Procedimiento y dispositivo de determinación de la dureza de un componente templado en prensa.

Procedimiento de determinación de la dureza de un componente (B) templado en prensa que es calentado a una temperatura predeterminada y es a continuación conformado y enfriado en una prensa, caracterizado por el hecho de que las temperaturas superficiales del componente

(B) son captadas en distintas zonas superficiales inmediatamente después del enfriamiento, de que los datos de temperatura medidos con ello son aportados a un equipo de evaluación y son ahí convertidos en datos relativos a la dureza REAL del componente y comparados con durezas TEÓRICAS, y de que se modifican parámetros de funcionamiento de la prensa y/o se desecha el componente si la dureza REAL del componente se diferencia de la dureza TEÓRICA en más de un valor de tolerancia preestablecido

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11008522.

Solicitante: Schuler Pressen GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Bahnhofstr. 41 73033 Göppingen ALEMANIA.

Inventor/es: WISCHNEWSKI,MANFRED.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación de las propiedades mecánicas de los... > G01N3/54 (Realización del ensayo a altas o bajas temperaturas)

PDF original: ES-2526989_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivo de determinación de la dureza de un componente templado en prensa

[0001] La invención se refiere a un procedimiento de determinación de la dureza de un componente templado en prensa, así como a un dispositivo para la ejecución del procedimiento.

[0002] En la fabricación de piezas de forma metálicas es conocida la técnica de introducir una pletina metálica en una prensa hidráulica entre una matriz superior y una matriz inferior y luego desplazar las matrices para así aplicarlas una contra otra y conformar con ello la pletina en correspondencia con las formas que se les han dado a las superficies de conformación de las matrices.

[0003] Como es sabido por la DE 10 2007 009 937 A1, en el así llamado temple en prensa, también conocido como temple en matriz, la pletina a conformar o una pieza de partida a conformar es primeramente austenltlzada en un horno a una temperatura de aprox. 800°C a 1000°C, con lo cual se deshace la estructura reticular del metal. La pletina al rojo en este estado es introducida en una prensa en la que está montada una matriz refrigerada. Durante el proceso de cierre de la prensa la pletina es conformada siendo así convertida en un componente. Tras haber sido alcanzado el estado de cierre, la prensa permanece primeramente en su posición y empieza a transcurrir el así llamado tiempo de permanencia, en el que el componente es enfriado, con lo cual se le extrae al componente el calor dentro de un periodo de tiempo de unos pocos segundos. Después del final del proceso de enfriamiento, o sea al haber transcurrido el tiempo de permanencia, se saca de la prensa el componente, que entonces presenta una temperatura situada dentro de la gama de valores que va desde 150°C hasta 250°C, y se procede a aportarlo a un posterior paso de procesamiento. Debido al relativamente rápido enfriamiento del material se forma en el acero una mlcroestructura martensítica, que es la que le proporciona al componente unos relativamente altos valores de dureza.

[0004] La dureza del componente conformado es en esencia dependiente de la velocidad de enfriamiento, que a su vez depende en gran medida de la presión de apriete de la matriz superior o inferior refrigerada. Las zonas del componente que en la conformación se ven expuestas a una tan sólo escasa presión de apriete y que con ello también se enfrían tan sólo lentamente, presentan una menor dureza en comparación con las zonas que se ven sometidas a una alta presión de apriete y se enfrían rápidamente. Esto puede conducir a que el componente no presente las deseadas propiedades en materia de resistencia, lo cual sin embargo no se pone habitualmente de manifiesto hasta que tiene lugar el posterior uso del componente. Una verificación de las propiedades de resistencia del componente va ligada en la mayoría de los casos a la destrucción del mismo y por consiguiente es realizable en la práctica tan sólo en casos excepcionales en unos pocos componentes de una serie de producción.

[0005] La invención persigue la finalidad de lograr un procedimiento con el que pueda determinarse de manera fiable la dureza de un componente que ha sido conformado y enfriado mediante temple en prensa o temple en matriz. Además se persigue crear un dispositivo con el que pueda ejecutarse de manera sencilla el procedimiento.

[0006] Esta finalidad es alcanzada con un procedimiento con las características de la reivindicación 1. Además está previsto que las temperaturas superficiales del componente sean captadas en distintas zonas superficiales inmediatamente después del enfriamiento, que los datos de temperatura medidos con ello sean aportados a un equipo de evaluación, sean ahí convertidos en datos relativos a la dureza REAL del componente y sean comparados con durezas TEÓRICAS, y que sean modificados parámetros de funcionamiento de la prensa y/o que el componente sea desechado cuando la dureza REAL del componente se diferencie de la dureza TEÓRICA en más de un valor de tolerancia preestablecido.

[0007] Según la invención se parte de la idea básica de que en aquellas zonas en las que hay una menor dureza, era reducida la presión de apriete en la conformación y con ello era reducido el enfriamiento. Con ello, estas zonas presentan un relativamente alto calor residual y su temperatura es más alta que la de las zonas que son enfriadas rápidamente a alta presión de apriete.

[0008] Cuando la temperatura en una zona del componente llega a ser demasiado baja, hay el peligro de que el componente haya sido templado demasiado fuertemente en esta zona y por consiguiente sea frágil, es decir, que posea una elasticidad excesivamente reducida.

[0009] Mediante la medición del calor residual en forma de una medición de las temperaturas superficiales del componente en distintas zonas puede determinarse con relativamente alta precisión la dureza del componente zonalmente. Según la invención, las temperaturas superficiales del componente son medidas inmediatamente después de la conformación y del enfriamiento en un dispositivo de medición que está instalado a continuación de la prensa. El concepto "inmediatamente" significa que la captación de las temperaturas en el componente se hace dentro de un periodo de tiempo de al menos 60 seg. tras la apertura de la prensa. En particular está previsto que la medición de las temperaturas superficiales se haga dentro de una gama de periodos de tiempo de 1 seg. a 10 seg. tras la Introducción

en el dispositivo de medición, y en particular dentro de una gama de periodos de tiempo de 5 seg. a 10 seg. tras la introducción en el dispositivo de medición.

[0010] Las temperaturas superficiales del componente medidas son convertidas en un equipo de evaluación, y en particular en un ordenador, en datos relativos a la dureza REAL del componente y son luego comparadas con datos relativos a la dureza TEÓRICA del componente, que están depositados en el equipo de evaluación. De esta manera puede lograrse en el proceso productivo un alto control de la calidad de cada componente. Cuando una dureza REAL calculada se diferencie de una dureza TEÓRICA en más de una diferencia máxima A, el componente será quitado del proceso de producción, es decir que será desechado o segregado, o bien al menos sometido a un adicional estudio de su constitución y en particular de su resistencia. Como alternativa o bien adicionalmente a ello, pueden modificarse parámetros de funcionamiento de la prensa cuando la dureza REAL del componente se diferencia excesivamente de la dureza TEÓRICA. Además puede estar previsto que con esta finalidad sea modificada al menos en zonas parciales del componente la presión de apriete de la prensa al tener lugar el enfriamiento del componente, y/o que se modifique la temperatura de la prensa en el enfriamiento del componente. Adicionalmente o bien como alternativa a ello, puede modificarse el tiempo de enfriamiento, o sea el tiempo de permanencia del componente en la prensa.

[0011] Si resulta que la dureza del componente en una determinada zona del componente en varios componente consecutivos es insuficiente, puede también retocarse y modificarse la matriz de la prensa.

[0012] Para indicarle al usuario que el componente actual se sitúa con su dureza al menos zonalmente fuera de los preestablecimientos TEÓRICOS, puede emitirse una señal acústica y/u óptica, si la dureza REAL del componente se diferencia de la dureza TEÓRICA en más del valor de tolerancia preestablecido.

[0013] Los datos relativos a la dureza TEÓRICA del componente están almacenados en el dispositivo de evaluación. Estos datos relativos a la dureza TEÓRICA del componente se determinan preferiblemente a base de un componente ideal preestablecido. Con esta finalidad se conforma y se templa un componente y a partir... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de determinación de la dureza de un componente (B) templado en prensa que es calentado a una temperatura predeterminada y es a continuación conformado y enfriado en una prensa, caracterizado por el hecho de que las temperaturas superficiales del componente (B) son captadas en distintas zonas superficiales inmediatamente después del enfriamiento, de que los datos de temperatura medidos con ello son aportados a un equipo de evaluación y son ahí convertidos en datos relativos a la dureza REAL del componente y comparados con durezas TEÓRICAS, y de que se modifican parámetros de funcionamiento de la prensa y/o se desecha el componente si la dureza REAL del componente se diferencia de la dureza TEÓRICA en más de un valor de tolerancia preestablecido.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las temperaturas superficiales del componente (B) son captadas en una pluralidad de puntos de medición discretos.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que los puntos de medición están dispuestos a la manera de una retícula.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las temperatura superficiales son captadas mediante al menos una cámara de termografía.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que el componente (B) es antes de la captación de las temperatura superficiales sacado de la prensa e introducido en un dispositivo de medición instalado a continuación de la misma.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que la medición de las temperaturas superficiales se hace dentro de una gama de periodos de tiempo que va desde 1 seg. hasta 10 seg. tras la introducción en el dispositivo de medición.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que los datos relativos a la dureza TEÓRICA se determinan a base de un componente ideal preestablecido.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que la presión de apriete de la prensa al tener lugar el enfriamiento del componente es modificada al menos en zonas parciales del componente si la dureza REAL del componente se diferencia de la dureza TEÓRICA en más del valor de tolerancia preestablecido.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que la temperatura de la prensa al tener lugar el enfriamiento del componente es modificada al menos en zonas parciales si la dureza REAL del componente se diferencia de la dureza TEÓRICA en más del valor de tolerancia preestablecido.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por el hecho de que el tiempo de enfriamiento del componente en la prensa es modificado si la dureza REAL del componente se diferencia de la dureza TEÓRICA en más del valor de tolerancia preestablecido.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por el hecho de que se modifica la

forma de la matriz de la prensa si la dureza REAL del componente se diferencia de la dureza TEÓRICA en más del valor de tolerancia preestablecido.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por el hecho de que es emitida una

señal acústica y/o una señal óptica si la dureza REAL del componente se diferencia de la dureza TEÓRICA en

más del valor de tolerancia preestablecido.

13. Dispositivo de determinación de la dureza de un componente templado en prensa, en particular para la ejecución del procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, con un soporte fijador (11, 12) para el componente (B), un dispositivo de medición (20) mediante el cual son mensurables temperaturas superficiales del componente (B) en distintas zonas superficiales, y un equipo de evaluación en el que los datos de temperatura captados por el dispositivo de medición (20) son susceptibles de ser convertidos en datos relativos a la dureza REAL del componente y son susceptibles de ser comparados con durezas TEÓRICAS, en donde parámetros de funcionamiento de la prensa son susceptibles de ser modificados mediante el equipo evaluación en dependencia de la comparación.

14. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de medición (20) comprende una pluralidad de sensores de temperatura (15).

15. Dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado por el hecho de que los sensores de temperatura (15) están dispuestos a la manera de una retícula.

16. Dispositivo según la reivindicación 13 o 14, caracterizado por el hecho de que los sensores de temperatura

(15) están sujetados en un portasensores (14) desplazable.

17. Dispositivo según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que el portasensores (14) está configurado con forma de placa y dispuesto encima del componente (B) introducido en el dispositivo.

18. Dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado por el hecho de que el portasensores (14) es desplazable

en su plano de la placa y/o normalmente al plano de la placa.

19. Dispositivo según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que el portasensores (14) está configurado a modo de pórtico y rodea por arriba al componente (B) introducido en el dispositivo.

20. Dispositivo según una de las reivindicaciones 16 a 19, caracterizado por el hecho de que el portasensores (14) es desplazable a lo largo de una guía lineal (19).