BRPI0418931B1 - métodos para produzir um fio metálico revestido e um cordonel metálico, fio de metal revestido e cordonel metálico - Google Patents

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Abstract

métodos para produzir um fio metálico revestido e um cordonel metálico, fio de metal revestido e cordonel metálico. a presente invenção trata de um método para produzir um fio metálico revestido para reforçar um material elastomérico, assim como a um fio de metal revestido dessa natureza. de preferência, o fio compreende um núcleo metálico (6) e uma camada de revestimento produzida de um material de liga metálica, tal como por exemplo latão. o método da invenção compreende as etapas de conduzir o núcleo de metal ao longo de um trajeto predeterminado de uma maneira substancialmente contínua, o trajeto predeterminado sendo posicionado em proximidade de pelo menos um catodo (1, 2) produzido de um material de liga metálica tendo uma primeira composição e de efetuar a desintegração do pelo menos um catodo (1, 2) sobre o núcleo metálico (6) sendo conduzido ao longo do trajeto predeterminado para obter a camada de revestimento, pelo menos uma parte do trajeto predeterminado situada fora de um volume definido por uma geratriz substancialmente perpendicular a uma linha de contorno do pelo menos um catodo (1, 2) para que a camada de revestimento formada quando o núcleo de metal é conduzido em correspondência da pelo menos uma parte do trajeto tenha uma segunda composição diferente da primeira composição. desta maneira, a reatividade do fio revestido pode ser vantajosamente variada em função da reatividade do material elastomérico do fio de modo a permitir a produção de um fio metálico revestido com latão (ou com outra liga de metal) apropriada para materiais elastoméricos dotados de diferentes composições.

Description

(54) Título: MÉTODOS PARA PRODUZIR UM FIO METÁLICO REVESTIDO E UM CORDONEL
METÁLICO, FIO DE METAL REVESTIDO E CORDONEL METÁLICO (51) Int.CI.: C23C 14/56; C23C 14/54; C23C 14/02; C23C 28/02; B21F 19/00 (73) Titular(es): NV BEKAERT SÁ (72) Inventor(es): FEDERICO PAVAN; SIMONE AGRESTI (85) Data do Início da Fase Nacional: 28/12/2006
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“MÉTODOS PARA PRODUZIR UM FIO METÁLICO REVESTIDO E UM CORDONEL METÁLICO, FIO DE METAL REVESTIDO E CORDONEL METÁLICO”
DESCRIÇÃO
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a um método para produzir um fio metálico revestido para reforçar materiais elastoméricos, tal como, por exemplo, produtos semi-acabados que podem ser usados para a manufatura de pneus, tubos, correias transportadoras, correias ou cabos de transmissão.
Em particular, a presente invenção refere-se a um método para produzir um fio metálico revestido compreendendo um núcleo de metal e uma camada de revestimento constituída de um material de liga metálica, tal como, por exemplo, latão, assim como a um fio metálico revestido do tipo em questão.
A presente invenção refere-se ainda a um método para produzir um cordonel metálico compreendendo uma pluralidade dos fios de metal revestidos assim como a este cordonel metálico.
Técnica Anterior
Geralmente, os métodos de fabricação de pneus fazem uso de cordonéis ou fios metálicos revestidos (os últimos compreendendo uma pluralidade de fios torcidos) que são embutidos em um material elastomérico para formar, por exemplo, uma camada de correia ou uma camada de carcaça de um pneu.
Em um fio metálico deste tipo um núcleo metálico é tipicamente provido de uma camada de revestimento para desempenha a dupla função de prestar uma conveniente resistência à corrosão para o fio e de assegurar uma satisfatória adesão do mesmo ao material elastomérico vulcanizado.
Por exemplo, os documentos EP-A-0 669 409, EP-A-0 694
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631 e EP-A-0 949 356 - todos em nome da requerente, apresentam métodos pra produzir um fio metálico revestido compreendendo a etapa de depositar eletroquimicamente uma camada de revestimento sobre um núcleo de metálico, a camada de revestimento metálico consistindo de uma liga de pelo menos dois componentes metálicos.
No caso uma camada de revestimento de latão é provida sobre um núcleo de aço por intermédio de deposição eletroquímica, o método essencialmente envolve as seguintes etapas:
- uma etapa de eletrodeposição em dois banhos eletrolíticos distintos, nos quais uma cobreação e uma zincagem do núcleo de aço são sucessivamente realizadas;
- uma etapa de tratamento térmico para permitir a difusão de zinco no cobre para formar a liga de latão;
- uma etapa de decapagem química em solução ácida, tipicamente de ácido fosfórico, para remover os óxidos de zinco que se formaram sobre a superfície da camada de revestimento devido à etapa de tratamento químico; e
- uma etapa de trefilação para obter o diâmetro final desejado do fio revestido de latão.
Os métodos convencionais deste tipo, ainda que substancialmente apropriados para a finalidade, apresentam não obstante uma série de deficiências que ainda não foram superadas, tal como o número excessivo de etapas, a duração excessiva da etapa de difusão acima mencionada, tal como por exemplo (e.g. uma redução na resistência à tração original do fio de aço revestido, cuja resistência pode ser igual a 5% da resistência á tração original do material), a espessura irregular da camada de latão, a formação de latão β tendo uma estrutura cúbica centrada no corpo (que toma a etapa de trefilação extremamente difícil e resulta em desgaste excessivo das matrizes de estirar, e a presença de áreas do fio que não são
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completamente revestidas e/ou que contém proporções inaceitáveis de impurezas (tal como de óxidos derivados não somente do ácido usado na etapa de decapagem química acima mencionada, porém também dos óxidos presentes no banho de cobreamento e daqueles presentes no lubrificante normalmente usado na etapa de trefilação).
O documento EP-A-1 004 689, no nome da requerente, apresenta um método para produzir um fio metálico revestido que compreende a etapa de depositar eletroquimicamente uma camada de revestimento metálico consistindo de uma liga de pelo menos dois componentes metálicos. Mais especificamente, o EP-A-1 004 689 apresenta um método para produzir um fio metálico revestido com latão no qual a camada de revestimento de latão é formada depositando - por intermédio de uma técnica de deposição eletroquímica ou, na alternativa, de uma técnica de deposição de vapor química - camadas alternadas de cobre e zinco não em liga sobre o núcleo e a seguir trefilando o núcleo assim revestido sob condições de temperatura e pressão apropriadas para ligar o cobre e o zinco para formar uma camada de revestimento de latão sobre o núcleo. De acordo com este método da técnica anterior, as camadas extrema externa e extrema interna eletrodepositadas são ambas constituídas de cobre e a difusão requerida das camadas alternadas de cobre e zinco eletrodepositadas para formar a camada de revestimento desejada produzida de latão ocorre durante a operação de trefilação, após a deposição das camadas de revestimento alternadas de cobre e zinco. Além disso, a camada de revestimento de latão final, isto é, a camada de revestimento de latão final, isto é, a camada de revestimento de latão no fio trefilado, de preferência tem um teor de cobre na parte extrema externa maior que o teor de cobre em qualquer parte remanescente da camada de revestimento de latão.
Como já mencionado acima com referência aos métodos da técnica anterior envolvendo uma etapa de deposição eletroquímica, a solução técnica exposta pela EP-A-1 004 689 apresenta algumas deficiências que ainda foram superadas, tal como a redução da resistência mecânica do fio, a espessura irregular da camada de latão, a formação de latão β, e a presença de áreas do fio que não são completamente revestidas e/o que contem proporções inaceitáveis de impurezas.
Uma outra tecnologia de deposição que pode ser usada para dotar um núcleo metálico de uma camada de revestimento metálico é a técnica de sublimação catódica.
A técnica de sublimação catódica consiste de um bombardeio 10 iônico de um ou mais catodos (isto é, alvos constituídos do material a ser depositado), tipicamente a uma energia igual acerca de 200-500 eV,com íons de um gás portador que é obtido sob a ação de um campo elétrico gerado aplicando uma tensão entre os catodos e um anodo (isto é, o núcleo metálico a ser revestido). Mais especificamente, íons do gás portador são acelerados no sentido dos catodos, essencialmente causando uma série de colisões com uma conseqüente emissão de átomos catódicos dirigidos no sentido do anodo, no sentido do qual elétrons livres também são acelerados. Os elétrons livres ionizam por colisão átomos adicionais de gás portador, com isto o método se repete e se auto-sustenta enquanto energia suficiente é fornecida.
O documento EP-A-0 241 721 apresenta um método para revestir de maneira contínua um núcleo metálico de pequeno diâmetro (menos de 30 iim) por intermédio de uma técnica de deposição catódica. Em particular, o método exposto pelo documento da técnica anterior compreende a etapa de revestir o núcleo metálico com uma camada de metal do mesmo tipo do núcleo - isto é, quer produzido do mesmo elemento de metal do núcleo quer de um material de liga metálica compartilhando pelo menos um componente com o elemento metálico do núcleo - e a etapa de trefilar o núcleo revestido. A etapa de revestir é realizada pela sublimação de catodos tendo a mesma composição do revestimento a ser obtido. Em outras palavras,
Petição 870180049569, de 11/06/2018, pág. 10/15 quando uma camada produzida de um material de liga metálica deve ser depositada sobre o núcleo metálico, os catodos são produzidos de uma liga deste tipo tendo a composição desejada. Como resultado, é necessária a troca dos catodos sempre que uma mudança de composição de revestimento da liga é exigida, com a interrupção do método de produção e com um aumento nos custos de produção.
Sumário da Invenção
No campo de fios metálicos revestidos para reforço de materiais elastoméricos, compreendendo um núcleo metálico e uma camada de revestimento metálica produzido de um material de liga metálico que inclui pelo menos um primeiro componente metálico e pelo menos um segundo componente metálico, a camada de revestimento sendo dispostas em uma posição radial com respeito ao núcleo metálico e em contato com o mesmo, o mercado usualmente exige que a camada de revestimento metálico seja adequada para deferentes tipos de materiais elastoméricos nos quais os fios têm de ser embutidos, por exemplo, nos métodos de fabricação de pneus.
Particularmente, o material de liga metálico da camada de revestimento é requerido a ter uma composição que seja apropriada para obter uma adesão adequada do fio de metal revestido ao material elastomérico a ser reforçado. A adesão do fio de metal revestido ao material elastomérico depende da reatividade da camada de revestimento, isto é, da sua parte extrema externa. De maneira a obter uma adesão apropriada do fio de metal revestido ao material elastomérico, um equilíbrio entre a reatividade do material elastomérico e a reatividade da camada de revestimento do fio metálico revestido tem de ser assegurada; Por exemplo, no caso a reatividade do material elastomérico é baixa, Por exemplo, no caso da reatividade do material elastomérico ser baixa, é necessário aumentar a reatividade da camada de revestimento do fio metálico revestido de maneira a obter uma adesão satisfatória recíproca.
Sob este aspecto, no caso, por exemplo, de uma camada de revestimento produzida de latão ser considerada, a requerente observou que a reatividade da camada de revestimento - e assim a sua adesão ao material elastomérico a ser reforçado - depende da espessura de uma camada externa produzida de sulfetos de cobre (e, a menor grau de zinco) que se forma quando o pneu é vulcanizado, isto é, como um resultado da reação entre o enxofre contido na mistura de borracha do material elastomérico e o cobre (e a menor grau de zinco) contido na camada de revestimento dos cordonéis reforçando os produtos semi-acabados constituindo, por exemplo, um pneu, tipicamente as camadas de cinta do pneu.
Particularmente, com referência a este exemplo, a espessura da dita camada externa produzida de sulfetos de cobre tem de ser suficientemente alta para conferir um grau adequado de reatividade ao fio metálico revestido, porém não demasiadamente alta para evitar fragilidade, que comprometería a adesão do fio metálico revestido ao material elastomérico.
Por exemplo, no caso de um fio de aço revestido de latão ser considerado, o fio é normalmente exigido a ser munido de uma camada de revestimento dotada de um teor de cobre de 60% a 72% por peso, esta porcentagem dependendo da reatividade química específica do material elastomérico a ser reforçado pelo fio de aço.
A requerente observou que, de acordo com os métodos de fabricação dos fios metálicos revestidos conhecidos da técnica, é possível modificar a composição da camada de revestimento de metal (e.g., é possível modificar o teor de cobre de uma camada de latão cobrindo um núcleo metálico) somente modificando as condições de deposição, fato que geralmente requer uma interrupção do método de fabricação do fio. Por exemplo, no caso da camada de revestimento ser formada por intermédio de uma técnica de deposição eletroquímica, a composição da camada de revestimento metálica pode ser modificada variando os banhos eletrolíticos e/ou variando as condições do método eletrolítico. Alternativamente, no caso da camada de revestimento ser formada por intermédio de uma técnica de deposição por sublimação catódica, a composição da camada de revestimento metálica pode ser modificar substituindo o catodo por um catodo por um diferente dotado da composição de liga metálica desejada a ser depositada sobre o núcleo de metal.
Em vista do acima, a requerente percebeu a necessidade, por um lado, de proporcionar um método para produzir um fio de metal revestido que permite modificar a composição - em termos de porcentagem de cada componente da mesma - do material de liga metálica da camada de revestimento, e particularmente da sua parte extrema externa como principalmente responsável pela reatividade da camada de revestimento, para que a reatividade do fio metálico revestido possa ser variada com respeito à reatividade do material elastomérico a ser reforçado com o fio de metal revestido.
Por outro lado, a requerente percebeu a necessidade de proporcionar um método para produzir um fio de metal revestido de comprimento indefinido de uma maneira substancialmente contínua, isto é, sem substancialmente interromper o método de produção, e de uma maneira extremamente flexível de modo à prontamente satisfazer as demandas de mercado sempre variando em termos de composição da liga metálica a ser depositada.
A realização deste resultado de obter uma produção flexível sem interromper o método de produção constitui um dos objetivos da requerente.
Na descrição a seguir e nas reivindicações subseqüentes, a expressão “contínua” é usada para indicar a ausência, entre as etapas do método de produção, de armazenamentos intermediários de produtos semi8 acabados. De modo à continuamente produzir em uma única linha de produção um fio de metal revestido tendo uma extensão indefinida de um cordonel metálico de comprimento indefinido que é obtido torcendo conjuntamente uma pluralidade de fios de metal revestidos.
A requerente observou ainda que uma possível modificação da composição do material de liga metálica da camada de revestimento poderia não somente ser explorada com relação à parte extrema externa da camada de revestimento, isto é, da parte na interface com o núcleo de metal. A modificação da composição da parte extrema interna da camada de revestimento, na realidade, permite aperfeiçoar a resistência à corrosão na interface de núcleo de metal/camada de revestimento para que a adesão do fio ao material elastomérico a ser reforçado seja aperfeiçoada, particularmente sob condições de envelhecimento.
A requerente verificou que o resultado mencionado acima pode ser alcançado proporcionando um método para produzir um fio de metal revestido baseado sobre uma técnica de deposição por sublimação catódica que compreende a etapa de conduzir o núcleo metálico a ser revestido ao longo de um trajeto predeterminado de uma maneira substancialmente contínua e configurando adequadamente o dito trajeto. Particularmente, a requerente verificou que uma modificação da composição de pelo menos uma parte radial da camada de revestimento - em termos de porcentagem de cada componente da mesma - é surpreendentemente possível configurando o trajeto acima mencionado de tal maneira que pelo menos uma parte do mesmo situa-se fora da área definida pelas dimensões geométricas do catodo, isto é, fora da área obtida projetando perpendicularmente a superfície de catodo sobre o plano no qual se situa o trajeto do núcleo metálico. Em outras palavras, a requerente verificou que uma modificação da composição de pelo menos uma parte radial da camada de revestimento é possível proporcionando uma etapa de sublimação catódica que é realizada pelo menos parcialmente fora da área obtida projetando perpendicularmente a superfície do catodo sobre o plano no qual o trajeto de núcleo de metal se situa. Como resultado, pelo menos uma parte radial da camada de revestimento é formada pelos átomos emitidos pelo catodo ao longo de uma direção incidente que é inclinada com respeito a uma direção perpendicular ao catodo.
Esta modificação da composição convenientemente não envolve qualquer interrupção do método de fabricação do fio de metal revestido, porém somente necessita uma alteração apropriada na configuração do trajeto do núcleo de metal a ser revestido.
Mais especificamente, a requerente verificou que a parte da camada de revestimento formada pelos átomos emitidos pelo catodo incidentes sobre o núcleo metálico quando último é conduzido fora da área definida pelas dimensões geométricas do catodo é surpreendentemente enriquecida em um dos componentes de metal do material de liga metálica. Em outras palavras, a requerente verificou que a parte da camada de revestimento formada pelos átomos emitidos pelo catodo incidente sobre o núcleo metálico quando o último é conduzido for da área definida pelas dimensões geométricas do catodo são surpreendentemente enriquecidos em um dos componentes metálicos do material de liga metálica. Em outras palavras, a requerente verificou que a reatividade de pelo menos uma parte radial do fio de metal revestido pode ser modificada sem interromper o método de fabricação do fio (e.g. proporcionando um catodo de uma composição diferente desejada conforme requerido pelos métodos da técnica anterior) selecionando convenientemente o ângulo incidente dos átomos de material de liga metálica emitido pelo catodo e incidentes sobre o núcleo de metal.
A título de exemplo ilustrativo, a requerente verificou que, usando um catodo produzido de latão tendo um teor de cobre de cerca de 60% em peso, é possível depositar sobre o núcleo de metal uma camada de
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revestimento constituída de latão tendo pelo menos uma parte radial compreendendo um teor de cobre variável de cerca de 60% a cerca de 68% por peso com respeito à parte remanescente da camada de revestimento variando a parte de trajeto do núcleo de metal situada fora da área definida pelas dimensões geométricas do catodo, isto é, variando o ângulo de inclinação da direção incidente dos átomos emitidos pelo catodo de cerca de 0° a cerca de 75° com respeito à direção incidente perpendicular ao catodo.
Por conseguinte, o método da presente invenção permite produzir um fio de metal revestido, a composição da camada de revestimento do qual, particularmente a composição de pelo menos uma parte radial da mesma, e.g. a parte extrema externa e/ou a parte extrema interna, pode ser variada sem interromper o método de manufatura para ajustar a reatividade da camada de revestimento na base da reatividade de qualquer material elastomérico desejado.
De acordo com um primeiro aspecto da mesma, a presente invenção relaciona-se com um método para produzir um fio de metal revestido compreendendo um núcleo de metal e uma camada de revestimento produzida de um material de liga metálica incluindo pelo menos um primeiro componente de metal e pelo menos um segundo componente de metal, cujo método compreende as etapas de:
a) conduzir o dito núcleo de metal ao longo de um trajeto predeterminado de uma maneira substancialmente contínua, o dito trajeto predeterminado sendo posicionado em proximidade de pelo menos um catodo produzido do material de liga metálica dotado de uma primeira composição; e
b) desintegrar o dito pelo menos um catodo sobre o núcleo de metal sendo conduzido ao longo do trajeto predeterminado para obter a camada de revestimento, no qual pelo menos uma parte do trajeto predeterminado situa-se fora de um volume definido por uma geratriz substancialmente perpendicular a uma linha /5 de contorno do dito pelo menos um catodo, para que a camada de revestimento formada quando o dito núcleo de metal é conduzido em correspondência da dita pelo menos uma parte do trajeto predeterminado tem uma segunda composição diferente da primeira composição.
Na descrição que se segue e nas reivindicações subseqüentes, a expressão “catodo” ou “magnétron” é usada para indicar um conjunto compreendendo o material de revestimento (que é alvo, de preferência na forma de uma placa) e uma pluralidade de magnetos que são dispostos abaixo do material de revestimento e que cria um coletor magnético para as partículas carregadas - e.g. íons de argônio - em fronte do material de revestimento. Outrossim, uma vez que o método de sublimação catódica causa o aquecimento do material de revestimento, genericamente o catodo adicionalmente compreende um sistema de refrigeração, tipicamente uma pluralidade de canais para a passagem de água de refrigeração para o seu interior.
Na descrição a seguir e nas subseqüentes reivindicações, a expressão “na proximidade de pelo menos um catodo” é usada para indicar uma disposição do trajeto do núcleo de metal de acordo com a qual o núcleo de metal é conduzido a uma distância de sublimação útil do catodo, isto é, nem demasiada distante nem demasiadamente próxima do catodo de maneira a evitar um revestimento incompleto e/ou um revestimento não homogêneo do núcleo.
Graças a estas etapas, é vantajosamente produzir de uma maneira contínua um fio metálico compreendendo um núcleo de metal e uma camada de revestimento produzida de um material de liga metálica incluindo pelo menos uma parte radial (e.g.a parte radialmente extrema externa e/ou extrema interna, isto é, as partes da camada de revestimento principalmente responsáveis pela adesão da camada de revestimento ao material a ser reforçado tendo uma composição desejada que possa ser variada dentro de
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uma determinada gama. De maneira a obter uma composição desejada que possa ser variada dentro de uma determinada gama. Para obter uma composição desejada da parte radialmente extrema externa da camada de revestimento, por exemplo, é suficiente dispor a parte final do trajeto (isto é, a parte do trajeto em que o núcleo de metal recebe o revestimento final) fora do volume acima mencionado, enquanto de maneira a obter uma composição desejada da parte radialmente extrema interna da camada de revestimento, é suficiente dispor a parte inicial do trajeto (isto é, a parte de trajeto na qual o núcleo de metal recebe o revestimento inicial) fora do volume acima mencionado.
Desta maneira, de maneira a satisfazer as demandas de mercado sempre variando, sempre que é requerido alterar a composição de pelo menos uma parte do material de liga metálica, por exemplo, a composição da liga metálica formadora da parte radialmente extrema externa da camada de revestimento, de uma primeira para uma segunda composição de maneira a ajustar a reatividade do fio de metal revestido em função do tipo de material elastomérico a ser reforçado, é necessário modificar o trajeto do núcleo metálico com respeito ao catodo, isto é, a parte do trajeto situada fora da área definida pela projeção perpendicular do catodo sobre o plano contendo o trajeto do núcleo de metal sobre o plano contendo o trajeto de núcleo metálico ou, em outras palavras, modificar o ângulo incidente acima mencionado dos átomos emitidos pelo catodo em função da composição desejada da liga metálica.
Por exemplo, partindo de um primeiro lote de produção com um núcleo de metal revestido com uma camada produzida de latão tendo uma primeira composição, é vantajosamente possível passar para um segundo lote de produção com um núcleo de metal revestido com uma camada constituída de latão compreendendo pelo menos uma parte radialmente externa dotada de uma segunda composição, diferente da primeira composição,
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convenientemente aumentando ou reduzindo a extensão da parte final do trajeto ao longo do qual o núcleo de metal é conduzido situada fora da área acima mencionada. Desta maneira, durante a etapa final da ação de sublimação catódica, o ângulo definido entre a perpendicular ao catodo e o vetor radial representando o feixe de liga metálica dirigido no sentido da parte do núcleo de metal disposta fora do volume acima mencionado é aumentada ou, respectivamente, reduzida.
Particularmente, um aumento apropriado da parte do trajeto situada ora da área acima mencionada ou, em outros termos, um aumento adequado no desvio do feixe de latão emitido no sentido do núcleo metálico com respeito à perpendicular ao catodo de latão, implica em um correspondente aumento na quantidade de cobre depositada pela sublimação catódica sobre o núcleo de metal, assim permitindo produzir um fio de metal revestido com uma camada de latão dotada de uma maior reatividade.
Dessa maneira, com um catodo dotado de uma primeira composição de latão, é vantajosamente possível obter um fio de metal revestido com uma camada de latão compreendendo pelo menos uma parte radialmente externa dotada de uma segunda composição diferente da dita primeira composição, a dita segunda composição incluindo um teor de cobre até 8% mais alto com respeito ao teor de cobre presente na parte restante da camada de latão.
Outrossim, como mencionado acima, é também vantajosamente possível modificar a composição do material de liga metálica da parte extrema interna da camada de revestimento, isto é, a parte de camada de revestimento na interface com o núcleo de metal. De maneira a obter uma composição desejada da parte radialmente interna da camada de revestimento, na verdade, é suficiente dispor a parte inicial do trajeto (isto é, a parte do trajeto em que o núcleo de metal é inicialmente revestido) fora do volume acima mencionado.
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Desta maneira, a resistência à corrosão da camada de revestimento, particularmente sob condições de envelhecimento, pode ser vantajosamente aumentada, desse modo aumentando a adesão do fio ao material elastomérico a ser reforçado. Além disso, a adesão da camada de revestimento ao núcleo de metal, que por sua vez afeta a adesão do inteiro fio ao material elastomérico a ser reforçado, também pode ser vantajosamente ajustada em função do material metálico do qual o núcleo de metal é produzido.
Outrossim, graças ao fato de que a camada de revestimento é depositada por intermédio da técnica de sublimação catódica, de acordo com a qual a vaporização do material a ser depositado é ativada por um plasma, é vantajosamente possível obter um fio de metal compreendendo uma camada de revestimento, as partes radiais da qual são uniformes e homogêneas. As ditas características de uniformidade e homogeneidade da camada de revestimento são particularmente importantes para os fins de munir o fio metálico de uma resistência à corrosão desejada.
Além disso, a técnica de deposição por sublimação catódica permite obter uma camada de revestimento dotada de uma estrutura cristalina convenientemente deformável em uma etapa de trefilação subseqüente, como descrito em maior detalhe na parte que se segue da presente descrição. Mais especificamente, se a camada de revestimento é constituída de latão, a técnica de deposição por sublimação catódica permite obter uma camada de latão tendo uma estrutura cristalina consistindo de latão α (de estrutura cúbica de faces centradas). A deformabilidade do latão α facilitar uma subseqüente etapa de trefilação a se realizada e assegura uma redução notável do desgaste das fieiras a serem usadas nas etapas de trefilação.
Graças à utilização da técnica de deposição de sublimação catódica, a quantidade de impurezas, tal como, por exemplo, de óxidos, presentes na camada de revestimento é vantajosamente notavelmente reduzida
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com respeito à quantidade presente em fios produzidos elos métodos de eletrodeposição da técnica anterior.
Para obter uma camada de revestimento incluindo pelo menos uma parte radial enriquecida em pelo menos um componente da liga metálica, o ângulo de inclinação da direção incidente dos átomos emitidos pelo catodo pode ser aumentado de cerca de 0° (isto é, perpendicularmente à superfície do catodo emissor) para cerca de 75° Com respeito à direção incidente perpendicular ao catodo, mais preferivelmente entre cerca de 30° e cerca de 75° e, ainda preferencialmente, entre cerca de 45° e cerca de 70°.
De preferência, o trajeto acima mencionado ao longo do qual o núcleo de metal é conduzido situa-se em um plano disposto substancialmente ao dito pelo menos um catodo.
Neste caso, uma vez que a distância entre o catodo e o núcleo de metal é substancialmente constante, as condições de deposição são substancialmente as mesmas em cada ponto do trajeto do núcleo de metal enquanto o núcleo de metal a ser revestido é conduzido no interior do volume definido por uma geratriz substancialmente perpendicular a uma linha de contorno do pelo menos um catodo, de modo que a camada de revestimento resultante é uniforme, homogênea e tem uma composição de liga metálica substancialmente idêntica àquela do catodo.
De acordo com uma modalidade preferencial do método da invenção, de maneira a obter pelo menos uma parte radial de camada de revestimento da liga metálica dotada de uma composição desejada, o trajeto acima mencionado compreende pelo menos uma parte situada fora do volume acima mencionado. Em outras palavras, o trajeto inclui pelo menos uma primeira parte disposta dentro da área definida pela projeção perpendicular do catodo sobre o plano contendo trajeto de núcleo metálico e uma segunda parte disposta fora da área acima mencionada.
Em outras palavras,a parte de núcleo metálico revestida enquanto sendo conduzida no exterior da área obtida projetando perpendicularmente o catodo sobre o plano no qual o trajeto de núcleo de metal se situa, recebe um feixe de liga metálica ao longo de uma direção incidente que é compreendida por um ângulo predeterminado com respeito à perpendicular ao catodo.
De preferência, a relação entre a extensão da parte de trajeto sobressaliente com respeito ao catodo (isto é, sobressaliente do contorno do catodo) e a distância entre o pelo menos um catodo e o núcleo de metal a ser revestido é compreendida entre cerca de 1,5 e cerca de 3,2.
Graças ao dito aspecto preferencial, é vantajosamente possível enriquecer em um componente metálico, tal como, por exemplo, cobre no caso da camada de revestimento ser produzida de latão, pelo menos uma parte radial da camada de revestimento.
De acordo com uma modalidade preferencial do método da invenção, o núcleo de metal é conduzido de uma posição de recepção inicial situada fora do volume acima mencionado para uma posição de recepção final situada dentro do dito volume.
Em outras palavras, o metal de liga objeto de sublimação catódica é inicialmente dirigido ao longo de uma direção incidente que é inclinada com respeito à perpendicular ao catodo e é finalmente dirigido ao longo de uma direção incidente que é substancialmente paralela à perpendicular ao catodo.
Desta maneira, a correspondente camada de revestimento depositada tem uma parte radialmente interna, a composição da qual tem um teor mais alto de um componente metálico (e.g. cobre no caso da camada de revestimento ser produzida de latão) com respeito ao teor do dito componente presente na liga de metal que constitui o catodo (e.g. latão), a parte remanescente da camada de revestimento tendo uma composição constante que é igual à composição do catodo.
Altemativamente, o núcleo de metal é conduzido da posição de recepção inicial situada dentro do dito volume para uma posição de recepção situada fora do dito volume.
Desta maneira, a correspondente camada de revestimento depositada tem uma parte radialmente externa, a composição da qual tem um teor mais alto de um componente de metal (e.g., cobre no caso da camada de revestimento ser produzida de latão) com respeito ao teor do dito componente metálico presente na liga de metal constituindo o catodo (e.g. latão), a parte restante da camada de revestimento tendo uma composição constante que é igual à composição do catodo.
De acordo com uma outra modalidade alternativa do método da invenção, o núcleo de metal é conduzido de uma posição de recepção inicial situada fora do dito volume para uma posição de recepção final situada fora do dito volume.
Desta maneira, a correspondente camada de revestimento tem uma parte radialmente interna e uma parte radialmente externa, a composição da qual tem um teor mais alto de um componente metálico (e.g. cobre no caso da camada de revestimento ser constituída de latão) com respeito ao teor do dito componente metálico presente na liga de metal que constitui o catodo (e.g. latão), a parte remanescente da camada de revestimento, isto é, a parte radialmente central da camada de revestimento, tendo uma composição constante que é igual à composição do catodo.
De preferência, o ângulo definido entre a direção incidente do feixe de liga de metal e a perpendicular ao catodo e de cerca de 0° a cerca de 75°.
De preferência, os componentes de metal da camada de revestimento são selecionados do grupo consistindo de cobre, zinco, manganês, cobalto, estanho, molibdênio, ferro, níquel, alumínio e suas ligas.
De preferência, a camada de revestimento é produzida de uma
Figure BRPI0418931B1_D0002
liga selecionada do grupo consistindo de Cu-Zn (latão), Zn-Co, Zn-Mn, ZnFe, Zn-Al, Cu-Μη, Cu-Sn, Cu-Zn-Mn, Cu-Zn-Co, Cu-ZN-Sn, Zn-Ni-Mo. Além do Cu-Zn, as ligas particularmente preferidas são Cu-Μη, Zn-Co e ZnMn, que dotam o fio metálico de uma notável resistência à corrosão.
A etapa de condução acima mencionada é realizada, de uma maneira convencional per se, no interior de uma unidade de sublimação catódica na qual pelo menos um catodo produzido da liga metálica a ser depositada é fornecido.
De acordo com uma modalidade preferencial do método da invenção, de maneira a assegurar uma taxa de produção adequada do fio de metal revestido, a etapa de condução acima mencionada de preferência é a realizada a uma velocidade compreendida na faixa de cerca de 10 a cerca de 80 m/min.
De preferência, a etapa de condução acima mencionada é realizada ao longo de um trajeto compreendendo uma pluralidade de sucessivos segmentos para frente e para trás paralelos entre si e formando um feixe de segmentos de fio.
Por conseguinte, de acordo com a dita modalidade, a camada de revestimento pode ser formada revestindo por sublimação o catodo sobre o núcleo metálico uma pluralidade de vezes. Desta maneira, o tempo de permanência do núcleo de metal na unidade de sublimação catódica é vantajosamente aumentado. De preferência, o feixe de fios situa-se em um plano horizontal.
Na descrição que se segue, o termo “feixe de fios” é usado para indicar o conjunto de sucessivos segmentos para frente e para trás de um núcleo metálico no interior da unidade de sublimação catódica, os ditos segmentos - cada um sendo de preferência paralelo ao outro e sendo obtido invertendo o trajeto do núcleo de metal em cada lado de uma câmara de deposição provida na unidade de sublimação catódica - formando um feixe de segmentos de fio que são revestidos com um material de liga metálica por intermédio de uma técnica de sublimação catódica. Em outras palavras, o núcleo metálico e conduzido de acordo com um trajeto substancialmente configurado como uma serpentina.
De preferência, o trajeto acima mencionado compreende uma pluralidade de segmentos para frente e para trás (definindo um trajeto de múltiplas passagens no interior da unidade de sublimação catódica), que são mutuamente espaçados um do outro por uma distância predeterminada.
A unidade de sublimação catódica pode ser dotada de uma abertura de entrada e de uma abertura de saída respectivamente dispostas quer no mesmo lado quer em lados opostos da unidade de sublimação catódica.
O número de segmentos para frente e para trás, isto é, o número de passagens a que o núcleo metálico é submetido no interior da unidade de sublimação catódica, é convenientemente selecionado em função da espessura predeterminada da camada de revestimento a ser formada.
Outrossim, a distância entre dois segmentos adjacentes é selecionada em função da dimensão da unidade de sublimação catódica, levando em conta que existe um valor mínimo da distância sob a qual podería haver um revestimento insuficiente do fio do núcleo devido à insuficiente exposição da superfície do núcleo a átomos metálicos emitidos pelo catodo. No caso desta distância ser acentuadamente reduzida, pode ocorrer que algumas áreas da superfície do núcleo não sejam uniformemente alcançadas pela liga de metal sublimada, desse modo afetando negativamente a qualidade da camada de revestimento.
De acordo com uma configuração preferencial do feixe de fios, o último situa-se em um plano horizontal e compreende segmentos de fio que são substancialmente paralelos à extensão longitudinal da unidade de sublimação catódica. Por exemplo, em uma unidade de sublimação catódica tendo uma extensão de cerca de 5 m e uma largura de cerca de 50 a 60 cm, o
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número de passagens do núcleo metálico no interior da dita unidade de preferência é compreendido entre 15 e 65, a distância entre segmentos adjacentes sendo de preferência compreendida entre cerca de 0,2 cm e cerca de 8 cm. De acordo com um trajeto deste tipo do núcleo de metal na unidade de sublimação catódica, é possível depositar uma camada de revestimento dotada de uma espessura compreendida entre cerca de 0,5 pm e cerca de 2,0 pm sobre o núcleo de metal em tempo de deposição compreendido entre cerca de 1,0 min e cerca de 3,0 min dependendo da energia fornecida aos catodos.
De acordo com uma configuração alternativa do feixe de fios, o último de preferência situa-se em um plano horizontal e compreende segmentos de fio que são substancialmente perpendiculares à extensão longitudinal da unidade de sublimação catódica.
De acordo com uma outra configuração alternativa do feixe de fios, o último situa-se em um plano vertical, cuja configuração é particularmente adequada à unidade de sublimação catódica se estende de uma maneira substancialmente vertical.
De acordo com uma modalidade preferencial do método da invenção, a etapa de sublimação catódica acima mencionada é realizada por intermédio de uma técnica de sublimação catódica a magnétron envolvendo um bombardeio iônico de pelo menos um catodo produzido do material de liga metálica desejado.
Graças a efeito exercido pelo campo magnético criado pelo magnétron sobre as partículas eletricamente carregadas e em particular graças a uma ação de confmamento dos elétrons na proximidade do catodo e a um aumento da densidade de plasma, a taxa de deposição é vantajosamente aumentada.
De maneira a realizar a etapa de sublimação catódica supracitada, é possível usar uma unidade de sublimação catódica que inclui pelo menos uma câmara de deposição a vácuo provida de uma bomba de
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vácuo - própria para criar uma pressão predeterminada - e com dispositivos para fornecer um gás portador.
De preferência, a dita pressão predeterminada é compreendida o 1 entre cerca de 10' mbar e cerca de 10' mbar. Preferencialmente, a dita pressão predeterminada preferencialmente é da ordem de 10' mbar.
A etapa de sublimação catódica de preferência é realizada sublimando pelo menos um primeiro catodo e pelo menos um segundo catodo que são providos na pelo menos uma câmara de deposição a vácuo. De preferência, os catodos situam-se em planos paralelos de tal maneira a dirigir os átomos de liga metálica emitidos pelos catodos ao longo de respectivas primeira e segunda direções de sublimação opostas.
De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, pelo menos um primeiro catodo e pelo menos um segundo catodo, ambos produzidos de um material de liga metálica, são dispostos abaixo e, respectivamente, acima do plano horizontal definido pelo feixe de fios a ser revestido, o último constituindo o anodo da unidade de sublimação catódica. Neste caso, uma formação de uma camada de revestimento uniforme produzida da dita liga metálica é vantajosamente realizada. De acordo com uma outra modalidade preferencial, pelo menos dois primeiros catodos e pelo menos dois segundos catodos todos constituídos do mesmo material de liga metálica são dispostos acima e, respectivamente, abaixo do plano horizontal definido pelo feixe de fios a ser revestido.
Altemativamente, a etapa de sublimação catódica é realizada pela sublimação de um único catodo constituído da liga metálica desejada. Neste caso, o núcleo de metal de preferência é revestido sobre um primeiro lado a seguir virado por intermédio de uma polia de maneira a expor ao catodo um segundo lado oposto do núcleo metálico para que o último seja finalmente revestido também sobre o segundo lado. Desta maneira, um revestimento uniforme é vantajosamente obtido sobre o núcleo de metal. De
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maneira a realizar esta modalidade do método da invenção, o dito reviramento pode ser convenientemente obtido munindo a unidade de sublimação catódica de uma abertura de entrada e de uma abertura de saída, ambas dispostas no mesmo lado da unidade de sublimação catódica, de modo à vantajosamente revestir ambos os lados do núcleo metálico com a mesma quantidade de material de liga.
Quando um primeiro e um segundo catodo são providos na unidade de sublimação catódica em lados opostos com respeito ao feixe de fios, o primeiro catodo pode ser constituído de um primeiro material de liga metálica, ao passo que o segundo catodo pode ser constituído quer de uma primeira liga metálica, ao passo que o segundo catodo pode ser constituído quer de um componente metálico diferente do componente que constitui a primeira liga metálica quer de uma segunda liga metálica diferente da primeira liga metálica. Desta maneira, uma variedade de ligas metálicas incluindo mais de dois componentes metálicos pode ser depositada sobre o núcleo metálico.
De acordo com a presente invenção, o trajeto do núcleo metálico é previsto de tal maneira que pelo menos uma parte do trajeto situase fora do volume acima mencionado, isto e, uma extensão predeterminada do dito trajeto é prevista para sobressair de pelo menos uma borda do catodo e/ou catodos.
De preferência, o catodo e/ou catodos são em forma de placa, preferencialmente na forma de placas retangulares ou circulares.
Mais preferivelmente, de maneira a aumentar a produtividade do método da invenção, a etapa de sublimação é realizada dispondo pelo menos dois primeiros catodos e pelo menos dois segundos catodos (quer todos constituídos de uma primeira liga metálica quer alternativamente constituídos de uma primeira e de uma segunda liga metálica) formando respectivos pres de catodos de modo que os catodos de cada par sejam
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2ϊ localizados em lados opostos com respeito ao primeiro feixe de fios, e depositando os metais sobre o núcleo metálico ao longo de respectivas primeira e segunda direções de sublimação opostas. De preferência, os catodos são dispostos de acordo com uma configuração quadrilateral substancial que circunda substancialmente o feixe de fibras.
De uma maneira análoga à modalidade de acordo com a qual um único catodo é usado, cada par de catodos de preferência compreende dois catodos planares dispostos sobre um plano substancialmente paralelo ao núcleo metálico a ser revestido. Neste caso, de acordo com a invenção,o trajeto é disposto de tal maneira que pelo menos uma parte do trajeto situa-se fora de um volume definido por uma geratriz substancialmente perpendicular a linha de contorno do conjunto de catodos, assim sobressaliente com respeito a pelo menos um catodo de uma extensão predeterminada.
Ainda mais preferivelmente, de maneira a aumentar adicionalmente a produtividade do método da invenção, a etapa de sublimação é realizada dispondo longitudinalmente ao longo do feixe de fios uma pluralidade de grupos de catodos, cada um dos ditos grupos consistindo de dois pares de primeiro e segundo catodos como descrito acima que são de preferência dispostos conforme acima exposto. Preferivelmente, cada grupo de catodos consiste de quatro catodos que são dispostos de acordo com uma configuração quadrilateral substancial que substancialmente circunda o feixe de fios.
Uma modalidade preferencial do método da presente invenção prevê que a etapa de sublimação seja realizada de uma maneira simultânea sobre uma pluralidade de núcleos metálicos que são conduzidos - ao longo de uma direção de condução predeterminada - no interior da unidade de sublimação. De acordo com a dita modalidade, a produtividade do método pode vantajosamente ser adicionalmente aumentada.
De acordo com uma outra modalidade preferencial, o método
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da invenção compreende as etapas de proporcionar uma primeira câmara de deposição a vácuo e uma segunda câmara de deposição a vácuo que é disposta em série, e de depositar o material de liga metálica em pelo menos uma das ditas câmaras de deposição a vácuo conduzindo o núcleo metálico a ser revestido em sucessão através das ditas câmaras de deposição a vácuo.
De acordo com a dita modalidade, a etapa de sublimação é realizada em somente uma câmara de deposição a vácuo ao passo que a segunda é colocada em uma modalidade de espera. Desta maneira, quando os catodos da câmara operativa são totalmente consumidos e novos catodos têm de ser fornecidos, o método de produção não necessita ser interrompido, uma vez que a etapa de sublimação pode ser realizada na segunda câmara que é comutada para um modo operativo enquanto a primeira câmara é colocada em uma modalidade de espera. Isto resulta em um vantajoso aumento da produtividade do método da invenção. Genericamente, a câmara de deposição a vácuo que é operativa está a uma primeira pressão predeterminada apropriada para a realização da etapa de sublimação.
De preferência, a etapa de sublimação é realizada até uma espessura inicial predeterminada da camada de revestimento ser atingida, a expressão “espessura inicial” sendo usada para indicar a espessura obtida após a etapa de sublimação e antes de qualquer possível etapa adicional provida a jusante da etapa de sublimação.
Se a reatividade da camada de revestimento é ajustada correspondentemente ajustando o teor de um componente metálico presente na parte radialmente extrema externa da camada de revestimento, a espessura inicial da parte radialmente extrema externa da camada de revestimento de preferência é de cerca de 3-10% da espessura inicial da inteira camada de revestimento.
A título de exemplo ilustrativo, o método da invenção permite depositar sobre um núcleo metálico uma camada de revestimento tendo uma
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2A] espessura inicial conveniente da ordem de alguns mícrons, de preferência compreendida entre cerca de 0,5 pm e cerca de 3,0 pm, a camada de revestimento externa tendo uma espessura inicial de preferência compreendida entre cerca de 0,015 pm e cerca de 0,3 pm.
De preferência, o método da invenção ainda compreende a etapa de conduzir o núcleo de metal para o interior de pelo menos uma primeira pré-câmara que é submetida a uma segunda pressão predeterminada que é mais alta que a primeira pressão predeterminada, a dita pelo menos uma pré-câmara sendo disposta a montante da dita pelo menos uma câmara de vácuo.
Desta maneira, a condição de vácuo desejada é vantajosamente obtida em pelo menos duas etapas subseqüentes, isto é, de uma maneira escalonada, que é mais simples e mais conveniente de um ponto de vista econômico do que a realização de uma condição de vácuo em uma única etapa.
Outrossim, a provisão de pelo menos uma pré-câmara vantajosamente permite preservar a câmara de deposição a vácuo (na qual a etapa de sublimação é conduzida) da contaminação de poeiras e agentes externos em geral, tal como oxigênio, que são prejudicais a eficácia da formação da camada de revestimento e à pureza da mesma.
Um efeito vantajoso deste tipo pode ser realizado introduzindo na pelo menos uma pré-câmara um fluxo de um gás quimicamente inerte. De preferência, a pelo menos uma pré-câmara contém o mesmo gás usado como gás portador na pelo menos uma câmara de deposição a vácuo, assim o mesmo gás usado como gás portador na pelo menos uma câmara de deposição a vácuo, assim permitindo usar uma alimentação de gás do mesmo tipo tanto para a pré-câmara como para a câmara de deposição a vácuo.
Mais preferivelmente, o gás quimicamente inerte acima mencionado é o argônio, que conveniente de um ponto de vista econômico,
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assim resultando em uma redução dos custos de produção.
De preferência, uma pré-câmara adicional submetida à segunda pressão acima mencionada é provida a jusante da pelo menos uma câmara de deposição a vácuo.
De preferência, a segunda pressão predeterminada é compreendida entre cerca de 0,2 e cerca de 10 mbar,mais preferivelmente entre cerca de 2,0 e cerca de 5,0 mbar e, ainda mais preferivelmente, da ordem de cerca de 0,5 a 1,0 mbar.
De acordo com uma outra modalidade preferencial do mesmo, o método da invenção compreende a etapa de proporcionar uma primeira câmara de deposição a vácuo e uma segunda câmara de deposição a vácuo dispostas em série como descrito acima, a primeira câmara de deposição a vácuo sendo disposta a jusante de uma primeira pré-câmara conforme descrito acima e a segunda câmara de deposição a vácuo sendo disposta a jusante de uma segunda pré-câmara separando as duas câmaras de deposição a vácuo, uma terceira pré-câmara sendo disposta à jusante da segunda câmara de deposição a vácuo.
De acordo com uma modalidade preferencial do método da invenção, o núcleo metálico tem um diâmetro inicial predeterminado e a etapa de sublimação é realizada até uma espessura inicial predeterminada da camada de revestimento ser atingida. O método adicionalmente compreende a etapa de trefilar o núcleo de metal revestido até o núcleo metálico ter um diâmetro final menor que o dito diâmetro inicial predeterminado e a camada de revestimento tem uma espessura final menor que a espessura inicial predeterminada.
Na descrição a seguir, e nas reivindicações subseqüentes as expressões “diâmetro inicial do núcleo” e “espessura inicial da camada de revestimento” são usadas para indicar o diâmetro do núcleo metálico e, respectivamente, a espessura da camada de revestimento antes da etapa de trefilação ser realizada.
Na descrição a seguir e nas reivindicações subsequentes, as expressões “diâmetro final do núcleo” e “espessura final da camada de revestimento” são usadas para indicar o diâmetro do núcleo metálico e, respectivamente, a espessura da camada de revestimento após da etapa de trefilação ser realizada.
De preferência, a etapa de trefilação é realizada em um banho de emulsão que compreende uma quantidade predeterminada de um agente lubrificante, por exemplo, um óleo lubrificante convencional per se, para que a trefilação do fio seja vantajosamente aperfeiçoada.
Mais preferivelmente, o agente lubrificante é selecionado do grupo consistindo de compostos contendo fósforo (e.g., fosfatos orgânicos), compostos contendo enxofre (por exemplo, tióis, tioésteres, tioéteres) compostos contendo cloro (e.g. cloretos orgânicos). De preferência, os ditos lubrificantes são os denominados “Lubrificantes de Extrema Pressão”, isto é, lubrificantes que se decompõem à alta temperatura e pressão (e.g. dando origem à formação de fosfetos, sulfetos e cloretos de ferro, cobre ou zinco).
De preferência a etapa de trefilar o fio revestido é realizada por intermédio de fieiras produzidas de carboneto de tungstênio ou de diamante, que são convencionais per se.
Outrossim, graças ao fato de que a camada de revestimento é depositada por uma técnica de sublimação, a variação percentual da quantidade do agente lubrificante na camada de revestimento é inferior a cerca de 1% em peso, mais preferivelmente compreendida entre cerca de 0,01% e cerca de 1% em peso, na direção radial do fio com respeito ao peso da liga metálica formadora da camada de revestimento.
De uma maneira análoga, a variação percentual da quantidade do dito agente lubrificante na camada de revestimento é inferior a cerca de 1% em peso, mais preferivelmente compreendida entre cerca de 0,01% e cerca de 1% em peso, na direção axial do fio com respeito ao peso da liga metálica formando a camada de revestimento.
De preferência, a etapa de trefilação é realizada de tal maneira a obter um núcleo metálico tendo um diâmetro final que é reduzido em cerca de 75-95% com respeito ao seu diâmetro inicial, mais preferivelmente de cerca de 80-90% e, ainda mais preferivelmente, de cerca de 85% com respeito ao diâmetro inicial.
De acordo com uma modalidade preferencial do método da invenção, a etapa de trefilação é realizada de tal maneira a obter uma camada de revestimento tendo uma espessura final que é reduzida de cerca de 75-95% com respeito à sua espessura inicial, mais preferivelmente de cerca de 78-88% e ainda mais preferivelmente de cerca de 83% da espessura inicial.
Preferivelmente, o diâmetro inicial do núcleo metálico é compreendido entre cerca de 0,85 mm e cerca de 3,00 mm e a etapa de trefilação é realizada de modo tal a obter um núcleo metálico tendo um diâmetro final compreendido na faixa entre 0,1-0,50 mm.
De preferência, a espessura inicial da camada de revestimento é de pelo menos cerca de 0,5 pm e cerca de 3 pm e ainda mais preferivelmente, entre cerca de 0,5 e cerca de 2 pm.
Desta maneira, um valor conveniente da espessura inicial da camada de revestimento em vista da etapa de trefilação do núcleo de metal revestido é obtida, que permite obter o valor desejado do diâmetro final do núcleo e um vantajoso aumento das propriedades da resistência mecânica do fio. Para fins ilustrativos, um fio tendo uma carga de ruptura inicial - isto é, antes da etapa de trefilação do núcleo revestido - igual à cerca de 1200 MPa pode alcançar - devido à etapa de trefilação do núcleo revestido - uma carga de ruptura final de cerca de 3200 MPa.
De preferência, a etapa de trefilação é realizada de uma tal maneira a obter uma camada de revestimento tendo uma espessura final compreendida na faixa de 80 a 350 nm.
Se a espessura inicial da parte radialmente externa é compreendida de cerca de 50 a cerca de 150 nm, após a etapa de trefilação a espessura final da dita parte é compreendida na faixa de 25 a 75 nm.
Por exemplo, no caso de uma camada de latão ter de ser depositada, se o teor de cobre da parte radialmente externa da camada de revestimento é de cerca de 1-5% mais alta que o teor de cobre da parte remanescente da camada de revestimento, após a etapa de trefilação o teor de cobre da parte radialmente externa da camada de revestimento é de cerca de 0,5-3% mais alto que o teor de cobre da parte restante da camada de revestimento.
Métodos de manufatura adicionais para produzir um cordonel metálico como produto final utilizando o núcleo revestido como produto de partida podem ser realizados. A título de exemplo ilustrativo, de modo a produzir um cordonel metálico compreendendo uma pluralidade de fios metálicos revestidos, uma etapa de trancamento da pluralidade de fios metálicos revestidos pode ser provida após a etapa de trefilação ser realizada sobre os núcleos revestidos.
O método da presente invenção pode opcionalmente também inclui uma ou mais etapas preliminares visando à obtenção de um núcleo metálico de um diâmetro predeterminado a partir de um fio-máquina.
Por exemplo, uma remoção mecânica dos óxidos presentes no fio máquina, conhecida no campo com o termo descarepação, pode ser realizada. A etapa de descarepação é realizada para alisar o fio-máquina, isto é, substancialmente eliminar a sua rugosidade. Desta maneira, qualquer rugosidade superficial, que pode ter uma profundidade notável no caso de um fio-máquina produzido de aço, tipicamente na faixa de cerca de 1,5 iim a 2,0 iim, é vantajosamente eliminada, assim aperfeiçoando a adesão da camada de revestimento ao núcleo na sucessiva etapa de deposição e a eficácia da etapa de deposição. A etapa de descarepação é de preferência sucedida por um trefilação a seco do fio-máquina, ao término da qual um núcleo metálico
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dotado de um diâmetro inicial predeterminado é obtido.
Subseqüentemente a estas etapas preliminares, de acordo com uma modalidade preferencial do método da invenção, o núcleo metálico passa por um tratamento superficial que visa remover óxidos possivelmente presentes sobre a superfície do núcleo metálico. O tratamento da superfície de preferência compreende as etapas de descarepação, lavagem e opcional secagem do núcleo metálico. A etapa de descarepação é realizada introduzindo o núcleo metálico em um banho de descarepação, tal como, por exemplo, um banho contendo ácido sulfúrico. Sucessivamente, o núcleo decapado é lavado por intermédio de água e opcionalmente secado, de preferência por intermédio de ar quente produzido por um soprador (e.g., a uma temperatura de cerca de 70°C a cerca de 90°C, preferencialmente a uma temperatura de cerca de 80°C).
Altemativamente à etapa de decapagem, o núcleo pode sofrer tratamentos superficiais alternativos, tal como, por exemplo, ataque por reativo químico, limpeza e ativação por uma técnica e ataque por plasma, por exemplo, conduzindo íons de argônio para a superfície do núcleo;
De acordo com uma modalidade alternativa do método da invenção, o tratamento superficial acima mencionado, tal como, por exemplo, a decapagem ou qualquer outro tratamento alternativo próprio para a finalidade, ode ser realizado sobre um fio máquina, de preferência preliminarmente descarepado, e o tratamento superficial é sucedido por um trefilação a seco visando à obtenção de um núcleo metálico dotado de um diâmetro inicial predeterminado.
O núcleo metálico de preferência é superficialmente tratado de acordo com um dos procedimentos acima mencionados antes de ser revestido de modo a pré-dispor a superfície do núcleo metálico a ser revestido, isto é, para obter um núcleo metálico próprio para receber uniformemente a camada de revestimento sobre a sua inteira superfície. Graças a este tratamento
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preliminar, é vantajosamente possível obter um fio metálico de qualidade aperfeiçoada. Em outras palavras, qualquer macro-rugosidade ou irregularidade da superfície do núcleo é vantajosamente substancialmente eliminada, assim tomando a superfície do núcleo própria para a deposição da camada de revestimento sobre a mesma.
De preferência, o núcleo metálico é também termicamente tratado antes de ser revestido, de modo à vantajosamente obter uma estrutura própria para uma deformação a frio, tal como a deformação envolvida na etapa de trefilação opcional acima mencionada. De preferência, o tratamento térmico - que é executado para causar o recozimento do metal - consiste em um tratamento térmico patenteado que pode ser realizado em um forno.
No caso do aço ser envolvido, a etapa patenteada visa obter o núcleo de aço com uma estrutura perlítica que tem um coeficiente de encruamento muito alto e assim pode ser facilmente trefilado.
Meramente a título de indicação, o dito tratamento térmico do núcleo metálico de preferência compreende a etapa de gradualmente aquecer o núcleo a uma temperatura predeterminada, tal como, por exemplo, compreendida entre cerca de 900°C e cerca de 1050°C por um tempo de cerca de2—40 s, e a subseqüente etapa de resfriar o núcleo a uma temperatura predeterminada, tal como, por exemplo, compreendida entre cerca de 530°C e cerca de 580°C por um tempo de cerca de 5 a 20 s. De preferência, a etapa de resfriamento é realizada introduzindo o núcleo metálico em um banho de chumbo em fusão. Altemativamente, a etapa de resfriamento é realizada introduzindo o núcleo metálico em um banho de sais em fusão (i.e., cloratos, carbonatos), passando o núcleo metálico através de pós de óxido de zircônio ou por intermédio de ar.
De acordo com uma modalidade preferencial, o método da invenção ainda compreende a etapa de trefilar a seco o núcleo antes do tratamento térmico acima mencionado, de preferência de tal maneira a obter
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uma ligeira redução do diâmetro do núcleo, tal como, por exemplo, compreendida entre cerca de 1% e cerca de 3%.
O método da presente invenção de preferência adicionalmente compreende um tratamento térmico adicional, que de preferência é executado nas mesmas condições de trabalho mencionadas acima e que compreende uma etapa de aquecimento gradual adicional e uma subseqüente etapa de resfriamento do núcleo metálico.
Quando um primeiro e um segundo tratamento térmico são previstos, um trefilação a seco adicional de preferência é realizado após o primeiro tratamento térmico. Se tratamentos térmicos adicionais são previstos, um trefilação a seco entre cada par de tratamento térmico é de preferência é executado.
Quando um único tratamento térmico é previsto, um ligeiro trefilação a seco adicional é de preferência realizado utilizando uma fieira que de preferência é conectada de uma maneira impermeável a gás com a câmara de deposição a vácuo, na sua entrada. Mais preferivelmente, a dita etapa de ligeira trefilação pode ser conduzida por intermédio de uma fieira denominada de matriz bipartida, que essencialmente compreende uma fieira tendo duas metades simétricas. Graças a esta característica, a fieira pode ser vantajosamente substituída de uma maneira simples, sem interromper o método de produção.
As etapas de condução e de sublimação acima mencionadas, assim como qualquer um dos tratamentos de superfície opcionais, e etapas de trefilação do método da invenção são preferencialmente realizadas de uma maneira substancialmente contínua, sem quaisquer interrupções substanciais entre duas etapas subseqüentes.
Desta maneira, é vantajosamente possível obter um fio metálico revestido com uma camada de revestimento metálico dotada de uma espessura desejada por intermédio de um método de produção que realizado
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• · · · · ··· · ··· ·· ···· ··· ····· ···· · ····· · ·· ·· · · ·· ···· · · · · • ···· · ·· · ··· de uma maneira contínua a partir da etapa de produzir o núcleo metálico do fio até a etapa opcional de trefilar o núcleo revestido, opcionalmente incluindo tratamentos preliminares adicionais convencionais efetuados sobre o núcleo ou tratamentos de acabamento adicionais efetuados sobre o núcleo revestido (e.g. um tratamento de fosfatização do núcleo ou do núcleo revestido de modo a aperfeiçoar o seu trefilação).
De acordo com um segundo aspecto da mesma, a presente invenção trata de um fio metálico revestido - que pode ser usado para reforçar materiais elastoméricos - compreendendo um núcleo metálico e uma camada de revestimento produzida de um material de liga metálica incluindo pelo menos um primeiro componente de metal e pelo menos um segundo componente de metal, a camada de revestimento compreendendo uma parte radialmente interna, uma parte radialmente externa e uma parte central disposta entre a parte radialmente interna e a parte radialmente externa, na qual a parte radialmente interna tem uma primeira composição, a parte radialmente externa tem uma terceira composição e a parte central tem uma segunda composição diferente de ambas, da primeira composição e da terceira composição.
De acordo com a presente invenção, tanto a composição da parte interna (isto é, a parte de camada de revestimento na interface com o núcleo metálico) e a composição da parte externa da camada de revestimento (isto é, a parte da camada de revestimento proposta para estar em contato com o material elastomérico a ser reforçado) pode ser variada sem interromper o método de fabricação do fio. Desta maneira, por um lado, variando a composição da parte interna da camada de revestimento, a resistência à corrosão da camada de revestimento especialmente sob condições de envelhecimento, pode ser vantajosamente aumentada e, por outro lado, variando a composição da parte externa da camada de revestimento, a reatividade química - e assim a propriedade de adesão - da camada de %
revestimento pode ser vantajosamente variada com respeito ao material elastomérico a ser reforçado.
De preferência, a primeira composição acima mencionada é igual à terceira composição acima mencionada.
De preferência, a liga de metal é de latão.
No caso da camada de revestimento ser de latão, a parte radialmente interna e a parte radialmente externa têm um teor de cobre de cerca de 1% a cerca de 8% - de preferência de cerca de 2% a cerca de 5% em peso mais alto que o teor de cobre da parte central.
Graças a uma característica deste tipo, isto é, graças à proteção conferida pelo cobre, que é eletroquimicamente mais nobre que o aço, dentro da dita faixa preferencial, uma resistência à corrosão aperfeiçoada do fio é obtida. A obtenção desta resistência à corrosão aperfeiçoada por sua vez, vantajosamente permite obter uma adesão aperfeiçoada entre o fio e o material elastomérico para reforçado, particularmente sob condições de envelhecimento.
No caso da camada de revestimento ser produzida de latão, a parte central de preferência tem um teor de cobre de 60 a 72%. Mais preferivelmente, a parte central de preferência tem um teor de cobre de cerca de 64 a cerca de 67% em peso.
De preferência, o núcleo é produzido de aço, que vantajosamente confere uma resistência mecânica aperfeiçoada ao fio, cuja propriedade é particularmente desejada quando o fio é proposto para forçar materiais elastoméricos usados para manufaturar um pneu.
De preferência, a camada de revestimento é depositada por intermédio de uma técnica de desintegração de catodo realizada até a uma espessura inicial predeterminada da camada de revestimento ser atingida, a dita parte radialmente extrema externa tendo uma espessura inicial de cerca de 3 a 10% da espessura inicial total da camada de revestimento, e a dita parte
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radialmente extrema interna da camada de revestimento tendo uma espessura inicial de cerca de 3 a 10% da espessura inicial total da camada de revestimento.
Preferivelmente, a espessura inicial da dita camada de 5 revestimento é compreendida entre cerca de 0,5 e cerca de 3 pm; Mais preferivelmente, a espessura inicial de referida camada de revestimento está compreendida entre cerca de 0,5 e cerca de 2 pm.
De preferência, o dito fio metálico revestido é submetido a uma etapa de trefilação até uma camada de revestimento tendo uma espessura final em tomo de 75 a 95% com respeito à sua espessura inicial ser obtida.
De preferência, a camada de revestimento metálica é provida de uma proporção predeterminada de fósforo para que a capacidade de trefilação do fio seja vantajosamente aperfeiçoada sem afetar a adesão da camada de revestimento ao material elastomérico em que o fio revestido é proposto para ser embutido. Este efeito pode ser realizado, por exemplo, incluindo uma quantidade predeterminada de fósforo em pelo menos um dos catodos.
De preferência, o material de revestimento compreende fósforos em uma proporção de cerca de cerca de 1 a 3% em peso, mais preferivelmente em uma proporção de cerca de 2% em peso, com respeito ao peso total do metal de revestimento.
Vantajosamente, incluindo fósforo em uma proporção preferencial dessa ordem nos componentes metálicos a serem depositados sobre o núcleo de metal, a etapa de desintegração catódica permite depositar uma camada de latão compreendendo fósforo exatamente na mesma proporção (isto é, 1 a 3%) de uma maneira uniforme. Por conseguinte, uma vez que fósforo está uniformemente presente na espessura total da camada de revestimento, a subseqüente etapa de trefilação é aperfeiçoada graças à ação lubrificante do fósforo, independentemente do grau de trefilação que foi · · · 9 »999 · • · 9 · · · • 9 9 · 999 • · · ·
9·· · · · predeterminado.
Para produzir um fio metálico revestido como descrito acima, um aparelho pode ser usado, que compreende:
a) pelo menos uma unidade de desintegração catódica;
b) pelo menos um dispositivo para conduzir de uma maneira substancialmente contínua o núcleo metálico ao longo de um trajeto predeterminado dentro da unidade de desintegração catódica;
c) pelo menos um primeiro catodo disposto no interior da unidade de desintegração catódica, o pelo menos um catodo sendo produzido de uma liga metálica incluindo pelo menos um primeiro componente metálico e pelo menos um segundo componente metálico.
A unidade de desintegração catódica de preferência é uma unidade de desintegração a magnétron uma vez que esta técnica aumenta vantajosamente a taxa de deposição da camada de metal essencialmente graças ao efeito exercido sobre os artigos eletricamente carregados por um campo magnético, o último induzindo uma ação de confinamento sobre os elétrons na proximidade do(s) catodo(s) e assim aumentando a densidade de plasma.
De preferência, o dispositivo condutor compreende pelo menos um dispositivo para alimentar o núcleo de metal ao interior da unidade de sublimação ao longo de uma primeira extensão para frente e pelo menos um contra-dispositivo para realimentar o núcleo metálico ao logo de uma respectiva extensão para trás, a extensão para trás sendo interespaçada com respeito à extensão para frente por uma distância predeterminada. Desta maneira, o tempo de permanência do núcleo metálico na unidade de sublimação é vantajosamente aumentado.
A presente invenção ainda se relaciona com um método para produzir um cordonel metálico para reforçar um material elastomérico, assim como com um cordonel metálico deste tipo, o método compreendendo as
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etapas de produzir uma pluralidade de fios metálicos revestidos por intermédio do método descrito acima e a subseqüente etapa de enfeixar a pluralidade de fios metálicos revestidos.
De maneira a produzir um cordonel metálico do tipo acima 5 mencionado, um aparelho compreendendo além dos componentes do aparelho mencionado acima com referência à produção de um fio metálico revestido, um dispositivo para enfeixar uma pluralidade de fios metálicos revestidos, pode ser usado.
Descrição Sucinta dos Desenhos
Aspectos característicos adicionais e vantagens da invenção se evidenciarão mais facilmente da descrição de algumas modalidades preferenciais de um método de acordo com a invenção para produzir um fio metálico revestido compreendendo um núcleo metálico e uma camada de revestimento produzida de um material de liga metálica incluindo pelo menos um primeiro componente e pelo menos um segundo componente, produzidos doravante com referência ao desenho anexo no qual, para fins ilustrativos e não para fins de limitação, uma modalidade preferencial de um aparelho para produzir um fio metálico revestido do tipo acima mencionado é representada.
Em detalhe, a figura 1 é uma vista em seção transversal esquemática de uma modalidade preferencial de um aparelho para produzir um fio metálico revestido compreendendo um núcleo de metal e uma camada de revestimento produzida de um material de liga metálica.
Descrição Detalhada das Modalidades Preferenciais
Uma primeira modalidade preferencial do método da presente invenção é descrito com referência ao aparelho ilustrado na figura 1, no qual uma configuração de catodo preferencial é mostrada.
Como mais bem se evidenciará do exposto a seguir o método da invenção vantajosamente permite obter um fio metálico incluindo um núcleo metálico e uma camada de revestimento produzida de um material de liga metálica incluindo pelo menos um primeiro componente metálico e pelo menos um segundo componente metálico, a camada de revestimento compreendendo uma parte radialmente interna, uma parte radialmente externa e uma parte central interposta entre a parte radialmente interna e a parte radialmente externa, em que ambas a parte radialmente interna e a parte radialmente externa são produzidos da dita liga metálica tendo uma primeira composição e a parte central é realizada de uma liga metálica deste tipo tendo uma segunda composição diferente da primeira composição. A título de exemplo ilustrativo, uma modalidade preferencial do método da invenção será descrita doravante que é proposta para produzir um fio que inclui um núcleo de aço e uma camada de revestimento confeccionada de latão na qual cada uma das partes radialmente externa e interna de preferência inclui um teor de cobre de cerca de 1% a cerca de 8% com respeito à parte central da camada de revestimento. Como se evidenciará mais facilmente do exposto a seguir, este efeito é realizado dispondo duas partes do trajeto, ao longo do qual o núcleo de aço é conduzido, no exterior de um volume definido por uma geratriz substancialmente perpendicular a uma linha de contorno de pelo menos um catodo produzido de latão.
Com referência à figura 1, um primeiro catodo 1 e um segundo catodo 2, ambos produzidos de latão, são dispostos paralelos entre si dentro da umidade de sublimação a magnétron 3 compreendendo uma câmara de deposição a vácuo 4 (que é submetida a uma primeira pressão predeterminada), e primeira e segunda pré-câmaras (não mostradas) ambas submetidas a uma segunda pressão predeterminada mais alta que a primeira pressão predeterminada. A primeira e a segunda pré-câmara são dispostas a montante e, respectivamente, a jusante da câmara de deposição a vácuo 4.
Na figura 1, o primeiro catodo 1 e o segundo catodo 2 tem uma forma de aça e são dispostos acima e, respectivamente, abaixo de um núcleo de aço 6 a ser revestido.
Figure BRPI0418931B1_D0014
Os catodos 1, 2 estão a uma distância predeterminada d do núcleo de aço 6.
Para aumentar a produtividade, uma pluralidade de catodos 1 e uma correspondente pluralidade de catodos opostos 2 - todos produzidos de latão dotado da composição acima mencionada - são sucessivamente dispostos ao longo do desenvolvimento longitudinal da câmara de deposição a vácuo 4 da unidade de sublimação a magnétron 3.
A unidade de sublimação a vácuo 3 adicionalmente compreende um dispositivo (não mostrado, uma vez que é convencional per se) para conduzir o núcleo de aço 6 ao longo de um trajeto predeterminado de uma maneira substancialmente contínua.
Particularmente, o dispositivo condutor compreende: a) uma pluralidade de dispositivos para alimentar o núcleo de aço 6 ao interior da unidade de sublimação a magnétron 3, ao longo de uma respectiva pluralidade de contra-dispositivos para realimentar o núcleo de aço 6, ao longo de uma respectiva pluralidade de segmentos para trás, os segmentos para trás sendo mutuamente espaçados com respeito aos segmentos para frente por uma distância predeterminada ρ. A dita pluralidade de dispositivos e contradispositivos não são mostrados,pois,são de natureza convencional per se. Por exemplo, tais dispositivos e contra-dispositivos podem compreender polias e respectivas contra-polias que são dispostas em lados opostos da unidade de sublimação a magnétron 3.
Desta maneira, o núcleo de aço6 forma um feixe de fios 5 que compreende uma pluralidade de sucessivos segmentos para frente e para trás substancialmente paralelos à extensão longitudinal da unidade de sublimação a magnétron 3, que vantajosamente aumenta o tempo de permanência do núcleo de aço 6 no interior da câmara de deposição a vácuo 4. Na modalidade ilustrada na figura 1, o feixe de fios 5 situa-se em um plano horizontal que é paralelo aos catodos 1, 2 e são igualmente interespaçado dos catodos 1, 2 pela
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• ··· · · · · · ···
• · • · 99 9 9 9 9 9 9 9
9999 9 9 9 9 9 distância d acima mencionada.
Como descrito acima, cada segmento dianteiro é espaçado com respeito ao segmento para trás adjacente pela distância p. Para uma câmara de deposição a vácuo 4 tendo uma largura de cerca de 25 cm - na qual um núcleo de aço 6 tendo um diâmetro de 1,40 mm é conduzido de acordo com um trajeto consistindo de 45 passagens -um valor apropriado da distância p entre os segmentos adjacentes do núcleo de aço 6 é de cerca de 5 mm.
De acordo com a invenção, de maneira a obter uma parte radialmente interna e uma parte radialmente externa da camada de revestimento tendo um teor de cobre mais elevado que o teor de cobre da parte central da camada de revestimento, o trajeto acima mencionado é disposto de tal maneira que as duas partes do trajeto (uma parte inicial e uma parte final) ao longo do qual o núcleo de aço 6 é conduzido situam-se fora de um volume definido por uma geratriz substancialmente perpendicular a uma linha de contorno dos catodos 1 e 2.
Mais especificamente, de acordo com a modalidade preferencial ilustrada na figura 1, o feixe de fios 5 sobressai com respeito ás bordas axiais de ambos os catodos 1, 2 de uma mesma extensão predeterminada 1, que na modalidade ilustrada na figura 1 é de cerca de 7,5 cm. Mais especificamente, na dita modalidade preferencial o feixe de fios 5 sobressai com respeito a ambos os catodos 1 e 2 de cada segmento 1 de uma tal maneira que um ângulo Θ, de preferência compreendido entre 45° e cerca de 70°, é definido entre a perpendicular aos catodos 1 e 2 e o vetor radial representando o feixe de átomos emitidos pelos catodos 1, 2 no sentido das partes do núcleo de aço 6 presentes no feixe de fios 5 sobressaliente com respeito aos catodos 1 e 2.
De maneira a obter um teor de cobre tanto da parte radialmente externa como da parte radialmente interna mais alto que cerca de 4% com respeito ao teor de cobre presente na parte central do revestimento, o ângulo Θ
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• · • 4 · 4 4 4 4 4 4 4 4
• · • 4 4 444 4 4 4 44 4
··· · 4 4 4 4 4 4 4 4 4
de preferência é de cerca de 69°.
Genericamente, o valor do ângulo 0 é selecionado em função da composição de latão desejada da parte radialmente extrema externa da camada de revestimento, que por sua vez é selecionado em função da reatividade do material elastomérico que tem de aderir à dita camada de revestimento.
De acordo com a modalidade preferencial mostrada na figura 1, o ângulo 0 tem o mesmo valor para a parte radialmente interna e a parte radialmente externa, de modo que as ditas partes têm o mesmo teor de cobre.
Uma modalidade preferencial do método da invenção para produzir um fio de aço revestido compreendendo um núcleo de aço 6 e uma camada de revestimento constituída de latão é descrita a seguir.
O método pode incluir uma série de etapas preliminares dirigida à obtenção de um núcleo de aço 6 de um diâmetro predeterminado a partir de um fio-máquina e uma série de tratamentos preliminares realizado sobre o núcleo de aço 6, tal como, por exemplo, um tratamento superficial de modo a eliminar qualquer macro-rugosidade da superfície de aço de maneira a aperfeiçoar a adesão da camada de latão ao núcleo de aço 6, assim como um tratamento térmico de modo a obter uma estrutura perlítica que é mais apropriada para a sucessiva deformação a frio durante a etapa de trefilação.
De acordo com o dito método, o núcleo de aço 6 é primeiramente conduzido ao longo do trajeto predeterminado acima mencionado de uma maneira substancialmente contínua, por exemplo, a uma velocidade compreendida na faixa de cerca de 10 a cerca de 80 m/min.
Em uma segunda etapa do método, os catodos 1 e 2 produzidos de latão são objeto de sublimação sobre o núcleo de aço 6, de preferência de uma maneira substancialmente contínua.
De preferência, a etapa de sublimação do catodo é realizada estabelecendo uma pressão da ordem de 10' -5-10' mbar na câmara de
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deposição a vácuo 4, uma tensão (voltagem) aplicada aos eletrodos compreendida entre cerca de 100 e cerca de 1000 V e uma corrente compreendida entre cerca de 0,1 e cerca de 10 A. A etapa de sublimação catódica essencialmente consiste de um bombardeio iônico dos catodos 1, 2 com íons do gás portador obtido sob a ação de um campo elétrico gerado aplicando a tensão (voltagem) mencionada acima. Mais especificamente, íons do gás portador são acelerados no sentido dos catodos 1, 2, essencialmente causando uma série de colisões com uma conseqüente emissão de átomos dos catodos 1, 2 dirigidos no sentido do anodo, isto é, n sentido do núcleo de aço, no sentido do qual elétrons são também acelerados. Os elétrons livres ionizam por colisão átomos adicionais do gás portador, com isto o método se repete se auto-sustenta enquanto energia suficiente é alimentada.
Obedecendo ou satisfazendo os valores preferenciais acima mencionados de tensão (voltagem), corrente e de pressão de gás, uma taxa de deposição de latão compreendidos na faixa de cerca de 100 a cerca de 1000 mm/min, dependendo da distância d entre os catodos 1, 2 e o núcleo de aço 6, é vantajosamente obtida. Uma distância d entre os catodos 1, 2 e o núcleo de aço 6 variando de uns poucos cm a algumas dezenas de cm - p.ex. em função da dimensão dos catodos 1,2- comprovou ser particularmente preferida em termos de eficácia de deposição. Por exemplo, com uma distância d de cerca de 3 cm, a taxa de deposição é de cerca de 800 nm/min.
A etapa de sublimação catódica é realizada ate uma espessura inicial predeterminada do revestimento de latão ser obtida, tal como, por exemplo, compreendida entre cerca de 0,5 e cerca de 3,0 pm.
De acordo com a invenção, duas partes, uma parte inicial e uma parte final, do trajeto acima predeterminado ao longo do qual o núcleo de aço 6 é conduzido situa-se fora de um volume definido por uma geratriz substancialmente perpendicular a uma linha de contorno dos catodos 1, 2, de modo que as respectivas partes da camada de revestimento formada no
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exterior do dito volume são ambas constituídas de latão dotada de uma segunda composição diferente da primeira composição.
Mais especificamente, de acordo com a modalidade ilustrada na figura 1, duas partes do trajeto acima predeterminado, ao longo do qual o núcleo de aço 6 é conduzido situam-se fora de um volume definido por uma geratriz substancialmente perpendicular a uma linha de contorno dos catodos 1, 2, de modo que as partes da camada de revestimento formadas fora do dito volume são produzidas de latão dotado de uma segunda composição diferente da primeira composição.
Em outras palavras, graças à disposição do trajeto ao longo do qual o núcleo de aço 6 é conduzido, o núcleo de aço 6 recebe respectivos feixes de átomos de latão propostos para formar uma parte radialmente interna e uma parte radialmente externa da camada de revestimento ao longo de respectivas direções incidentes cada inclinada do ângulo predeterminado Θ com respeito à perpendicular aos catodos 1 e 2, assim permitindo variar o teor de cobre da parte radialmente interna e da parte radialmente externa da camada de revestimento com respeito ao teor de cobre da parte central da camada de revestimento. Mais especificamente, o núcleo de aço 6 é conduzido sucessivamente de uma parte receptora inicial na qual o latão é sublimado ao longo de uma direção incidente que é inclinada do ângulo Θ com respeito à perpendicular aos catodos 1, 2 para uma posição de recepção intermediária — isto é, uma posição na qual o núcleo 6 é conduzido dentro do volume acima mencionado definido pela disposição dos catodos 1,2- em que o latão é sublimado ao longo de uma direção incidente que é substancialmente paralela à perpendicular aos catodos 1, 2 e, finalmente, para uma posição de recepção final na qual o latão é sublimado ao longo de uma direção incidente que é inclinada do mesmo ângulo Θ com respeito à perpendicular aos catodos 1,2.
De acordo com a modalidade ilustrada na figura 1, a parte
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radialmente externa da camada de revestimento pode ser provida de uma espessura de cerca de 50 a 100 nm dependendo da taxa de condução à qual o núcleo de aço 6 é submetido. De uma maneira similar, a parte radialmente interna da camada de revestimento pode ser dotada de uma espessura de cerca de 50 a 100 nm dependendo da taxa de condição à qual o núcleo de aço é submetido.
Em uma outra etapa da modalidade preferencial do método da presente invenção, o núcleo revestido é trefilado até o núcleo de aço 6 ter um diâmetro final menor que um diâmetro inicial predeterminado e a camada de latão tem uma espessura final menor que uma espessura inicial predeterminada.
Por exemplo, o diâmetro inicial do núcleo de aço 6 é compreendido entre cerca de 0,85 mm e cerca de 3 mm e a etapa de trefilação é realizada de uma tal maneira a obter um núcleo de aço 6 tendo um diâmetro final compreendido na faixa de 0,10 a 0,50 mm.
De preferência, a etapa de trefilação do núcleo revestido é realizada em um banho de emulsão, por exemplo, contendo um óleo lubrificante, e realizada por fieiras de trefilação que são de preferência produzidas de carboneto de tungstênio.
Ao término de uma etapa de trefilação deste tipo, um fio de aço uniformemente e homogeneamente revestido de uma camada de revestimento de latão é obtido.
Todas as etapas do método da invenção são de preferência conduzidas de uma maneira substancialmente contínua.
Modalidades adicionais de preferência do método da invenção podem ser contempladas sem se afastar do âmbito das reivindicações apensas. Por exemplo, de maneira a evitar qualquer interrupção do método de sublimação catódica devido ao consumo dos catodos de latão, a etapa de sublimação catódica pode ser realizada em uma primeira câmara de deposição
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a vácuo, uma segunda câmara de deposição a vácuo sendo disposta em série com a primeira e sendo disposta em uma modalidade de reserva. Na segunda câmara de deposição a vácuo, catodos em forma de placa análogos podem ser dispostos como descrito acima. Tanto a primeira como a segunda câmara de deposição a vácuo contém um gás portador, tal como, por exemplo, de argônio, a uma primeira pressão predeterminada, de preferência compreendida entre cerca de 10' mbar e cerca de 10' mbar.
Particularmente, antes de ser conduzido na primeira câmara de deposição a vácuo, de maneira a preservar a primeira e, quando usada, a segunda câmara de deposição a vácuo, contra poeira e outros contaminantes, uma primeira pré-câmara e uma segunda pré-câmara são dispostas a montante da primeira e, respectivamente da segunda câmara de deposição a vácuo.
Uma terceira pré-câmara pode ser ainda prevista a jusante da segunda câmara de deposição a vácuo. Em outras palavras, a primeira précâmara, a primeira câmara de deposição a vácuo, a segunda pré-câmara e a terceira pré-câmara são sucessivamente dispostas em série.
A primeira, a segunda e a terceira podem conter argônio submetido a uma segunda pressão predeterminada mais alta que a dita primeira pressão predeterminada, por exemplo, da ordem de 0,5 mbar.
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Desta maneira, a condição de vácuo desejada de 10' mbar é vantajosamente realizada em cada câmara de deposição a vácuo de uma maneira escalonada.
A invenção é ainda descrita por intermédio dos seguintes exemplos ilustrativos.
EXEMPLO 1 (Invenção)
Uma unidade de sublimação catódica a magnétron compreendendo uma câmara de deposição a vácuo submetida a uma primeira o
pressão predeterminada de cerca de 5-10' mbar foi usada. Uma primeira précâmara e uma segunda pré-câmara, ambas submetidas a uma segunda pressão
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predeterminada mais alta que a primeira pressão predeterminada (e igual à cerca de 0,5 mbar) foram dispostas a montante e, respectivamente, a jusante da câmara de deposição a vácuo. A câmara de deposição a vácuo e as précâmaras contendo argônio como gás portador aos valores de pressão acima mencionados. A jusante da segunda pré-câmara, fieira de trefilação produzidas de carboneto de tungstênio foram dispostas em um banho contendo um óleo lubrificante, isto é, uma emulsão em água de 10$ em peso de um agente lubrificante.
A câmara de deposição a vácuo constituída de 5 pares de primeiro e segundo catodos retangulares em forma de placa (45 x 7 x 1 cm) produzidas de latão (Cu 67%, Zn 33%), dispostas em lados opostos do feixe de fios formado pelo núcleo de aço conduzido ao longo do trajeto de múltiplas passagens acima mencionado.
A distância d entre cada um dos catodos e o feixe de fios foi igual à cerca de 3 cm.
Um núcleo de aço tendo um diâmetro de cerca de 1,14 mm foi revestido com uma camada de latão tendo uma espessura inicial de l,5pm.
Mais especificamente, o núcleo de aço foi conduzido de uma maneira substancialmente contínua na pré-câmara a uma velocidade de cerca de 70 m/min e sucessivamente na câmara de deposição a vácuo ao longo de um trajeto de múltiplas passagens situado em um plano substancialmente horizontal. De modo a obter uma parte radialmente externa e uma parte radialmente interna da camada de revestimento, duas respectivas partes (uma parte inicial e uma) parte final da camada de revestimento, duas respectivas partes (uma parte inicial e uma parte final) do dito trajeto foram dispostas fora de um volume definido por uma geratriz substancialmente perpendicular a uma linha de contorno do conjunto de catodos dispostos como descrito acima. Desta maneira, as correspondentes partes da camada de revestimento formadas fora do dito volume (isto é, a parte radialmente extrema interna e a
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'> 9 • 9 «99 9
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parte radialmente extrema externa) tiveram uma segunda composição diferente de uma primeira composição da parte da camada de revestimento formada dentro do dito volume (isto é, uma parte central, que teve substancialmente a mesma composição dos catodos).
Mais especificamente, nas ditas partes do trajeto dispostas fora do dito volume, o ângulo de inclinação do feixe de latão com respeito à perpendicular aos catodos foi de cerca de 69°.
O trajeto constituído de um número total de 39 segmentos para frente e para trás, cada um medindo 250 cm e espaçados entre si por uma distância p de cerca de 6 mm. As duas partes do trajeto dispostos fora do volume acima mencionados sobressalientes em cerca de 8 cm com respeito à respectiva borda de catodo.
O núcleo de aço foi assim conduzido de uma posição receptora inicial na qual latão foi sublimado ao longo de uma direção inclinada de 69° com respeito à perpendicular aos catodos e, finalmente, para uma posição de recepção final na qual latão foi sublimado ao longo de uma direção inclinada de 69° com respeito à perpendicular aos catodos.
Desta maneira, uma parte radialmente externa tendo uma espessura inicial de 100 mm e um teor de cobre de cerca de 71,1% em peso, uma parte central tendo uma espessura inicial de 1,3 pm e um teor de cobre de cerca de 67,2%, isto é, substancialmente igual ao teor de cobre da liga de latão constituindo os catodos, assim como uma parte radialmente interna tendo uma espessura inicial de 100 mm e um teor de cobre de cerca de 71,1% em peso foram obtidas.
Os catodos foram sublimados sobre o núcleo de aço de uma maneira substancialmente contínua até uma espessura inicial total de latão de cerca de 1,5 pm ser atingida. A fonte de energia conectada com os catodos de cobre foi de 9 kW. Uma tensão de cerca de 360 V e uma corrente de cerca de 250 A foram utilizadas. De acordo com as ditas condições operacionais
Figure BRPI0418931B1_D0022
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(valores de potência, tensão, corrente, pressão de gás) uma taxa de deposição de latão de cerca de 800 mm/min foi realizada.
Subseqüentemente, o núcleo de aço revestido da maneira descrita acima foi conduzido na segunda pré-câmara a uma velocidade de cerca de 70 m/min e finalmente trefilado no banho de emulsão a um diâmetro de 0,20 mm, correspondente a uma camada de latão tendo uma espessura final de 0,20 pm. Como resultado da dita etapa de trefilação, a camada de revestimento compreendeu uma parte central tendo uma espessura de 0,19 pm e um teor de cobre médio de 67,2%, uma parte radialmente interna de camada de revestimento tendo uma espessura de 50 nm e uma parte radialmente externa de camada de revestimento tendo uma espessura de 50 nm, ambas a parte radialmente interna e a parte radialmente externa tendo um teor de cobre de 69,9%.
Finalmente, uma etapa de trançamento de uma pluralidade de fios de aço revestidos com latão obtida como descrito acima foi provida de modo a formar um cordonel.
EXEMPLO 2 (Comparativo)
A unidade de sublimação catódica a magnétron descrita no Exemplo 1 foi usada. A câmara de deposição a vácuo compreende 5 pares de primeiros e segundos catodos retangulares em forma de placa (45 x 7 χ 1 cm) constituídos de latão (Cu 67%, Zn 33%) dispostos em lados opostos de um feixe de fios a uma distância d de 3 cm do mesmo.
Um núcleo de aço tendo um diâmetro de cerca de 1,14 mm, foi revestido com uma camada de revestimento de latão tendo uma espessura inicial de 1,5 pm. O núcleo de aço foi conduzido na primeira pré-câmara como descrito no Exemplo 1 e subseqüentemente na câmara de deposição a vácuo ao longo de um trajeto compreendendo um número total de segmentos para frente e segmentos para trás cada um medindo 250 cm e mutuamente espaçados por uma distância p de cerca de 6 mm e sob as mesmas condições
49:
Figure BRPI0418931B1_D0023
operativas descritas no Exemplo 1 exceto pela potência alimentada aos catodos, que foi estabelecida para ser de cerca de 34 kW. Outrossim, diferentemente do Exemplo 1, nenhuma parte do dito trajeto foi disposta fora de um volume definido por uma geratriz substancialmente perpendicular a uma linha de contorno do conjunto de catodos dispostos como descrito acima.
Em outras palavras, o ângulo de inclinação do feixe de latão com respeito à perpendicular aos catodos foi de cerca de 0° ao longo do inteiro trajeto, de modo que o trajeto não sobressaiu de qualquer uma das bordas de catodos (assim resultando em um feixe de fio tendo substancialmente a mesma largura dos catodos). Como uma conseqüência da dita disposição do trajeto, o teor de cobre médio da camada de revestimento foi de cerca de 67,1% ao longo da inteira espessura da camada de revestimento.
Subseqüentemente, o núcleo de aço revestido de latão foi conduzido na segunda pré-câmara e finalmente trefilado no banho de emulsão a um diâmetro de 0,20 mm correspondente a uma camada de latão tendo uma espessura final de 0,20 pm.
Finalmente, uma etapa de trancamento de uma pluralidade de fios de aço revestidos com latão obtidos como descrito acima foi provida para formar um cordonel.
EXEMPLO 3 (Invenção)
A unidade de sublimação catódica a magnétron descrita no Exemplo 1 foi usada. A câmara de deposição a vácuo compreendeu 5 pares de primeiro e segundo catodos retangulares em forma de placa (45 x 7 x 1 cm) constituídos de latão (Cu 67%, Zn 33%), dispostos em lados opostos de um feixe de fios a uma distância de 3 cm dos mesmos.
Um núcleo de aço, tendo um diâmetro de cerca de 1,30 mm foi revestido com uma camada de lata tendo uma espessura inicial de 1,5 pm. O núcleo de aço foi conduzido na primeira pré-câmara e subseqüentemente para
Figure BRPI0418931B1_D0024
Th a câmara de deposição a vácuo como descrito no Exemplo 1.
O núcleo de aço foi conduzido de uma maneira substancialmente continua na pré-câmara a uma velocidade de cerca de 60 m/min e sucessivamente na câmara de deposição a vácuo ao longo de um trajeto de múltiplas passagens situado em um plano substancialmente horizontal e compreendendo um número de 39 segmentos para frente e para trás, cada um medindo cerca de 250 cm e mutuamente espaçados por uma distância p de cerca de 5 mm. Duas partes do dito trajeto, uma parte inicial e uma parte final foi disposta fora de um volume definido por uma geratriz substancialmente perpendicular a uma linha de contorno do conjunto de catodos dispostos como descrito acima. Desta maneira, as correspondentes partes da camada de revestimento formadas fora do dito volume (isto é, a parte radialmente extrema interna e a parte radialmente extrema externa) tiveram uma segunda composição diferente de uma primeira composição da parte da camada de revestimento formada no interior do dito volume (isto é, a parte central).
As partes do trajeto dispostas fora do volume acima mencionado sobressaíram em cerca de 6 cm das bordas do respectivo catodo, assim resultando, em correspondência das ditas partes de trajeto, em um ângulo de inclinação incidente do feixe de latão emitido pelos catodos com respeito à perpendicular aos catodos de cerca de 63°.
As outras condições operativas foram idênticas aquelas descritas no Exemplo 1.
Desta maneira, uma parte radialmente externa e uma parte radialmente interna tendo uma espessura inicial de lOOnm e um teor de cobre de cerca de 69,1% em peso, assim como uma parte central dotada de uma espessura inicial de 1,3 pm e um teor de cobre de cerca de 67,1% foram obtidas.
Subseqüentemente, o núcleo de aço revestido de lata foi
Figure BRPI0418931B1_D0025
conduzido na segunda pré-câmara e finalmente trefilado no banho de emulsão a um diâmetro de 0,22 mm, correspondente a uma camada de latão tendo uma espessura final de 0,20 pm.
Como um resultado da etapa de trefilação, a camada de revestimento compreende uma espessura final de 0,19 pm incluindo um teor de cobre médio de 67,1%, e partes radialmente interna e externa da camada de revestimento tendo uma espessura final de 50 nm e um teor de cobre médio de 69% foram obtidas.
Finalmente, uma etapa de trançamento de uma pluralidade de fios de aço revestidos com latão obtida como descrito acima foi provida para formar um cordonel.
Os diferentes cordonéis obtidos a partir dos fios de aço revestidos produzidos de acordo com os Exemplos 1-3 tiveram diferentes reatividades. Mais especificamente, os cordonéis do Exemplo 1 tiveram uma reatividade maior que a reatividade dos cordonéis do Exemplo 3 que, por sua vez, tiveram uma reatividade maior que a reatividade dos cordonéis do Exemplo 2.

Claims (23)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método para produzir um fio metálico revestido compreendendo um núcleo de aço (6) e uma camada de revestimento produzida de um material de liga metálica incluindo pelo menos um primeiro
    5 componente metálico e pelo menos um segundo componente metálico, dito primeiro componente metálico e dito segundo componente metálico sendo selecionado a partir do grupo consistindo de cobre, zinco, manganês, cobalto, estanho, molibdênio, ferro, níquel, alumínio e suas ligas, o método compreendendo as etapas de:
    10 a) conduzir o dito núcleo de aço ao longo de um trajeto predeterminado de uma maneira substancialmente contínua, o dito trajeto predeterminado sendo posicionado na proximidade de pelo menos um catodo (1,
  2. 2) produzido do dito material de liga metálica tendo uma primeira composição; e
    15 b) bombardear por meio da técnica de sublimação catódica intensificada com magnétron envolvendo um bombardeio iônico de dito pelo menos um catodo (1, 2) sobre o dito núcleo de aço (6) sendo conduzido ao longo do dito trajeto predeterminado para obter a dita camada de revestimento;
    20 em que pelo menos uma parte do dito trajeto predeterminado situa-se fora de um volume definido por uma geratriz substancialmente perpendicular a uma linha de contorno do dito pelo menos um catodo (1, 2) para que a camada de revestimento formada quando o dito núcleo de aço é conduzido em correspondência da dita pelo menos uma parte do dito trajeto
    25 predeterminado tenha uma segunda composição diferente da primeira composição;
    caracterizado pelo fato de que a dita pelo menos uma parte de trajeto situada fora do dito volume sobressai de pelo menos uma borda do dito pelo menos um catodo (1, 2) de uma extensão predeterminada (1), e em que a
    Petição 870180049569, de 11/06/2018, pág. 11/15 relação entre a dita extensão (1) da parte de trajeto sobressaliente de pelo menos uma borda do dito pelo menos um catodo (1, 2) e da distância (d) entre o dito pelo menos um catodo (1, 2) e o núcleo de aço (6) fica compreendida entre 1,5 e 3,2.
    5 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito trajeto situa-se em um plano disposto substancialmente paralelo ao dito pelo menos um catodo (1, 2).
  3. 3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito núcleo de aço (6) é conduzido a partir de uma posição de
    10 recepção inicial situada dentro do dito volume para uma posição de recepção final situada fora do dito volume.
  4. 4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito núcleo de aço (6) é conduzido a partir de uma posição de recepção inicial situada fora do dito volume para uma posição de recepção
    15 final situada dentro do dito volume.
  5. 5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de condução é realizada ao longo de um trajeto compreendendo uma pluralidade de sucessivos segmentos para frente e para trás paralelos entre si para formar um feixe (5) de segmentos de fio.
    20
  6. 6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que segmentos para frente e para trás adjacentes são mutuamente espaçados de uma distância predeterminada (p).
  7. 7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de bombardeamento é realizada
    25 até uma espessura inicial predeterminada da dita camada de revestimento ser atingida.
  8. 8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita camada de revestimento formada quando o dito núcleo de aço é conduzido em correspondência da dita pelo menos uma parte do dito
    Petição 870180049569, de 11/06/2018, pág. 12/15 trajeto predeterminado é uma parte radialmente externa da camada de revestimento.
  9. 9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de revestimento formada quando o dito núcleo de aço é
    5 conduzido em correspondência da dita pelo menos uma parte do dito trajeto predeterminado é uma parte radialmente interna da camada de revestimento.
  10. 10. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a camada de revestimento formada quando o núcleo de aço é conduzido em correspondência da dita pela menos uma parte do dito trajeto
    10 predeterminado tem uma espessura inicial de 3-10% da espessura inicial da inteira camada de revestimento.
  11. 11. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de trefilação do fio de metal revestido até o núcleo de aço (6) tenha um diâmetro final menor que um
    15 diâmetro inicial predeterminado e a camada de revestimento ter uma espessura final menor que a dita espessura inicial predeterminada.
  12. 12. Fio de metal revestido, produzido pelo método como definido na reivindicação 1, compreendendo um núcleo de aço (6) e uma camada de revestimento produzida de um material de liga metálica incluindo
    20 pelo menos um primeiro componente metálico e pelo menos um segundo componente metálico, dito primeiro componente metálico e dito segundo componente metálico sendo selecionado a partir do grupo consistindo de cobre, zinco, manganês, cobalto, estanho, molibdênio, ferro, níquel, alumínio e suas ligas, a dita camada de revestimento compreendendo uma parte
    25 radialmente interna, uma parte radialmente externa e uma parte central disposta entre a dita parte radialmente interna e a dita parte radialmente externa, em que a parte radialmente interna tem uma primeira composição, a parte radialmente externa ter uma terceira composição e a parte central ter uma segunda composição diferente tanto da primeira composição quanto da
    Petição 870180049569, de 11/06/2018, pág.
  13. 13/15 terceira composição, caracterizado pelo fato de que dito fio de metal revestido é um fio trefilado e em que dita porção parte radialmente externa da camada de revestimento tem uma espessura final após trefilação compreendida entre 25 nm a 75 nm.
    5 13. Fio de metal revestido de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a dita primeira composição é igual à dita terceira composição.
  14. 14. Fio de metal revestido de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a dita liga metálica é latão.
    10 15. Fio de metal revestido de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a parte radialmente interna tem um teor de cobre de 1% a 8% em peso mais alto que o teor de cobre da parte central.
    16. Fio de metal revestido de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a parte radialmente externa tem um teor de
  15. 15 cobre de 1% a 8% em peso mais alto que o teor de cobre da parte central.
  16. 17. Fio de metal revestido de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a parte radialmente interna e a parte radialmente externa têm um teor de cobre de 1% a 8% em peso mais alto que o teor de cobre da parte central.
    20
  17. 18. Fio de metal revestido de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a parte central tem um teor de cobre de 60 a 72%.
  18. 19. Fio de metal revestido de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 18, caracterizado pelo fato de que a dita camada de
    25 revestimento é depositada por intermédio de uma técnica de bombardeamento realizada até uma espessura inicial predeterminada da dita camada de revestimento ser alcançada.
  19. 20. Fio de metal revestido de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a parte radialmente externa e da parte
    Petição 870180049569, de 11/06/2018, pág. 14/15 radialmente interna da camada de revestimento têm uma espessura inicial de 3 a 10% da espessura inicial total da camada de revestimento.
  20. 21. Fio de metal revestido de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a espessura inicial da dita camada de revestimento fica compreendida entre 0,5 e 3 pm.
  21. 22. Fio de metal revestido de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o dito fio de metal revestido é submetido a uma etapa de trefilação até uma camada de revestimento dotada de uma espessura final de 75 a 95% com respeito à sua espessura inicial ser obtida.
  22. 23. Método para produzir um cordonel metálico caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de produzir uma pluralidade de fios metálicos revestidos produzidos por um método, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, e a etapa adicional de trançar conjuntamente a dita pluralidade de fios de metal revestidos.
  23. 24. Cordonel metálico para reforçar um material elastomérico, caracterizado pelo fato de que compreende uma pluralidade de fios metálicos revestidos, como definidos em qualquer uma das reivindicações 12 a 22, ditos fios metálicos revestidos sendo conjuntamente trançados.
    Petição 870180049569, de 11/06/2018, pág. 15/15
    1/1 • · ··
    FIGURAI
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2162299B1 (en) 2007-06-05 2012-08-08 Pirelli Tyre S.P.A. Tire comprising a metal cord
CN103474124B (zh) * 2013-09-18 2016-03-16 江苏华江电气科技有限公司 一种母线槽的母线及其生产方法
FR3019708B1 (fr) 2014-04-04 2016-05-06 Hydromecanique & Frottement Procede et dispositif pour generer un plasma excite par une energie micro-onde dans le domaine de la resonnance cyclonique electronique (rce), pour realiser un traitement de surface ou revetement autour d'un element filiforme.
DE102021127116A1 (de) 2021-10-19 2023-04-20 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zur Beschichtung eines Stahlflachproduktes mit geringer Lackkrateranfälligkeit

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE759020A (nl) * 1969-12-03 1971-04-30 Bekaert Sa Nv Inrichting en werkwijze voor het aanbrengen van deklagen op draden, banden of dergelijke langwerpige substraten door verstuiven van een materiaal middels ionenbombardement
JPS5858297A (ja) * 1981-10-01 1983-04-06 Sumitomo Electric Ind Ltd タイヤコ−ド用鋼線のめつき方法
JPS6057520B2 (ja) * 1981-10-05 1985-12-16 住友電気工業株式会社 タイヤコ−ド用鋼線のめつき方法
US4815309A (en) * 1986-03-18 1989-03-28 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of producing an electrical conductor
US6303008B1 (en) * 2000-09-21 2001-10-16 Delphi Technologies, Inc. Rotating film carrier and aperture for precision deposition of sputtered alloy films
JP4822378B2 (ja) * 2001-02-06 2011-11-24 株式会社ブリヂストン 成膜装置および成膜方法

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