BR112020015105A2 - Parafuso bimetálico com aço endurecível martensiticamente - Google Patents
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Abstract
a presente invenção refere-se a um método para produzir um parafuso bimetálico que tem um elemento de ponta e um elemento de acionamento, em que um primeiro bloco bruto que compreende um aço que tem 0,07 a 0,14% em peso de carbono, 13 a 15% em peso de cromo, 1,3 a 1,7% em peso de molibdênio, 1,5 a 2,0% em peso de níquel e 1,0 a 1,5% em peso de manganês é fornecido e o elemento de ponta é produzido a partir do primeiro bloco bruto. a invenção se refere adicionalmente a um parafuso bimetálico que tem um elemento de ponta e um elemento de acionamento, em que o elemento de ponta e o elemento de acionamento têm uma composição material diferente, e em que o elemento de ponta tem, pelo menos em regiões, um aço que tem 0,07 a 0,14% em peso de carbono, 13 a 15% em peso de cromo, 1,3 a 1,7% em peso de molibdênio, 1,5 a 2,0% em peso de níquel e 1,0 a 1,5% em peso de manganês.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PARAFUSO BIMETÁLICO COM AÇO ENDURECÍVEL MARTENSITICAMENTE”",
[001] A presente invenção refere-se a um método para produzir um parafuso bimetálico com um elemento de ponta e um elemento de acionamento de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, e também a um parafuso bimetálico com um elemento de ponta e um elemento de acionamento, sendo que o elemento de ponta e o elemento de acionamento têm uma composição material diferente, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 8.
[002] Para parafusos de concreto e parafusos autorroscantes para aplicações aço-metal, conceitos de material com alta dureza de superfície, pelo menos em algumas áreas do parafuso, alta tenacidade de núcleo, alta resistência à corrosão geral, corrosão puntiforme, bem como fragilização induzida por cloreto ou hidrogênio e boa formabilidade plástica são muitas vezes desejadas. De acordo com o documento Nº EP2204244 A1 e os parafusos de concreto que são oferecidos com o nome "Hilti HUS-HR", isso é obtido por meio de elementos de corte de metal duro que são soldados na rosca na área de ponta do parafuso, sendo que o parafuso é, de outro modo, produzido a partir de aço inoxidável austenítico A4, comparável a 1,4401.
[003] Na área de parafusos autorroscantes de aço inoxidável para aplicações de aço-metal, os chamados parafusos bimetálicos são conhecidos, distinguidos pelo fato de que um elemento de ponta em formato de parafuso prisioneiro produzido a partir de aço carbono endurecível é soldado no elemento de acionamento, isto é, a cabeça e a parte traseira do eixo, produzido a partir de aço inoxidável austenítico A2 ou A4 (comparável a 1,4301 ou 1,4401). Após a soldagem e formação, esse parafuso prisioneiro é endurecido por meio de um tratamento térmico local.
[004] O documento Nº DE4033706 A1 descreve um processo de tratamento térmico para aumentar a resistência à corrosão de uma camada de superfície endurecida de componentes próximos ao formato final produzidos a partir de aços martensíticos inoxidáveis com menos que 0,4% em peso de carbono mediante a difusão de 0,2 a 0,8% em peso de nitrogênio na camada de superfície. Entretanto, uma aplicação em parafusos não é mostrada pelo documento Nº DE4033706 A1, entretanto e, em particular, o documento Nº DE4033706 A1 não trata da correspondência da composição química do aço e dos parâmetros de tratamento térmico para uma aplicação em parafusos.
[005] O documento Nº DE 19626833A1 descreve um método para produzir uma camada de superfície martensítica altamente resistente à corrosão sobre um núcleo ferrítico-martensítico em componentes produzidos a partir de aço inoxidável. A composição química do aço é limitada de tal forma que exista uma estrutura ferritica-martensítica e, após o endurecimento superficial a uma temperatura de 1.050ºC a
1.150ºC com nitrogênio, o teor de ferrita no núcleo fique entre 40 e 90% em volume e a dureza do núcleo seja menor que 300 HV30. Novamente, a aplicação do método para parafusos não é mostrada.
[006] O documento Nº DE102013108018 A1 descreve um parafuso produzido a partir de aço inoxidável, por exemplo, 1,4113, sendo que o aço é essencialmente livre de níquel, em que uma camada de superfície tem um teor aumentado de nitrogênio dissolvido em comparação com o restante da estrutura, como resultado de um tratamento térmico de nitretação a 1.000 a 1.200ºC, e em que o parafuso tem uma estrutura martensítica na camada de superfície e, de outro modo, uma estrutura ferrítica.
[007] O documento Nº WO14040995 A1 descreve um método para produzir um parafuso de concreto autorroscante, em que um bloco bruto produzido a partir de aço endurecível martensiticamente, em particular com um teor de carbono menor que 0,07%, é endurecido a uma temperatura maior que 900ºC em uma atmosfera de gás nitrogenoso.
[008] O documento Nº TW201418549 A descreve um parafuso bimetálico cujo elemento de ponta contém um aço martensítico que compreende 0,26 a 0,40% de carbono, 12 a 14% de cromo, O a 0,6% de níquel e O a 1% de manganês.
[009] O pedido de patente europeu com o número de pedido
17177789.9 descreve o uso de um aço com 0,07 a 0,14% em peso de carbono, 13 a 15% em peso de cromo, 1,3 a 1,7% em peso de molibdênio, 1,5 a 2,0% em peso de níquel e 1,0 a 1,5% em peso de manganês, para produzir uma forma de parafuso, sendo que a forma de parafuso tem capacidade para formar parte de um parafuso acabado no final do processo.
[0010] O resumo disponível através do link:
[0011] https://online.unileoben.ac.at/mu online/wbAbs.showThesis ?pThesisNr=617468&pOrgNr=1
[0012] indica que os aços martensíticos, nitretados superficialmente pelo processo de nitretação a gás de alta temperatura e com 14% de cromo, podem ser particularmente adequados para uso como um material para um elemento de fixação.
[0013] O objetivo da invenção é fornecer um método para produzir um parafuso bimetálico com o qual um parafuso bimetálico particularmente eficaz, fácil de montar e resistente à corrosão pode ser obtido com despesas de produção particularmente baixas. Também é um objetivo da invenção fornecer um parafuso bimetálico com as vantagens acima mencionadas.
[0014] O objetivo é alcançado de acordo com a invenção por meio de um método de acordo com a reivindicação 1 e um parafuso de acordo com a reivindicação 8. As modalidades preferenciais são especificadas nas reivindicações dependentes.
[0015] É usado um método de acordo com a invenção para produzir um parafuso bimetálico, isto é, um parafuso no qual o elemento de ponta frontal e o elemento de acionamento traseiro têm uma composição material diferente. Para fabricar o elemento de ponta, é usado um primeiro bloco bruto que compreende um aço com uma proporção em peso de 0,07 a 0,14% em peso de carbono, 13 a 15% em peso de cromo, 1,3 a 1,7% em peso de molibdênio, 1,5 a 2,0% em peso de níquel e 1,0 a 1,5% em peso de manganês. O primeiro bloco bruto consiste, de preferência, nesse aço. Além disso, o aço do primeiro bloco bruto pode compreender outros elementos comuns no aço, por exemplo, vanádio (em particular < 0,2% em peso), nióbio (em particular < 0,2% em peso), titânio (em particular < 0,2% em peso) e/ou silício (em particular < 0,5% em peso). O restante é ferro com impurezas inevitáveis, por exemplo, enxofre e/ou fósforo, em particular, em cada caso < 0,02% em peso. As Figuras dadas como "% em peso" podem ser entendidas como significando porcentagens em peso no sentido comum. Em particular, o aço do primeiro bloco bruto pode ser denominado de um aço inoxidável endurecível martensiticamente. O aço tem, de preferência, uma proporção em peso de 0,08 a 0,12% em peso de carbono.
[0016] Uma primeira ideia básica da invenção pode ser observada pelo fato de que os aços martensíticos inoxidáveis podem ser candidatos promissores para atender aos requisitos às vezes conflitantes exigidos do aço usado na área de ponta de um parafuso, em particular, um parafuso autorroscante a fim de atender aos diversos requisitos em relação à alta dureza de superfície e profundidade de endurecimento suficiente, boa resistência à corrosão, boa tenacidade e alta resistência à fragilização induzida por cloreto ou hidrogênio, a composição química do aço (em particular, em relação a constituintes de liga carbono, cromo, molibdênio, níquel e manganês) e o tratamento térmico em múltiplos estágios necessário para definir o perfil de propriedade, que consiste em nitretação a gás de alta temperatura, arrefecimento brusco em fase gasosa, resfriamento a baixa temperatura, revenido e endurecimento por indução local opcional, são cuidadosamente combinados.
[0017] A invenção inclui o uso de um aço de uma composição química à base de uma combinação dos constituintes de liga como carbono (0,07 a 0,14% em peso, de preferência, 0,08 a 0,12% em peso), cromo (13 a 15% em peso), molibdênio (1,3 a 1,7% em peso), níquel (1,5 a 2,0% em peso) e manganês (1,0 a 1,5% em peso, de preferência, 1,2% em peso) no primeiro bloco bruto, isto é, para fabricar o elemento de ponta do parafuso bimetálico.
[0018] Dentro do escopo da invenção, foi reconhecido que, com tal aço, em particular, em conexão com um tratamento térmico que é compatível com o aço, de preferência, em vários estágios, um perfil de propriedade que é particularmente vantajoso para a área de ponta de parafusos bimetálicos, em particular, parafusos de concreto, pode ser obtido, em particular, em relação ao fato de que a área de ponta de um parafuso autorroscante é muitas vezes responsável pela maior parte do trabalho de corte no substrato e para introduzir a profundidade de carga no substrato.
[0019] Conforme explicado em detalhes abaixo, esse perfil de propriedade vantajoso pode ter por base, em particular, uma austenitização com uma estabilização de estrutura pelo teor de ferrita delta durante o tratamento térmico. Em particular, foi possível criar um perfil de propriedade distinguido pela boa formabilidade, uma alta dureza de superfície de 580 HVO0.3 ou superior, uma dureza de núcleo máxima de 450 HVO.3 ou inferior, uma alta resistência à corrosão geral e corrosão puntiforme no núcleo (representado por um índice PRE de 17 ou maior) e na zona de superfície (representada por um índice PRE de 23 ou maior), uma alta tenacidade no núcleo (em particular, como resultado de uma combinação de um baixo teor de carbono e ferrita delta estável, que faz com que o crescimento de grãos grossos no tratamento térmico seja suprimido) e uma alta resistência à fragilização induzida por cloreto ou hidrogênio. Em detalhes, o aço usado no primeiro bloco bruto pode ser vantajoso, em particular, nos seguintes aspectos: 1) Como resultado do teor de carbono do aço, a dureza de núcleo é no máximo de 450 HVO0.3 ou menos.
2) Os seguintes resultados dos teores de carbono, cromo, molibdênio, níquel e manganês: a) Um índice PRE relativamente alto (equivalente à resistência a corrosão puntiforme), de preferência, de 17 ou maior, pode ser alcançado sem, entretanto, deixar a faixa de estados de uma estrutura martensítica ou martensítica-ferrítica.
b) O aço é fácil de processar em formas semiacabadas, como fio máquina ou fio desencapado. Tanto o fio máquina como o fio desencapado têm boa formabilidade a frio, de preferência, representada por uma resistência ao escoamento R, 0,2 de < 650 N/mm ?, que pode ser vantajosa em particular para processos de formação a frio, de preferência, processos de laminação, para formação de rosca.
c) Com endurecimento superficial na faixa de temperatura entre 1.000ºC e 1.150ºC, de preferência, entre 1.030ºC e
1.100ºC, uma estrutura predominantemente austenítica (de preferência, entre 70% e 95%) com uma proporção pequena de ferrita delta de 5% a 30% pode se formar na área de núcleo do primeiro bloco bruto, sendo possível que esse teor de ferrita delta de 5% a 30% tenha um efeito estabilizador na estrutura nas ditas temperaturas e, dessa forma, neutralize o engrossamento de grãos, o que pode ter um efeito vantajoso nas propriedades de tenacidade. O teor de ferrita delta pode ser deliberadamente limitado a um máximo de 30%, uma vez que, com um teor maior de ferrita delta, a tenacidade poderia diminuir novamente. A proporção de estrutura austenítica de 70% a 95% tem uma alta solubilidade em carbono, de modo que a formação de carbonetos de cromo e a suscetibilidade relativamente alta associada à corrosão intergranular são neutralizadas de modo eficaz. Um teor de ferrita delta entre 10% e 15% pode ser, de preferência, fornecido, correspondendo a um teor de austenita entre 90% e 85%.
d) Durante o endurecimento superficial na faixa de temperatura acima mencionada com difusão de nitrogênio, uma estrutura principalmente austenítica pode ser estabelecida na zona de superfície do primeiro bloco bruto, que tem uma alta solubilidade de carbono e nitrogênio, de modo que a formação de carbonetos de cromo ou nitretos de cromo e a ligação associada de cromo e/ou suscetibilidade relativamente alta à corrosão intergranular é neutralizada de modo eficaz.
e) Após o tratamento térmico, pode existir uma estrutura principalmente martensítica na área de núcleo do primeiro bloco bruto, com uma proporção pequena de ferrita delta de 5% a 30% (de preferência, 10% a 15%). O teor de ferrita delta pode ser deliberadamente limitado a um máximo de 30%, uma vez que, com um teor maior de ferrita delta, a tenacidade poderia diminuir novamente.
f) Após o tratamento térmico, pode existir uma estrutura principalmente martensítica na zona de superfície do primeiro bloco bruto, de modo que um alto grau de endurecimento possa ser alcançado.
g) O primeiro bloco bruto pode ser unido de modo comparativamente fácil ao segundo bloco bruto.
h) Como resultado de seu comportamento de corrosão vantajoso, o elemento de ponta produzido a partir do primeiro bloco bruto pode contribuir permanentemente para a transferência de carga, de modo que um comprimento de parafuso eficaz particularmente grande possa ser obtido.
[0020] Consequentemente, no método de acordo com a invenção, a etapa de endurecimento superficial do primeiro bloco bruto com nitrogênio a partir da fase gasosa é vantajosamente fornecida, de preferência, em temperaturas entre 1.000ºC e 1.150ºC, particularmente de preferência, entre 1.030ºC e 1.100ºC e/ou uma pressão parcial de nitrogênio entre 0,05 bar e 0,3 bar, particularmente de preferência, entre 0,10 bar e 0,20 bar, de preferência, após uma etapa de formação de rosca no primeiro bloco bruto. Por meio de tal endurecimento superficial com nitrogênio (sozinho ou, conforme explicado abaixo, opcionalmente em combinação com carbono), a zona de superfície do primeiro bloco bruto pode ser modificada especificamente de uma maneira que é particularmente vantajosa, em particular, para uso com pontas de parafuso. Em particular, durante o endurecimento superficial entre 1.000 e 1.150ºC, o nitrogênio pode ser dissolvido na zona de superfície da estrutura então austenítica. Em conexão com o aço de acordo com a invenção, foi possível por meio de tal endurecimento superficial obter uma dureza de superfície de 580 HVO0.3 ou superior, com uma dureza limite de 550 HV0.3 a uma distância da superfície de 0,15 a 0,380 mm (que pode ser particularmente vantajoso para parafusos de concreto) ou 0,1 a 0,15 mm (que pode ser particularmente vantajoso para parafusos autorroscantes) e/ou uma dureza de núcleo de 350 a 400 HV0.3. Essa dureza de superfície, por sua vez, pode assegurar uma boa resistência ao desgaste de rosca, mesmo mediante a abertura de ranhuras em barras de reforço e concreto, o que, por sua vez, permite que o parafuso tenha uma alta capacidade de suporte de carga. Além disso, o nitrogênio dissolvido pode aumentar localmente o índice PRE na zona de superfície para 23 ou maior e, assim, aprimorar significativamente a resistência à corrosão puntiforme, de preferência, a um nível comparável a um aço 1.4401. Em particular, o mensurando eletroquímico do "potencial de avanço" também pode ser levado a um nível comparável àquele de um aço 1.4401. O limite superior da pressão parcial de nitrogênio de 0,3 bar ou 0,20 bar se deve ao fato de que a formação de precipitados que contêm cromo e/ou nitrogênio pode ser, assim, neutralizada de modo eficaz, o que é vantajoso em termos de resistência à corrosão. O limite inferior da pressão parcial de nitrogênio de 0,05 bar ou 0,10 bar é devido ao fato de que apenas a partir dessa pressão o nitrogênio tem um efeito significativo. A atmosfera fornecida na etapa de endurecimento superficial pode ser nitrogênio puro ou uma mistura de gás que tem uma atividade de nitrogênio equivalente nas determinadas temperaturas. Em particular, uma atmosfera de nitrogênio puro pode ser fornecida se o processo for realizado em um forno de baixa pressão. Em um forno de pressão atmosférica, a diluição poderia ocorrer, por exemplo, com gases nobres.
[0021] Em particular, uma transformação martensítica completa pode ser alcançada no primeiro bloco bruto.
[0022] Isso pode ser conveniente desde que o endurecimento superficial do primeiro bloco bruto com nitrogênio a partir da fase gasosa ocorra em combinação com a carbonetação do primeiro bloco bruto com carbono a partir da fase gasosa. Além de um aumento no teor de nitrogênio, também pode ser fornecido um aumento no teor de carbono devido à difusão de carbono a partir da fase gasosa. Esse projeto tem por base a constatação de que, com carbono e nitrogênio disponíveis ao mesmo tempo, a solubilidade de ambos os elementos pode ser aumentada simultaneamente, um teor maior de nitrogênio acompanhado ao mesmo tempo da evitação de carbonetos e nitretos, permitindo que um aumento vantajoso adicional em dureza e resistência à corrosão seja alcançado. A fim de realizar o endurecimento superficial do primeiro bloco bruto com nitrogênio a partir da fase gasosa em combinação com a carbonetação do primeiro bloco bruto com carbono a partir da fase gasosa, por exemplo, meios gasosos que contêm nitrogênio e carbono podem ser introduzidos na câmara de processo separadamente um do outro e alternadamente. Alternativamente, uma mistura de gás que fornece tanto carbono como nitrogênio pode ser usada (por exemplo, etina, CaH>2, juntamente com N>).
[0023] Em particular, o método pode compreender a etapa de "formação de rosca no primeiro bloco bruto". Nessa etapa, uma forma de rosca pode ser fixada ao primeiro bloco bruto. Em particular, a formação de rosca no primeiro bloco bruto pode incluir formação sem corte, em particular formação a frio, de preferência, laminação, do primeiro bloco bruto. É particularmente preferencial que a etapa de endurecer superficialmente o primeiro bloco bruto siga a etapa de formar rosca sobre o primeiro bloco bruto. Consequentemente, a rosca no primeiro bloco bruto é formada antes do endurecimento. A realização do endurecimento superficial em um momento após a formação de rosca permite que a formação da rosca seja simplificada e sejam obtidas propriedades de produto particularmente homogêneas.
[0024] A etapa de endurecer superficialmente o primeiro bloco bruto pode ser convenientemente seguida de uma etapa de congelar o primeiro bloco bruto, de preferência, a temperaturas abaixo de menos 80ºC, particularmente de preferência, a uma temperatura de menos 150ºC e, então, revenir o primeiro bloco bruto, em particular, a temperaturas abaixo de 270ºC, de preferência, a temperaturas entre 150ºC e 500ºC, particularmente de preferência, a temperaturas entre 200ºC e 250ºC e/ou tempos de retenção entre 1 hora e 5 horas. Como resultado, uma dureza e/ou tenacidade ainda maior pode ser definida sem reduzir a resistência à corrosão.
[0025] Em particular, uma etapa de arrefecer bruscamente o primeiro bloco bruto pode ser fornecida entre a etapa de endurecer superficialmente o primeiro bloco bruto e a etapa de congelar o primeiro bloco bruto.
[0026] O primeiro bloco bruto é convenientemente na forma de fio no início do método, ou seja, é um produto semiacabado em formato de fio, que pode reduzir adicionalmente o gasto.
[0027] Convenientemente, um segundo bloco bruto que compreende um aço duplex ou um aço inoxidável austenítico pode ser fornecido e o elemento de acionamento produzido a partir do segundo bloco bruto. Tal aço pode ser particularmente adequado para o elemento de acionamento, em particular, em relação às despesas de produção, às propriedades de corrosão e às propriedades de carga. Por exemplo, o aço que o segundo bloco bruto compreende pode ser um aço A2, A4, duplex, 1,4401, 1,4404, 1,4362, 1,4301 ou 1,4578.
[0028] O segundo bloco bruto é convenientemente na forma de fio no início do método, ou seja, é um produto semiacabado em formato de fio, que pode reduzir adicionalmente o gasto. Em particular, o método pode compreender a etapa de "formação de rosca no segundo bloco bruto". Nessa etapa, uma forma de rosca pode ser fixada ao segundo bloco bruto. A etapa de formação de rosca sobre o primeiro bloco bruto e/ou a etapa de formação de rosca sobre o segundo bloco bruto é realizada convenientemente antes da união do primeiro bloco bruto e do segundo bloco bruto.
[0029] O primeiro bloco bruto e o segundo bloco bruto são unidos, convenientemente por soldagem a laser ou soldagem por resistência.
[0030] A invenção também se refere a um parafuso bimetálico que pode ser obtido e/ou é obtido, em particular, em um método de acordo com a invenção. O parafuso bimetálico é formado com um elemento de ponta e um elemento de acionamento, sendo que o elemento de ponta e o elemento de acionamento têm uma composição material diferente. O parafuso bimetálico é distinguido pelo fato de que o elemento de ponta compreende, pelo menos em algumas áreas, um aço com 0,07 a 0,14% em peso de carbono, 13 a 15% em peso de cromo, 1,3 a 1,7% em peso de molibdênio, 1,5 a 2,0% em peso de níquel e 1,0 a 1,5% em peso de manganês. Além disso, esse aço pode compreender outros elementos comuns para o aço, por exemplo, vanádio (em particular < 0,2% em peso), nióbio (em particular < 0,2% em peso), titânio (em particular < 0,2% em peso) e/ou silício (em particular < 0,5% em peso). O restante é ferro com impurezas inevitáveis, por exemplo, enxofre e/ou fósforo, em particular, em cada caso < 0,02% em peso. As Figuras dadas como "% em peso" podem ser entendidas como significando porcentagens em peso no sentido comum. O aço tem, de preferência, uma proporção em peso de 0,08 a 0,12% em peso de carbono. O aço do elemento de ponta pode ser, em particular, endurecido superficialmente e/ou carbonetado com nitrogênio a partir da fase gasosa. Em particular, o aço do elemento de ponta pode ser um aço inoxidável endurecido martensiticamente.
[0031] Com tal parafuso, as vantagens do aço descritas acima podem ser implementadas em um produto.
[0032] O elemento de acionamento pode compreender convenientemente um aço duplex ou um aço inoxidável austenítico, pelo menos em algumas áreas. Tal aço pode ser particularmente adequado para o elemento de acionamento, em particular, em relação às despesas de produção, às propriedades de corrosão e às propriedades de carga. Por exemplo, o dito aço do elemento de acionamento pode ser um aço A2, A4, duplex, 1,4401, 1,4404, 1,4362, 1,4301 ou 1,4578.
[0033] Os recursos que são explicados em conexão com o método para produzir um parafuso bimetálico também podem ser usados para o parafuso bimetálico e, inversamente, os recursos que são explicados em conexão com o parafuso bimetálico também podem ser usados no método para produzir um parafuso bimetálico. Em particular, o parafuso bimetálico pode ser produzido no método descrito, ou seja, o parafuso bimetálico pode ser o produto do método descrito. Em particular, os aços descritos em conexão com o método e o parafuso podem ser os mesmos.
[0034] A extremidade de inserção do parafuso bimetálico é disposta no elemento de ponta. O elemento de acionamento tem, em particular, um acionamento giratório para girar o parafuso bimetálico, por exemplo, uma cabeça de parafuso com uma estrutura poligonal externa ou uma estrutura poligonal interna. Em particular, o elemento de acionamento e o elemento de ponta podem formar, em conjunto, o eixo do parafuso bimetálico. O elemento de acionamento e o elemento de ponta têm, de preferência, uma rosca contínua.
[0035] O parafuso bimetálico pode ser, de preferência, um parafuso bimetálico autorroscante. Pode ser, em particular, um parafuso de concreto, ou seja, um parafuso para cortar concreto.
[0036] A razão entre o diâmetro externo de uma rosca do parafuso bimetálico e o passo de rosca da rosca pode se situar na faixa de 1 a 2, em particular, na faixa de 1,2 a 1,45. Essas são dimensões típicas de rosca para parafusos destinados ao aparafusamento autorroscante em substratos minerais, como, por exemplo, concreto. O passo pode ser entendido, em particular, como significando a distância axial entre voltas sucessivas de uma rosca. De acordo com a invenção, um substrato de concreto também pode ser dotado de um orifício no qual um parafuso bimetálico, de acordo com a invenção, é aparafusado, sendo que uma forma negativa em relação à rosca de corte do parafuso bimetálico é formada no substrato de concreto. Consequentemente, o parafuso bimetálico foi aparafusado no orifício no substrato de concreto de uma maneira autorroscante para formar uma contrarrosca.
[0037] A invenção é explicada em mais detalhes abaixo com base nas modalidades exemplificadoras preferenciais, que são mostradas esquematicamente na figura anexa, enquanto os recursos individuais das modalidades exemplificadoras que são descritas abaixo podem ser, em princípio, implementados individualmente ou em qualquer combinação dentro do escopo da invenção. A Figura mostra esquematicamente:
[0038] Figura 1: um fluxograma esquemático de um método de produção de acordo com a invenção.
[0039] A Figura 1 mostra esquematicamente um fluxograma de uma modalidade possível de um método de acordo com a invenção para produzir um parafuso bimetálico 40 com um elemento de ponta 41 e um elemento de acionamento 42.
[0040] A fim de obter o elemento de ponta 41, na etapa 1, é fornecido um primeiro bloco bruto 31, de preferência, um primeiro bloco bruto 31 em formato de fio, produzido a partir de aço que contém 0,07 a 0,14% em peso, de preferência, 0,08 a 0,12% em peso, de carbono, 13 a 15% em peso de cromo, 1,3 a 1,7% em peso de molibdênio, 1,5 a 2,0% em peso de níquel e 1,0 a 1,5% em peso de manganês. Além disso, o aço pode compreender outros elementos comuns para o aço, por exemplo, vanádio (em particular < 0,2% em peso), nióbio (em particular < 0,2% em peso), titânio (em particular < 0,2% em peso) e/ou silício (em particular < 0,5% em peso). O restante é ferro com impurezas inevitáveis, por exemplo, enxofre e/ou fósforo, em particular, em cada caso < 0,02% em peso.
[0041] Isto é seguido na etapa 2 pela formação de rosca no primeiro bloco bruto 31, de modo que uma seção de rosca externa seja formada no primeiro bloco bruto 31. A formação de rosca pode ser, em particular, laminação de rosca.
[0042] O primeiro bloco bruto 31 é, então, cortado no comprimento na etapa 3 e limpo na etapa 4.
[0043] Na etapa 5 subsequente, o primeiro bloco bruto 31, que está sob a forma de um parafuso, é endurecido em uma atmosfera de gás que contém nitrogênio a uma temperatura maior que 900ºC, em particular, entre 1.000ºC e 1.150ºC, particularmente de preferência, entre 1.030ºC e 1.100ºC, sendo que a pressão parcial de nitrogênio da atmosfera de gás é, de preferência, entre 0,05 bar e 0,6 bar, de preferência, menor que 0,3 bar e, particularmente de preferência, menor que 0,20 bar. A atmosfera de gás também pode conter opcionalmente carbono. Depois disso, ainda na etapa 5, o primeiro bloco bruto 31 é arrefecido bruscamente, em particular, arrefecido bruscamente em gás, então, congelado, em particular, a temperaturas abaixo de menos 80ºC, por exemplo, em menos 150ºC, e finalmente revenido, de preferência, em uma faixa de temperatura entre 150ºC e 500ºC, particularmente de preferência, entre 200ºC e 250ºC e/ou um tempo de espera entre 1 hora e 5 horas.
[0044] A fim de obter o elemento de acionamento 42, na etapa 11, é fornecido um segundo bloco bruto 32, de preferência, um segundo bloco bruto 32 em formato de fio, produzido a partir de um aço duplex ou um aço inoxidável austenítico.
[0045] Então, na etapa 12, uma cabeça é, então, formada no segundo bloco bruto 32, por exemplo, por meio de recalque. A cabeça pode formar o acionamento giratório 46 no parafuso bimetálico acabado
40.
[0046] Isso é, então, seguido na etapa 13 da formação de rosca sobre o segundo bloco bruto 32, como resultado da qual uma seção de rosca externa é formada sobre o segundo bloco bruto 32. A formação de rosca pode ser, em particular, laminação de rosca.
[0047] O segundo bloco bruto 32 é, então, limpo na etapa 14.
[0048] Na etapa 21, o primeiro bloco bruto 31 é disposto na frente do segundo bloco bruto 32 e colocado em uma posição em que o primeiro bloco bruto 31 entra em contato com o segundo bloco bruto 32 e a seção de rosca externa no primeiro bloco bruto 31 forma uma extensão da seção de rosca externa no segundo bloco bruto 32.
[0049] Então, na etapa 22, o primeiro bloco bruto 31 e o segundo bloco bruto 32 são unidos, por exemplo, por soldagem a laser ou soldagem por resistência.
[0050] O compósito que compreende o primeiro bloco bruto 31 e o segundo bloco bruto 32 pode ser opcionalmente apassivado na etapa
23.
[0051] Finalmente, o parafuso bimetálico 40 mostrado em 23 é obtido com um elemento de ponta metálico 41 e um elemento de acionamento metálico 42 de um material diferente, sendo que o elemento de ponta 41 é obtido a partir do primeiro bloco bruto 31 e o elemento de acionamento 42 é obtido a partir do segundo bloco bruto
32. O parafuso bimetálico 40 tem um eixo de parafuso cilíndrico 45, na extremidade do qual uma cabeça do parafuso hexagonal é fornecida, formando um acionamento giratório 46. O eixo de parafuso 45 é formado juntamente pelo elemento de acionamento 42 e pelo elemento de ponta 41,e o acionamento giratório 46 está situado na região de extremidade traseira do elemento de acionamento 42. Ao longo do comprimento do eixo de parafuso 45 se estende ao longo do elemento de acionamento 42 e do elemento de ponta 41 uma rosca 47 formada como uma rosca de corte, com um diâmetro externo d e um passo p.
[0052] O eixo de parafuso 45 do parafuso bimetálico 40 pode ser aparafusado em um orifício em um substrato mineral, em particular, em um substrato de concreto, sendo que a rosca 47, que é formada como uma rosca de corte, tem capacidade para cortar uma rosca correspondente no substrato quando aparafusada.
Claims (10)
1. Método para produzir um parafuso bimetálico (40) com um elemento de ponta (41) e um elemento de acionamento (42) caracterizado pelo fato de que um primeiro bloco bruto (31) que compreende um aço com 0,07 a 0,14% em peso de carbono, 13 a 15% em peso de cromo, 1,3 a 1,7% em peso de molibdênio, 1,5 a 2,0% em peso de níquel e 1,0 a 1,5% em peso de manganês é fornecido e o elemento de ponta (41) é produzido a partir do primeiro bloco bruto (31).
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de: endurecer superficialmente o primeiro bloco bruto (31) com nitrogênio a partir da fase gasosa, de preferência, em temperaturas entre 1.000ºC e 1.150ºC e/ou uma pressão parcial de nitrogênio entre 0,05 bar e 0,3 bar.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o endurecimento superficial do primeiro bloco bruto (31) com nitrogênio a partir da fase gasosa ocorre em combinação com a carbonetação do primeiro bloco bruto (31) com carbono a partir da fase gasosa.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 e 3, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de: - — formar rosca sobre o primeiro bloco bruto (31), a etapa de endurecer superficialmente o primeiro bloco bruto (31) que segue a etapa de formar rosca sobre o primeiro bloco bruto (31).
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de: congelar o primeiro bloco bruto (31) em temperaturas abaixo de menos 80ºC e, então, revenir o bloco bruto em temperaturas entre 150ºC e 500ºC.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um segundo bloco bruto (32) que compreende um aço duplex ou um aço inoxidável austenítico é fornecido e o elemento de acionamento (42) é produzido a partir do segundo bloco bruto (32).
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o primeiro bloco bruto (31) e o segundo bloco bruto (32) são unidos por soldagem a laser ou soldagem por resistência.
8. Parafuso bimetálico (40) com um elemento de ponta (41) e um elemento de acionamento (42), sendo que o elemento de ponta (41) e o elemento de acionamento (42) têm uma composição material diferente, caracterizado pelo fato de que o elemento de ponta (41) compreende, pelo menos em algumas áreas, um aço com 0,07 a 0,14% em peso de carbono, 13 a 15% em peso de cromo, 1,3 a 1,7% em peso de molibdênio, 1,5 a 2,0% em peso de níquel e 1,0 a 1,5% em peso de manganês.
9. Parafuso bimetálico (40), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o elemento de acionamento (42) compreende, pelo menos em algumas áreas, um aço duplex ou um aço inoxidável austenítico.
10. Parafuso bimetálico (40), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 e 9, caracterizado pelo fato de que a razão entre o diâmetro externo (d) de uma rosca (47) do parafuso bimetálico (40) e o passo de rosca (p) da rosca (47) se situa na faixa de 1 a 2, em particular, na faixa de 1,2 a 1,45.
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