Procedimiento para la fabricación de artículos de metal en polvo que comprende:

compactar y sinterizar metal en polvo para producir una preforma conformada de polvo metálico que tenga por lo menos una superficie al descubierto que deba densificarse superficialmente, extendiéndose en paralelo a un eje de la preforma entre un extremo libre y un extremo ciego adyacente a una parte transversal de la preforma, y trabajar en frío, al menos la superficie al descubierto con una fuerza de compresión sobre dicha preforma, forzando una herramienta de densificación de forma que presente al menos un resalte que se extiende en sentido radial hacia el exterior o hacia el interior desde la herramienta transversal al eje, para ejercer dicha fuerza de compresión, desplazándose dicha herramienta de densificación a lo largo de, por lo menos, la superficie descubierta hacia el extremo ciego para densificar una capa del material, por lo menos en la superficie al descubierto, y a continuación invertir la dirección de la herramienta hacia el extremo libre para densificar una capa del material, por lo menos en la superficie al descubierto

1. Campo técnico

La presente invención se refiere a la fabricación de artículos de metal en polvo y más particularmente a artículos que presentan una superficie exterior densificada.

2. Técnica relacionada

En la técnica se conoce como densificar superficialmente artículos de metal en polvo compactados y sinterizados, con el objetivo de obtener una capa densificada del material metálico en polvo sobre la superficie del artículo. Las patentes anteriores US n.º 6.017.489 y 6.168.754 que son propiedad común del cesionario de la presente invención, dan a conocer unas herramientas de densificación multietapa que presentan una serie de partes de conformación separadas linealmente, de un tamaño progresivo, que cuando se fuerzan en toda la superficie interior o exterior de la preforma de metal en polvo, obtienen una capa densificada del material en la superficie.

Surge una dificultad particular cuando la superficie a densificar es una superficie ciega que es inaccesible desde ambos extremos, tal como la superficie exterior de un cubo que se extiende desde una gran base radial de un componente, o la pared interior de un manguito con el extremo cerrado o bloqueado. La patente US n.º 5.540.883 anterior, explica un proceso de densificación de dichas superficies ciegas mediante una operación de conformación con rodillo en la que una herramienta de conformación se fuerza a rodar contra la superficie ciega de la dirección de su perímetro para obtener una capa densificada. No obstante, dependiendo de la forma y de la accesibilidad de la dicha superficie, la densificación mediante conformación por rodillo puede no ser práctica o económicamente factible.

Constituye un objetivo de la presente invención el progreso de la técnica dando a conocer un proceso que solucione

o reduzca en gran parte las limitaciones anteriores de los procesos de la técnica anterior.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Y VENTAJAS DE LA MISMA

Un procedimiento para la fabricación de artículos metálicos en polvo según la presente invención comprende el compactado y el sinterizado del polvo metálico para producir una preforma conformada de metal en polvo que presente al menos una superficie al descubierto para ser densificada superficialmente, que se extiende paralelamente a un eje de la preforma, entre un extremo libre y un extremo ciego adyacente a una parte transversal de la preforma. Una herramienta para densificar la forma, que presenta un resalte que se extiende desde la misma se fuerza a continuación en sentido axial a lo largo de la superficie descubierta en dirección desde el extremo libre hacía el extremo ciego para densificar una capa del material en la superficie, y a continuación se invierte la dirección hacia el extremo libre.

Este procedimiento tiene la ventaja de proporcionar una forma sencilla pero efectiva para densificar superficialmente superficies ciegas y a menudo difíciles de acceder, de piezas de metal en polvo.

La presente invención tiene la ventaja adicional de ser aplicable a la densificación superficial de superficies ciegas tanto exteriores como interiores de una pieza de metal en polvo y, en una puesta en práctica preferente del procedimiento, permite la densificación de múltiples superficies en una única operación simultánea. Por ejemplo, una pieza de metal en polvo que tenga una o varias superficies interiores ciegas y una o varias superficies exteriores ciegas pueden densificarse superficialmente en una única operación, lo que ahorra tiempo y costes en la fabricación de componentes de metal en polvo que tengan dichas características.

La presente invención tiene la ventaja adicional de proporcionar una gran flexibilidad para seleccionar la forma de las superficies ciegas a densificar mediante el procedimiento. Mientras que la densificación mediante conformación por rodillo está limitada a las formas que pueden tratarse con rodillo, con la densificación axial, superficies de forma compleja que no serían adecuadas para una densificación mediante conformación con rodillo, pueden sin embargo densificarse según la presente invención de una manera muy sencilla y a un coste reducido.

La presente invención tiene la ventaja adicional de proporcionar un mayor control sobre el grado y la uniformidad de la densificación superficial si se compara con la conformación mediante rodillo.

DIBUJOS

Estas y otras características y ventajas de la presente invención podrán ser apreciadas más fácilmente si se consideran en relación con la siguiente descripción detallada y los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es una vista esquemática en sección de una herramienta de densificación representada en posición para densificar una superficie exterior ciega de la preforma de una pieza; La Figura 2 es una vista similar a la Figura 1 que representa la herramienta actuando sobre la pieza; La Figura 3 es una vista parcial ampliada en sección que representa las características de la herramienta y de la pieza de las Figuras 1 y 2; Las Figura 4 a 6 son Figuras similares a las Figuras 1, 2 y 3, respectivamente, pero de una segunda forma de realización; Las Figuras 7 y 8 son Figuras similares a las 1 y 2, pero de una tercera forma de realización y que comprenden una parte desplazable de la herramienta de densificación; Las Figuras 9 a 11 son similares a las Figuras 1 a 3, pero de una cuarta forma de realización de la presente invención; Las Figuras 12 y 13 son similares a las Figuras 1 y 2, pero de una quinta forma de realización. Las Figuras 14 a 16 son similares a las Figuras 1 a 3, pero de una sexta forma de realización.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Las figuras representadas en los dibujos son diversas formas de realización de artículos de metal en polvo que se han compactado y sinterizado hasta cerca de su densidad teórica total y cerca de la forma neta para incluir al menos una superficie ciega al descubierto que debe densificarse, que se extiende paralela a un eje del artículo y que presenta un extremo libre y un extremo ciego de la superficie. Algunas de las formas de realización comprenden una

o varias superficies adicionales descubiertas que, según el procedimiento de la presente invención, pueden densificarse a la vez con al menos la única superficie ciega en una operación de densificación simultánea para producir una capa densificada del material metálico en polvo sobre las superficies que se han trabajado con la herramienta de densificación para incrementar la densidad de la capa hasta la densidad sustancialmente total, igual

o superior al 99% de la densidad completa del material. Los detalles referentes a cada forma de realización se describirán posteriormente y a partir de las diversas formas de realización se comprenderá que el procedimiento puede aplicarse a cualquiera de un cierto número de formas de piezas con superficies internas y/o externas a densificar y, que tengan en común, que al menos una de dichas superficies sea ciega, de tal manera que bloquee el paso de la pieza frente a la herramienta de conformación.

Haciendo una referencia particular a una primera forma de realización de la presente invención representada en las Figuras 1 a 3, en 20 se muestra la preforma de un artículo de metal en polvo compactado y sinterizado que presenta una superficie ciega 22 al descubierto formada en la superficie exterior de una parte 24 de un cubo que se extiende desde una parte transversal 26 radialmente mayor de la preforma 20, de tal modo que la superficie 22 se extiende paralela a un eje A de la preforma 20 entre un extremo libre 28 de la parte 24 del cubo y un extremo ciego 30 adyacente a la parte transversal 26. El extremo 30 es ciego porque la parte transversal se cruza con la trayectoria de la superficie ciega 22 y bloquea la extensión de una herramienta de conformación frente al extremo ciego 30.

Las Figuras 1 a 3 representan además una herramienta de densificación 32 que presenta una forma que complementa estrechamente la de la forma casi neta, compactada y sinterizada de la superficie ciega 22, pero dimensionada de tal modo que cuando la herramienta 32 está más allá sobre la superficie ciega 22, compacta y densifica todavía más la superficie 22 para obtener una capa densificada 34 del material en polvo en la superficie ciega 22 que es sustancialmente totalmente densa (al 99% o más de la densidad teórica total del polvo). La herramienta 32 comprende una característica interna de conformación con una superficie 38 de conformación que sobresale radialmente, que encaja con la superficie ciega 22. La superficie de conformación... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la fabricación de artículos de metal en polvo que comprende:

compactar y sinterizar metal en polvo para producir una preforma conformada de polvo metálico que tenga por lo menos una superficie al descubierto que deba densificarse superficialmente, extendiéndose en paralelo a un eje de la preforma entre un extremo libre y un extremo ciego adyacente a una parte transversal de la preforma, y trabajar en frío, al menos la superficie al descubierto con una fuerza de compresión sobre dicha preforma, forzando una herramienta de densificación de forma que presente al menos un resalte que se extiende en sentido radial hacia el exterior o hacia el interior desde la herramienta transversal al eje, para ejercer dicha fuerza de compresión, desplazándose dicha herramienta de densificación a lo largo de, por lo menos, la superficie descubierta hacia el extremo ciego para densificar una capa del material, por lo menos en la superficie al descubierto, y a continuación invertir la dirección de la herramienta hacia el extremo libre para densificar una capa del material, por lo menos en la superficie al descubierto.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que al menos la superficie al descubierto comprende una superficie situada radialmente hacia el exterior.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que al menos la superficie al descubierto comprende una superficie situada radialmente hacia el interior.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la preforma comprende al menos una superficie adicional a densificar.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, que comprende forzar una herramienta de densificación axialmente a lo largo de por lo menos la única superficie adicional para densificar una capa del material, al menos en una superficie adicional.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que las superficies se densifican simultáneamente.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que las superficies comprenden superficies de la preforma situadas radialmente hacia el interior y radialmente hacia el exterior.

8. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que las superficies comprenden al menos dos superficies separadas de la preforma situadas radialmente hacia el interior.

9. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que las superficies comprenden al menos dos superficies separadas de la preforma situadas radialmente hacia el exterior.

10. Procedimiento según la reivindicación 6, que comprende fijar las herramientas de densificación contra un movimiento axial relativo.

11. Procedimiento según la reivindicación 6, que comprende soportar las herramientas de densificación para un movimiento axial relativo entre sí.

12. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que la preforma comprende al menos dos superficies adicionales a densificar y comprendiendo forzar axialmente las herramientas de densificar asociadas a lo largo de al menos dos superficies adicionales para densificar una capa del material al menos en las dos superficies adicionales.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que las superficies comprenden superficies de la preforma situadas radialmente hacia el interior y radialmente hacia el exterior.

14. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que las superficies se densifican simultáneamente.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la herramienta de densificación de forma está formada con una superficie de trabajo que sobresale radialmente, presentando una parte con un borde delantero inclinado y una parte con un borde posterior inclinado.

16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la superficie al descubierto esta trabajada adicionalmente en frío forzando por lo menos una segunda herramienta posterior de conformación a lo largo de la superficie descubierta, desde el extremo libre hacia el extremo ciego, y a continuación invirtiendo la dirección al menos de la segunda herramienta hacia el extremo libre.