ACERO AL CROMO DEFORMABLE EN FRIO.

Acero al cromo constituido por

de 14% a 20% de cromo

de 0,005% a 0,

05% de carbono

hasta 0,01% de nitrógeno

de 0,2% a 0,6% de silicio

de 0,3% a 1,0% de manganeso

de 0,1% a 1,0% de molibdeno

hasta 0,8% de níquel

de 0,2% a 1,0% de cobre

0,02% a 0,2% de selenio

de 0,01% a 0,1% de arsénico

así como individualmente o unos junto a otros

de 0,01% a 0,1% de plomo

de 0,01% a 0,5% de bismuto

de 0,01% a 0,1% de antimonio

de 0,005% a 0,08% de vanadio

de 0,005% a 0,08% de titanio

de 0,005% a 0,08% de niobio

de 0,005% a 0,08% de zirconio

de 0,15% a 0,65% de azufre

hasta 0,20% de telurio,

y el resto, inclusive unas impurezas causadas por fusión, hierro

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E05000782.

Solicitante: STAHLWERK ERGSTE WESTIG GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: LETMATHER STRASSE 69,58212 SCHWERTE.

Inventor/es: PACHER, OSKAR, KLOSS-ULITZKA, GISBERT, NICOLINI,GUIDO.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 15 de Enero de 2005.

Fecha Concesión Europea: 9 de Junio de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C21D6/00D
  • C21D7/02 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C21 METALURGIA DEL HIERRO.C21D MODIFICACION DE LA ESTRUCTURA FISICA DE LOS METALES FERROSOS; DISPOSITIVOS GENERALES PARA EL TRATAMIENTO TERMICO DE METALES O ALEACIONES FERROSOS O NO FERROSOS; PROCESOS DE MALEABILIZACION POR DESCARBURACION, REVENIDO U OTROS TRATAMIENTOS (cementación por procesos de difusión C23C; tratamiento de la superficie de materiales metálicos utilizando al menos un proceso cubierto por la clase C23 y al menos un proceso cubierto por la presente subclase, C23F 17/00; solidificación unidireccional de materiales eutécticos o separación unidireccional de materiales eutectoides C30B). › C21D 7/00 Modificación de las propiedades físicas del hierro o el acero por deformación (aparatos para el trabajo mecánico de metales B21, B23, B24). › por trabajo en frío.
  • C21D8/02D6
  • C21D9/00P
  • C22C38/00C
  • C22C38/00D
  • C22C38/00F
  • C22C38/02 C […] › C22 METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO DE ALEACIONES O METALES NO FERROSOS.C22C ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F). › C22C 38/00 Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero (aleaciones de hierro colado C22C 37/00). › que contienen silicio.
  • C22C38/04 C22C 38/00 […] › que contienen manganeso.
  • C22C38/42 C22C 38/00 […] › con cobre.
  • C22C38/44 C22C 38/00 […] › con molibdeno o tungsteno.
  • C22C38/46 C22C 38/00 […] › con vanadio.
  • C22C38/50 C22C 38/00 […] › con titanio o circonio.
  • C22C38/60 C22C 38/00 […] › que contienen plomo, selenio, teluro o antimonio, o más de 0,04% en peso de azufre.

Clasificación PCT:

  • C21D8/00 C21D […] › Modificación de las propiedades físicas por deformación en combinación con, o seguida por, un tratamiento térmico (endurecido de objetos o de materiales formados por forja o laminado sin otro calentamiento que el necesario para dar la forma C21D 1/02).
  • C22C38/18 C22C 38/00 […] › que contienen cromo.
  • C22C38/20 C22C 38/00 […] › con cobre.
  • C22C38/22 C22C 38/00 […] › con molibdeno o tungsteno.

Clasificación antigua:

  • C21D8/00 C21D […] › Modificación de las propiedades físicas por deformación en combinación con, o seguida por, un tratamiento térmico (endurecido de objetos o de materiales formados por forja o laminado sin otro calentamiento que el necesario para dar la forma C21D 1/02).
  • C22C38/18 C22C 38/00 […] › que contienen cromo.
  • C22C38/20 C22C 38/00 […] › con cobre.
  • C22C38/22 C22C 38/00 […] › con molibdeno o tungsteno.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

ACERO AL CROMO DEFORMABLE EN FRIO.

Fragmento de la descripción:

Acero al cromo deformable en frío.

El invento se refiere a un acero al cromo deformable en frío con una textura ferrítica.

Los aceros al cromo ferríticos, deformables en frío y estables frente a la corrosión, sin la aplicación de especiales medidas técnicas de aleaciones, poseen una mala mecanizabilidad por arranque de virutas, que se debe de atribuir a unas adhesiones y aportaciones de soldadura, que resultan al mecanizar con arranque de virutas en la región de las aristas agudas de las herramientas. La consecuencia de ello son unas erupciones y unos desmenuzamientos en la arista de corte o respectivamente un alto desgaste de las herramientas, y además una escasa calidad superficial de las piezas de trabajo tratadas.

En el caso de unas herramientas de repujado y de conformación, tales adhesiones y aportaciones de soldadura repercuten asimismo de un modo muy desventajoso, ya que ellas aparecen de manera preferida precisamente en la región de una alta compresión superficial, y allí empeoran la calidad superficial de las piezas de trabajo conformadas. Además, ellas/os acortan el período de tiempo en estado útil de las herramientas. Aparte de una mecanizabilidad por arranque de virutas y una trabajabilidad (desbastabilidad) buenas, los aceros requieren una determinada resistencia mecánica mínima, que se puede conseguir solamente mediante ciertos componentes de las aleaciones que, como el titanio, el vanadio, el niobio, el zirconio y el molibdeno, forman carburos o carbonitruros. Éstos se presentan en la textura como unas fases de segregación duras y difícilmente solubles, y tienden a enriquecerse localmente en la textura, y a formar de este modo aglomerados, nidos o estructuras en forma de líneas.

Con ello está vinculado el peligro de que, en el caso de un microtratamiento, por ejemplo al producir taladros, ranuras y rebajos de pequeñas y pequeñísimas dimensiones, debido a la concentración local de unas fases de segregación duras, se llegue a un ladeo de la herramienta, por ejemplo, de una broca taladradora, y conforme a ello, a unas considerables desviaciones en las dimensiones finales. Esto se debe de atribuir a que las herramientas de tratamiento, por ejemplo, las brocas taladradoras con un pequeño diámetro, tienden a apartarse de unas regiones que tienen una dureza más alta o respectivamente una más alta densidad de carburos. Esto tampoco se puede contrarrestar mediante el recurso de que se empleen unas microherramientas o respectivamente unas brocas taladradoras a base de metales duros de alto valor, por ejemplo con un diámetro situado por debajo de 0,8 mm. La influencia de los componentes carburados de la textura en la región de unos fuertes enriquecimientos conduce también en este caso a una desviación de la herramienta con respecto de la dirección preestablecida de tratamiento.

Se conocen aceros del tipo antes mencionado. Ellos poseen una buena magnetizabilidad, tal como el acero al cromo magnético blando que se describe en el documento de patente de los EE.UU. 4.714.502, que tiene hasta 0,03% de carbono, de 0,40 a 1,10% de silicio, hasta 0,50% de manganeso, de 9,0 a 19% de cromo, hasta 2,5% de molibdeno, hasta 0,5% de níquel, hasta 0,5% de cobre, de 0,02 a 0,25% de titanio, de 0,010 a 0,030% de azufre, hasta 0,03% de nitrógeno, de 0,31 a 0,60% de aluminio, de 0,10 a 0,30% de plomo y de 0,02 a 0,10% de zirconio. El acero es inoxidable y deformable en frío; él es adecuado como material de trabajo para la producción de núcleos para válvulas de solenoides, embragues electromagnéticos, o de alojamientos para sistemas electrónicos de inyección para motores de combustión interna.

Otro acero al cromo, inoxidable y magnético blando, que tiene hasta 0,05% de carbono, hasta 6% de silicio, de 11 a 20% de cromo, hasta 5% de aluminio, de 0,03 a 0,40% de plomo, de 0,001 a 0,009% de calcio y de 0,01 a 0,30% de telurio, es conocido a partir del documento de patente de los EE.UU. 3.925.063 y, a causa de sus contenidos de plomo, calcio y telurio, posee una buena mecanizabilidad por arranque de virutas.

Los contenidos relativamente altos de silicio, aluminio y titanio conducen en el caso de este acero, sin embargo, a causa de la formación de inclusiones duras de óxidos, a un alto desgaste al realizar el tratamiento mecánico fino. A éste se debe de oponer el contenido relativamente alto de plomo, de 0,03 a 0,40%. En este caso es desventajoso, sin embargo, el hecho de que el plomo posee un punto de fusión muy bajo, y conforme a ello, no forma ninguna unión o respectivamente segregación que sea estable, y su distribución en la textura es extremadamente heterogénea.

Por lo demás, el documento de publicación para información de solicitud de patente alemana 101 43 390 A1 describe un acero al cromo ferrítico, estable frente a la corrosión y deformable en frío, que tiene de 0,005% a 0,1% de carbono, de 0,2% a 1,2% de silicio, de 0,4% a 2,0% de manganeso, de 8% a 20% de cromo, de 0,1% a 1,2% de molibdeno, de 0,01% a 0,5% de níquel, de 0,5% a 2,0% de cobre, de 0,001% a 0,6% de bismuto, de 0,002% a 0,1% de vanadio, de 0,002% a 0,1% de titanio, de 0,002% a 0,1% de niobio, de 0,15% a 0,8% de azufre y de 0,001% a 0,08% de nitrógeno, y el resto hierro, inclusive unas impurezas causadas por fusión, el cual, debido a su buena trabajabilidad mecánica, en particular su buena mecanizabilidad por arranque de virutas, su buena resistencia al desgaste y su buena calidad superficial se adecua como material de trabajo para aplicaciones mecánicas finas y para aparatos de precisión, en particular para boquillas y toberas de hilatura y de inyección, así como aparatos de escritura, puntas y cabezas.

El documento de publicación para información de solicitud de patente europea 1.288.323 A1 describe además un acero al cromo ferrítico, estable frente a la corrosión y deformable en frío, que tiene de 8 a 20% de cromo, de 0,005 a 0,1% de carbono, hasta 0,08% de nitrógeno, de 0,2 a 1,2% de silicio, de 0,4 a 2,0% de manganeso, de 0,05 a 1,2% de molibdeno, de 0,01 a 0,50% de níquel, de 0,5 a 2,0% de cobre y hasta 0,05% de plomo, selenio y/o telurio. Sin embargo, este acero está tan exento de arsénico como un acero ferrítico, que se conoce a partir del documento de publicación para información de solicitud de patente japonesa 2001-131.716, que tiene de 15,0 a 25,0% de cromo, hasta 0,12% de carbono, hasta 0,05% de nitrógeno, de 0,05 a 1,00% de silicio, de 0,50 a 2,50% de manganeso, de 0,01 a 0,50% de níquel, de 0,01 a 0,50% de cobre, de 0,02 a 0,25% de azufre y de 0,0050 a 0,00400% de oxígeno, y que, además de esto, puede contener también molibdeno, selenio, plomo, bismuto, niobio, vanadio, titanio y zirconio en unas proporciones no mencionadas.

Finalmente, el documento de patente de los EE.UU. 6.033.625 describe también un acero al cromo ferrítico exento de arsénico, que tiene de 19 a 25% de cromo, hasta 0,1% de carbono, hasta 2,0% de silicio, hasta 2,0% de manganeso, hasta 4,0% de molibdeno, de 0,1 a 4,0% de níquel y/o cobre, hasta 0,4% de selenio y de 0,2 a 0,35% de azufre, y el resto hierro.

El problema que constituye el fundamento del invento consiste en proporcionar un acero al cromo ferrítico, que no sólo sea excelentemente mecanizable con arranque de virutas, es decir en particular sin la formación de adhesiones ni de aportaciones de soldadura, sino que también se pueda microtratar en una dirección exacta.

La solución de este problema consiste en un acero al cromo que tiene

de 14% a 20% de cromo

de 0,005% a 0,05% de carbono

hasta 0,01% de nitrógeno

de 0,2% a 0,6% de silicio

de 0,3% a 1,0% de manganeso

de 0,1% a 1,0% de molibdeno

hasta 0,8% de níquel

de 0,2% a 1,0% de cobre

0,02% a 0,2% de selenio

de 0,01% a 0,1% de arsénico

así como individualmente o unos junto a otros

de 0,01% a 0,1% de plomo

de 0,01% a 0,5% de bismuto

de 0,01% a 0,1% de antimonio

de 0,005% a 0,08% de vanadio

de 0,005% a 0,08% de titanio

de 0,005% a 0,08% de niobio

de 0,005% a 0,08% de zirconio

de 0,15% a 0,65% de azufre

hasta 0,20% de telurio,

y el resto, inclusive unas impurezas causadas por fusión, hierro.

Se adecua especialmente un acero al cromo que tiene

de 14% a 18% de cromo

de 0,01% a 0,03% de carbono

hasta 0,01% de nitrógeno

de 0,03% a 0,5% de silicio

de 0,4% a 0,7% de manganeso

de 0,1% a 0,6% de molibdeno

hasta 0,5% de níquel

de 0,2% a 0,6% de cobre

de 0,02% a 0,2% de selenio

de 0,01% a 0,05% de arsénico

así como individualmente...

 


Reivindicaciones:

1. Acero al cromo constituido por

de 14% a 20% de cromo

de 0,005% a 0,05% de carbono

hasta 0,01% de nitrógeno

de 0,2% a 0,6% de silicio

de 0,3% a 1,0% de manganeso

de 0,1% a 1,0% de molibdeno

hasta 0,8% de níquel

de 0,2% a 1,0% de cobre

0,02% a 0,2% de selenio

de 0,01% a 0,1% de arsénico

así como individualmente o unos junto a otros

de 0,01% a 0,1% de plomo

de 0,01% a 0,5% de bismuto

de 0,01% a 0,1% de antimonio

de 0,005% a 0,08% de vanadio

de 0,005% a 0,08% de titanio

de 0,005% a 0,08% de niobio

de 0,005% a 0,08% de zirconio

de 0,15% a 0,65% de azufre

hasta 0,20% de telurio,

y el resto, inclusive unas impurezas causadas por fusión, hierro.

2. Acero al cromo de acuerdo con la reivindicación 1 constituido por

de 14% a 18% de cromo

de 0,01% a 0,03% de carbono

hasta 0,01% de nitrógeno

de 0,3% a 0,5% de silicio

de 0,4% a 0,7% de manganeso

de 0,1% a 0,6% de molibdeno

hasta 0,5% de níquel

de 0,2% a 0,6% de cobre

de 0,02% a 0,2% de selenio

de 0,01% a 0,05% de arsénico

así como individualmente o unos junto a otros

de 0,01% a 0,05% de plomo

de 0,01% a 0,3% de bismuto

de 0,01% a 0,05% de antimonio

de 0,005% a 0,08% de vanadio

de 0,005% a 0,08% de titanio

de 0,005% a 0,08% de niobio

de 0,005% a 0,08% de zirconio

de 0,15% a 0,65% de azufre

de 0,01% a 0,20% de telurio,

y el resto, inclusive unas impurezas causadas por fusión, hierro.

3. Acero al cromo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por la condición

K1 =(%Ti + %V + %Nb + %Zr) / (%C) = de 3 a 12.

4. Acero al cromo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por la condición

K2 = (%S + 3%Se + 3%Te) / 10 (%C + %N) = de 1,5 a 3,5.

5. Acero al cromo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por la condición

(%S) / (%S + %Se + %Te) = de 0,68 a 0,98.

6. Procedimiento para el tratamiento térmico de un acero deformado en frío, que tiene una composición de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el acero, después de por lo menos una deformación en frío con un grado de deformación de en total de 65% hasta 90%, se recuece durante 30 a 60 minutos a 750 hasta 1.080ºC.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el acero se enfría desde la temperatura de recocido en el transcurso de 30 hasta 180 minutos, mediando una débil aportación de energía, hasta una temperatura de 700 a 500ºC.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque durante el enfriamiento la temperatura del acero se mantiene casi constante por lo menos una vez durante 10 a 30 minutos.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque el acero se somete finalmente durante por lo menos 30 minutos a un calentamiento hasta como máximo 450ºC.

10. Utilización de una aleación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9 para la producción de unos objetos destinados al tratamiento con herramientas conformadoras.

11. Utilización de una aleación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9 como material de trabajo para unos objetos, que son producidos mediante una micromecanización por arranque de virutas.

12. Utilización de una aleación de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 9 para la producción de boquillas para impresoras, puntas de minas de bolígrafos, toberas de inyección para equipos químicos y electrónicos, boquillas y toberas de hilatura así como unos objetos con pequeñas dimensiones y/o rebajos.


 

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