 50 menos el 0, 1% en peso de magnesio puesto que ningún efecto de protección contra la corrosión perforante es visible por debajo del mismo. En un modo de realización preferido, se añade al menos el 0, 5%, preferentemente al menos el 2% en peso de magnesio. Se limita su contenido al 20% en peso ya que se ha observado que una proporción mayor comportaría un consumo demasiado rápido del revestimiento y, por tanto, unos rendimientos anticorrosión paradójicamente degradados.

Esta capa de revestimiento se podrá obtener especialmente por un procedimiento de depósito al vacío, tal como el sputtering magnetrón, el depósito por haz de electrones o la evaporación al vacío por efecto joule o por inducción. En este caso, la capa solo comprenderá generalmente cinc y magnesio, pudiendo, no obstante, ser añadidos otros elementos tales como el aluminio o el silicio, si es necesario,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Chapa de acero equipada con un revestimiento multicapa que comprende al menos una capa a base de cinc que comprende del 0, 1 al 20% en peso de magnesio, cubierta por una capa de protección temporal de grosor fino comprendida entre 5 y 100 nm y constituida por metal u óxido metálico seleccionado en el grupo constituido por aluminio, cromo, óxidos de aluminio AIOx, estando x estrictamente comprendido entre 0, 01 y 1, 5 y por óxidos de cromo CrOy, estando y estrictamente comprendido entre 0, 01 y 1, 5, no estando dicha capa a base de cinc que comprende del 0, 1 al 20% en peso de magnesio aleada con dicha capa de protección temporal.

2. Chapa según la reivindicación 1, para la cual dicho revestimiento multicapa comprende una primera capa a base de cinc que comprende menos del 0, 05% en peso de magnesio, cubierta por una segunda capa a base de cinc que comprende del 0, 1al 20% en peso de magnesio, cubierta en sí por una capa de protección temporal de grosor fino comprendido entre 5 y 100 nm y constituida por metal u óxido metálico escogido en el grupo constituido por aluminio, cromo, óxidos de aluminio AlOx, estando x estrictamente comprendido entre 0, 01 y 1, 5 y unos óxidos de cromo CrOy, estando y estrictamente comprendido entre 0, 01 y 1, 5, no estando dicha capa a base de cinc que comprende del 0, 1 al 20% en peso de magnesio aleada ni con dicha capa de protección temporal ni con dicha capa a base de cinc y que comprende menos del 0, 05% en peso de magnesio.

3. Chapa según una u otra de las reivindicaciones 1 ó 2, para la cual dicha o dichas capas a base de cinc 20 comprenden además del 0, 1 al 10% en peso de aluminio.

4. Chapa según una u otra de las reivindicaciones 1 ó 2, para la cual dicha capa a base de cinc que comprende del 0, 1 al 20% en peso de magnesio está constituida por Zn2Mg.

5. Chapa según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 4, para la cual dicha capa de protección temporal está constituida por aluminio.

6. Chapa según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 5, para la cual dicha capa de protección temporal presenta un grosor comprendido entre 5 y 50 nm. 30

7. Procedimiento de fabricación de una chapa que comprende un revestimiento multicapa según cualquiera de la reivindicaciones de 1 a 6, según el cual se suministra una chapa de acero no recubierta, después se reviste sucesivamente con las diferentes capas que constituyen dicho revestimiento multicapa, estando depositada la capa de protección temporal por depósito al vacío.

8. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 7, según el cual todas las capas del revestimiento multicapa se depositan por depósito al vacío.

9. Procedimiento de fabricación de una pieza a partir de una chapa según cualquiera de las

reivindicaciones de 1 a 6, según el cual se unta dicha chapa con un aceite lubrificante en una cantidad inferior o igual a 1 g/m2, a continuación se pone en servicio dicha chapa por embutición, después se la somete a un desengrasado alcalino.


 

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