Impactador compuesto para trituradoras por impacto.

Impactador compuesto para trituradoras por impacto, dicho impactador comprende una ferroaleación reforzada,

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

Impactador compuesto para trituradoras por impacto.

Objeto de la invención La presente invención se refiere a un impactador compuesto para trituradoras por impacto. Las trituradoras por impacto reagrupan máquinas trituradoras de rocas y materiales duros como las trituradoras de martillo, las trituradoras de palas, las trituradoras de eje vertical, etc. Estas máquinas se utilizan, en gran medida, en las primeras y segundas etapas de una línea de fabricación destinada a disminuir drásticamente el tamaño de la roca en las industrias extractivas (minas, canteras, cementeras, etc.) y de reciclado.

Definición La expresión « impactador para trituradoras por impacto » debe interpretarse en sentido amplio, a saber, pieza de desgaste compuesta cuya función es estar en contacto directo con la roca o el material a triturar durante la fase del procedimiento en que estas rocas y materiales se someten a impactos extremadamente violentos destinados a fragmentarlos.

Por lo tanto, estas piezas de desgaste deben tener una gran resistencia al impacto y, en general, suelen llamarse martillos, palas o impactadores. El térmico “impactador” abarca los martillos y palas, pero también las placas de blindado fijas que sufren los impactos de los materiales que se proyectan contra ellas.

Estado de la técnica

Se conocen pocos medios para modificar la dureza y la resistencia al impacto de una aleación de fundición en profundidad "en la masa". Los medios conocidos suelen abarcar modificaciones en superficie de poca profundidad (algunos mm) . En las piezas de desgaste realizadas en fundición, los elementos de refuerzo deben estar presentes en profundidad para resistir a exigencias localizadas importantes y simultáneas en términos de tensiones mecánicas,

de desgaste y de impacto y también porque, en general, se consume una proporción importante del volumen (o del peso) de la pieza durante su vida útil.

El documento LU 64303 (Joiret) describe un método de fabricación de martillos que utiliza dos materiales diferentes, uno más duro, para realizar la cabeza, sometida a la abrasión, y otro más fuerte, que garantiza la resistencia a los 35 destrozos.

El documento EP 0 476 496 (Guerard) propone la utilización de un inserto duro mecánicamente engastado en un cuerpo de martillo realizado en un acero dúctil.

La patente EP 1 651 389 (Mayer) también describe una técnica de fabricación de martillos que utiliza dos materiales diferentes, uno está colocado en el otro material, en forma de inserto prefabricado, en el lugar donde la pieza está más exigida.

El documento US 2008/041993 (Hall) propone la utilización de insertos de material muy duro, fijados al martillo sobre 45 la superficie que trabaja.

El documento US 6, 066, 407 (Getz) describe un impactador compuesto reforzado con carburos. Sin embargo, no describe una estructura de refuerzo con partículas de carburo de titanio esferoidales rodeadas de una aleación de infiltración ni ninguna geometría microscópica jerarquizada en la parte reforzada.

El punto en común de todas estas técnicas de refuerzo de piezas utilizadas en procedimientos de trituración por impacto es, evidentemente, la dificultad para garantizar, tanto en la fabricación como en el funcionamiento, una unión perfecta y duradera entre los dos materiales utilizados.

Objetivos de la invención La presente invención describe un impactador compuesto para trituradoras por impacto que presenta una resistencia mejorada contra el desgaste sin menoscabar la resistencia a los impactos. Esta propiedad se obtiene mediante una estructura compuesta de refuerzo específicamente diseñada para esta aplicación, material que hace alternar a 60 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 impactador.

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

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Resumen de la invención La presente invención se refiere a un impactador compuesto para trituradoras por impacto, dicho impactador 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 impactador compuesto contiene, al menos, una o una combinación adecuada de las siguientes características:

-las zonas milimétricas concentradas tienen una concentración de carburo 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 impactador 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 impactador con una geometría de refuerzo predefinida;

-introducción, en la parte de la huella del impactador 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 impactador 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 impactador compuesto obtenido según el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 11 a 12.

Breve descripción de las figuras

La figura 1 muestra una trituradora de eje horizontal en la que se utilizan los impactadores de la presente invención.

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La figura 2 muestra una trituradora de eje vertical en la que también se utilizan los impactadotes de la presente invención.

La figura 3 muestra un impactador/martillo de la técnica anterior, sin refuerzo.

Las figuras 4a y 4b muestran un martillo con dos tipos de refuerzo posibles. Por supuesto, esta geometría de refuerzo no es limitativa.

La figura 5a-5h representa, esquemáticamente, el procedimiento de fabricación de un martillo según la invención.

− la etapa 5a muestra el dispositivo de mezcla de los polvos de titanio y carbono;

− la etapa 5b muestra la compactación de los polvos entre dos rodillos, seguida de una trituración y... [Seguir leyendo]

1. Impactador compuesto para trituradoras por impacto, dicho impactador comprende una ferroaleación reforzada, al menos en parte (5) , con carburo de titanio según una geometría definida, en el que dicha parte reforzada (5)

comprende 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 ocupados por la ferroaleación.

2. Impactador 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. Impactador según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que la parte reforzada tiene un contenido global 15 de carburo de titanio entre el 16, 6 y el 50, 5% en volumen.

4. Impactador 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. Impactador 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. Impactador 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. 25

7. Impactador 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. Impactador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las zonas concentradas en carburo de 30 titanio (1) tienen una dimensión que varía de 1 a 6 mm.

9. Impactador 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 4 mm.

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

- puesta a disposición de un molde que comprende la huella del impactador con una geometría de refuerzo

predefinida; 40

- introducción, en la parte de la huella del impactador 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 el interior de la parte reforzada (5) del impactador, 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 el interior de 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 60 carbono comprende un polvo de una ferroaleación.

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

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3

Fig. 4a Fig.4b

Ti º

Fig.

5. 5d

1500°C 2000°C

Fig.

5. 5h Fig. 6

Fig. 7 Fig. 8

Fig. 9

Pieza de desgaste Parte reforzada Fig. 10