ES2236604T3 - Procedimiento para la fabricacion de capas protectoras oscuras sobre productos planos de titanio-cinc. - Google Patents
Procedimiento para la fabricacion de capas protectoras oscuras sobre productos planos de titanio-cinc.Info
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de capas protectoras de una coloración de tono oscuro mediante el decapado de productos planos laminados de titaniocinc para su uso en la construcción, en el que los productos planos son decapados en un baño decapante acuoso con una mezcla ácida sulfonítica que contiene ácido sulfúrico y ácido nítrico, y después del enjuague son pasivados por la aplicación de una capa protectora, caracterizado porque se usan productos planos laminados de una aleación de titanio-cinc, que principalmente presenta cinc de alto grado de pureza y además, un contenido de cobre de 1, 1 a 2, 0% en peso, un contenido de titanio de 0, 06 a 0, 2% en peso y un contenido máximo de aluminio de 0, 015% en peso.
Description
Procedimiento para la fabricación de capas
protectoras oscuras sobre productos planos de
titanio-cinc.
La invención se refiere a un procedimiento para
la fabricación de capas protectoras de una coloración de tono
oscuro mediante el decapado de productos planos laminados de
aleaciones de titanio-cinc para su uso en la
construcción, en el que los productos planos son decapados en un
baño decapante acuoso, con mezcla ácida sulfonítica que contiene
ácido sulfúrico y ácido nítrico, y después de enjuagar, son
pasivados formando una capa protectora. Además, la invención se
refiere a productos laminares provistos de capas protectoras.
Tal procedimiento se conoce por el documento DE
19636370 A1 del solicitante, haciéndose aquí plena referencia a
dicho documento. Mediante el tratamiento, dado a conocer allí, de
chapas de titanio-cinc de una aleación de
titanio-cinc con 0,07 a 0,12% en peso de titanio,
hasta 0,015% de aluminio, 0,08 a 0,17% en peso de cobre y el resto
de cinc de 99,995% de pureza, se obtienen capas protectoras grises
homogéneas en la superficie 5 de las chapas de
titanio-cinc, considerándose el color gris
especialmente favorable desde el punto de vista estético, ya que
corresponde al color de la pátina natural del cinc. La aleación
dada a conocer en el documento DE 19636370 A1, en su composición
corresponde a los criterios de un catálogo de cinc de calidad
("Quality Zinc") de TÜV Produkt und Umwelt GmbH, Institut für
Umweltschutz und Energietechnik, Am grauen Stein, 51105 Colonia.
Sin embargo, se demostró que mediante el
procedimiento conocido, una coloración más oscura de las chapas, que
en algunos casos se desea, sólo puede lograrse en baja medida y
mediante el uso de ácidos más concentrados. Aquí surge entonces el
problema de que al aumentar la fuerza de los ácidos, es decir, a un
valor de pH más bajo del baño decapante, la sustancia de la aleación
es atacada y se reduce el grosor del metal. En particular, el uso de
un valor de pH muy bajo de la mezcla ácida sulfonítica conduce a una
construcción indeseada de la capa en la superficie, porque se forman
capas de mala adherencia, a partir del llamado Iodo residual de
decapado. De esta manera, se limita -la posibilidad de lograr une
coloración más oscura en chapas de titanio-cinc
mediante el procedimiento conocido. Sin embargo, para la
construcción también se desean capas superficiales de coloración muy
oscura, en particular, en el ámbito del techado y del recubrimiento
de fachadas, para mantener bajo el contraste entre las chapas de
cinc, expuestas previamente a la intemperie, y otros elementos de
construcción usados allí, por ejemplo, chillas negras de pizarra o
tejas flamencas negras, o para generar justamente un contraste alto
respecto a superficies blancas.
También se conocen procedimientos para la
fabricación de una superficie oscura en el
titanio-cinc mediante la fosfatación (véase DIN
50942). Sin embargo, por esto se altera la estructura de la
superficie metálica de manera indeseada, cuando la superficie no
debe ser recubierta luego por lacas.
Por ello, se plantea el objetivo de desarrollar
un procedimiento del tipo mencionado al comienzo, de tal manera que
puedan fabricarse chapas de titanio-cinc con una
coloración muy oscura, hasta negra, de la superficie, debiendo
conservarse la estructura
natural de la superficie metálica.
natural de la superficie metálica.
Este objetivo se alcanza, usando, contrariamente
a la norma de aleaciones mencionada al comienzo, una aleación de
titanio-cinc con un contenido aumentado de cobre,
de 1,0 a 2,0% en peso que, sin embargo, contiene las cantidades de
titanio y de aluminio antes indicadas.
Sorprendentemente, con estas cantidades
aumentadas de cobre, en relación con los otros componentes en sí
conocidos de la aleación y con los procedimientos de tratamiento,
se obtiene una pátina más oscura que cuando se usan aleaciones con
el contenido de cobre bajo usual. Según los descubrimientos
actuales, la pátina en particular está compuesta por carbonato de
cinc con trazas de cobre.
La coloración negra mate obtenida, permite
intercalar en una forma particularmente armónica los elementos de
construcción con tal pátina en techados con tejas flamencas negras
o chillas negras, o donde se deseen contrastes, resulte una
diferencia evidente, entre blanco y negro. Ya es suficiente una
cantidad de preferentemente 1,1 a 1,4% en peso de cobre en la
aleación. A continuación, se explica más detalladamente el
procedimiento conforme a la invención mediante un ejemplo de
realización:
Se usa una aleación de
titanio-cinc que contiene de 0,06 a 0,2% en peso de
titanio y un máximo de 0,015% en peso de aluminio. Conforme a la
invención, se prevé un contenido de cobre mayor de 1,0% en peso,
hasta 2,0% en peso, preferentemente, de 1,1 a 1,3% en peso de Cu.
La proporción principal de la aleación está compuesta por cinc, es
decir, según el contenido de los elementos de aleación titanio,
aluminio y cobre, aproximadamente de 97,7 a 98,9% en peso de cinc,
de un grado de pureza de 99,995% en peso.
Se desengrasa una banda de 0,8 mm de grosor y 600
mm de anchura, compuesta por una aleación de cinc con un contenido
aumentado de cobre, mediante el enjuague con una solución
desengrasante alcalina, a una temperatura de aproximadamente 60°C y
una presión de enjuague de aproximadamente 2,5 bar y, a
continuación, se rocía con un chorro de agua a una temperatura de
aproximadamente 65°C y una presión de aproximadamente 2,5 bar. Para
respaldar el proceso de enjuague, y para hacer rugosa la
superficie, en la última etapa de enjuague se cepilla la banda. A
continuación, se decapa la banda en una instalación de decapado,
con una temperatura de baño decapante de 30 a 80°C, preferentemente,
de aproximadamente 50°C. El baño decapante contiene una mezcla
ácida sulfonítica de aproximadamente 30 a 60 g/l de ácido sulfúrico
y aproximadamente 20 a 50 g/l de ácido nítrico, en agua.
Adicionalmente, están en solución de 25 a 80 g/l, de preferencia,
aproximadamente 50 g/l de iones de cinc.
La velocidad de la reacción de decapado
esencialmente depende del contenido de ácido libre. La reducción
del ácido nítrico es la reacción dominante e impide una formación
de hidrógeno. La relación de los contenidos de los ácidos a su vez
ejerce una influencia en el resultado del decapado.
Preferentemente, se usa una mezcla ácida
sulfonítica con 2 a 10% en volumen de ácido sulfúrico y 2 a 10% en
volumen de ácido nítrico, siendo la relación de mezcla de ácido
sulfúrico : ácido nítrico menor o igual a 3:1 y ascendiendo el
contenido de ácido libre a 25 hasta 100 g/l.
Se enjuaga la banda que sale de la instalación de
decapado, como se ha descrito anteriormente. A continuación,
preferentemente, se produce otra capa protectora, mediante la
aplicación y el secado de dispersiones poliméricas que contienen
cromato, de la siguiente manera.
Después de eliminar el agua remanente, mediante
laminado se aplica sobre la banda una mezcla de 65 a 98% en volumen,
preferentemente, 95% en volumen de una dispersión polimérica y de 2
a 35% en volumen, preferentemente, 5% en volumen, de una solución
acuosa de cromato. Se seca esta aplicación a aproximadamente
80-120°C. El grosor de capa de la película
producida, en estado seco asciende a aproximadamente 0,4 hasta 3,0
\mum, preferentemente, a
1,5 \mum.
1,5 \mum.
Aquí, por dispersión polimérica se entiende, por
ejemplo, una mezcla de estireno-acrilato, poliéster
alifático y poliuretano.
Preferentemente, con el procedimiento de la
invención se obtiene un producto plano de una aleación de
titanio-cinc tal que principalmente presenta cinc
de alto grado de pureza y además, un contenido de cobre de 1,0 a
2,0% en peso, un contenido de titanio de 0,07 a 0,12% en peso y un
contenido máximo de aluminio de 0,015% en peso y que posee una
pátina de color negro mate. Esta última preferentemente está
recubierta por una capa protectora con un grosor de 0,4 a 3,0
\mum, que en el ejemplo de realización fue obtenida por
aplicación y secado de una dispersión polimérica que contiene
cromato; de forma correspondiente, el peso por superficie de la
cobertura asciende a 5 hasta 40 mg/m^{2}.
Claims (7)
1. Procedimiento para la fabricación de capas
protectoras de una coloración de tono oscuro mediante el decapado
de productos planos laminados de titanio-cinc para
su uso en la construcción, en el que los productos planos son
decapados en un baño decapante acuoso con una mezcla ácida
sulfonítica que contiene ácido sulfúrico y ácido nítrico, y después
del enjuague son pasivados por la aplicación de una capa
protectora, caracterizado porque se usan productos planos
laminados de una aleación de titanio-cinc, que
principalmente presenta cinc de alto grado de pureza y además, un
contenido de cobre de 1,1 a 2,0% en peso, un contenido de titanio
de 0,06 a 0,2% en peso y un contenido máximo de aluminio de 0,015%
en peso.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el contenido de cobre se encuentra
entre 1,1 y 1,4% en peso.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el grado de pureza del cinc en la
aleación es de 99,995% en peso.
4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
3, en el que el baño decapante, además de agua, contiene de 30 a 60
g/l de ácido sulfúrico (H_{2}SO_{4}) y de 20 a 50 g/l de ácido
nítrico (HNO_{3}).
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se
produce otra capa protectora por aplicación y secado de una
dispersión polimérica que contiene cromato.
6. Producto laminar de una aleación de
titanio-cinc, que principalmente está compuesta por
cinc de un alto grado de pureza y además, presenta un contenido de
cobre de 1,0 a 2,0% en peso, un contenido de titanio de 0,07 a
0,12% en peso y un contenido máximo de aluminio de 0,015% en peso, y
ha sido decapado en un baño decapante con ácido sulfúrico y ácido
nítrico, y está pasivado con una capa protectora oscura.
7. Producto laminar según la reivindicación 6,
caracterizado porque la capa protectora pasivante está
cubierta por otra capa protectora mediante la aplicación y el
secado de una dispersión polimérica que contiene cromato.
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