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LA ESTRATEGIA DEL MAGNESIO

En la Cumbre de Kyoto, los fabricantes de automóviles europeos, representados por la ACEA, se comprometieron a reducir las emisiones de CO2 a 140g / km en 2008 y 120 g / km antes de 2012. Aún antes, los fabricantes de Estados Unidos habían aceptado los objetivos CAFÉ (Economía de combustible en las empresas) establecidos por el gobierno, con California a la delantera. Uno de los medios para mejorar la economía del combustible es reducir pesos, y el magnesio es un material a tener muy en cuenta para ello.

- ligero (la densidad del magnesio es un 36% inferior al aluminio)
- elevada ratio dureza - peso
- elevada ratio rigidez - peso
- buena atenuación de las vibraciones
- fácil de fundir y vaciar a máquina
- reciclable
Sin embargo, también presenta inconvenientes:
- elevado coste de la material prima
- deformación bajo tensión
- corrosión
- temores sobre su inflamabilidad
En los últimos años, la abundancia de magnesio en China ha hecho disminuir el precio del mineral, en ocasiones por debajo del aluminio, por lo que su uso cada vez resulta más económico. Se ha mejorado el nivel de deformación bajo tensión mediante el uso de aleaciones, al igual que, en algunos casos, la resistencia a la corrosión. En consecuencia, el uso de piezas de magnesio en las industrias de la automoción y la electrónica aumentó un 350% entre 1991 y 2001; Ford y VW realizaron inversiones en producción primaria de magnesio en Australia e Israel, y los coches norteamericanos contenían en 2002 un promedio de 5 kg de magnesio.



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A pesar de ello, VW dejó de producir el portón de magnesio del Lupo siguiendo las recomendaciones de los ingenieros, contrarias a la utilización del magnesio por su elevado coste de protección contra la corrosión. Actualmente, la mayoría de las piezas de magnesio se concentran en las zonas más protegidas del coche, no expuestas a entornos corrosivos. Algunos de estas piezas son marcos de asientos, armaduras para volantes, barras en los paneles de instrumentos, cuadros para techos solares y descapotables y otras en las que el entorno es poco agresivo y es posible una elevada integración de los componentes.

Al alejarnos del asiento del conductor, la protección contra la corrosión comienza a plantear problemas, p.ej., en puertas, portones traseros, armazones para piezas delanteras y techos abatibles o descapotables. En estas piezas, es posible que los fabricantes consideren Keronite como uno de los mejores tratamientos anticorrosión para el magnesio.

¿Por qué Keronite?

Resistencia a la corrosión: El rendimiento de Keronite contra la corrosión en el magnesio ha sido comprobado y comparado con otros tratamientos por fabricantes como BMW, Ford, VW, General Motors, Honda y Daimler Chrysler. [Insertar fotos de placas de prueba] Estos fabricantes han comprobado que Keronite tiene un rendimiento especialmente bueno en las pruebas de corrosión galvánica y estándar, lo que ha llevado a BMW a crear una ‘homologación’ para el uso de Keronite en piezas de magnesio.

Integridad en los bordes: Los bordes suelen ser el punto por donde comienza la corrosión. Los tratamientos previos de anodizado tienden a agrietarse por los bordes, que constituyen puntos de entrada para electrólitos corrosivos. Además, la pintura suele tener menos espesor en los bordes debido a los efectos de las tensiones superficiales, por lo que el recubrimiento es menor en el lugar donde el tratamiento previo sufre agrietamiento. Keronite tiene una estructura amorfa, que no se agrieta en los bordes. Además, su espesor se mantiene uniforme sobre el componente, resultando su espesor incluso ligeramente mayor en los bordes. [Insertar foto de bordes] Todo esto se traduce en que Keronite proporciona buena protección incluso cuando se fijan metales disimilares al magnesio, ya que proporciona una barrera química muy eficaz que impide la formación de una celda galvánica.

Adherencia al sustrato: Al tratarse de un recubrimiento de conversión, Keronite se adhiere atómicamente al sustrato.

Aptitud para la pintura: La superficie superior porosa de Keronite constituye una base excelente casi para cualquier tipo de recubrimiento, incluso PTFE, y se ha utilizado como tratamiento previo para acabados de clase A en paneles exteriores. La tabla siguiente ilustra sus excelentes propiedades adherentes. En estas pruebas se trataron con Keronite piezas de magnesio fundido que posteriormente se rociaron con tres recubrimientos en polvo distintos. En todos los casos, se superó positivamente el test de cinta adhesiva incluso tras 100 horas de exposición a una humedad del 100% a 50º C. [insertar tabla de Japón].
Compatibilidad con baño de fosfato: En ocasiones, nuestros clientes de automoción desearían poder atravesar la línea de pintura del cuerpo de acero convencional con piezas de magnesio. El primer estadio de una línea así suele ser un fosfato de zinc o baño de fosfato de hierro de elevada acidez (típicamente pH 2) como tratamiento previo para el acero. Normalmente esto no sería indicado para piezas de magnesio, que se corroerían rápidamente en un entorno tan ácido. Sin embargo, nuestros clientes han descubierto que si los componentes se tratan previamente con Keronite y a continuación se pasan por el baño de fosfato de zinc, pueden atravesar la línea a pintar y soportar posteriormente rociado de sal como 15 semanas en el test cíclico de corrosión VDA alemán, sin corrosión visible.

Electropintura: Aunque Keronite es por sí aislante eléctrico, puede someterse a electro pintura o e-coat si se toman determinadas precauciones y, de hecho, una capa de Keronite seguida de un e-coat con base de epoxy puede constituir una protección muy eficaz y de bajo coste para el magnesio.

Resistencia al raspado: La primera línea de defensa para la protección del magnesio contra la corrosión es aplicar un recubrimiento protector y mantenerlo intacto. Una de las ventajas adicionales de la dureza de Keronite sobre magnesio (alrededor de 350 – 700 HV) es que proporciona una elevada resistencia al raspado. Las pruebas realizadas por la Universidad de Hull, ilustradas en la siguiente tabla, muestran que 10 µm de Keronite por sí solo precisa una fuerza tres veces mayor que un espesor equivalente de anodizado para llegar al sustrato de magnesio. Esta fuerza puede multiplicarse por diez si la capa de Keronite se impregna con un recubrimiento orgánico como e-coat, PTFE o recubrimiento en polvo. Esto hace que las piezas recubiertas de Keronite tengan menos posibilidades de dañarse durante el montaje, mantenimiento o el desgaste normal del uso.

Implementación industrial

Dos de las críticas habituales contra los procesos PEO en general es que resultan costosos y no son ampliables a los elevados volúmenes que precisa la industria de la automoción. En Keronite, hemos concentrado en los tres últimos años nuestros esfuerzos de I+D en avanzar el proceso de magnesio para atajar estos dos problemas.

Efectividad de costes: El último proceso de Keronite para magnesio reduce los costes del PEO de dos formas. En primer lugar, la velocidad del recubrimiento es de 2 – 4 µm por minuto, hasta tres veces superior que en generaciones anteriores del proceso. En segundo lugar, hemos mejorado el rendimiento del recubrimiento de forma que ahora se precisan capas más delgadas para conseguir el mismo rendimiento. Los resultados preliminares se dieron a conocer en la conferencia sobre el magnesio DGM 2003 [enlace al documento de la conferencia SMH/PS DGM]. Esta combinación significa que Keronite es en muchas ocasiones la solución más económica con resultados reales. También tenemos varios ejemplos de clientes que adoptan Keronite porque ahorran dinero al eliminar otros procesos o estadios de fabricación. Por ejemplo, un cliente descubrió que 6 µm de Keronite le proporcionaba un mayor rendimiento contra la corrosión que 25 µm de otro proceso PEO + c-coat.

Coste total del sistema:  El coste de Keronite deberá contemplarse siempre como parte del coste de proteger todo el sistema contra la corrosión.  Se ha demostrado que el uso de Keronite como protección contra la corrosión puede permitir eliminar costosas arandelas, juntas y amortiguadores.  Se ha demostrado que permite una reducción de costes generales de un sistema en comparación con el uso de recubrimientos anticorrosivos alternativos.

Escalabilidad: La línea totalmente automatizada de producción de Keronite recientemente creada e instalada en Bicester (Reino Unido) en las instalaciones de nuestro socio Powdertech Ltd., utiliza nuestro proceso de nueva generación y tiene capacidad para procesar hasta 3,6 m2 de piezas de magnesio con Keronite cada 5 minutos.

Reciclado: Aún no se ha realizado un estudio completo sobre el reciclado de piezas de magnesio con recubrimiento de Keronite para automoción. Sin embargo, el recubrimiento de Keronite no contiene metales pesados ni otros elementos que pudieran tener un efecto negativo en las propiedades de las aleaciones de magnesio más habituales. Esto se ha realizado en la práctica mediante el análisis químico de una pequeña muestra de AM60B recubierta de Keronite y fundida; la recomendación es que las piezas con recubrimiento de Keronite pueden reciclarse de la misma manera que los componentes sin recubrir.

Suministro a medida
¡Para producir piezas de magnesio, Keronite no lo es todo! Mediante una estrecha colaboración con el resto de la cadena de suministro, podemos ayudarnos mutuamente en plena sinergia para proporcionar a nuestros clientes el mejor producto. Keronite mantiene acuerdos de cooperación con Meridian para piezas vaciadas y con Timminco para piezas extrusionadas. En tonelaje, Meridian es el mayor productor del mundo de piezas fundidas de magnesio para automoción, y es pionera en el Módulo Front End de magnesio: un vaciado en una pieza que se fija a los longitudinales delanteros del vehículo, combinando los elementos con una buena integridad estructural y elementos auxiliares como los faros y el radiador. Timminco suministra una gama de productos de magnesio forjado y extrusionado para clientes que buscan una mayor resistencia, así como ruedas de aluminio fundido.

Nanomag
Keronite participa en el proyecto Framework 5 European NANOMAG (Desarrollo de materiales nanoestructurales innovadores para la protección de componentes de magnesio) financiada por la UE dentro de sus iniciativas para el crecimiento sostenible. El objetivo de este programa es desarrollar nuevos recubrimientos resistentes a la corrosión y la abrasión para proteger piezas de magnesio utilizando procesos económicos y respetuosos con el medio ambiente. Keronite fue uno de los sistemas evaluados, junto con los recubrimientos PAPVD, CVD, Sol-Gel y Anomag. El proyecto está orientado a las industrias aeroespacial y de automoción, que tienen un importante peso en las emisiones de CO y otros agentes contaminantes, por lo que son objetivos importantes para las reducciones de pesos. Además del rendimiento técnico, el proyecto examinó todo el ciclo, coste e impacto medioambiental de cada uno de los recubrimientos. Puede solicitar el informe final a info@keronite.com.

 
  Keronite International Ltd., Granta Park, Great Abington, Cambridge, CB21 6GP, UK. Tel: +44 (0) 1223 893 222 | Fax: +44 (0) 1223 894 222 | Email: info@keronite.com