Método para la fabricación de una herramienta para trabajos en caliente con un recubrimiento.

Método para la fabricación de una herramienta para trabajos en caliente (1), particularmente de un punzón o de una barra de laminación para la fabricación de tubos sin soldadura, o de un punzón de forja para forjar en caliente piezas de trabajo tubulares de metal, que presenta las siguientes etapas:

a) Fabricación de un cuerpo base de la herramienta

(2), en donde la fabricación del cuerpo base de la herramienta (2) comprende la elaboración de un perfilado de la superficie (5) con un número de protuberancias (6) y entalladuras (7) sobre la superficie del cuerpo base de la herramienta (2), en donde las protuberancias (6) se conforman particularmente como resaltes que presentan forma de nervadura en la sección radial, preferentemente con forma rectangular, que se extienden a lo largo de una longitud predeterminada (B) en el sentido de un eje longitudinal (a) de la herramienta (1), y que se elevan a una altura predeterminada (D) por encima de las entalladuras (7), en donde la elaboración del perfilado de la superficie (5) se realiza preferentemente mediante un procesamiento mecánico, particularmente mediante torneado;

b) Aplicación de un recubrimiento (4) sobre el cuerpo base de la herramienta (2),

caracterizado porque después de la etapa a) y antes de la etapa b), o después de la etapa a) y durante la etapa b), se fabrica en primer lugar una capa protectora primaria de un material transformado (8), mediante la utilización de un tratamiento termoquímico, a partir de una parte del material del cuerpo base (2) a lo largo de la superficie estructurada, en donde se reducen el ancho de las protuberancias (6) y la profundidad de las entalladuras (7), y en donde la conversión termoquímica comprende particularmente la elaboración de un óxido de hierro, se prefieren particularmente cascarillas de óxido, y porque sobre la capa de material primaria transformada de esta manera (8), se aplica una capa protectora exterior (4) que completa los espacios de las entalladuras (7) que permanecen entre las protuberancias (6).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/000643.

Solicitante: SMS MEER GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: OHLERKIRCHWEG 66 41069 MONCHENGLADBACH ALEMANIA.

Inventor/es: PEHLE, HANS JOACHIM, DR., SERIN,KAZIM.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO MECANICO DE LOS METALES SIN ARRANQUE SUSTANCIAL... > LAMINADO DE METALES (operaciones auxiliares en relación... > B21B23/00 (Laminado de tubos, no limitado a uno de los métodos mencionados en uno solo de los grupos B21B 17/00 - B21B 21/00, p. ej. por procedimientos combinados (B21B 25/00   tiene prioridad))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO MECANICO DE LOS METALES SIN ARRANQUE SUSTANCIAL... > LAMINADO DE METALES (operaciones auxiliares en relación... > B21B25/00 (Mandriles para laminadores de tubos metálicos, p. ej. mandriles de los utilizados para los procedimientos previstos en el grupo B21B 17/00; Accesorios que le son asociados)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO MECANICO DE LOS METALES SIN ARRANQUE SUSTANCIAL... > LAMINADO DE METALES (operaciones auxiliares en relación... > Laminado de tubos por cilindros cuyos ejes son prácticamente... > B21B17/02 (con un mandril (B21B 17/08 tiene prioridad))

PDF original: ES-2481404_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método para la fabricación de una herramienta para trabajos en caliente con un recubrimiento La presente invención hace referencia a un método para la fabricación de una herramienta para trabajos en caliente, particularmente de un punzón o de una barra de laminación para la fabricación de tubos sin soldadura, o de un punzón de forja para forjar en caliente piezas de trabajo tubulares de metal, que presenta las siguientes etapas:

a) Fabricación de un cuerpo base de la herramienta, en donde la fabricación del cuerpo base de la herramienta comprende la elaboración de un perfilado de la superficie con un número de protuberancias y entalladuras sobre la superficie del cuerpo base de la herramienta, en donde las protuberancias se conforman particularmente como resaltes que presentan forma de nervadura en la sección radial, preferentemente con forma rectangular, que se extienden a lo largo de una longitud predeterminada en el sentido de un eje longitudinal de la herramienta, y que se elevan a una altura predeterminada por encima de las entalladuras, en donde la elaboración del perfilado de la superficie se realiza preferentemente mediante un procesamiento mecánico, particularmente mediante torneado;

b) Aplicación de un recubrimiento sobre el cuerpo base de la herramienta (observar US 5 031 434 A) .

Mediante la patente US 5.031.434 A se ha conocido una barra de laminación para laminar tubos sin soldadura, que presenta un cuerpo base con un perfilado de la superficie de esta clase, con un recubrimiento aplicado a continuación y por separado sobre el cuerpo mencionado. Un punzón para perforar barras cilíndricas, se conoce a partir de la patente DE 10 2008 056 988 A1 y, por ejemplo, a partir de las patentes JP 54-017363 A y JP 63-192504

A. En este caso, el área de trabajo del punzón está provista de una capa que se adhiere firmemente sobre el cuerpo del punzón, y que reduce la disipación del calor en el cuerpo del punzón durante la perforación. Para que la herramienta cumpla su función, resulta esencial que la capa mencionada presente un apoyo firme.

Además, en el caso de las herramientas para trabajos en caliente o componentes similares, con el fin de incrementar el tiempo de permanencia del recubrimiento (generalmente se trata de un tratamiento termoquímico) , en general se conoce, por ejemplo, el lijado del área de trabajo mediante abrasión por chorro, para mejorar la adherencia del revestimiento a aplicar a continuación.

Sin embargo, se ha demostrado que la superficie rugosa frecuentemente no garantiza una adherencia suficiente y, en muchos casos, la adherencia se pierde durante el proceso de recubrimiento o durante su utilización. Por lo tanto, la capa protectora se despega cuando en la zona de contacto entre el cuerpo base y el recubrimiento, actúan tensiones térmicas o mecánicas.

El objeto de la presente invención consiste en crear un método para la fabricación de una herramienta para trabajos en caliente de la clase mencionada en la introducción, con el cual se garantiza una unión mejorada entre el cuerpo base de la herramienta y el recubrimiento. En correspondencia, la herramienta para trabajos en caliente presenta un tiempo de duración incrementado y, de esta manera, resulta rentable la fabricación particularmente de tubos sin soldadura.

El objeto mencionado se resuelve, conforme a la presente invención, mediante el hecho de que después de la etapa a) se fabrica en primer lugar una capa protectora primaria de un material transformado, mediante la utilización de un tratamiento termoquímico, a partir de una parte del material del cuerpo base a lo largo de la superficie estructurada, en donde se reducen el ancho de las protuberancias y la profundidad de las entalladuras, y en donde la conversión termoquímica comprende particularmente la elaboración de un óxido de hierro, se prefieren particularmente las cascarillas de óxido, y porque sobre la capa de material primaria transformada de esta manera, se aplica una capa protectora exterior que completa los espacios de las entalladuras que permanecen entre las protuberancias.

El tratamiento termoquímico mencionado se puede realizar después de la etapa a) anteriormente mencionada, y durante la etapa b) anteriormente mencionada.

El perfilado de la superficie conforma preferentemente, en un sentido axial de la herramienta, al menos, un destalonado, en donde el perfilado de la superficie presenta particularmente un número de protuberancias y entalladuras sobre la superficie del cuerpo base de la herramienta.

El cuerpo base de la herramienta está conformado preferentemente por acero.

El recubrimiento puede ser una capa que protege contra cargas térmicas y mecánicas. El recubrimiento mencionado se puede aplicar mediante un método de recubrimiento termoquímico.

La aplicación del recubrimiento de acuerdo con la etapa b) anteriormente mencionada, se realiza también, por ejemplo, mediante pulverización a la llama o pulverización de plasma.

En correspondencia, se logra un perfeccionamiento de la unión entre el cuerpo base de la herramienta y el recubrimiento, mediante el mecanizado mediante pulido de la superficie del material de base metálico, y a continuación la conformación con una estructura definida, conformada por nervaduras y espacios que separan las nervaduras mencionadas unas de otras, preferentemente fabricada mediante un procesamiento mecánico, particularmente mediante torneado.

A continuación, conforme a la presente invención, mediante un método de recubrimiento termoquímico controlado, a lo largo del contorno de la superficie del material de base, estructurado de la manera mencionada, una parte del material de base mencionado se transforma en una capa protectora.

Además, se reduce en correspondencia tanto el ancho como la altura de las nervaduras, y la profundidad de los espacios. Sobre dicha capa protectora primaria fabricada mediante la transformación del material de base, se aplica una capa protectora exterior adicional, mediante el tratamiento termoquímico, la cual simultáneamente completa o bien, cierra los espacios o entalladuras que permanecen entre las nervaduras.

Mediante la estructuración óptima, previamente adaptada de acuerdo con las condiciones de utilización de la herramienta, de la transición entre el material de base (cuerpo base) y la capa aplicada, se mejora notablemente la adherencia de la estructura en capas obtenida, y se evita una exfoliación completa de la capa.

Además de la transición mejorada entre el material de laminación y la capa de óxido, también se perfecciona el comportamiento de recogida entre el material de laminación y la herramienta.

El modo de realización recomendado o bien, el acondicionamiento explicado, resulta apropiado en general para herramientas y componentes que deben ser protegidos mediante un recubrimiento, para poder resistir de una mejor manera ante una carga térmica y mecánica.

En los dibujos se representan esquemáticamente, ejemplos de ejecución de la presente invención. Muestran:

Fig. 1 una herramienta para trabajos en caliente, en forma de un punzón, en una vista lateral, Fig. 2 el detalle "Z" de acuerdo con la figura 1, para el cuerpo base de la herramienta aún sin recubrir;

Fig. 3 el detalle "Z" de acuerdo con la figura 1, para el cuerpo base de la herramienta ahora recubierto;

Fig. 4 el detalle "Z" de acuerdo con la figura 1, para un cuerpo base alternativo recubierto de la herramienta;

Fig. 5 una primera imagen de pulido vista al microscopio para el detalle "Z" de acuerdo con la figura 1, a través de la herramienta para trabajos en caliente; y Fig. 6 una segunda imagen de pulido vista al microscopio para el detalle "Z" de acuerdo con... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método para la fabricación de una herramienta para trabajos en caliente (1) , particularmente de un punzón o de una barra de laminación para la fabricación de tubos sin soldadura, o de un punzón de forja para forjar en caliente piezas de trabajo tubulares de metal, que presenta las siguientes etapas:

a) Fabricación de un cuerpo base de la herramienta (2) , en donde la fabricación del cuerpo base de la herramienta

(2) comprende la elaboración de un perfilado de la superficie (5) con un número de protuberancias (6) y entalladuras

(7) sobre la superficie del cuerpo base de la herramienta (2) , en donde las protuberancias (6) se conforman particularmente como resaltes que presentan forma de nervadura en la sección radial, preferentemente con forma rectangular, que se extienden a lo largo de una longitud predeterminada (B) en el sentido de un eje longitudinal (a)

de la herramienta (1) , y que se elevan a una altura predeterminada (D) por encima de las entalladuras (7) , en donde la elaboración del perfilado de la superficie (5) se realiza preferentemente mediante un procesamiento mecánico, particularmente mediante torneado;

b) Aplicación de un recubrimiento (4) sobre el cuerpo base de la herramienta (2) , caracterizado porque después de la etapa a) y antes de la etapa b) , o después de la etapa a) y durante la etapa b) , se fabrica en primer lugar una capa protectora primaria de un material transformado (8) , mediante la utilización de un tratamiento termoquímico, a partir de una parte del material del cuerpo base (2) a lo largo de la superficie estructurada, en donde se reducen el ancho de las protuberancias (6) y la profundidad de las entalladuras (7) , y en donde la conversión termoquímica comprende particularmente la elaboración de un óxido de hierro, se prefieren particularmente cascarillas de óxido, y porque sobre la capa de material primaria transformada de esta manera (8) , se aplica una capa protectora exterior (4) que completa los espacios de las entalladuras (7) que permanecen entre las protuberancias (6) .

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en la aplicación del recubrimiento (4) de acuerdo con la etapa b) , las entalladuras (7) se completan con el recubrimiento (4) , al menos, hasta la altura de las protuberancias (6) , en donde la superficie del recubrimiento (4) excede preferentemente la altura de las protuberancias (6) .

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la aplicación del recubrimiento (4) de acuerdo con la etapa b) , se realiza mediante pulverización a la llama, pulverización de plasma o mediante un tratamiento termoquímico.