Método de fabricación de una pieza dotada de elevadas características mecánicas, formada por embutición, a partir de chapa de acero laminado, en particular chapa laminada en caliente y dotada de un recubrimiento.

Método de fabricación de una pieza con elevadas características mecánicas,

formada por embutición, a partir deuna chapa de acero laminado, en particular laminada en caliente y recubierta con un metal o una aleación metálicaque asegura una protección de la superficie y del acero, caracterizado porque:

- el metal o la aleación metálica del recubrimiento es zinc o una aleación a base de zinc de un grosor comprendidoentre 5μm y 30μm,

- se lleva a cabo el corte de la chapa para obtener una pieza de chapa en bruto,

- se somete la pieza de chapa en bruto, dotada de recubrimiento, a una elevación de temperatura comprendida entre700ºC y 1200ºC con el objetivo de formar una pieza en caliente,

- se realiza por este hecho un compuesto aleado intermetálico, en la superficie, asegurando protección contra lacorrosión, contra la decarburación del acero, pudiendo asegurar el compuesto intermétalico una función delubrificación,

- se lleva a cabo la conformación de la pieza de chapa en bruto, por embutición en caliente,

- se enfría la pieza conformada para conferir características mecánicas de dureza elevadas del acero y una durezasuperficial elevada del recubrimiento,

- se retiran por corte los excedentes de chapa necesarios para la operación de embutición.

Método de fabricación de una pieza dotada de elevadas características mecánicas, formada por embutición, a partir de chapa de acero laminado, en particular chapa laminada en caliente y dotada de un recubrimiento.

La presente invención se refiere a un método de fabricación de una pieza dotada con elevadas características mecánicas, formada por embutición en caliente, a partir de una chapa de acero, y en particular chapa laminada en caliente y dotada de un recubrimiento de metal o de una aleación metálica que asegure la protección de la superficie y del acero.

Las chapas de acero que deben ser sometidas a un proceso de formación a alta temperatura y/o un tratamiento térmico son entregadas sin recubrimiento por razones de mantenimiento del recubrimiento durante el tratamiento térmico, dado que el tratamiento térmico de los aceros se lleva a cabo de forma general a temperaturas relativamente elevadas superiores a los 700ºC. De hecho, hasta el presente se consideraba que un recubrimiento de zinc depositado sobre una superficie metálica podría fundirse, volverse fluido, bloquear los útiles de formación en caliente, durante el calentamiento, a temperaturas superiores a la temperatura de fusión del zinc, y degradarse durante un enfriamiento rápido.

Por lo tanto, el recubrimiento es llevado a cabo en las piezas terminadas, lo que requiere una limpieza cuidadosa de sus superficies y de las partes huecas. Dicha limpieza requiere la utilización de ácidos y/o de bases cuyo reciclado y almacenamiento implican costos financieros importantes y representan un riesgo para los operarios y para el medio ambiente. Además, el tratamiento térmico debe llevarse a cabo bajo condiciones de atmósfera controlada para evitar cualquier decarburación y oxidación del acero. Además, en el caso de formación en caliente, la calamina, a causa de su poder abrasivo, daña las herramientas de fabricación, disminuyendo la calidad de las piezas obtenidas desde el punto de vista dimensional y estético u obliga a llevar a cabo reparaciones costosas y frecuentes de las herramientas de trabajo. Finalmente, para mejorar la resistencia a la corrosión, las piezas fabricadas de este modo reciben un tratamiento posterior costoso en el que la aplicación resulta difícil, o hasta imposible, en particular en el caso en el que las piezas incluyen zonas huecas. Las operaciones de recubrimiento posteriores a la fabricación de piezas de acero dotadas de elevadas características mecánicas presentan igualmente el inconveniente de provocar fragilidad a causa del hidrógeno en las técnicas de electrogalvanización con zinc o de modificar las características mecánicas de dichos aceros en las técnicas de galvanización o templado de las piezas anteriormente formadas.

El objetivo de la presente invención es dar a conocer a los usuarios chapas de acero de 0, 2 a 4 mm de espesor aproximadamente, dotadas con un recubrimiento en particular después de la operación de laminado en caliente, y antes de ser sometidos a un proceso de formación en caliente, y también un método para la fabricación de una piezas mediante un proceso de formación en caliente, a partir de dichas chapas de acero dotadas de recubrimiento, evitando la decarburación de la chapa de acero durante el calentamiento, sin oxidación de la superficie de dicha chapa de acero, antes, durante y después del proceso de fabricación en caliente y el tratamiento térmico.

El objetivo de la presente invención es dar a conocer un procedimiento de fabricación de una pieza dotada con elevadas características mecánicas, formada por embutición, a partir de una chapa de acero, en particular chapa laminada en caliente y dotada de un recubrimiento de un metal o de una aleación metálica de zinc o a base de zinc, asegurando una protección de la superficie y del acero, caracterizado porque:

- se lleva a cabo el corte del perfil de la chapa obteniendo una pieza en bruto de chapa de acero;

- se somete la pieza en bruto de chapa, dotada de recubrimiento, a una elevación de temperatura comprendida entre 700ºC y 1200ºC con el objetivo de formar una pieza en caliente,

- se realiza por este hecho un compuesto aleado intermetálico, en la superficie, que asegura la protección contra la corrosión, contra la decarburación del acero, pudiendo asegurar el compuesto intermetálico una función de lubrificación,

- se efectúa la conformación de la pieza de chapa por embutición en caliente,

- se refrigera la pieza formada para someterla a temple a una velocidad superior a la velocidad crítica de temple, para conferir características mecánicas de dureza elevadas del acero y una dureza superficial elevada del recubrimiento,

- se retiran por corte los excedentes de chapa necesarios para la operación de embutición,

- el metal o la aleación metálica de recubrimiento es zinc o una aleación a base de zinc de un espesor comprendido entre 51m y 301m.

Las otras características de la invención son las siguientes:

- la aleación intermetálica es un compuesto a base de zinc-hierro o a base de zinc-hierro-aluminio.

La descripción siguiente y las figuras adjuntas permitirán comprender la invención.

La figura 1 es un esquema de principio de una forma de la invención.

La figura 2 es un esquema de principio que no forma parte de la invención.

Las figuras 3a y 3b son fotografías, en sección, de una parte de la pieza que presenta un recubrimiento de zinc realizado de acuerdo con la presente invención, antes y después del tratamiento térmico.

Las figuras 4a y 4b son fotografías, en sección, de una parte de la pieza que presenta un recubrimiento de zinc-aluminio realizado de acuerdo con la presente invención, antes y después del tratamiento térmico.

El método según la presente invención tal como se muestra en el esquema de la figura 1, consiste, a partir de una chapa de acero para tratamiento térmico y o formación en caliente, en particular en chapa laminada en caliente y recubierta con zinc o una aleación a base de zinc, en la realización de una pieza fabricada en caliente mediante una herramienta tal como una prensa de embutición.

El recubrimiento de zinc o de una aleación de zinc es elegido de forma que produzca una protección contra la corrosión de la chapa de acero de base, enrollado en una bobina.

Contrariamente a las ideas comúnmente aceptadas, durante un tratamiento térmico o de una elevación de temperatura en un proceso de fabricación en caliente, el recubrimiento forma una capa que se alía con el acero de la chapa y presenta en dicho momento un comportamiento mecánico que evita la fusión del metal de recubrimiento. El compuesto formado presenta una gran resistencia a la corrosión, la abrasión, el uso y el desgaste. El recubrimiento no modifica las propiedades de capacidad de formación del acero y permite una gran variedad de procesos de formación en frío y en caliente.

Además, la utilización de zinc o de una aleación de zinc produce una protección galvánica de cantos o bordes cuando la pieza en bruto de chapa de acero o la pieza presentan recortes.

Después del laminado en caliente, la chapa puede ser decapada y laminada en frío antes de ser dotada con un material de recubrimiento. En el caso en el que el material laminar es laminado en frío, el mismo puede ser destemplado antes de ser recubierto.

Se puede recubrir la chapa de acero, por ejemplo, con zinc, o aleaciones de zinc-aluminio.

Tal como se ha representado en el esquema de la figura 2, que no forma parte de la invención, la chapa de acero puede ser embutido en frío para la obtención de la pieza. Dicha pieza es sometida a continuación a un tratamiento térmico para conferirle elevadas características mecánicas. Por ejemplo, un acero que tenga una resistencia a la rotura Rm de 500 MPa aproximadamente, permitirá la obtención de piezas tratadas térmicamente logrando un acero con una resistencia Rm superior a los 1500 MPa.

Para la conformación o para el tratamiento térmico de la pieza, la chapa de acero laminar es sometida a una elevación de temperatura comprendida entre los 700ºC y los 1200ºC dentro de un horno que no necesita de una atmósfera controlada, debido a la barrera de oxidación formada por el recubrimiento. Durante la elevación de la temperatura, el recubrimiento a base de zinc se transforma en una capa de aleación en superficie incluyendo diferentes fases dependiendo del tratamiento de temperatura y presentando una gran dureza que puede sobrepasar los 600 HV 100g.

En el método de la presente invención, se pueden utilizar chapas de acero cuyos espesores estén comprendidos entre 0, 2 mm y 4 mm, que tengan buenas propiedades... [Seguir leyendo]

1. Método de fabricación de una pieza con elevadas características mecánicas, formada por embutición, a partir de una chapa de acero laminado, en particular laminada en caliente y recubierta con un metal o una aleación metálica 5 que asegura una protección de la superficie y del acero, caracterizado porque:

- el metal o la aleación metálica del recubrimiento es zinc o una aleación a base de zinc de un grosor comprendido entre 51m y 301m,

-se lleva a cabo el corte de la chapa para obtener una pieza de chapa en bruto,

- se somete la pieza de chapa en bruto, dotada de recubrimiento, a una elevación de temperatura comprendida entre 700ºC y 1200ºC con el objetivo de formar una pieza en caliente,

- se realiza por este hecho un compuesto aleado intermetálico, en la superficie, asegurando protección contra la corrosión, contra la decarburación del acero, pudiendo asegurar el compuesto intermétalico una función de lubrificación,

- se lleva a cabo la conformación de la pieza de chapa en bruto, por embutición en caliente, 20

- se enfría la pieza conformada para conferir características mecánicas de dureza elevadas del acero y una dureza superficial elevada del recubrimiento,

- se retiran por corte los excedentes de chapa necesarios para la operación de embutición, 25

2. Método, según la reivindicación 1, caracterizado porque la aleación intermetálica es un compuesto a base de zinchierro o de zinc-hierro-aluminio.