PROCEDIMIENTO PARA LA FABRICACION DE UNA COMPOSICION PARA EL RECUBRIMIENTO DE CONVERSION RESISTENTE A LA CORROSION.

Un proceso para la fabricación de una composición de recubrimiento un sustrato metálico que consiste en:

añadir una primera y una segunda sales a un vehículo acuoso, cada sal consta de un anión y un catión, dicha primera sal y segunda sal contienen un haluro y un nitrato, el catión de la primera y la segunda sales es el mismo; cada catión, a título individual, es una tierra rara y la primera y la segunda sales en combinación están presentes en la composición en una cantidad eficaz para formar un recubrimiento resistente a la corrosión sobre el sustrato metálico

Procedimiento para la fabricación de una composición para el recubrimiento de conversión resistente a la corrosión.

La oxidación y degradación de los metales empleados en las industrias aerospacial, comercial y privada son un problema serie y gravoso. Para prevenir la oxidación y degradación de los metales empleados en estas aplicaciones, puede depositarse un recubrimiento protector inorgánico sobre la superficie metálica. Este recubrimiento protector inorgánico, también llamado recubrimiento de conversión, puede ser el único recubrimiento que se aplique al metal, o bien el recubrimiento puede ser un recubrimiento intermedio, sobre el que se aplican recubrimientos posteriores.

Los recubrimientos basados en cromatos se emplean actualmente como recubrimientos inorgánicos de conversión porque proporcionan propiedades de resistencia a la corrosión y de adhesión que permite la aplicación de recubrimientos posteriores. Sin embargo, debido a los problemas medioambientales que conllevan los compuestos basados en el cromo, existe la necesidad de reemplazar de modo medioambientalmente seguro los recubrimientos de conversión basados en los cromatos. Existe también la necesidad de recubrimientos de conversión seguros desde el punto de vista medioambiental que puedan aportar resistencia a la corrosión a la superficie metálica subyacente y adhesión para los recubrimientos aplicados con posterioridad.

Se han identificado recubrimientos que contienen cerio y otras tierras raras como sustitutos potenciales de los recubrimientos basados en cromatos en el acabado de metales. Estos recubrimientos incluyen a las recubrimientos que contienen cerio y otras tierras raras, que se forman por varios procesos, por ejemplo la inmersión, la electrodeposición de una solución de nitrato de cerio, la deposición de una solución ácida que contenga cloruro de cerio y un oxidante (a temperaturas elevadas), así como procesos multi-paso y procesos electrolíticos y no electrolíticos que tienen un paso de sellado. Más información sobre recubrimientos de este tipo se podrá encontrar en: Hinton, B.R.W. y col., Materials Forum, vol. 9, nº 3, pp. 162-173, 1986; Hinton, B.R.W. y col., ATB Metallurgie, vol. XXXVII, nº 2, 1997; Rivera, B.F. y col., Superficie and Coatings Tech., 176, 349-356, 2004; Johnson, B.Y. y col., Mat. Sci. Eng. A361, 225-231, 2003; patentes US-4,359,347; 5,582,654; 5,932,083; 6,022,425; 6,206,982; 6,068,711; 6,406,562; y 6,503,565; solicitud de patente US con números de publicación US 2004/0028820 A1; US 2002/0096230 A1; y US 2002/0084002 A1; y publicación de la solicitud PCT nº WO 88/06639.

No obstante, por lo menos algunos de los recubrimientos preparados con estas composiciones y métodos no tienen propiedades tan buenas como las que poseen los formados con tratamientos de cromato y/o pueden desarrollar ampollas en su superficie y presentar una adhesión deficiente.

Además, por lo menos algunos de los recubrimientos de cerio y de otras tierras raras de la técnica anterior pueden presentar uno o varios de los inconvenientes siguientes: (1) tendencia de la tierra rara a precipitar en solución separándose de la superficie metálica en forma de un material de tipo lodo; (2) dificultad de obtener un recubrimiento uniforme que no tienda a recubrir en exceso y que presente una mala adhesión con el sustrato; (3) necesidad de efectuar múltiples pasos y dedicar largos períodos de tiempo a depositar el recubrimiento; (4) realización de pasos industrialmente poco atractivos, por ejemplo el sellado y/o la aplicación de soluciones a temperatura elevada; y (5) necesidad de realizar tratamientos previos específicos y de usar composiciones en solución con el fin de recubrir aleaciones de componentes múltiples, en especial aleaciones de aluminio 2024.

Puede ser problemática la capacidad de depositar una composición de recubrimiento de conversión basado en el cerio sobre la superficie de una aleación de aluminio con alto contenido de cobre, por ejemplo el aluminio 2024, que tenga un grosor suficiente para proporcionar protección anticorrosiva. Las composiciones conocidas de recubrimiento presentan a menudo una adhesión deficiente o requieren la realización de múltiples pasos y/o soluciones de temperatura elevada para depositar la composición de recubrimiento sobre la aleación. Se han aplicado desoxidantes específicos para recubrir el sustrato metálico con mayor uniformidad. No obstante, cuando se aplican sobre la aleación los limpiadores y desoxidantes industrialmente aceptados, las superficies de las aleaciones de aluminio de contenido relativamente alto de cobre tienen la tendencia a picarse (formar poros) y corroerse a partir del momento en el que la composición de recubrimiento basada en el cerio se deposita sobre la aleación. La velocidad de picado no deseado puede ser más elevada que la capacidad del cerio de depositarse sobre la aleación, lo cual se traduce en poros visibles repartidos en toda la superficie de la aleación.

Existe, pues, demanda de un recubrimiento de conversión que pueda sustituir a los recubrimientos de conversión basados en los cromatos y que supere varias de las deficiencias, inconvenientes y parámetros no deseables de los recubrimientos de conversión ya conocidos basados en los cromatos.

La presente invención proporciona un proceso para la fabricación de una composición de recubrimiento de un sustrato metálico, según las reivindicaciones. El proceso de la invención consiste en añadir la primera y la segunda sales a un vehículo acuoso, cada sal contiene un anión y un catión, dichas primera y segunda sales están formadas por un haluro y un nitruro, el catión de la primera y la segunda sales es el mismo, dicho catión es una tierra rara, y la primera y la segunda sales en combinación están presentes en la composición en una cantidad eficaz para formar un recubrimiento resistente a la corrosión sobre el sustrato metálico. El proceso puede consistir además en añadir un agente oxidante, por ejemplo peróxido de hidrógeno, y/o un aditivo autolimpiador, por ejemplo un tensioactivo y/o un detergente. Con preferencia, pero no necesariamente, el proceso consiste además en añadir un agente oxidante, la primera y la segunda sales en combinación están presentes en la composición por lo menos en un 0,04 por ciento en peso, y/o la primera y la segunda sales contienen por lo menos dos aniones diferentes de cerio III.

En otra forma de ejecución, la invención se refiere a un proceso de recubrimiento de un sustrato metálico que consiste en fabricar una composición de recubrimiento según la invención y recubrir el sustrato metálico con dicha composición de recubrimiento. El proceso puede consistir además en aplicar un recubrimiento de imprimación sobre el sustrato metálico. El recubrimiento de imprimación puede consistir en una composición de recubrimiento basada en cromato, o en una composición de recubrimiento exenta de cromato, basada en tierras raras. El proceso puede consistir además en aplicar una capa de acabado (topcoat), por ejemplo una capa de acabado de prestaciones avanzadas o una capa de acabado de autoimprimación o una capa de acabado de autoimprimación intensificada.

El sustrato metálico puede tratarse antes de depositar la composición de recubrimiento de conversión sobre el sustrato metálico, por ejemplo mediante una limpieza previa del sustrato metálico antes de depositar la composición de recubrimiento de conversión sobre el sustrato metálico, y/o mediante la desoxidación del sustrato metálico antes de depositar la composición de recubrimiento de conversión sobre el sustrato metálico. Con preferencia, la composición de recubrimiento formada incluye también un agente oxidante y la primera y la segunda sales, en combinación, están presentes en la composición por lo menos en un 0,04 por ciento en peso. En otra forma de ejecución, la invención se refiere a un método para recubrir un sustrato metálico que consiste en dotar al sustrato metálico que tiene una superficie y en recubrir al sustrato metálico con una composición de recubrimiento. Por tanto, por lo menos un catión de tierra rara se oxida para formar un óxido de tierra rara o un hidróxido de tierra rara para recubrir la superficie del sustrato metálico.

Según una forma de ejecución de la presente invención, se proporciona un proceso para fabricar una composición de recubrimiento de conversión destinada a recubrir una superficie metálica, que también se llamará un sustrato metálico. La composición contiene un vehículo acuoso y una primera y una segunda sales, cada sal consta de un anión y un catión, la primera sal y la segunda...

1. Un proceso para la fabricación de una composición de recubrimiento un sustrato metálico que consiste en:

añadir una primera y una segunda sales a un vehículo acuoso, cada sal consta de un anión y un catión, dicha primera sal y segunda sal contienen un haluro y un nitrato, el catión de la primera y la segunda sales es el mismo; cada catión, a título individual, es una tierra rara y la primera y la segunda sales en combinación están presentes en la composición en una cantidad eficaz para formar un recubrimiento resistente a la corrosión sobre el sustrato metálico.

2. Un proceso según reivindicación 1, en el que por lo menos una sal es capaz de reaccionar sobre o junto a la superficie de un sustrato metálico para formar un recubrimiento sobre el sustrato metálico.

3. Un proceso según reivindicación 1 ó 2, en el que la primera y la segunda sales en combinación están presentes en la composición por lo menos en un 0,04 por ciento en peso, con preferencia en un 1,5 por ciento en peso y con mayor preferencia en un 8 por ciento en peso.

4. Un proceso según las reivindicaciones de 1 a 3, en el que por lo menos un catión es un catión de cerio (III).

5. Un proceso según reivindicación 4, en el que por lo menos dos cationes son cationes de cerio (III).

6. Un proceso según reivindicación 4 ó 5, en el que por lo menos una de la primera y la segunda sales es un haluro de cerio (III) o un nitrato de cerio (III).

7. Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 6 que consiste además en añadir un agente oxidante, y en el que el agente oxidante es con preferencia el peróxido de hidrógeno.

8. Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 7, que consiste además en añadir un aditivo autolimpiador y en el que el aditivo autolimpiador es con preferencia un tensioactivo o un detergente.

9. Un proceso según la reivindicación 1 que consiste además en añadir un agente oxidante, en el que el vehículo acuoso es agua, en el que la primera y la segunda sales en combinación están presentes en la composición por lo menos en un 0,04 por ciento en peso y en el que cada sal contiene por lo menos dos aniones diferentes de la misma tierra rara.

10. Un proceso para fabricar un recubrimiento sobre un sustrato metálico que consiste en:

a) fabricar una composición para recubrir un sustrato metálico según el proceso reivindicado en las reivindicaciones de 1 a 10;

b) aplicar la composición a un sustrato metálico.

11. Un proceso reivindicado en la reivindicación 11 que consiste además en c) aplicar un recubrimiento de imprimación sobre el sustrato metálico.

12. Un proceso según la reivindicación 12, en el que el recubrimiento de imprimación consiste en una composición de recubrimiento basada en un cromato.

13. Un proceso según reivindicación 12, en el que el recubrimiento de imprimación consiste en una composición de recubrimiento exenta de cromato.

14. Un proceso según las reivindicaciones de 12 a 14 que consiste además en aplicar una capa de acabado sobre el sustrato metálico recubierto y en el que la capa de acabado es con preferencia una capa de acabado de prestaciones avanzadas.

15. Un proceso reivindicado en la reivindicación 11 que consiste además en c) aplicar una capa de acabado de autoimprimación o una capa de acabado de autoimprimación mejorada sobre el sustrato metálico recubierto.

16. Un proceso según la reivindicación 11 que consiste además en tratar previamente el sustrato metálico antes de recubrir el sustrato metálico con la composición.

17. El proceso según la reivindicación 17, en el que el tratamiento previo consiste en una limpieza previa del sustrato metálico antes de recubrir el sustrato metálico con la composición.

18. El proceso según la reivindicación 17, en el que el tratamiento previo consiste en desoxidar el sustrato metálico antes de recubrir el sustrato metálico con la composición.

19. Un proceso para recubrir un sustrato metálico reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones 11 o de 17 a 19 que consiste además en c) oxidar por lo menos un catión de tierra rara, lo cual se traduce en la formación de un recubrimiento de óxido de tierra rara, una recubrimiento de hidróxido de tierra rara o una mezcla de los mismos sobre o junto a la superficie del sustrato metálico.