Método de latonado de artículos de acero inoxidable.

Un método para el latonado de un artículo que comprende partes de acero inoxidable,

que comprende:

aplicar un material de relleno de latonado a base de hierro a las partes objeto de latonado y unir las partes, comprendiendo el material de relleno de latonado a base de hierro al menos un 40 % en peso de Fe, un 14-21 % en peso de Cr, un 5-21 % en peso de Ni, un 0-8 % en peso de Mn, un 0-2 % en peso de C y un 0-15 % en peso de Hf y bien un 6-15 % en peso de Si y un 0,2-1,5 % en peso de B o bien un 4-9 % en peso de Si y un 4-9 % en peso de P, caracterizado por:

precalentar las partes unidas en una atmósfera no oxidante, una atmósfera reductora, vacío o sus combinaciones, hasta al menos 400 ºC y dejar las partes a la temperatura de al menos 400 ºC durante al menos 15 minutos, elevar la temperatura hasta al menos 900 ºC y dejar las partes a la temperatura de al menos 900 ºC durante al menos una hora para igualar la temperatura de las partes de manera que la temperatura sea igual a través de las pares y el material de latonado, calentándose después las partes unidas hasta una temperatura de latonado de al menos 1100 ºC durante al menos 30 minutos para latonar las partes y para que el material de latonado fluya al interior de juntas, poros, grietas, huecos o fisuras objeto de relleno o sellado; y

permitir que el material de latonado se deposite para formar, de este modo, áreas latonadas en el artículo latonado que tienen una dureza menor de 600 HV1

Método de latonado de artículos de acero inoxidable La presente invención se refiere a un método para latonar artículos de acero inoxidable de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 (véase por ejemplo el documento US 2004/056074) .

Antecedentes de la invención El sellado de fisuras y poros, y el latonado de juntas son factores importantes cuando se producen artículos latonados, especialmente cuando se producen artículos herméticos frente a fluidos sin fugas. Cuando las juntas, fisuras y poros tienen un área grande, entonces la capacidad de sellado y llenado aumenta su importancia para el relleno de latón, pero la capacidad de sellado y llenado no está necesariamente ligada a la resistencia de la zona o área latonada. Por tanto, un requisito es proporcionar artículos, que tengan suficiente resistencia para el fin o uso pretendido. Se desarrollan diferentes métodos de latonado y se describen, por ejemplo, en el documento US

6.109.505 y en el documento US 4.516.716, que describen el latonado de acero inoxidable.

Otro requisito de la presente invención es proporcionar artículos latonados de acero inoxidable.

Otro requisito es proporcionar un método mejorado para el latonado de artículos de acero inoxidable que tienen poros, grietas, juntas, huecos o fisuras grandes.

La invención De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un método para el latonado de artículos de acero inoxidable. En lo sucesivo se usa el latonado, pero debe entenderse que el término también comprende soldadura, y el material de la invención comprende material de soldadura y material de latonado. La invención proporciona un método de latonado de un artículo de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende partes de acero inoxidable, comprendiendo el método: aplicar un material de relleno de latonado a base de hierro a las partes objeto de latonado y unir las partes, comprendiendo el material de relleno de latonado a base de hierro al menos un 40 % en peso de Fe, un 14-21 % en peso de Cr, un 5-21 % en peso de Ni, un 0-8 % en peso de Mn, un 0, 2 % en peso de C y un 0-15 % en peso de Hf y bien un 6-15 % en peso de Si y un 0, 2-1, 5 % en peso de B o bien un 4-9 % en peso de Si y un 4-9 % en peso de P; precalentar las partes unidas en una atmósfera no oxidante, una atmósfera reductora, vacío o sus combinaciones, hasta al menos 400 º C y dejar las partes a la temperatura de al menos 400 º C durante al menos 15 minutos, elevar la temperatura hasta al menos 900 º C y dejar las partes a la temperatura de al menos 900 º C durante al menos una hora para igualar la temperatura de las partes, de manera que la temperatura sea igual a través de las partes y el material de latonado, calentándose posteriormente las partes unidas hasta una temperatura de latonado de al menos 1100 º C durante al menos 30 minutos, para latonar las partes y de modo que el material de latonado fluya al interior de las juntas, poros, grietas, huecos o fisuras objeto de llenado y sellado; y permitir que el material de latonado se deposite de este modo, para formar, en el artículo latonado, áreas latonadas que tienen una dureza media menor de 600 HV1. El método de latonado comprende: etapa (i) aplicar un material de relleno de latonado a base de hierro a las partes de acero inoxidable; etapa (ii) unir las partes; etapa (iii) calentar las partes. Se usa el método de la invención para producir artículos latonados que tienen una dureza media menor de 600 VH1 (ensayo de dureza de Vickers -Parte 1: método de ensayo (ISO 6507-1:1997) en las áreas latonadas) .

De acuerdo con un aspecto preferido de la presente invención, se sellan las juntas, poros, grietas, huecos o fisuras mayores de 76 ï?­m con el material de latonado que fluye al interior de las juntas, poros, grietas, huecos o fisuras y se deja sedimentar.

Las áreas latonadas del artículo latonado pueden tener una resistencia frente a la tracción de al menos 110 N/mm2.

Aunque el coeficiente de expansión térmica sea el mismo para un objeto pequeño y un objeto grande del mismo material, el objeto grande tiene una expansión total grande. Si se calienta uno de los dos objetos, con la misma longitud a la misma temperatura, la diferencia de longitud es proporcional al tamaño del objeto para la misma diferencia de temperatura. Ambas cuestiones dan lugar a fisuras grandes, que es preciso llenar con los materiales de relleno de latonado. De este modo, el tamaño, es decir el área, longitud, anchura, espesor grande, etc, de un objeto metálico tiene un efecto sobre la precisión de las juntas latonadas o áreas latonadas, ya que la expansión térmica de las partes varía, y puede dar lugar a una idoneidad irregular y fisuras grandes. Otros casos de idoneidad irregular pueden estar provocados por el diseño de las partes objeto de unión, por los movimientos cuando se produce el latonado de los objetos, o por la fabricación de las partes objeto de unión. Por tanto, un aspecto importante cuando se produce el latonado de las juntas o áreas, etc, es la capacidad de relleno y sellado cuando se produce el latonado.

El cobre (Cu) tiene una buena capacidad de sellado de fisuras grandes. Uno de los motivos para no usar objetos latonados con Cu es la limitación de las propiedades del relleno-latonado de Cu, por ejemplo, el Cu puede inducir diferentes tipos de problemas de corrosión. El problema más obvio es que el cobre se consume debido a la

corrosión. El consumo de cobre puede disminuir la resistencia mecánica del objeto y el objeto puede comenzar a tener fugas. La liberación de productos de corrosión de Cu y iones de Cu al medio en un objeto puede dar lugar a corrosión galvánica en otras partes del mismo sistema en el que se instala el objeto. Los relleno-latonados de plata pueden ser una opción, pero normalmente no se usan debido a que el precio de la plata es elevado.

Los rellenos-latonados de níquel (Ni) que contienen cromo (Cr) tienen mejor resistencia a la corrosión que los rellenos-latonados de Cu, pero los rellenos-latonados de Ni tienen varias desventajas. Una de ellas es que se puede liberar níquel a partir del latonado de níquel cuando se usa, por ejemplo, en aplicaciones de agua. La cantidad de níquel, por ejemplo, en agua del grifo está limitada por normativa. Los iones de Ni también pueden dar lugar a corrosión galvánica en otras partes del mismo sistema cuando se instala el objeto.

Una cuestión importante para la resistencia es el modo en el que el material de relleno de latonado es capaz de rellenar los huecos o fisuras grandes. La capacidad de los rellenos-latonados de níquel para rellenar las fisuras es limitada y los materiales latonados de níquel también pierden resistencia en las fisuras grandes, es decir, fisuras mayores de 0, 076 mm, véase por ejemplo ASM Handbook, volumen 6, Welding, Brazing and Soldering, primera impresión 1993/Brazing of stainless steel página 911-913. De este modo, resulta muy difícil producir objetos latonados con Ni de gran tamaño.

La selección de un metal de relleno de latonado particular para una aplicación específica depende de varios factores. Consideraciones básicas son la temperaturas y los materiales objeto de latonado. En cualquier proceso de latonado, el material de relleno de latonado debe poseer una temperatura de sólido que sea suficientemente elevada para proporcionar las propiedades deseadas al conjunto latonado. El proceso necesita una temperatura de líquido, que sea suficientemente baja para ser compatible con las aptitudes de temperatura de las partes objeto de unión. Se puede usar el método de la presente invención para producir artículos de acero inoxidable por medio de latonado de un material de base de acero inoxidable con una aleación que tiene principalmente la misma composición que el material de base, proporcionando de este modo una junta homogeneizada de la aleación entre el material de base o los materiales de base. La aleación de latonado comprende hierro como componente principal, y es un material de relleno de latonado a base de hierro. El material de relleno de latonado a base de hierro se puede producir por medio de atomización de gas o agua, por medio de centrifugación en masa fundida, aleación mecánica o por medio de machacado de lingotes.

Cuando se lleva a cabo el latonado de una junta, resulta apropiado que el material de latonado humecte las partes de los objetos, que se tienen que someter juntas a latonado, y que el material de latonado pueda fluir en el interior de las fisuras, juntas, poros, etc durante el latonado. El punto de fusión del material de relleno de latonado está por debajo, de manera apropiada, del punto de fusión del material de base de las partes. Una propiedad relevante del material de relleno de latonado... [Seguir leyendo]

1. Un método para el latonado de un artículo que comprende partes de acero inoxidable, que comprende:

aplicar un material de relleno de latonado a base de hierro a las partes objeto de latonado y unir las partes, comprendiendo el material de relleno de latonado a base de hierro al menos un 40 % en peso de Fe, un 14-21 % en peso de Cr, un 5-21 % en peso de Ni, un 0-8 % en peso de Mn, un 0-2 % en peso de C y un 0-15 % en peso de Hf y bien un 6-15 % en peso de Si y un 0, 2-1, 5 % en peso de B o bien un 4-9 % en peso de Si y un 4-9 % en peso de P, caracterizado por:

precalentar las partes unidas en una atmósfera no oxidante, una atmósfera reductora, vacío o sus combinaciones, hasta al menos 400 º C y dejar las partes a la temperatura de al menos 400 º C durante al menos 15 minutos, elevar la temperatura hasta al menos 900 º C y dejar las partes a la temperatura de al menos 900 º C durante al menos una hora para igualar la temperatura de las partes de manera que la temperatura sea igual a través de las pares y el material de latonado, calentándose después las partes unidas hasta una temperatura de latonado de al menos 1100 º C durante al menos 30 minutos para latonar las partes y para que el material de latonado fluya al interior de juntas, poros, grietas, huecos o fisuras objeto de relleno o sellado; y permitir que el material de latonado se deposite para formar, de este modo, áreas latonadas en el artículo latonado que tienen una dureza menor de 600 HV1.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el artículo latonado es una parte sub-unida que posteriormente se somete a latonado con una o más partes adicionales, se aplica el material de relleno de latonado a base de hierro a las partes objeto de latonado posterior, y tras unir las partes objeto de latonado se repiten las etapas de precalentamiento de las partes y posterior calentamiento de las partes hasta una temperatura de latonado de al menos 1100 º C durante al menos 30 minutos.

3. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que juntas, poros, grietas, huecos o fisuras mayores de 76 ï?­m se rellenan o se sellan con el material de latonado que fluye al interior de juntas, poros, grietas, huecos o fisuras y se permite la deposición.

4. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material de latonado a base de hierro se obtiene por medio de atomización de gas, atomización de agua o machacado o lingotes, y se aplica el material de latonado a base de hierro a las partes de acero inoxidable en forma de una pasta en cordones o gotas.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que se sellan o se rellenan juntas, poros, grietas, huecos o fisuras mayores de 300 ï?­m con el material de latonado, y las áreas latonadas tienen una dureza media menor de 350 HV1 medida en la línea central o en un punto próximo a la línea central del área latonada de una fisura rellena mayor de 250 ï?­m.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que se sellan o se rellenan juntas, poros, grietas, huecos o fisuras mayores de 250 ï?­m, o sus combinaciones, con el material de latonado, y las áreas latonadas tienen una dureza media menor de 350 HV1 medida en la línea central o en un punto próximo a la línea central del área latonada

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que se sellan o se rellenan juntas, poros, grietas, huecos o fisuras mayores de 350 ï?­m, o sus combinaciones, con el material de latonado, y las áreas latonadas tienen una dureza media menor de 350 HV1 medida en la línea central o en un punto próximo a la línea central del área latonada de una fisura rellena mayor de 300ï?­m.

8. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las áreas latonadas del artículo latonado tienen una resistencia frente a la tracción de al menos 110 N/mm2.

9. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las partes unidas se calientan hasta al menos 1000 º C durante al menos 3 horas para igualar la temperatura en las partes unidas, y después se calientan hasta una temperatura de latonado de al menos 1150 º C de manera que el material de latonado fluya al interior de las juntas, los poros, las grietas, los huecos o las fisuras que se tienen que rellenar y sellar.

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el artículo comprende placas latonadas de intercambiador de calor, placas latonadas de reactor o sus combinaciones, y el artículo tiene una presión de rotura de al menos 60 bar.

11. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 9 ó 10, en el que el artículo latonado es un conjunto de placas de

intercambiador de calor de placas, y las partes unidas son placas de acero inoxidable que tienen un área mayor de 0, 20 m2 y un área de orificios de al menos 0, 003 m2, aplicándose un material de latonado a base de hierro a las placas del intercambiador de calor objeto de latonado de manera conjunta y uniéndose las placas para dar lugar a un conjunto, y calentándose el conjunto de placas unidas hasta la temperatura de latonado de al menos 1150 º C de manera que el material de latonado fluya al interior de las juntas, los poros, las grietas, los huecos o las fisuras que se tienen que rellenar o sellar.

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el intercambiador de calor tiene un conjunto de placas de más de 9 placas de intercambiador de calor latonadas de manera conjunta. 10

13. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el se aplica el material de latonado a base de hierro con ayuda de agentes de ruptura de fuerza capilar en forma de hendiduras, trayectorias, trazas, conductos, vías con forma de u o v, redes o sus combinaciones, sobre el acero inoxidable objeto de latonado.