Cono triturador compuesto para trituradoras por compresión; dicho cono contiene una ferroaleación reforzada,

al menos en parte (5), con carburo de titanio según una geometría definida, en el que dicha parte reforzada (5) contiene una macro-microestructura alternada de zonas milimétricas (1) concentradas en partículas globulares micrométricas de carburo de titanio (4) separadas por zonas milimétricas (2) esencialmente exentas de partículas globulares micrométricas de carburo de titanio (4), dichas zonas concentradas en partículas globulares micrométricas de carburo de titanio (4) forman una microestructura en la que los intersticios micrométricos (3) entre dichas partículas globulares (4) también están ocupadas por la ferroaleación.

Cono triturador para trituradora por compresión.

Objeto de la invención La presente invención se refiere a un cono triturador compuesto para trituradora por compresión en el campo de la trituración de rocas en industrias extractivas tales como minas, canteras, cementos, etc., pero también en la industria del reciclado, etc., así como a un procedimiento de fabricación de dichos conos.

Definición

En este documento, entendemos por « trituradora por compresión », a las trituradoras cónicas giratorias equipadas con conos trituradores que constituyen la principal pieza de desgaste de estas máquinas.

Las trituradoras cónicas o giratorias tienen una pieza de desgaste en forma de cono, llamada cono triturador. Este es el tipo de cono al que nos referiremos en la presente solicitud de patente. La función del cono es estar en contacto directo con la roca o el material a triturar durante la fase del procedimiento en la que la materia a triturar sufre importantes exigencias de compresión.

Las trituradoras por compresión se utilizan en las primeras etapas de la línea de fabricación destinada a disminuir drásticamente el tamaño de la roca, en las industrias extractivas (minas, canteras, cemento, etc.) y de reciclado.

Estado de la técnica

Se conocen pocos medios para modificar la dureza y la resistencia a la compresión de una aleación de fundición en profundidad "en la masa". Los medios conocidos se relacionan, en general, con modificaciones en superficie de poca profundidad (algunos mm) . En las piezas realizadas en fundición, los elementos de refuerzo deben estar presentes en profundidad para resistir a exigencias importantes localizadas y simultáneas en términos de tensiones mecánicas (desgaste, compresión, impacto) para limitar el desgaste y, por lo tanto, el consumo de la pieza durante su vida útil.

El documento US 5, 516, 053 (Hannu) describe un método para mejorar el rendimiento de los conos trituradores para trituradoras cónicas, basado en una técnica de recarga que utiliza partículas duras como carburo de tungsteno; esta técnica sólo produce sus efectos en la superficie y sobre un espesor relativamente limitado.

El documento JP 53 17731 ofrece una solución que consiste en alternar zonas más resistentes y menos resistentes al desgaste, en la dirección del generador de un cono triturador. El efecto de esta técnica es generar, en la superficie del cono, un relieve que favorecería la prolongación de la vida útil de la pieza.

El documento US 6, 123, 279 (Stafford) propone reforzar las superficies de los conos y las mandíbulas de acero con manganeso, por medio de insertos de carburo de tungsteno que se introducen y fijan mecánicamente en los emplazamientos previstos a tal efecto; esta solución da como resultado un refuerzo discontinuo de la superficie de la pieza.

El documento WO 2007/138162 (Hellman) describe un método de fabricación de un cono que recurre a materiales compuestos.

El documento US 2008/041995 (Hall) prevé reforzar la superficie operante de un cono con insertos de materiales duros.

Objetivos de la invención

La presente invención describe un cono triturador compuesto para trituradoras por compresión que presenta una resistencia mejorada contra el desgaste manteniendo la buena resistencia al impacto. Esta propiedad se obtiene mediante una estructura compuesta de refuerzo específicamente diseñada para esta aplicación, material que hace alternar a escala milimétrica zonas densas de finas partículas globulares micrométricas de carburos metálicos con zonas que están prácticamente exentas de estas en la matriz metálica del cono triturador.

La presente invención también propone un procedimiento para obtener dicha estructura de refuerzo.

Resumen de la invención

La presente invención se refiere a un cono triturador compuesto para trituradoras por compresión; dicho cono triturador contiene una ferroaleación reforzada, al menos en parte, con carburo de titanio según una geometría definida, en el que dicha parte reforzada contiene una macro-microestructura alternada de zonas milimétricas concentradas en partículas globulares micrométricas de carburo de titanio separadas por zonas milimétricas esencialmente exentas de partículas globulares micrométricas de carburo de titanio, dichas zonas concentradas en partículas globulares micrométricas de carburo de titanio forman una microestructura en la que los intersticios micrométricos entre dichas partículas globulares también están ocupados por la ferroaleación.

Según modos particulares de la invención, el cono triturador compuesto contiene, al menos, una o una combinación adecuada de las siguientes características: -las zonas milimétricas concentradas tienen una concentración de carburos de titanio superior al 36.9% en volumen; -la parte reforzada tiene un tenor global de carburo de titanio comprendido entre el 16.6 y el 50.5% en volumen; -las partículas micrométricas globulares de carburo de titanio tienen un tamaño inferior a 50µm; -la mayor parte de las partículas micrométricas globulares de carburo de titanio tiene un tamaño inferior a 20 µm; -las zonas concentradas en partículas globulares de carburo de titanio contienen del 36.9 al 72.2% en volumen de carburo de titanio; -las zonas milimétricas concentradas de carburo de titanio tienen una dimensión que varía de 1 a 12 mm; -las zonas milimétricas concentradas de carburo de titanio tienen una dimensión que varía de 1 a 6 mm;

- las zonas concentradas de carburo de titanio tienen una dimensión que varía de 1.4 a 4 mm; La presente invención también describe un procedimiento de fabricación del cono triturador compuesto, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que incluyen las siguientes etapas:

- puesta a disposición de un molde que contiene la huella del cono triturador con una geometría de refuerzo predefinida;

- introducción, en la parte de la huella del cono triturador destinada a formar la parte reforzada (5) , de una mezcla de polvos compactos que contienen carbono y titanio en forma de granos milimétricos precursores de carburo de titanio;

- colada de una ferroaleación en el molde; el calor de dicha colada desencadena una reacción exotérmica de síntesis autopropagada de carburo de titanio a alta temperatura (SHS) en los mencionados granos precursores;

- formación, en la parte reforzada del cono triturador compuesto, de una macro-microestructura alternada de zonas milimétricas concentradas en partículas globulares micrométricas de carburo de titanio en el emplazamiento de dichos granos precursores. Dichas zonas están separadas entre sí por zonas milimétricas esencialmente exentas de partículas globulares micrométricas de carburo de titanio. Dichas partículas globulares también están separadas por intersticios micrométricos en las zonas milimétricas concentradas de carburo de titanio;

- infiltración de los intersticios milimétricos y micrométricos por dicha ferroaleación de colada a alta temperatura,

consecutiva a la formación de partículas microscópicas globulares de carburo de titanio. Según modos particulares de la invención, el procedimiento contiene al menos una o una combinación adecuada de las siguientes características:

- los polvos compactos de titanio y carbono contienen un polvo de una ferroaleación; -dicho carbono es grafito. La presente invención también describe un cono triturador compuesto obtenido según el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13.

Breve descripción de las figuras

Las figuras 1 y 2 muestran una vista global en tres dimensiones de los diferentes tipos de máquinas en las que se utilizan conos trituradores según la presente invención. La figura 3 muestra una vista en tres dimensiones de un cono triturador y el modo en que el (los) refuerzo (s) puede (n) colocarse para alcanzar el objetivo buscado. (geometría de refuerzo)

La figura 4a-4h representa, esquemáticamente, el procedimiento de fabricación de un cono según la invención. -la etapa 4a muestra el dispositivo de mezcla de los polvos de titanio y carbono; -la etapa 4b muestra la compactación de los polvos entre dos rodillos, seguida de una trituración y un tamizado con reciclado de las partículas demasiado finas; -la figure 4c muestra un molde de arena en el que se colocó una barrera para contener los granos de polvo compacto en el lugar del refuerzo de la barra de blindaje para la trituradora de mandíbula;

1. Cono triturador compuesto para trituradoras por compresión; dicho cono contiene una ferroaleación reforzada, al menos en parte (5) , con carburo de titanio según una geometría definida, en el que dicha parte reforzada (5) contiene una macro-microestructura alternada de zonas milimétricas (1) concentradas en partículas globulares micrométricas de carburo de titanio (4) separadas por zonas milimétricas (2) esencialmente exentas de partículas globulares micrométricas de carburo de titanio (4) , dichas zonas concentradas en partículas globulares micrométricas de carburo de titanio (4) forman una microestructura en la que los intersticios micrométricos (3) entre dichas partículas globulares (4) también están ocupadas por la ferroaleación.

2. Cono triturador según la reivindicación 1, en el que dichas zonas milimétricas concentradas tienen una concentración de partículas globulares micrométricas de carburo de titanio (4) superior al 36.9% en volumen.

3. Cono triturador según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que la parte reforzada tiene un tenor global de carburo de titanio entre el 16.6 y el 50.5% en volumen.

4. Cono triturador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las partículas micrométricas globulares de carburo de titanio (4) tienen un tamaño inferior a 50µm.

5. Cono triturador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la mayor parte de las partículas micrométricas globulares de carburo de titanio (4) tiene un tamaño inferior a 20µm.

6. Cono triturador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las zonas concentradas en partículas globulares de carburo de titanio (1) contienen del 36.9 al 72.2% en volumen de carburo de titanio.

7. Cono triturador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las zonas concentradas en carburo de titanio (1) tienen una dimensión que varía de 1 a 12 mm.

8. Cono triturador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las zonas concentradas en carburo de titanio (1) tienen una dimensión que varía de 1 a 6 mm.

9. Cono triturador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las zonas concentradas en carburo de titanio (1) tienen una dimensión que varía de 1.4 a 4 mm.

10. Procedimiento de fabricación, mediante colada, de un cono triturador compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que incluye las siguientes etapas:

- puesta a disposición de un molde que contiene la huella del cono triturador con una geometría de refuerzo predefinida;

- introducción, en la parte de la huella del cono triturador destinada a formar la parte reforzada (5) , de una mezcla de polvos compactos que contienen carbono y titanio en forma de granos milimétricos precursores de carburo de titanio;

- colada de una ferroaleación en el molde; el calor de dicha colada desencadena una reacción exotérmica de síntesis autopropagada de carburo de titanio a alta temperatura (SHS) en los mencionados granos precursores;

- formación, en la parte reforzada (5) del con triturador, de una macro-microestructura alternada de zonas milimétricas concentradas (1) en partículas globulares micrométricas de carburo de titanio (4) en el emplazamiento de dichos granos precursores. Dichas zonas están separadas entre sí por zonas milimétricas (2) esencialmente exentas de partículas globulares micrométricas de carburo de titanio (4) . Dichas partículas globulares (4) también están separadas por intersticios micrométricos (3) en las zonas milimétricas concentradas

(1) de carburo de titanio;

- infiltración de los intersticios milimétricos (2) y micrométricos (3) por dicha ferroaleación de colada a alta temperatura, consecutiva a la formación de partículas microscópicas globulares de carburo de titanio (4) .

11. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 10, en el que la mezcla de polvos compactos de titanio y carbono contiene un polvo de una ferroaleación.

12. Procedimiento de fabricación según cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, en el que dicho carbono es grafito.

13. Cono triturador obtenido según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12.