BRPI0619454A2 - processo de tratamento de superfìcie de anéis de vedação mecánica de cerámica de bombas e anéis obtidos com o dito processo - Google Patents

Abstract

PROCESSO DE TRATAMENTO DE SUPERFìCIE DE ANEIS DE VEDAçãO MECáNICA DE CERAMICA DE BOMBAS E ANEIS OBTIDOS COM O DITO PROCESSO. A presente invenção se refere a um processo de tratamento de superfície para anéis de vedação mecânica cerâmicos de bombas, do tipo que compreende um primeiroprocesso de moldagem a frio dos pós cerâmicos num molde adequado e um segundo processo de sinterização do anel caracterizado pelo processo de moldagem ser realizado com um perfurador com cabeça provida com uma pluralidade de micro projeções puntiformes; um outro objetivo da presente invenção é o anel de vedação obtida com o dito processo.

Description

"PROCESSO DE TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE DE ANÉIS DE VEDAÇÃO MECÂNICA DE CERÂMICA DE BOMBAS E ANÉIS OBTIDOS COM O DITO PROCESSO"

O presente pedido de patente para invenção industrial se refere a um processo de tratamento de superfície de anéis de vedação para bombas utilizadas em automotivos, setores de aparelhos domésticos e industriais, junto com o anel obtido com o dito processo.

As vantagens do dito processo se tornarão evidentes seguindo uma breve descrição da técnica anterior com problemas relevantes.

Como se sabe, nos tipos anteriormente mencionados de bombas, vazamentos devem ser evitados na área entre a haste de revolução e o alojamento fixo correspondente.

As vedações frontais que consistem de dois anéis associados (dos quais pelo menos um anel é feito de material cerâmico, normalmente de carbeto de silício) são providos para esta finalidade, um anel sendo adaptado a haste de revolução e o outro anel sendo fixado na montagem da bomba.

Particularmente, os anéis são mantidos em contato através da ação dos dispositivos adequados, emborrachando a si próprios durante a operação da bomba e assim evitando vazamentos indesejáveis.

Contudo, a ação de vedação dos anéis é melhorada se a superfície frontal do anel for caracterizada pela microporosidade, em adição a planaridade perfeita.

Devido a microporosidade, um filme muito fino de líquido intermediário é formado continuamente entre as superfícies emborrachadas dos dois anéis, sendo um fator muito importante para a boa vedação do dispositivo.

Os anéis utilizados nestes tipos de vedações são na maioria obtidas de pós cerâmicos, carbeto de silício, que são primeiro moldados (ou "moldados a frio") por meio de um perfurador que molda e compacta os pós contidos num molde adequado e então submetidos ao processo de sinterização em alta temperatura de modo a "cegar" e endurecer irreversivelmente os pós.

Além disso, os processos utilizados para favorecer a criação de

microporosidade sobre a superfície dos ditos anéis são realizados após o processo de moldagem a frio dos pós, de acordo com as duas principais tecnologias alternativas.

De acordo com a primeira tecnologia físico-química, os pós cerâmicos são misturados com uma grande quantidade de microesferas plásticas antes do processo de moldagem a frio.

Uma vez que o processo de moldagem a frio é completado, toda a estrutura do anel exibe uma presença difusa de microesferas plásticas, não apenas nas camadas da superfície, mas também internamente.

Durante o processo de sinterização, a alta temperatura torna as microesferas fundidas progressivamente, deixando espaço para microporosidade na estrutura cerâmica consolidade do anel de vedação.

Embora, muito popular em vista de sua fácil implementação prática, esta tecnologia tradicional é afetada por duas desvantagens significativas.

A primeira desvantagem se refere ao fato de que, devido a microporosidade difusa em toda a estrutura, as características térmicas e mecânicas do anel são mais baixas comparado às características de uma estrutura densa, compacta (isto significa uma estrutura sem micro-alvéolo inicialmente ocupado pelas microesferas plásticas).

A segunda desvantagem se refere a necessidade de medidas específicas para a disposição do rejeito plástico obtido da fusão das microesferas durante a sinterização em alta temperatura.

Uma tecnologia alternativa foi considerada, como acima mencionado. Esta tecnologia física é implementada no final do processo de sinterização de cada anel de vedação por meio de um tratamento de texturização a laser realizado diretamente sobre a superfície frontal do anel oldade de carbeto de silício em pó ou materiais cerâmicos equivalentes.

Evidentemente, este tratamento é particularmente apreciado desde que este apenas afeta a camada superficial do anel de vedação, sem afetar as características térmicas e mecânicas de toda a estrutura.

Contudo, esta é uma tecnologia muito sofisticada e cara; adicionalmente, o uso de laser causa a formação de microfraturas na estrutura cerâmica do anel, na proximidade das micro-cavidades superficiais.

A proposição específica da presente invenção é considerar uma tecnologia alternativa adicional capaz de superar os problemas anteriormente mencionados da técnica anterior.

Mais precisamente, a nova tecnologia da invenção permite se obter excelente micropor os idade, composta de micro-cavidades superfificias não interconectadas, na lateral de vedação de um anel cerâmico por meio de um processo tradicional barato (sem a utilização de um gerador de laser), deixando o restante da estrutura do anel livre das fraturas superficiiais ou microporosidade interna).

Com respeito à técnica anterior, a peculiaridade do processo da invenção consiste no fato do tratamento utilizado formar as micro-cavidades superficiais interconectadas ser produzido pela primeira vez durante a moldagem a frio de pós cerâmicos e não durante o processo de sinterização seguinte (tal como no caso de tratamento com microesferas plásticas) ou após o processo de sinterização (tal como no caso do tratamento a laser).

A solução inventiva da presente invenção - sendo uma realização brilhante, barata e eficaz - é que as micro-cavidades superficiais não interconectadas do anel de vedação são obtidos pela utilização da cabeça do mesmo perfurador utilizado para moldar os pós cerâmicos durante a moldagem a frio.

A cabeça do perfurador é provida com uma ampla série de micro-projeções puntiformes; evidentemente, o impacto energético da cabeça sobre os pós cerâmicos contidos no molde tem um duplo efeito, isto é, a compressão tradicional dos ditos pós e a criação de um relevo de cavidade sobre a superfície superior do anel, que corresponde exatamente as micro-projeções puntiformes da cabeça do perfurador.

Em outras palavras, toda micro-projeção na cabeça do perfurador gera uma micro-cavidade na superfície do anel de vedação.

Além disso, deve ser notado que no final do processo de moldagem a frio, o anel pode ser submetido à sinterização a quente para dar estabilidade estrutural irreversível também as micro-cavidades obtidas na superfície de vedação do anel.

Finalmente, perfuradores adequados podem ser selecionados para escolher as características morfológicas da superfície microporosa, com referência as dimensões, densidade e distribuição das micro-cavidades de acordo com as necessidades específicas projetadas.

Claims (3)

1. Processo de tratamento de superfície de anéis de vedação mecânica cerâmicos de bombas que apresentam uma pluralidade de micro-cavidades de superfície não interconectadas, do tipo que compreende: - um primeiro processo de moldagem a frio dos pós cerâmicos carregados dentro do molde do anel, em que um perfurador para moldagem a frio destes pós opera; - um segundo processo de sinterização do anel moldado no primeiro processo de moldagem a frio, CARACTERIZADO pela pluralidade acima mencionada de micro-cavidades não interconectadas ser formada durante o processo de moldagem a frio dos pós cerâmicos por meio de um perfurador que tem uma cabeça provida com micro- projeções puntiformes não interconectadas adequadas para a formação de uma pluralidade exatamente correspondente de microcavidades não interconectadas sobre a superfície do anel moldado.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito perfurador tem uma cabeça provida com micro projeções puntiformes não interconectadas que tem - uma seção de base de uma largura entre O5Imm e 0,8mm - uma altura entre 0, Imm e 0,5mm

3. Anel de vedação mecânica cerâmico para bombas, CARACTERIZADO pelo fato de ser obtido com o processo das reivindicações 1 ou 2.