MXPA03007555A - Material de acero tratado superficialmente, un metodo para su produccion y un liquido para tratamiento de conversion quimica. - Google Patents

Abstract

Un liquido para tratamiento de conversion quimica que puede formar de manera estable una pelicula de conversion quimica de tipo fosfato sobre un material de acero para una porcion de junta de un tubo de acero para pozo petrolero que contiene 0.5-13% de Cr, se desarrolla. Utilizando un- liquido para tratamiento de conversion quimica al que se agrega una cantidad prescrita de potasio, una pelicula de conversion quimica que contiene una cantidad prescrita de compuestos de potasio y que tiene un espesor prescrito puede formarse sobre la superficie roscada de una porcion de junta de un tubo de acero para pozo petrolero.

Description

Material de Acero Tratado Superficialmente, un Método para su Producción y un Liquido para Tratamiento de Conversión Química Campo técnico La presente invención trata de un líquido para tratamiento de conversión química para formar una película de conversión química sobre la superficie de un material de acero tal como un acero con contenido de cromo y de un método para tratamiento superficial utilizando el líquido. La presente invención también trata de un material de acero tratado superficialmente que se produce utilizando el citado método de tratamiento superficial y particularmente a un material de acero tratado superficialmente que tiene excelente resistencia al agarrotamiento. Técnica anterior El tratamiento de conversión química es un tipo de tratamiento en el cual la superficie de un material de acero y una solución corrosiva reaccionan químicamente entre sí para formar una película de un producto anticorrosivo con buena adhesión a la superficie del material de acero. El tratamiento de conversión química frecuentemente se refiere al tratamiento de fosfato, el tratamiento de cromato, el tratamiento de oxalato, etc. dependiendo del tipo de solución corrosiva que se utilice. Sin embargo, una película de conversión química no puede formarse mediante dicho tratamiento de conversión química sobre un acero tal como acero al alto cromo. Según la revelación de la Solicitud de Patente no Evaluada Publicada de Japón N° . 57-82478, por ejemplo, se conoce un método donde el tratamiento de conversión química se lleva a cabo sobre la superficie de una material de acero que usa un líquido para tratamiento de conversión química con base en fosfato de metal alcalino y con contenido de un compuesto de titanio y un líquido para tratamiento de conversión química que contiene un fosfato de cinc. Sin embargo, este método tiene la desventaja de que el tratamiento debe realizarse dos veces. Además, este método no puede formar una película de conversión química sólida de un fosfato sobre un acero al alto cromo tal como acero al 13% de cromo. La Solicitud de Patente de Japón Publicada no Evaluada n° . 5-40034 revela un método de tratamiento superficial utilizando un líquido para tratamiento de conversión superficial con contenido de manganeso y ácido fosfórico a lo que se agrega iones de fluoruro. Sin embargo, aún con este método, no es posible formar una película de conversión química sobre un acero al cromo. Los tubos de acero para pozos petroleros se conectan entre sí a través de empalmes. Con este fin, las roscas macho formadas en los extremos de los tubos de acero para pozos petroleros se acoplan con roscas hembra formadas en la superficie interior de los empalmes, y las roscas se aprietan para formar una junta hermética a líquidos que conecta los tubos. En el momento de apriete, se aplica una gran torsión a las roscas, de manera que es fácil que ocurran defectos tales como excoriación en la superficie de las roscas, lo que reduce el número de veces que los tubos de acero para pozos petroleros pueden conectarse repetidamente entre sí. Además, si se presenta corrosión en la superficie de las roscas, se hace difícil garantizar una hermeticidad adecuada contra el gas y estanqueidad al agua. En consecuencia, en el pasado, la superficie de las roscas de una junta roscada para tubos de acero para pozos petroleros hecha de un acero con contenido de cromo se enchapaba con un metal suave tal como cobre a fin de evitar la excoriación. Sin embargo, debido a las horas hombre necesarias para el enchapado, este método no es satisfactorio y puede haber mejoras. Revelación de la Invención De ese modo, ha habido demanda para una técnica que pueda formar de manera estable una película sólida de conversión química tal como una película de fosfato de cinc o una película de fosfato de manganeso sobre la superficie de un acero con contenido de cromo. Un objetivo de la presente invención es proporcionar un método para fabricar un material de acero tratado superficialmente en donde el tratamiento de la superficie se lleve a cabo de tal manera que una pelicula de conversión química de un fosfato pueda formarse con estabilidad aún sobre la superficie del acero al cromo antes descrita . Otro objetivo también de la presente invención es proporcionar un material de acero con tratamiento superficial que tenga dicha pelicula de conversión química de un fosfato formado en la misma. Los inventores de la presente descubrieron que la adición de un compuesto de potasio a un líquido para tratamiento de conversión química tipo fosfato resulta en una mejora sustancial en la capacidad de formación de película y hace posible la forma estable de una película de conversión química de tipo fosfato aún sobre un acero con contenido de cromo, donde ha sido difícil formar una película de conversión química. Con base en estos hallazgos, los inventores de la presente continuaron la investigación y desarrollo y además descubrieron que dicho efecto de un compuesto de potasio y en particular de tetraborato de potasio generalmente se ve en las películas de conversión química formadas por tratamiento con cromato, tratamiento con oxalato y similares, y concluyeron la presente invención.

En sentido amplio, la presente invención es un material de acero tratado superficialmente que comprende un material de acero y una película de conversión química formada sobre por lo menos una porción de la superficie del material de acero, la película de conversión química contiene potasio en una cantidad de 0.1 - 1000 mg/m2 y tiene un espesor de 5 - 50 mieras y de preferencia 5 - 35 mieras. En una forma de realización preferida de la invención, la película de conversión química es una película de conversión química de tipo fosfato, como película de conversión química de tipo fosfato de cinc o una película de conversión química de tipo fosfato de manganeso. En el caso de los tubos para pozos petroleros, se prefiere que una película de conversión química de tipo fosfato de manganeso se forme en una porción de junta de empalmes y una película de conversión química de tipo fosfato de cinc se forme en una porción de junta de los tubos de acero para pozos petroleros. De acuerdo con otro aspecto, la presente invención es un método para producir un material de acero tratado superficialmente en donde el tratamiento de conversión química se realiza en la superficie de un material de acero usando un líquido para tratamiento de conversión química que contiene cinc y ácido fosfórico o manganeso y ácido fosfórico y además contiene potasio. El líquido para tratamiento de conversión química de preferencia tiene una concentración molar de iones con contenido de potasio de por lo menos 6 x 10"4% y a lo sumo 7 x 10-1%. El tratamiento de conversión química puede llevarse a cabo sumergiendo el material de acero en el líquido para tratamiento de conversión química durante por lo menos cinco minutos a una temperatura de 60 - 100°C y de preferencia 70 -100°C. Alternativamente, el tratamiento de conversión química puede llevarse a cabo abasteciendo el líquido para tratamiento de conversión química para el material de acero por lo menos cinco minutos a temperatura de 60 - 100°C y de preferencia 70 - 100°C. Según otro aspecto más, la presente invención es un líquido para tratamiento de conversión química para un material de acero que contiene cinc y ácido fosfórico o manganeso y ácido fosfórico y además contiene potasio. En una forma de realización preferida, la concentración molar de iones con contenido de potasio en el líquido para tratamiento de conversión química es de preferencia por lo menos 6 x 10~4% y a lo sumo 7 x 10" %. Cuando el líquido para tratamiento de conversión química de la presente invención contiene manganeso y ácido fosfórico y además contiene potasio, el número ácido total de preferencia es por lo menos 30 y menos de 55, y la relación del número de ácidos total para el número libre de ácidos es de preferencia 3 - 15. Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una vista esquemática de una configuración para un método de prueba de goteo utilizado en un ejemplo de la presente invención. Mejor Modo de Realizar la Invención La presente invención se describirá ahora con más detalle. En esta especificación, salvo especificación de otro modo, significa "% de masa". De acuerdo con la presente invención, después de que la superficie de un material de acero que va a ser tratado ha sido desengrasada y enjuagada con agua, el tratamiento de conversión química tal como tratamiento de tipo fosfato, de tipo cromato o de tipo oxalato se realiza sobre el material de acero. El tratamiento de conversión química que se prefiere es el que utiliza un líquido para tratamiento de conversión química que contiene cinc y ácido fosfórico o manganeso y ácido fosfórico. Ese líquido para tratamiento de conversión química se denomina como líquido para tratamiento de conversión química de tipo ácido fosfórico de cinc o de tipo ácido fosfórico de manganeso. El método de tratamiento de conversión química es en sí conocido. Por lo que, se omitirá una descripción del método para tratamiento de conversión química.

No hay restricciones particulares en la composición química de un material de acero utilizado en la presente invención, pero la presente invención tiene ventajas particulares cuando se lleva a cabo sobre un acero con contenido de cromo que tiene un 0.5 - 13% de masa (que a continuación se indica sencillamente con el símbolo de %) de cromo, sobre el que es difícil realizar el tratamiento de conversión química mediante los métodos convencionales. Tampoco hay limitaciones en la forma del material de acero. Por ejemplo, puede ser un tubo sin costuras utilizado como tubo de acero para pozos petroleros o un empalme para el mismo y en particular una porción de junta roscada del tubo o empalme. Alternativamente, puede tener la forma de otro tipo de tubo, una varilla, una placa u hoja o similar. La presente invención tiene ventajas particulares desde el punto de vista económico cuando se aplica a una junta roscada para un tubo de acero sin costura tal como un tubo de acero para pozo petrolero hecho de un acero con contenido de cromo . la aspereza superficial Rmax de la porción de la superficie del material de acero que va a ser tratado de preferencia se ajusta a 0.1 - 60 mieras. El término "película de conversión química" que se usa en el presente hace referencia a una película que se forma cuando un producto de una reacción química entre una solución y la superficie del material de acero se adhiere a la superficie de acero en la forma de una película. Entre los diversos tipos de película de conversión química se encuentran los tipos de fosfatos, los tipos de cromatos, los tipos de oxalatos, etc., dependiendo del tipo de solución utilizada para formar la película. En la presente invención, no existen restricciones particulares sobre el tipo de película de conversión química siempre que ésta contenga potasio. Sin embargo, cuando la presente invención se aplica a una junta para un tubo de acero sin costura como un tubo de acero para pozo petrolero, la película de preferencia es una película de conversión química de tipo fosfato. Esto se debe a que los tipos de fosfatos de la película de conversión química tienen excelente adhesión a una superficie de acero y además tienen excelentes propiedades contra la oxidación y resistencia a la excoriación. Mejor aún la película de conversión química es una película de conversión química de tipo ácido fosfórico y manganeso. ün "líquido para tratamiento de conversión química" hace referencia a un líquido para tratamiento usado para formar dicha película de conversión química. Los líquidos para tratamiento de conversión química también incluyen tipos de fosfatos, tipos de cromatos, tipos de oxalatos, etc. En la presente invención, un líquido para tratamiento de conversión química contiene un compuesto de potasio para fomentar la formación de una película de conversión química, aumentando la uniformidad de la película de conversión química y evitando la falta de cobertura (exposición del sustrato metálico debajo de la película). Sin embargo, si los iones de F y los iones de Al están presentes al mismo tiempo en el líquido para tratamiento de conversión química,- debido a la acción de los iones de Fe y los iones de Zn que están presentes al mismo tiempo, un lodo de ?2?1 (Fe,Zn)Fs puede formarse y precipitarse y la adición de un compuesto de potasio al líquido para tratamiento de conversión química no puede producir los efectos deseados. En consecuencia, el tratamiento de conversión química de preferencia se lleva a cabo en la ausencia de iones de fluoruro . Ejemplos de compuestos de potasio que pueden usarse en la presente invención incluyen boratos (como tetraborato de potasio) , hidróxidos (como hidróxido de potasio) , fluoruros (como fluoruro de potasio), nitratos (como nitrato de potasio) , cloruros (como cloruro de potasio) , sulfatos (como sulfato de potasio) y similares. Es posible usar uno solo de estos compuestos de potasio o dos o más en combinación. De preferencia el compuesto de potasio es un borato y más aún tetraborato de potasio. El compuesto de potasio se usa agregándolo a un líquido para tratamiento de conversión química que contiene cinc o manganeso.

El mecanismo del efecto que tiene el potasio sobre la formación de una película de conversión química se piensa que es el siguiente en el caso de un líquido para tratamiento de conversión química de tipo fosfato. La adición de un compuesto de potasio a un líquido para tratamiento de conversión química destruye la condición de equilibrio del cinc o manganeso con el ácido fosfórico en el líquido, se forma el fosfato de potasio soluble, y se disuelve en el líquido. Al mismo tiempo, el exceso de cinc o manganeso forma un gel flotante insoluble que tiene proyecciones de estilo de espigas. Se piensa que este material flotante es rápidamente absorbido por la superficie del material de acero y actúa como núcleos para fomentar la formación de una película de un fosfato sobre la superficie de acero y que éste forma una película de fosfato sólida que tiene una cantidad minimizada de falta de cobertura (exposición del sustrato metálico) . Aunque la causa no está clara, con un líquido para tratamiento de conversión química al que se agrega un compuesto de sodio (Na2B407 · 10H2O) en lugar de un compuesto de potasio, se puede obtener una película de conversión química con un espesor de 10 mieras, pero hay una gran cantidad de falta de cobertura y no se puede decir que la película es práctica. En consecuencia, el excelente efecto antes descrito se piensa que es específico con los compuestos de potasio.

Un compuesto de potasio puede agregarse a un líquido para tratamiento de conversión química en la forma de un polvo o en la forma de solución líquida. Se puede agregar cuando se prepara inicialmente el líquido para tratamiento de conversión química o puede agregarse inmediatamente antes del tratamiento de conversión química o durante el mismo. En una forma de realización preferida de la presente invención, el líquido para tratamiento de conversión química es un líquido para tratamiento de conversión química de tipo fosfato de manganeso que contiene un compuesto de potasio, en donde el líquido se ajusta para tener un número total de ácido por lo menos 30 y menos de 55 y tiene una relación de número total de ácido para número libre de ácido de 3 - 15. El "número total de ácido" de un líquido para tratamiento de conversión química es el valor de titulación (mi) cuando una muestra de 10 mi del líquido se somete a titulación por neutralización con una solución de hidróxido de sodio con una concentración de 0.1 ml/1 utilizando fenoftaleina como un indicador. El "número libre de ácido" de un líquido para tratamiento de conversión química es el valor de titulación (mi) cuando la titulación por neutralización se realiza en una muestra de 10 mi del líquido que usa broraofenol como indicador. La "relación de número total de ácido para número libre de ácido" es el número total de ácido dividido entre el número libre de ácido y también se denomina relación de ácido. Si el número total de ácido de un liquido para tratamiento de conversión química que contiene potasio es menor a 30, la película de fosfato de manganeso que se forma en el material de acero tratado no es suficientemente uniforme y la falta de cobertura (exposición del sustrato metálico) ocurre. Además, aún si se forma una película de conversión química uniforme, el tiempo de tratamiento necesario para la formación de la película es extremadamente largo, así que el tratamiento de conversión química no es económico. Si el número total de ácido es 55 o mayor, los cristales de fosfato de manganeso formados sobre la superficie del material de acero que se está tratando se vuelve extremadamente burdo, por lo que también puede ocurrir falta de cobertura y la adhesión de la película de conversión química para el material de acero que está siendo tratado se deteriora, conduciendo a un deterioro en la resistencia del material de acero a la excoriación. De preferencia, el número total de ácido es 35 - 53. La relación del número total de ácido para número libre de ácido es 3 - 15 y de preferencia 6 - 11 por las mismas razones que el número total de ácido se limita al margen antes descrito. La concentración de compuestos de potasio en el liquido para tratamiento de conversión química en % de masa es de preferencia 0.01 - 10%. Si la concentración de los compuestos de potasio es menor a 0.01%, el espesor de la película es insuficiente. Por otro lado, si la concentración de los compuestos de potasio excede 10%, el efecto de los compuestos de potasio en la formación de la película se satura. Desde el punto de vista de obtener un espesor uniforme de película, la concentración del compuesto de potasio es de mayor preferencia 0.1 - 10% y mucho mejor aún 0.1 - 1%. Esta concentración corresponde a una concentración molar de iones con contenido de potasio de por lo menos 6 x 10"4% y a lo sumo 7 x 10_1%. Un margen de más preferencia para la concentración molar de los iones con contenido de potasio es por lo menos 6 x 10~3% y a lo sumo 7 x 10_1%. Un margen todavía de mucha mayor preferencia es por lo menos 6 x 10-3% y a lo sumo 7 x 10"2%. Cuando el líquido para tratamiento de conversión química y la superficie del material de acero se hacen reaccionar, ya sea que el líquido se aplique por inmersión, aspersión u otro método, la temperatura del líquido para tratamiento de conversión química se ajusta a 60 - 100°C y de preferencia 70 - 100°C. Por ejemplo, la temperatura del líquido para tratamiento de conversión química de tipo fosfato de manganeso es preferible de 60 - 100 °C. La temperatura de un liquido para tratamiento de conversión química de tipo ácido fosfórico y cinc es 70 - 100°C y es preferible 70 - 90°C. Si la temperatura es menor a 60°C o 70°C, respectivamente, la velocidad de una reacción para formación de película puede reducirse extremadamente. La temperatura de un líquido para tratamiento de conversión química de tipo fosfato de manganeso es conveniente por lo menos a 85°C y preferible 95-98 °C. Esto se debe a que si el líquido para tratamiento de conversión química hierve, la evaporación del agua se vuelve violenta, y la concentración del líquido para tratamiento de conversión química termina siendo muy elevada. En particular en el caso de un líquido para tratamiento de conversión química de tipo fosfato de cinc, si la temperatura excede 90 °C, la abrasión de la superficie de hierro del sustrato se agrava durante la etapa inicial de la reacción, se forma una gran cantidad de gas de hidrógeno y el gas puede acumularse en la parte inferior de un tubo de acero tal como una junta para un tubo de acero para pozo petrolero, de manera que la formación de la película puede ser obstruida y puede darse el caso de que no se forme una película uniforme y firme. A dicha temperatura, el tiempo de inmersión del material de acero que está siendo tratado o la longitud de contacto entre el material de acero y el líquido para tratamiento de conversión química en el caso de aspersión es de por lo menos 5 minutos.

No hay restricciones particulares en un método para formar una película de conversión química en una superficie de acero que usa un líquido de tratamiento con contenido de potasio. Después de someterse a pretratamiento como desengrasado y enjuagado con agua, el material de acero puede ser sumergido en el líquido para tratamiento de conversión química o el líquido de tratamiento puede ser suministrado a la superficie del material de acero a través de aspersión u otro método. En general, el tratamiento de conversión química de tipo fosfato de manganeso, se pensaba que después de que el material de acero a ser tratado se sujetaba a pretratamiento tal como desengrasado, enjuague con agua, decapado y enjuague con agua, debe someterse adicionalmente al tratamiento de ajuste de superficie con una solución acuosa de una mezcla de fosfato de manganeso y pirofosfato de sodio, pero en la presente invención, con anterioridad a la realización del tratamiento de conversión química tipo fosfato de manganeso, dicho tratamiento de ajuste de superficie no es necesario. Una película de conversión química que se forma utilizando el líquido para tratamiento de conversión química de acuerdo con la presente invención puede cubrir de manera uniforme la superficie de acero. El contenido de potasio de dicha película de conversión química es 0.1 - 1000 mg/m2, y en este caso, haciendo que el espesor sea de 5 - 50 mieras, de preferencia 5 - 35 mieras, cuyo efecto puede exhibirse de manera adecuada. Además, los cristales son finos y espesos, asi que pueden tener una excelente capacidad para retener un lubricante tal como grasa o un lubricante sólido entre los cristales, se muestran buenas propiedades lubricantes y cuando esto se proporciona en una junta para un tubo de acero para pozo petrolero y en particular las roscas, muestra excelentes propiedades. La uniformidad de la película de conversión química aumenta y la exposición del sustrato metálico se reduce si la cantidad de potasio en la película es por lo menos 0.1 mg/m2. No hay otras mejoras en las propiedades de la película cuando la cantidad de potasio en la misma excede 1000 mg/m2, así que envista de la economía, la cantidad es preferible a lo sumo en 1000 mg/m2. Si el espesor de la película de conversión química es menor a 5 mieras, la película no puede exhibir propiedades adecuadas tales como resistencia a la corrosión. Por otro lado, si el espesor de la película excede 50 mieras, la cantidad de ácido fosfórico y cinc o manganeso consumida en el líquido para tratamiento de conversión química de manera natural se hace grande y el líquido se consume rápidamente. A la luz de la economía, el espesor de la película de preferencia es a lo sumo 35 mieras. El contenido de compuestos de potasio en el líquido para tratamiento de conversión química y el contenido de compuestos de potasio en la película de conversión química no don siempre los mismos ya que el segundo varía dependiendo del tipo de material de acero y otras condiciones de tratamiento de conversión química. En particular, en el caso de un acero con contenido de cromo, con una temperatura baja de 20-30°C o un tiempo de conversión química de menos de 5 minutos, la película de conversión química resultante no contiene la cantidad adecuada de potasio y tiene un aumento en la falta de cobertura con una resistencia inferior a la excoriación . ? continuación, los efectos de la presente invención se describirán en forma más específica en conexión con los ejemplos de trabajo. Ej emplos [Ejemplo 1] En este ejemplo, el tratamiento de conversión química de fosfato se llevó a cabo utilizando tres aceros con contenido de cromo (C:0.25%) con un contenido de cromo de 1%, 3% o 13%. Cada uno de los aceros con contenido de cromo se fundió en un horno de fusión al vacío y después se fundió en una barra rectangular de 25 kg., que fue laminado en caliente a un espesor de 8 mm y después se maquinó para formar piezas de prueba con espesor de 5 mm, un ancho de 25 mm, una longitud de 30 mm y una aspereza superficial Rmax de 5 mieras . Se usó tetraborato de potasio como un compuesto de potasio y un líquido para tratamiento de conversión química de fosfato de cinc comercialícente disponible se uso como un líquido para tratamiento de conversión química. Un líquido para tratamiento de conversión química se preparó agregando tetraborato de potasio al líquido de fosfato de cinc para dar una concentración de 0 - 10% y se colocó a una temperatura de 75 °C en un recipiente de 500 mi. Las piezas de prueba que se habían sometido a pretratamiento tal como desengrasado y enjuague con agua se sumergieron en el líquido durante 5 minutos y después de sacaron y enjuagaron con agua y se secaron. El espesor de la película formada en la superficie de las piezas de prueba se midió con medidor de espesor de películas electromagnéticas. La uniformidad de la película se evaluó con microscopio de escaneo de electrones (MEE) y con analizador de imágenes. El contenido de potasio de la película se determinó sumergiendo las piezas de prueba químicamente tratadas en una solución acuosa de 5% de ácido crómico a 75°C para disolver solo la película después de análisis de absorción química de la solución resultante para determinar la cantidad de potasio. Los resultados de la prueba aparecen en la Tabla 1.

Tabla 1 Tetraborato Acero al Cromo 1 Acero al Cromo 3 Acero al Cromo 13 potasio Evaluación; Evaluación Global En la tabla, el espesor de la película se evaluó como sigue: X (inaceptable) indica un espesor de película de menos de 5 mieras y O (bueno) indica un espesor de película de por lo menos 5 mieras. La uniformidad de la película se evaluó a través del resultado de la relación del área (%) de superficie no cubierta (superficie metálica expuesta) observada en la película formada en las piezas de prueba. O (bueno) indica una relación de área de a lo sumo 5%, ? (normal) indica una relación de área de más de 5% y a lo sumo 20% y X (inaceptable) indica una relación de área que excede 20%. Para la evaluación global, O (aceptable) indica que los resultados de la prueba fueron O tanto para el espesor de la película como la uniformidad de la película y X (inaceptable) indica que los resultados de la prueba fueron ? o X para uno o ambos el espesor de la película y la uniformidad de la película. [Ejemplo 2] Los materiales de prueba usados en este ejemplo fueron aceros con las siguientes composiciones de acero: (1) Acero al carbono - C: 0.25%, (2) Acero al Cr-Mo - C: 0.25%, Cr: 1.0%, Mo: 0.5% (3) Acero al Cr - C: 0.25%, Cr: 3%, 5%, 13% o 22% El ejemplo 1 se repitió excepto que se .usó un líquido para tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso comercialmente disponible como líquido para tratamiento de conversión química. El tetraborato de potasio se agrego al líquido para tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso para dar una concentración de 0 -10% y el líquido para tratamiento de conversión química resultante se colocó a una temperatura de 85°C en un recipiente de 500 mi. Las piezas de prueba que se habían sometido a pretratamiento tal como desengrasado y enjuague se sumergieron en el líquido para tratamiento de conversión química durante 10 minutos y después se sacaron y enjuagaron con agua y se secaron. La película de conversión química resultante se evaluó de la misma manera que en el Ejemplo 1. El acero al cromo 22 fue un ejemplo comparativo, mientras que los demás aceros (acero al carbono, acero al Cr 1- Mo 0.5, acero al cromo 3, acero al cromo 5 y acero al cromo 13) fueron ejemplos de aceros para uso en material de acero de acuerdo con la presente invención. Los resultados de prueba se muestran en la Tabla 2 y la Tabla 3.

Tabla 2 Tetraborato de Acero al Carbono Acero al Cr 1 Mo 0.5 Acero al Cr 3 potasio Global Tabla 3 Evaluación; Evaluación Global En las tablas, el espesor de la película se evaluó como sigue: X (inaceptable) indica un espesor de película de menos de 5 mieras y O (bueno) indica un espesor de película de por lo menos 5 mieras, la uniformidad de la película se evaluó a través del resultado de la relación del área (%) de superficie no cubierta (superficie metálica expuesta) observada en la película formada en las piezas de prueba. O (bueno) indica una relación de área de a lo sumo 5%, ? (normal) indica una relación de área de más de 5% y a lo sumo 20% y X (inaceptable) indica una relación de área que excede 20%. Para la evaluación global, O (aceptable) indica que los resultados de la prueba fueron O tanto para el espesor de la película como la uniformidad de la película y X (inaceptable) indica que los resultados de la prueba fueron ? o X para uno o ambos el espesor de la película y la uniformidad de la película. [Ejemplo 3] En este ejemplo, un tubo de acero para pozo petrolero sin costura hecho de acero con contenido de cromo (C: 0.25%) con un contenido de 1%, 3% 0 13% se usó para el tratamiento. Una pieza de prueba que mide 5 mm de espesor, 25 mm de ancho y 30 mm de largo se cortó de cada uno de los tubos de acero con contenido de cromo antes descritos, que fueron ajustados de manera que su superficie exterior tuviera aspereza superficial Rmax de 5 mieras. En este ejemplo, un liquido para tratamiento de conversión química se preparó agregando tetraborato de potasio a un líquido para tratamiento de conversión química de fosfato de cinc comercialmente disponible para dar una concentración de 0 - 10%. La Figura 1 es una lustración esquemática que muestra la preparación usada en un método de prueba tipo goteo utilizado en este ejemplo. Como se muestra en la figura, un líquido para tratamiento de conversión química 1 se conserva a temperatura de 80°C en un recipiente que tiene capacidad de 500 mi. El líquido para tratamiento de conversión química 1 se goteo durante 5 minutos desde un aparato de goteo 3 sobre la superficie exterior de una pieza de prueba 2 que fue sometida a pretratamiento tal como desengrasado y enjuague con agua. La pieza de prueba 2 fue después enjuagada con agua y se secó. El liquido para tratamiento de conversión química 1 se calentó a través de agua caliente para calentamiento 5 y se recirculó y reutilizó a través de una bomba 4. La película de conversión química resultante se evaluó de la misma manera que en el Ejemplo 1. Los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 4.

Tabla 4 1 Evaluación; 2 Evaluación Global En las tablas, el espesor de la película se evaluó como sigue: X (inaceptable) indica un espesor de película de menos de 5 mieras y O (bueno) indica un espesor de película de por lo menos 5 mieras . La uniformidad de la película se evaluó a través del resultado de la relación del área (%) de superficie no cubierta (superficie metálica expuesta) observada en la película formada en las piezas de prueba. O (bueno) indica una relación de área de a lo sumo 5%, ? (normal) indica una relación de área de más de 5% y a lo sumo 20% y (inaceptable) indica una relación de área que excede 20%. Para la evaluación global, O (aceptable) indica que los resultados de la prueba fueron O tanto para el espesor de la película como la uniformidad de la película y X (inaceptable) indica que los resultados de la prueba fueron ? o X para uno o ambos el espesor de la película y la uniformidad de la película. [Ejemplo 4] En este ejemplo, un tubo de acero para pozo petrolero hecho de acero con contenido de cromo (C: 0.25%) con un contenido de 1%, 3% 0 13% de cromo se preparó. Las piezas de prueba fueron cortadas del tubo de acero antes descrito que fueron ajustadas para que su superficie exterior tuviera aspereza superficial Rmax de 5 mieras. Cada pieza de prueba tenía 5 mm de espesor, 25 mm de ancho y 30 mm de largo.

Un liquido para tratamiento de conversión química se preparó agregando tetraborato de potasio a un liquido para tratamiento de conversión química de fosfato -de manganeso comercialmente disponible para dar una concentración de 0.1 -1.0% y después ajustándose el número total de ácido a por lo menos 30 y menos de 55 y la relación del número total de ácido para número libre de ácido a 8.2 -9.0. El líquido para tratamiento de conversión química se colocó a temperatura de 95°C en un recipiente de 1000 mi. Las piezas de prueba en las que se realizó un pretratamiento tal como desengrasado y enjuague con agua se sumergieron por veinte minutos en el líquido para tratamiento de conversión química y después se enjuagó con agua y se secó. La película de conversión química formada en la superficie del acero de las piezas de prueba se evaluó de la misma manera que en el Ejemplo 1. En la tabla, la uniformidad de la película se evaluó a través de la relación de área de superficie no cubierta (superficie metálica expuesta) como sigue: T (excelente) indica una relación de área de a lo sumo 1%, O (bueno) indica una relación de área superior a 1% y a lo sumo 5%. Para la evaluación global, O (aceptable) indica que los resultados de la prueba fueron T o O para la uniformidad de la película. Los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 5.

Tabla 5 Apllcabilidad Industrial De acuerdo con la presente invención, utilizando el liquido para tratamiento de conversión química con contenido de cinc y ácido fosfórico o manganeso y ácido fosfórico al que se agregó 0.01 - 10% de un compuesto de potasio, es posible formar de manera sencilla y estable una película de conversión química de fosfato, sólida que es uniforme y tiene excelente adhesión a la superficie de un acero que contiene 0.5 - 13% de cromo. Además, utilizando la presente invención, es posible formar de manera sencilla y estable una película de conversión química espesa con adhesión superior a la de la técnica anterior en un acero al carbono también.

Claims (5)

1. Reivindicaciones 1. Un material de acero tratado superficialmente que comprende un material de acero y una película de conversión química formada en por lo menos una porción de la superficie del material de acero, la película de conversión química que contiene potasio en una cantidad de 0.1 - 1000 mg/m2 y tiene un espesor de 5 - 50 mieras.
2. 2. Un material de acero tratado superficialmente según la reivindicación 1 en donde la película de conversión química es una película de conversión química de tipo fosfato .
3. 3. Un material de acero tratado superficialmente según la reivindicación 2 en donde la película de conversión química es una película de conversión química de tipo fosfato de cinc o de tipo fosfato de manganeso.
4. 4. Un material de acero tratado superficialmente según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3 en donde el material de acero tiene una composición de acero con contenido de 0.5 - 13% de masa de Cr. 5. Un material de acero tratado superficialmente según la reivindicación 4 en donde el material de acero es un tubo de acero sin costura y la película de conversión química se proporciona sobre la porción de una junta roscada del tubo . 6. Un material de acero tratado superficialmente según la reivindicación 5 en donde el tubo de acero comprende un tubo para pozo petrolero con una porción roscada. 7. Un material de acero tratado superficialmente según la reivindicación 5 en donde el tubo de acero comprende un empalme roscado para un tubo de pozo petrolero. 8. Un método para fabricar un material de acero tratado superficialmente que comprende la realización de un tratamiento de conversión química sobre un material de acero utilizando un líquido para tratamiento de conversión química con contenido de cinc y ácido fosfórico o manganeso y ácido fosfórico y además potasio. 9. Un método para fabricar un material de acero tratado superficialmente según la reivindicación 8 en donde el líquido para tratamiento de conversión química tiene una concentración molar de iones con contenido de potasio de por lo menos 6 x 10~% y a lo sumo 7 x 10_1%. 10. Un método para fabricar un material de acero tratado superficialmente según la reivindicación 8 en donde el tratamiento de conversión química se lleva a cabo sumergiendo la superficie del material de acero en el líquido para tratamiento de conversión química a una temperatura de 60 - 100°C durante por lo menos cinco minutos. 11. Un método para fabricar un material de acero tratado superficialmente según la reivindicación 8 en donde el tratamiento de conversión química se lleva a cabo suministrando el tratamiento de conversión química a la superficie del material de acero a una temperatura de 60 -100°C durante por lo menos cinco minutos. 12. Un método para fabricar un material de acero tratado superficialmente según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11 en donde el tratamiento de conversión química se lleva a cabo en ausencia de iones de fluoruro. 13. Un líquido para tratamiento de conversión química para un material de acero con contenido de cinc y ácido fosfórico o manganeso y ácido fosfórico y además potasio . 14. Un líquido para tratamiento de conversión química para un material de acero según la reivindicación 13 que tiene una concentración molar de iones con contenido de potasio de por lo menos 6 x 10~4% y a lo sumo 7 x 10_1%. 15. Un líquido para tratamiento de conversión química para un material de acero según la reivindicación 13 o 14 en donde éste contiene manganeso y ácido fosfórico y además potasio, y en donde el número total de ácido es por lo menos 30 y menos de 55 y la relación del número total de ácido para el número libre de ácido es 3 -1
5. 5.