BR102021015904A2 - Componente de fundição que têm uma estrutura de camada anticorrosão - Google Patents

Componente de fundição que têm uma estrutura de camada anticorrosão Download PDF

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BR102021015904A2
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woven cloth
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BR102021015904-9A
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Helmar Dannenmann
Alexander Baesgen
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Oskar Frech Gmbh + Co. Kg
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Abstract

A invenção se refere a um componente de fundição para um aparelho para fundir ou manusear um material fundido de metal, em que o componente compreende um corpo principal metálico (1) que é dotado em uma região de superfície de contato com material fundido (2) de uma estrutura de camada anticorrosão (3) composta por uma ou mais camadas sobrepostas.
Em um componente de acordo com a invenção, a estrutura de camada anticorrosão (3) compreende, como camada única ou como uma dentre uma pluralidade de camadas, um corpo de pano tecido protetor (5) pré-fabricado como corpo de pano tecido flexível a partir de um material de pano tecido que é resistente à temperatura de fundição ou uma camada protetora de não tecido (6) pré-fabricada como camada de não tecido maleável a partir de um material de não tecido de fibra ou material de papel de fibra que é resistente à temperatura de fundição ou um corpo conformado protetor (7) pré-fabricado como corpo conformado rígido a partir de um material que é resistente à temperatura de fundição.
Uso, de modo exemplificativo, de máquinas de fundição sob pressão em câmara quente para a fundição sob pressão de alumínio e ligas de alumínio.

Description

COMPONENTE DE FUNDIÇÃO QUE TÊM UMA ESTRUTURA DE CAMADA ANTICORROSÃO
[0001] A invenção se refere a um componente de fundição para um aparelho para fundir ou manusear um material fundido de metal, em que o componente compreende um corpo principal metálico que é dotado em uma região de superfície de contato com material fundido de uma estrutura de camada anticorrosão composta por uma ou mais camadas sobrepostas.
[0002] Tais componentes de fundição são empregados em tecnologia de fundição de metal, por exemplo, para máquinas de fundição sob pressão em câmara quente e máquinas de fundição sob pressão em câmara fria, em uma variedade de formas, por exemplo, como acessórios de fundição, vasos de fundição, fornos de fundição, unidades de transporte de material fundido e moldes de fundição e também partes desses componentes de fundição de metal. Um material à base de ferro, isto é, um material com base em ferro, tipicamente um material de aço, como um material de aço fundido, é usualmente empregado para o corpo principal, já que tais componentes têm uma boa razão de custo/utilidade. Para os presentes propósitos, a região de superfície de contato com material fundido é compreendida como a região da superfície do corpo principal do componente de fundição que, durante a operação de fundição, é exposto continuamente ou pelo menos por algum tempo ao material fundido de metal, isto é, entra em contato com esse.
[0003] Constatou-se que componentes de fundição com um corpo principal composto por aço podem ser quimicamente atacados pelo material fundido de metal líquido, isto é, são submetidos à corrosão, nessa região de superfície de contato com material fundido, isto é, em regiões em que os componentes entram em contato com o material fundido de metal quente durante a operação de fundição. Então, por exemplo, um ataque corrosivo notável por materiais fundidos de alumínio em fundição sob pressão de alumínio é observado em superfícies de aço de componentes de fundição que entram em contato com esses materiais fundidos.
[0004] Uma solução conhecida para unidades de cilindro de fundição/pistão de fundição de máquinas de fundição sob pressão de metal consiste em produzir o pistão de fundição e o cilindro de fundição totalmente a partir de um material de cerâmica ou de um material sinterizado, por exemplo, de diboreto de titânio sinterizado (TiB2). No entanto, a resistência mecânica, a resistência térmica e a resistência a impacto permaneceram frequentemente insatisfatórias.
[0005] De modo similar, a publicação aberta à inspeção pública DE 2 364 809 propõe produzir o pistão de fundição e o cilindro de fundição, como um componente sinterizado montado, a partir de uma mistura de dois ou mais materiais do grupo que consiste em carbonetos, boretos e nitretos. Em particular, uma mistura específica de carboneto de boro (B4C) com um ou mais dentre TiB2, diboreto de zircônio (ZiB2) e nitreto de boro (BN) é indicada.
[0006] A publicação de patente US 4.556.098, esse e outros materiais sinterizados examinados ainda são ditos insatisfatórios, e um nitreto de silício ultraduro prensado a quente ou material de Sialon com uma alta densidade é proposto como uma alternativa para o cilindro de fundição e o pistão de fundição. Para um cadinho feito de ferro fundido, um revestimento anticorrosão para proteger contra corrosão e oxidação que é composto por Ca, Al2O3 ou outros óxidos, como Al2O3-TiO2, ou por TiB2, ZaB2, CaB2 ou outros boretos puros ou mistos ou por AlN, Si3N4, BN, Sialons ou outros nitretos é revelado e é, por exemplo, aplicado a partir de uma emulsão ou por aspersão por chama. Para tampões cônicos para fechar orifícios de acessibilidade para o canal do alimentador e outras partes de um acessório de fundição, a fabricação também a partir de tais materiais resistentes à corrosão e à erosão é proposta. Para partes do molde de fundição que são expostos ao material fundido de metal apenas a temperaturas relativamente baixas, um revestimento composto por um material denso que compreende Si3N4, AlN, Sialon, BN, grafite ou carbono pirolítico ou ligas dos mesmos é proposto.
[0007] A publicação de patente EP 2 723 916 B1 revela um componente de fundição do tipo mencionado acima, no qual a estrutura de camada anticorrosão é formada por uma camada anticorrosão configurada como uma camada de sol-gel com o uso de micropartículas e/ou nanopartículas com um tamanho médio de partícula na faixa de 50 nm a 50 µm de uma ou mais substâncias como carga, sendo que tais substâncias são selecionadas a partir do grupo que consiste em boretos e carbonetos dos metais de transição e ligas dos mesmos e também em boro e silício, em que a camada de sol-gel compreende um formador de gel à base de zircônio ou à base de silício e é formado por uma pluralidade de subcamadas de gel, das quais pelo menos uma subcamada é livre de micropartículas e/ou nanopartículas e forma uma subcamada externa da camada de sol-gel.
[0008] A invenção aborda o problema técnico de fornecer um componente de fundição do tipo mencionado acima, em que o componente de fundição pode ser produzido com um gasto relativamente pequeno e apresenta alta resistência à corrosão contra materiais de fundição de metal líquido, em particular materiais fundidos de alumínio.
[0009] A invenção soluciona esse problema provendo um componente de fundição com as características da Reivindicação 1. Desenvolvimentos vantajosos da invenção, os quais contribuem para solucionar esse e outros problemas, são definidos nas reivindicações dependentes, cujo conteúdo, incluindo todas as combinações de características indicadas pelas referências anteriores de reivindicações, está totalmente incorporado no presente documento a título de referência na descrição.
[0010] De acordo com a invenção, a estrutura de camada anticorrosão compreende, como camada única no caso de uma configuração de estrato único ou como uma dentre uma pluralidade de camadas no caso de uma configuração de múltiplos estratos, um corpo de pano tecido protetor préfabricado como corpo de pano tecido flexível a partir de um material de pano tecido que é resistente à temperatura de fundição ou uma camada protetora de não tecido como camada de não tecido maleável pré-fabricada a partir de um material de não tecido de fibra ou papel de fibra que é resistente à temperatura de fundição ou um corpo conformado protetor como corpo conformado rígido pré-fabricado a partir de um material de corpo conformado que é resistente à temperatura de fundição.
[0011] O material não tecido de fibra ou o material de papel de fibra para a camada protetora de não tecido consiste em fibras comparativamente curtas, enquanto o corpo de pano tecido flexível para o corpo de pano tecido protetor é formado por fibras longas com uma resistência à tração comparativamente alta. Em ambos os casos, materiais de pano tecido ou de fibra que são estáveis à temperatura de fundição, como são conhecidos por si próprios para aplicações de fundição, por exemplo, para fundição de alumínio, são usados para esse propósito. Como material não tecido de fibra, é possível usar, em particular, materiais não tecido convencionais oferecidos no mercado sob o nome não tecido de cerâmica. Como material de papel de fibra, é possível usar, em particular, materiais de papel convencionais oferecidos no mercado sob o nome papel de cerâmica; para os presentes propósitos, o termo camada de não tecido ou camada protetora de não tecido abrange, com propósitos de simplificação, tanto as camadas correspondentes do material de não tecido de cerâmica quanto as camadas correspondentes do material de papel de cerâmica, as quais podem ser usadas opcional ou alternadamente no presente documento.
[0012] Ao usar o corpo de pano tecido protetor, esse é preferencialmente aplicado como um revestimento customizado na região de superfície de contato com material fundido. O mesmo pode, então, repousar de modo próximo contra a região de superfície de contato com material fundido do corpo principal sob a pressão de líquido do material fundido, em que qualquer ar incluído é deslocado. Durante a operação do componente de fundição, o corpo de pano tecido protetor impede a invasão do material fundido no corpo principal metálico e passa por um processo de sinterização devido ao contato com o material fundido quente durante o uso, por exemplo, após alguns dias ou semanas, sendo que, como resultado, é transformado do corpo de pano tecido préfabricado flexível em um corpo de pano tecido quebradiço.
[0013] De maneira análoga ao caso do corpo de pano tecido protetor pré-fabricado flexível, a camada protetora de não tecido pré-fabricado como camada de não tecido maleável também é capaz de funcionar como uma barreira inerte ao material fundido de metal e, desse modo, proteger o corpo principal metálico contra corrosão pelo material fundido de metal.
[0014] Ao usar o corpo conformado protetor, forma-se um forro que é impermeável de fora para dentro para a região de superfície de contato com material fundido do corpo principal do componente de fundição e pode ser, em particular, pré-fabricado como corpo conformado rígido inteiriço customizado ou como um corpo conformado composto por uma pluralidade de elementos de placa rígida, sendo que, no último caso, os elementos de placa são préfabricados e capazes de serem dispostos individualmente na região de superfície de contato com material fundido do corpo principal do componente de fundição ou, como alternativa, montado para formar um corpo conformado e, então, ser disposto como tal corpo conformado na região de superfície de contato com material fundido. Quaisquer regiões de transição ou articulações lateralmente entre elementos de placa vizinhos podem ser, se necessário, fechadas por um material adesivo de cerâmica resistente a calor. Com esse propósito, é novamente possível usar materiais adesivos de cerâmica suficientemente resistentes a calor que são resistentes à temperatura de fundição, isto é, às temperaturas operacionais típicas com as quais a fundição é realizada, em particular materiais adesivos de cerâmica que são resistentes a altas temperaturas, já que são bem conhecidos para esse propósito por uma pessoa versada na técnica, por exemplo, materiais à base de óxido de alumínio.
[0015] A expressão "resistente à temperatura de fundição" no presente documento indica, como o termo sugere, resistência do material em questão às temperaturas de fundição às quais o material é exposto durante a operação de fundição. As temperaturas de fundição dependem naturalmente do material fundido a ser fundido em cada caso; já que aqueles são materiais fundidos de metal, essas são geralmente temperaturas muito altas de mais de 500 °C até muito mais de 1000 °C. O material proporcionalmente resistente a altas temperaturas tem que ser suficientemente resistente física e quimicamente nessas temperaturas, até mesmo durante uso operacional prolongado. Tais materiais para uso na faixa de temperatura de fundição particular são conhecidos por si só por uma pessoa versada na técnica, de modo que nenhuma explicação adicional seja necessária nessa situação. Tais materiais de molde que são resistentes à temperatura de fundição, incluindo no presente caso, com o objetivo de simplificação, materiais de placa correspondentes, são conhecidos por uma pessoa versada na técnica, por exemplo, de construção de fornos.
[0016] No caso da configuração de múltiplos estratos, a uma ou mais camadas adicionais podem funcionar, se necessário, de modo a conferir ligação melhorada da estrutura de camada anticorrosão à superfície do corpo principal e/ou de modo a fornecer uma barreira inerte adicionar para proteger o corpo principal contra corrosão pelo material fundido de metal.
[0017] Constatou-se que o corpo principal metálico do componente de fundição da invenção pode ser protegido de modo muito seguro contra o fenômeno de corrosão, o qual poderia ser causado, de outro modo, por contato com o material fundido, em sua região de superfície de contato com material fundido na qual pode entrar em contato, durante a operação, como material fundido metálico usado para fundição, por exemplo, alumínio ou uma liga de alumínio ou outro meta não ferroso, por essa estrutura de camada anticorrosão de estrato único, isto é, estrutura de camada que consiste em uma camada única, ou estrutura de camada anticorrosão de múltiplos estratos, isto é, estrutura de camada que consiste em uma pluralidade de camadas sobrepostas.
[0018] No caso da estrutura de camada anticorrosão de acordo com a invenção, não há nenhuma ligação adesiva ou travamento positivo de área total da mesma em relação ao corpo principal metálico a ser protegido. Isso torna a estrutura de camada anticorrosão menos sensível a danos mecânicos em comparação com revestimentos travados positivamente ou ligados com adesivo convencionais, e qualquer dano também pode ser mantido limitado localmente em maior extensão. Além disso, a estrutura de camada anticorrosão tem, portanto, uma tolerância à expansão térmica significativamente melhor, isto é, a ocorrência de estresses mecânicos na estrutura de camada anticorrosão causados por efeitos de expansão térmica do corpo principal metálico pode ser evitada ou, qualquer situação, significativamente reduzida em comparação com revestimentos travados positivamente ou ligados com adesivo convencionais.
[0019] Ao mesmo tempo, essa estrutura de camada anticorrosão pode ser concretizada com um gasto comparativamente pequeno. Com esse propósito, o corpo de pano tecido protetor e/ou a camada protetora de não tecido e/ou o corpo conformado protetor composto pelo material de pano tecido correspondente, o material de não tecido de fibra/papel de fibra ou o material de corpo conformado/placa rígida em forma pré-fabricada é aplicado à região de superfície de contato com material fundido do corpo principal do componente de fundição que deve ser protegido.
[0020] No presente documento, constatou-se que a estrutura de camada anticorrosão que compreende o corpo de pano tecido protetor ou camada protetora de não tecido ou o corpo conformado protetor é capaz de conferir proteção contra corrosão de muito longo prazo ao longo de muitas semanas de operação, em particular também para componentes de fundição cujo corpo principal consiste em um material de aço. A proteção contra corrosão é mantida de modo seguro por longos períodos de uso mesmo quando a região de superfície de contato com material fundido do corpo principal está continuamente em contato com o material fundido do metal sendo fundido. Uma vida útil mais longa do componente de fundição protegido desse modo contra influências corrosivas pelo material fundido é obtida.
[0021] Além disso, essa concretização da estrutura de camada anticorrosão permite, quando necessário, uma renovação relativamente descomplicada e, então, o uso operacional renovado subsequente do componente de fundição. Com esse propósito, a camada na forma do corpo de pano tecido protetor ou da camada de não tecido ou do corpo conformado protetor pode ser removida de modo relativamente fácil, o que geralmente não é possível no caso de revestimentos protetores convencionais que foram depositados por tecnologia de camada fina no corpo principal metálico do componente de fundição. Do mesmo modo, quaisquer camadas opcionais adicionais da estrutura de camada anticorrosão podem ser removidas novamente do corpo principal metálico se necessário no presente caso. O corpo principal metálico do componente de fundição pode ser subsequentemente dotado novamente de uma nova estrutura de camada anticorrosão em sua região de superfície de contato com material fundido.
[0022] É evidente que, se necessário, uma ou mais camadas adicionais que não têm uma função anticorrosão podem ser fornecidas fora da camada mais externa da estrutura de camada anticorrosão e/ou internamente entre a superfície do corpo principal e a camada mais interna da estrutura de camada anticorrosão e/ou entre as duas camadas da estrutura de camada anticorrosão.
[0023] Em desenvolvimentos correspondentes da invenção, o material de pano tecido que é resistente à temperatura de fundição é um material à base de óxido de alumínio (Al2O3) e/ou o material de não tecido de fibra ou papel de fibra que é resistente à temperatura de fundição é um material à base de Al2O3 e/ou o material de corpo conformado que é resistente à temperatura de fundição é um material à base de Al2O3. Os componentes produzidos a partir desses também são consequentemente denominados corpo de pano tecido protetor de Al2O3, camada protetora de não tecido de Al2O3 ou corpo conformado protetor de Al2O3 no presente caso. Constatou-se que essa seleção de materiais é particularmente vantajosa em relação à resistência física e química nas temperaturas de fundição predominantes e também em relação à viabilidade técnica e econômica, incluindo para aplicações em fundição de alumínio. É evidente que tais materiais à base de Al2O3 geralmente não precisam consistir exclusivamente em Al2O3, mas, em vez disso, podem conter materiais adicionais em quantidades menores.
[0024] Em um desenvolvimento da invenção, a estrutura de camada anticorrosão é uma estrutura de múltiplos estratos e compreende pelo menos uma camada adicional que difere da camada primeiramente mencionada e é selecionada a partir do grupo que consiste no corpo de pano tecido protetor, na camada protetora de não tecido, no corpo conformado protetor e uma camada adesiva de cerâmica resistente a calor. Essa configuração de múltiplos estratos pode melhorar de modo particularmente eficaz, quando necessário, a ligação da estrutura de camada anticorrosão à superfície do corpo principal e/ou fornecer pelo menos uma camada de barreira inerte adicional para proteger o corpo principal contra corrosão pelo material fundido de metal. Para a camada adesiva de cerâmica resistente a calor, é possível usar materiais adesivos de cerâmica que são suficientemente resistentes a calor nas temperaturas de fundição típicas, como será familiar para uma pessoa versada na técnica para esse propósito, incluindo aqueles à base de Al2O3. Em configurações de estrato único alternativas, a estrutura de camada anticorrosão não compreende tal camada adicional e consiste somente na camada primeiramente mencionada e opcionalmente uma ou mais camadas de um tipo diferente.
[0025] Em uma modalidade da invenção, a estrutura de camada anticorrosão tem múltiplos estratos com a camada adesiva de cerâmica como uma camada mais interna, isto é, uma camada unida ao corpo principal. A camada adesiva de cerâmica pode melhorar, em aplicações adequadas, a ligação da estrutura de camada anticorrosão à região de superfície de contato com material fundido do corpo principal. Em modalidades alternativas, a estrutura de camada anticorrosão não compreende tal camada adesiva de cerâmica mais interna.
[0026] Em uma modalidade da invenção, a estrutura de camada anticorrosão tem múltiplos estratos e tem o corpo de pano tecido protetor como uma camada externa e a camada protetora de não tecido como uma camada interna. Isso significa que a camada protetora de não tecido está disposta mais próxima do corpo principal do que o corpo de pano tecido protetor, sem que a camada protetora de não tecido tenha necessariamente que ser uma camada mais interna e/ou sem que o corpo de pano tecido protetor tenha necessariamente que ser uma camada externa da estrutura de camada e sem que a camada protetora de não tecido e o corpo de pano tecido protetor tenham necessariamente que ser duas camadas diretamente unidas da estrutura de camada. Isso combina as propriedades anticorrosão vantajosas e outras propriedades químicas e físicas do corpo de pano tecido protetor e da camada protetora de não tecido de modo favorável, sendo que o corpo de pano tecido protetor como camada externa é capaz de proteger a camada protetora interna de não tecido contra efeitos mecânicos, como impactos e similares. Em uma modalidade vantajosa, a camada adesiva de cerâmica está presente como camada mais interna da estrutura de camada anticorrosão entre a camada protetora de não tecido e o corpo principal metálico do componente de fundição, o que pode melhorar a ligação da estrutura de camada anticorrosão e, nesse caso, especialmente aquela na região de superfície de contato com material fundido do corpo principal.
[0027] Em uma modalidade da invenção, a estrutura de camada anticorrosão tem pelo menos três estratos e tem a camada adesiva de cerâmica como uma camada mais interna, o corpo conformado protetor como uma camada externa e a camada protetora de não tecido como uma camada intermediária entre a camada adesiva de cerâmica e o corpo conformado protetor. Essa modalidade combina as propriedades vantajosas do corpo conformado protetor externo impermeável com as vantagens da camada adesiva de cerâmica em relação à boa ligação da estrutura de camada anticorrosão à região de superfície de contato com material fundido do corpo principal do componente de fundição e as vantagens da camada intermediária protetora de não tecido, incluindo a capacidade de equalização de espessura e natureza de compressão sob estresses compressivos. Em modalidades alternativas, a camada intermediária protetora de não tecido ou a camada adesiva de cerâmica interna está ausente.
[0028] Em uma modalidade da invenção, a camada adesiva de cerâmica consiste em um material adesivo de cerâmica resistente a calor, em particular resistente a altas temperaturas, à base de Al2O3. Isso representa uma escolha do material para a camada adesiva de cerâmica que é particularmente favorável para os presentes propósitos. Alternativamente, uma camada adesiva de cerâmica composta por um material adesivo de cerâmica resistente a calor diferente pode ser usada.
[0029] Em um desenvolvimento da invenção, o corpo de pano tecido protetor tem uma espessura na faixa de 0,8 mm a 3 mm. Constatou-se que essa faixa de espessura é ideal para o corpo de pano tecido protetor em relação a gastos de realização, proteção contra corrosão satisfatória e um aumento permanente muito limitado nas dimensões do componente de fundição devido à estrutura de camada anticorrosão. Para aplicações específicas, a espessura do corpo de pano tecido protetor de Al2O3 pode ser selecionado fora dessa faixa.
[0030] Em um desenvolvimento da invenção, a camada protetora de não tecido tem uma espessura na faixa de 0,5 mm a 5 mm. Constatou-se que essa faixa de espessura é ideal para a camada protetora de não tecido em relação a gastos de realização, proteção contra corrosão satisfatória e um aumento permanente muito limitado nas dimensões do componente de fundição devido à estrutura de camada anticorrosão. Para aplicações específicas, a espessura da camada protetora de não tecido pode ser selecionada fora dessa faixa.
[0031] Em um desenvolvimento da invenção, o corpo conformado protetor tem uma espessura na faixa de 2 mm a 25 mm. Constatou-se que essa faixa de espessura é ideal para o corpo conformado protetor em relação a gastos de realização, proteção contra corrosão satisfatória e um aumento permanente muito limitado nas dimensões do componente de fundição devido à estrutura de camada anticorrosão. Para aplicações específicas, a espessura do corpo conformado protetor pode ser selecionada fora dessa faixa.
[0032] Em um desenvolvimento da invenção, o corpo principal consiste em um material à base de ferro, em particular um material de aço fundido. Isso combina a vantagem da presente estrutura de camada anticorrosão às vantagens conhecidas por si sós de selecionar um material à base de ferro para o corpo principal metálico do componente de fundição. Como uma alternativa, o corpo principal do componente de fundição pode ser feito a partir de outro material de metal.
[0033] Em um desenvolvimento da invenção, o componente de fundição pode ser um componente para uma máquina de fundição sob pressão de metal, por exemplo, uma máquina de fundição sob pressão em câmara quente. Em particular, pode ser um acessório de fundição, um vaso de fundição, um componente de forno de fundição, um componente de transporte de material fundido, um componente de molde de fundição ou uma parte desses componentes da máquina de fundição sob pressão de metal que entra em contato com o material fundido. Devido a sua estrutura de camada anticorrosão específica, o componente de fundição tem uma excelente adequação para esses propósitos em particular e uma vida útil comparativamente longa.
[0034] Modalidades vantajosas da invenção são retratadas nos desenhos. Essas e outras modalidades da invenção serão explicadas em mais detalhes abaixo. As figuras mostram:
Fig. 1 uma vista em corte esquemática de um componente de fundição com uma estrutura de camada anticorrosão de três estratos externa parcial,
Fig. 2 uma vista em corte esquemática de um vaso de fundição como componente de fundição com a estrutura de camada anticorrosão externa parcial da Fig. 1,
Fig. 3 a representação em corte da Fig. 1 para uma variante que tem uma estrutura de camada anticorrosão de estrato único em vez da estrutura de camada anticorrosão de três estratos e
Fig. 4 a representação em corte da Fig. 1 para uma variante que tem uma estrutura de camada anticorrosão de dois estratos em vez da estrutura de camada anticorrosão de três estratos.
[0035] As Figs. 1, 3 e 4 mostram, de modo puramente esquemático com os constituintes das mesmas que são de interesse para o presente documento, um componente de fundição para um aparelho para fundição ou manuseio de um material fundido de metal, o qual compreende um corpo principal metálico 1 que é dotado em uma região de superfície de contato com material fundido 2 de uma estrutura de camada anticorrosão 3. As Figs. 1, 3 e 4 mostram de modo exemplificativo e como representação de realizações possíveis adicionais, vários exemplos de realização para a estrutura de camada anticorrosão 3.
[0036] Na modalidade mostrada na Fig. 1, a estrutura de camada anticorrosão 3 compreende um corpo de pano tecido protetor 5 pré-fabricado como corpo de pano tecido flexível a partir de um material de pano tecido que é resistente à temperatura de fundição como uma camada mais externa 4, isto é, a camada 4 voltada para o lado oposto da superfície do corpo principal metálico 1. Além disso, a estrutura de camada anticorrosão 3 no exemplo de trabalho da Fig. 1 compreende uma camada adesiva de cerâmica 8 que é resistente à temperatura de fundição como uma camada mais interna 9 e uma camada protetora de não tecido 6 préfabricada como camada de não tecido maleável a partir de um material de não tecido de fibra ou papel de fibra que é resistente à temperatura de fundição como uma camada intermediária 10 da então estrutura de camada de três estratos, isto é, a estrutura de camada que compreende três camadas.
[0037] O corpo de pano tecido protetor 5 é, em uma realização vantajosa, pré-fabricado a partir de um material de pano tecido à base de Al2O3 que é resistente à temperatura de fundição, isto é, forma, nesse caso, um corpo de pano tecido protetor de Al2O3. A camada protetora de não tecido 6 é, em uma realização vantajosa, préfabricada a partir de um material de não tecido de fibra ou papel de fibra à base de Al2O3 que é resistente à temperatura de fundição, isto é, forma, nesse caso, uma camada protetora de não tecido de Al2O3. Em realizações alternativas, outros materiais que são resistentes à temperatura de fundição são usados para os componentes de estrutura de camada em questão, por exemplo, materiais à base de óxido de zircônio ou materiais compósitos de cerâmica de óxido, incluindo materiais compósitos reforçados com fibra como são conhecidos por si sós por uma pessoa versada na técnica para uso em tecnologia de fundição e outras aplicações de alta temperatura. A camada protetora de não tecido 6 tem preferencialmente uma espessura na faixa de 0,5 mm a 5 mm. O material de não tecido de fibra ou papel de fibra para a camada protetora de não tecido 6 consiste em fibras que são mais curtas do que fibras que tem uma alta resistência à tração e a partir das quais o corpo de pano tecido flexível para o corpo de pano tecido protetor 5 é feito.
[0038] A Fig. 2 mostra especificamente um caso em que o componente de fundição que tem a estrutura de camada anticorrosão 3 na realização da Fig. 1 é um vaso de fundição como de costume, por exemplo, em uma máquina de fundição sob pressão de metal e mais especificamente em uma máquina de fundição sob pressão em câmara quente para a fundição de alumínio ou ligas de alumínio ou outros metais de fundição não ferrosos. O vaso de fundição da Fig. 2 tem uma construção conhecida por si só, como é revelado, por exemplo, na publicação de patente EP 2 723 916 B1 mencionada acima. Em modalidades alternativas, o componente de fundição forma um acessório de fundição, um vaso de fundição, um componente de forno de fundição, um componente de transporte de material fundido, um componente de molde de fundição ou uma parte de um desses componentes de máquina de fundição sob pressão. Para fornecer uma melhor visualização da sequência de camadas da estrutura de camada anticorrosão 3 nesse caso ilustrativo, as camadas participantes são mostradas cortadas em diferentes alturas do vaso de fundição, para que cada camada possa ser vista pelo menos em regiões.
[0039] Em modalidades alternativas, apenas a camada adesiva de cerâmica 8 ou apenas a camada protetora de não tecido 6 é fornecida como camada mais interna 9 entre o corpo principal metálico 1 e o corpo de pano tecido protetor 5 como camada mais externa 4 em uma configuração de dois estratos da estrutura de camada anticorrosão 3.
[0040] Na modalidade mostrada na Fig. 3, a estrutura de camada anticorrosão 3 tem um estrato único, isto é, consiste apenas em uma única camada protetora 11 que é, nesse exemplo, formada pelo corpo de pano tecido protetor 5. O corpo de pano tecido protetor ou corpo de pano tecido protetor de Al2O3 5, no presente documento e em outras realizações de múltiplas camadas da estrutura de camada anticorrosão 3 nas quais o mesmo é usado, tem preferencialmente uma espessura na faixa de 0,8 mm a 3 mm. Em uma modalidade alternativa, a camada única 11 da estrutura de camada anticorrosão 3 em uma configuração de estrato único consiste na camada protetora de não tecido ou camada protetora de não tecido de Al2O3 6. Restrita a regiões de superfície relativamente pequena ou regiões de transição, a camada adesiva de cerâmica 8 também pode ser usada como revestimento adesivo de camada única para a estrutura de camada anticorrosão 3.
[0041] Na modalidade mostrada na Fig. 4, a estrutura de camada anticorrosão 3 tem dois estratos com a camada adesiva de cerâmica 8 como camada interna ou mais interna 9 e um corpo conformado protetor 7 pré-fabricado como corpo conformado rígido a partir de um material de corpo conformado que é resistente à temperatura de fundição como camada externa ou mais externa 4. O corpo conformado protetor 7 é, em uma realização vantajosa, pré-fabricado a partir de um material de corpo conformado à base de Al2O3 que é resistente à temperatura de fundição, isto é, forma, nesse caso, um corpo conformado protetor de Al2O3. Em realizações alternativas, outros materiais que são resistentes à temperatura de fundição são usados para o corpo conformado protetor, por exemplo, novamente materiais à base de óxido de zircônio ou materiais compósitos de cerâmica de óxido, incluindo materiais compósitos reforçados com fibra.
[0042] Em modalidades alternativas, a estrutura de camada anticorrosão 3 tem três estratos, isto é, compreende três camadas, com o corpo conformado protetor 7 como a camada mais externa 4, a camada adesiva de cerâmica 8 como a camada mais interna 9 e a camada protetora de não tecido 6 ou o corpo de pano tecido protetor 5 como camada intermediária entre a camada adesiva de cerâmica 8 e o corpo conformado protetor 7.
[0043] Quando a camada protetora de não tecido 6 é usada como camada intermediária 10 nos casos correspondentes de uma configuração de pelo menos três estratos da estrutura de camada anticorrosão 3, a mesma pode funcionar como uma barreira inerte adicional contra o material fundido e, desse modo, proteger de modo seguro o corpo principal metálico 1 contra corrosão mesmo quando o corpo de pano tecido protetor externo 5 ou o corpo conformado protetor externo 7 foi danificado ou penetrado.
[0044] Uma segurança adicional análoga contra corrosão é oferecida pelas outras modalidades de múltiplos estratos possíveis da estrutura de camada anticorrosão 3. Nessas modalidades de múltiplas camadas da estrutura de camada anticorrosão 3, é extremamente improvável que o material fundido de metal entre em contato direto com o corpo principal metálico 1 como resultado, por exemplo, de danos mecânicos a uma dentre a pluralidade de camadas, em particular a camada mais externa 4, já que uma ou mais camadas adicionais da estrutura de camada anticorrosão 3 ainda permanecem e podem assumir a função anticorrosão no ponto de danos local da camada danificada.
[0045] Em modalidades alternativas adicionais, a estrutura de camada anticorrosão 3 compreende quatro ou mais camadas sobrepostas, sendo que cada uma é selecionada a partir do grupo que consiste na camada fornecida pelo corpo de pano tecido protetor 5, na camada fornecida pela camada protetora de não tecido 6, na camada fornecida pelo corpo conformado protetor 7 e na camada fornecida pela camada adesiva de cerâmica 8 e das quais pelo menos duas são diferentes uma da outra.
[0046] A camada adesiva de cerâmica 8 consiste preferencialmente em um material adesivo de cerâmica resistente a calor à base de Al2O3, sendo que, para tal propósito, é possível usar um material adesivo de cerâmica convencional correspondente desse tipo. A camada adesiva de cerâmica 8 pode ser, dependendo dos requisitos, aplicada sobre parte ou toda a área do corpo principal metálico 1 na região de superfície de contato com material fundido 2 do mesmo. O material adesivo de cerâmica da camada adesiva de cerâmica 8 tem preferencialmente, quando usado com o corpo conformado protetor 7, um coeficiente de expansão térmica que corresponde muito amplamente àquele do material de metal do corpo principal 1. Estresses térmicos entre o corpo principal metálico 1 e o corpo conformado protetor 7 que o circunda na região de superfície de contato com material fundido 2 podem ser então minimizados. Em regiões de superfície menor ou transições, a camada adesiva de cerâmica 8 também pode ser usado como revestimento único ou preenchendo toda a área.
[0047] O corpo principal 1 consiste preferencialmente em um material à base de ferro, em particular um material de aço fundido como é conhecido por si só para corpos principais metálicos de componentes de fundição, isto é, é possível usar um material de metal à base de ferro ou à base de aço como para esse propósito.
[0048] O corpo conformado protetor 7 pode ser, dependendo do requisito e do uso particular, pré-fabricado como corpo conformado rígido inteiriço customizado a partir de material de corpo conformado adequado sendo formado por uma pluralidade de elementos de placa pré-fabricados rígidos que consistem em um material de placa adequado para o presente propósito e estão diretamente dispostos no corpo principal 1 do componente de fundição ou, como alternativa, primeiramente montados para fornecer o corpo conformado e então dispostos de modo unido como corpo conformado uniforme na região de superfície de contato com material fundido 2 do corpo principal 1. Quaisquer vãos de junta ou interfaces e/ou transições entre os elementos de placa podem ser fechados ou vedados com o uso, por exemplo, do mesmo material adesivo de cerâmica que aquele da camada adesiva de cerâmica 8 ou, como alternativa, com o uso de um material adesivo de cerâmica resistente a calor diferente. O corpo conformado protetor 7 tem, em típicos exemplos de trabalho, uma espessura na faixa de 2 mm a 25 mm.
[0049] Ao usar o corpo de pano tecido protetor 5, esse é preferencialmente pré-fabricado de uma maneira customizada como corpo de pano tecido flexível a partir do material de pano tecido convencional respectivo que é resistente à temperatura de fundição, por exemplo, um material de pano tecido de Al2O3, e posicionado sobre o corpo principal 1 na região de superfície de contato com material fundido 2 do mesmo. Tão logo o corpo de pano tecido flexível entra em contato com o material fundido de metal, por exemplo, quando o corpo principal 1 é imerso no material fundido de metal, o mesmo é pressionado contra a região de superfície de contato com material fundido 2 pela pressão do material fundido e qualquer ar preso é deslocado. O corpo de pano tecido protetor ou corpo de pano tecido protetor de Al2O3 5 impede a penetração do material fundido de metal no corpo principal metálico 1 e, ao longo dos demais usos, tipicamente após alguns dias ou semanas de contato com o material fundido, se transforma do corpo de pano tecido que é flexível e elástico quando inicialmente usado para um corpo de pano tecido quebradiço por um efeito de sinterização.
[0050] Quando a camada protetora de não tecido 6 é usada como camada interna no interior do corpo conformado protetor 7 como camada externa 4, a camada protetora de não tecido 6, que é uma camada macia e elástica, pode ser, se necessário, introduzida com espessura variável na estrutura de camada anticorrosão 3. Isso possibilita a compensação pela expansão térmica diferente do corpo principal metálico 1 em comparação ao forro rígido, denso e um tanto quebradiço que é formado pelo corpo conformado protetor externo 7.
[0051] A estrutura de camada anticorrosão 3 é, devido ao fato de que não é ligada como adesivo ou travada positivamente em toda a área ao corpo principal metálico 1 a ser protegido, relativamente insensível a danos mecânicos em comparação com revestimentos travados positivamente ou ligados com adesivo convencionais, e qualquer dano pode ser prontamente mantido local. Além disso, a estrutura de camada anticorrosão 3 tem, por esse motivo, uma tolerância à expansão térmica significativamente melhor, isto é, a ocorrência de estresses mecânicos na estrutura de camada anticorrosão 3 devido a efeitos de expansão térmica do corpo principal metálico 1 pode ser evitada ou, qualquer situação, significativamente reduzida em comparação com revestimentos travados positivamente ou ligados com adesivo convencionais.
[0052] Muito embora o corpo principal metálico 1 seja fornecido apenas parcialmente e no lado externo com a estrutura de camada anticorrosão 3 nos exemplos de trabalho mostrados, é evidente que, em outras modalidades, o corpo principal metálico 1 pode ser, se necessário, fornecido não apenas parcialmente, porém sobre toda a área em deu lado externo total e/ou parcialmente ou completamente nas regiões de superfície interior que entram em contato com o material fundido com a estrutura de camada anticorrosão 3.

Claims (10)

  1. Componente de fundição para um aparelho para fundição ou manuseio de um material fundido de metal, em que
    - o componente compreende um corpo principal metálico (1) que é dotado em uma região de superfície de contato com material fundido (2) de uma estrutura de camada anticorrosão (3) composto por uma ou mais camadas sobrepostas,
    caracterizado pelo fato de que
    - a estrutura de camada anticorrosão (3) compreende, como camada única (1) ou como uma dentre uma pluralidade de camadas, um corpo de pano tecido protetor (5) pré-fabricado como corpo de pano tecido flexível a partir de um material de pano tecido que é resistente à temperatura de fundição ou uma camada protetora de não tecido (6) préfabricada como camada de não tecido maleável a partir de um material de não tecido de fibra ou material de papel de fibra que é resistente à temperatura de fundição ou um corpo conformado protetor (7) pré-fabricado como corpo conformado rígido a partir de um material de corpo conformado que é resistente à temperatura de fundição.
  2. Componente de fundição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente
    • - o material de pano tecido que é resistente à temperatura de fundição é um material à base de Al2O3 e/ou
    • - o material de não tecido de fibra ou papel de fibra que é resistente à temperatura de fundição é um material à base de Al2O3 e/ou
    • - o material de corpo conformado que é resistente à temperatura de fundição é um material à base de Al2O3.
  3. Componente de fundição, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que adicionalmente a estrutura de camada anticorrosão tem múltiplos estratos e compreende pelo menos uma camada adicional que difere da camada primeiramente mencionada e é selecionada a partir do grupo que consiste no corpo de pano tecido protetor (5), na camada protetora de não tecido (6), no corpo conformado protetor (7) e em uma camada adesiva de cerâmica (8) que é resistente à temperatura de fundição.
  4. Componente de fundição, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que adicionalmente a estrutura de camada anticorrosão tem a camada adesiva de cerâmica (8) como uma camada mais interna (9).
  5. Componente de fundição, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que adicionalmente a estrutura de camada anticorrosão tem o corpo de pano tecido protetor (5) como uma camada externa e a camada protetora de não tecido (6) como uma camada interna.
  6. Componente de fundição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que adicionalmente a estrutura de camada anticorrosão tem pelo menos três estratos e tem o corpo conformado protetor (7) ou o corpo de pano tecido protetor (5) como uma camada externa, a camada adesiva de cerâmica (8) como uma camada mais interna e a camada protetora de não tecido (6) como uma camada intermediária entre a camada adesiva de cerâmica (8) e o corpo conformado protetor (7) ou o corpo de pano tecido protetor (5).
  7. Componente de fundição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 6, caracterizado pelo fato de que adicionalmente a camada adesiva de cerâmica (8) consiste em um material adesivo de cerâmica que é à base de Al2O3 e é resistente à temperatura de fundição.
  8. Componente de fundição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que adicionalmente o corpo de pano tecido protetor (5) tem uma espessura na faixa de 0,8 mm a 3 mm e/ou a camada protetora de não tecido (6) tem uma espessura na faixa de 0,5 mm a 5 mm e/ou o corpo conformado protetor (7) tem uma espessura na faixa de 2 mm a 25 mm.
  9. Componente de fundição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que adicionalmente o corpo principal (1) consiste em um material à base de ferro, preferencialmente um material de aço fundido.
  10. Componente de fundição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que adicionalmente é um componente para uma máquina de fundição sob pressão de metal, preferencialmente um acessório de fundição, um vaso de fundição, um componente de forno de fundição, um componente de transporte de material fundido, um componente de molde de fundição ou uma parte de um desses componentes de máquina de fundição sob pressão
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