BRPI0619941A2

BRPI0619941A2 - método de reparo de molde metálico e agente de aderência do reparo do molde metálico

Info

Publication number: BRPI0619941A2
Application number: BRPI0619941-0A
Authority: BR
Inventors: Michiharu Hasegawa; Noriyuki Miyazaki; Masafumi Nakamura; Naoji Yamamoto; Kazuo Ueda
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2006-11-06
Publication date: 2011-10-25
Also published as: US7927653B2; WO2007069409A1; US20100159130A1; US8236088B2; US20120058004A1

Abstract

MéTODO DE REPARO DE MOLDE METáLICO E AGENTE DE ADERêNCIA DO REPARO DO MOLDE METáLICO. A presente invenção refere-se ao método de reparo de molde metálico e um agente de aderência de reparo de molde metálico. Um agente de aderência de reparo contendo componentes que se tornam uma liga é aplicado diretamente à superfície de um molde metálico que tenha uma fratura de modo a cobrir a parte da fratura, subsequentemente uma superfície do agente de aderência de reparo é revestido com um inibidor de oxidação e o agente de aderência de reparo é feito penetrar o interior da fratura por aquecimento e torna-se uma liga, enchendo assim a fratura.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO DE REPARO DE MOLDE METÁLICO E AGENTE DE ADERÊNCIA DO REPA- RO DO MOLDE METÁLICO".

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a um método de reparo de molde metálico e a um agente de aderência para reparo do molde metálico para reparar fraturas em moldes de fundição sob pressão, etc.

Antecedentes da Técnica

Em um método comum para reparo de fraturas que ocorram em moldes metálicos para fundição sob pressão, conforme mostrado na Figura 8, uma grande parte do molde metálico que envolve a fratura é removida por meio de uma ferramenta de corte, a parte onde a remoção tenha sido execu- tada é submetida a uma soldagem de reconstrução, e então submetida ao acabamento de superfície.

Como uma melhoria do método comum de reparo mencionado anteriormente, o Documento de Patente 1 descreve a execução da solda- gem de reconstrução enquanto se funde o pó para o reparo do molde metá- lico por meio de um arco de plasma. Como pó para reparo de molde metáli- co, o Documento de Patente 1 propõe um pó de liga consistindo em um total de 10% ou menos em peso de um carboneto consistindo em pelo menos um entre NbC, VC e WC, e o saldo sendo uma liga à base de Ni-Cr-Mo resisten- te ap calor.

Também o Documento de Patente 2 descreve a aplicação de um material de revestimento, que tenha sido preparado pela dispersão de pó metálico em um solvente, para um metal base e aquecendo-se o metal base para difundir o metal no metal base e, mais especificamente, ele propõe: selecionar pelo menos um entre Cu e Mn como o elemento a ser difundido no caso onde o metal base é uma liga de Zn; selecionar Cr no caso onde o metal base é uma liga de Fe; selecionar pelo menos um entre Al, Cr, Ni e N no caso onde o metal base é uma liga de Ti; e selecionar Ni no caso onde o metal base é uma liga de Cu.

Documento de Patente 1: Japanese Patent Laid-Open ns 2005- Documento de Patente 2: Japanese Patent Laid-Open ne 2004-

No método descrito no Documento de Patente 1, quando uma fratura é reparada, como no método convencional, uma parte do molde me- tálico incluindo a fratura é cortada, e é executada uma soldagem de recons- trução, o que é chamado de fendimento secundário, isto é, uma fratura que ocorre novamente em uma parte que está um pouco fora da parte onde a soldagem de reconstrução tenha sido executada, tende a ocorrer devido ao efeito térmico causado pela soldagem.

Também, no método convencional, em alguns casos uma ferra- menta de corte não pode ser usada dependendo da parte onde ocorra a fra- tura. Nesse caso, há muitos problemas e toma muito tempo para o reparo.

Ao mesmo tempo, o conteúdo descrito no Documento de Paten- te 2 torna possível melhorar as propriedades da superfície do metal base, mas não pode ser aplicado para reparar uma fratura em um molde metálico porque o próprio material de revestimento não se torna uma liga por meio do tratamento térmico.

Descrição da Invenção

No método de reparo do molde metálico conforme a presente

invenção, um agente de aderência contendo componentes que se tornam uma liga é aplicado diretamente à superfície de um molde metálico tendo uma fratura de modo a cobrir a parte fraturada, então a superfície do agente de aderência de reparo é revestido com um inibidor de oxidação e, além dis- so, o agente de aderência de reparo é feito penetrar o interior da fratura pelo aquecimento e se torna uma liga, enchendo, assim, a fratura.

Como inibidor de oxidação, por exemplo, um sal (NaCI) é ade- quado. Onde for usado o sal (NaCI), o revestimento é executado após o sal ser depositado e então aquecido por liquidificação e, nesse momento, é pos- sível fornecer-se barreiras para impedir que o sal liqüefeito flua para fora da área em volta.

Também, antes do aquecimento e portanto da fusão do agente de aderência de reparo do molde metálico, é preferível aquecer-se a superfí- cie do metal base até a incandescência exceto para a parte do agente de aderência de reparo do molde metálico. Como resultado dessa ação, o a- gente de aderência de reparo do molde metálico pode ser facilmente aque- cido e, portanto, fundir-se sem perder calor para o metal base.

Também, antes de revestir com o inibidor de oxidação, é preferí- vel formar-se uma camada preventiva de descarburação na superfície do agente de aderência de reparo do molde metálico para evitar que o carbono seja perdido pelo aquecimento.

Como meios de aquecimento é possível empregar-se, por e- xemplo, calor local usando-se uma onda de alta freqüência, aquecer total- mente usando-se um forno de revenido ou aquecer totalmente usando-se um forno a vácuo, mas da perspectiva de capacidade de trabalho e simplici- dade, é mais preferível usar-se um queimador.

É também um objetivo de um agente de aderência de reparo de molde metálico conforme a presente invenção encher uma fratura em um molde metálico ao ser aplicado diretamente à fratura e então sendo aqueci- do para difundir-se no interior do molde metálico e tornar-se uma liga.

Componentes da liga contida no agente de aderência de reparo de molde metálico incluem Ni (níquel) como componente principal, com adi- ção de pelo menos Mn (manganês), W (tungstênio), e Fe (ferro). Também diferentemente do agente preparado dispersando-se uma pluralidade de pós metálicos em um aglutinante (solvente) para fazer uma pasta, pode ser usa- do um agente preparado pela redução de uma liga formada de dois ou mais tipos de metais a pó e dispersando-se a mesma em um aglutinante.

Os componentes da liga são indicados especificamente abaixo. Os percentuais significam % em massa.

Mn (manganês) não menos que 15% e não mais que 20%

W (tungstênio) não menos que 8% e não mais que 15%

Fe (ferro) não menos que 2% e não mais que 12%

Co (cobalto) não mais que 7%

Cr (cromo) não mais que 7% Si (silício) não mais que 7%

C (carbono) não mais que 2%

B (boro) não mais que 2%

Ni (níquel) saldo

As porcentagens acima dos componentes são determinadas pe- las razões a seguir.

O Mn (manganês) é adicionado porque tem a propriedade geral de aumentar a capacidade de endurecimento, resistência ao desgaste e re- sistência. O Mn também exerce um efeito como agente desoxidante, e evita a fragilização provocada pelo S (enxofre). Entretanto, quando adicionado em grande quantidade, ocorre uma fratura de endurecimento ou é gerada a aus- tenita retida, causando assim a fragilização. Na presente invenção a porcen- tagem indicada acima é adicionada com o objetivo principal de aumentar a resistência ao desgaste da liga a ser formada.

OW (tungstênio) é adicionado porque ele tem as propriedades gerais de produzir um carboneto (estrutural), aumentando a dureza, e au- mentando a resistência ao revenido. Em particular, pela existência de Cr, a resistência ao revenido é também aumentada, provocando um endurecimen- to secundário, aumentando assim a resistência ao desgaste. Entretanto, a adição de uma grande quantidade de W resulta em fragilização. Na presente invenção, o percentual de W indicado acima é adicionado com o objetivo principal de aumentar a resistência ao revenido da liga a ser formada.

O Fe (ferro) é um componente semi-essencial para a formação da liga, e suas propriedades não podem ser exercidas quando a quantidade de Fe for excessivamente pequena ou grande, e conseqüentemente é em- pregada a porcentagem acima indicada.

O Co (cobalto) é adicionado porque tem as propriedades gerais de reforçar a matriz martensítica, aumentando a resistência ao desgaste e a dureza a altas temperaturas, e aumentando a retenção de resistência a quente. Na presente invenção, o percentual de Co indicado acima é adicio- nado com o objetivo principal de reter a resistência a quente da liga a ser formada. O Cr (cromo) tem as propriedades gerais de produzir um carbo- neto estável, aumentando assim a resistência à corrosão e a resistência ao desgaste, e o carboneto suprime o crescimento dos grãos de cristal, promo- ve a carburação, aumenta a capacidade de endurecimento, aumenta a resis- tência à oxidação e melhora a tenacidade. O Cr também produz um carbo- neto complexo juntamente com V, Mo ou W etc. aumentando assim a resis- tência ao revenido. Na presente invenção, o percentual de Cr indicado acima é adicionado com o objetivo principal de aumentar a resistência ao desgaste da liga a ser formada.

O Si (silício) tem as propriedades gerais de ter um efeito desoxi- dante e de aumentar a resistência ao revenido a baixas temperaturas. A adi- ção de uma grande quantidade de Si resulta em grafitização da cementita, que provoca fragilização ou impede a fusibilidade. Também a adição de uma pequena quantidade de Si aumenta a dureza e a resistência, aumenta a re- sistência à oxidação e suprime o crescimento dos grãos de cristal devido ao aquecimento. Na presente invenção, o percentual indicado acima de Si é adicionado com o objetivo principal de aumentar a resistência à oxidação da liga a ser formada.

O C (carbono) tem as propriedades gerais de aumentar o fator de distorção da martensita, aumentando assim a dureza do endurecimento. Ele produz um carboneto juntamente com Fe, Cr, Mo, ou V etc., aumentando assim a resistência. Ele aumenta o limite de resistência à tração. À medida que a quantidade de carboneto é aumentada, a resistência ao desgaste di- minui. Na presente invenção, o percentual de C indicado acima é adicionado com o objetivo principal de aumentar a resistência à tração da liga a ser for- mada.

O B (boro) tem as propriedades gerais de aumentar drastica- mente a capacidade de endurecimento quando é adicionado em uma quan- tidade mínima, enquanto gera FeaB provocando assim falta de ductilidade a quente quando é adicionado em uma quantidade excessiva. A adição de uma pequena quantidade de B aumenta a durabilidade para cortes. Ele tam- bém torna menor o carboneto eutético. Na presente invenção o percentual de B acima indicado é adicionado com o objetivo principal de fazer o carbo- neto eutético na liga a ser formado mais finamente.

O Ni (níquel), como o Fe, é um componente essencial para a formação da liga, e a adição de uma pequena quantidade de Ni aumenta a capacidade de endurecimento e a tenacidade, mas a adição de uma quanti- dade excessiva de Ni gera austenita, provocando fragilização e, conseqüen- temente, é empregado o percentual acima indicado.

O método de reparo de moldes metálicos e o agente de aderên- cia de reparo de moldes metálicos conforme a presente invenção torna pos- sível reparar fraturas com trabalho simples e, adicionalmente, problemas tais como fendimento secundário não ocorrerão após o reparo.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 é um diagrama descrevendo um exemplo de um mé- todo de reparo de molde metálico usando um agente de aderência de reparo de molde metálico conforme a presente invenção;

A Figura 2 é uma fotografia ilustrando a textura do metal de um molde metálico antes do reparo;

A Figura 3 é uma fotografia tomada em curta distância da Figura 2;

A Figura 4 é uma fotografia ilustrando um estado em que a parte inserida no quadrado na Figura 2 é cortada e uma parte da fratura é repara- da pelo método conforme a presente invenção.

A Figura 5 é uma fotografia na qual um molde metálico é cortado de tal forma que o corte cruza com a parte reparada;

A Figura 6 é um micrograma ilustrando a textura do metal de uma superfície cortada;

A Figura 7 é uma fotografia tomada em curta distância da Figura 6; e

A Figura 8 é um diagrama descrevendo um procedimento de reparo de molde metálico.

Melhor Forma de Execução da Invenção

Doravante, uma configuração da presente invenção será descri- ta com base nos desenhos em referência.

Primeiramente, conforme mostrado na Figura 1, o agente de a- derência de reparo de moldes metálicos mencionado anteriormente é aplica- do a um molde metálico com a parte do molde metálico que tem uma fratura determinada como centro. Um exemplo de mistura do agente de aderência de reparo do molde metálico está indicado na Tabela 1.

Tabela 1

<table>table see original document page 8</column></row><table>

A seguir um preventivo de carburação é pulverizado na superfí- cie do agente de aderência de reparo do molde metálico e é depositado sal no agente de aderência de reparo do molde metálico com a ajuda de um processamento de inibição de oxidação.

Subseqüentemente a superfície do sal é cozida e a superfície do metal base é aquecida até a incandescência (aproximadamente 1100°C) exceto a parte do agente de aderência de reparo do molde metálico.

Subseqüentemente o sal é aquecido para liquidificação, e a su- perfície do agente de aderência de reparo do molde metálico é revestida com o sal liqüefeito, e além disso o agente de aderência de reparo do molde metálico é aquecido. O agente de aderência de reparo do molde metálico é fundido por meio do aquecimento executado até então e penetra dentro da fratura e torna-se uma liga. Quando a fusão do agente de aderência de reparo do molde me- tálico é confirmada, finalmente o agente de aderência de reparo do molde metálico é aquecido para acabamento de tal forma que o calor alisa o con- torno do agente de aderência de reparo do molde metálico.

As Figuras 2 a 7 são fotografias de texturas metálicas ilustrando o processo de reparo de molde metálico.

A Figura 2 mostra um molde metálico antes do reparo, e a Figu- ra 3 mostra tomada em curta distância da parte incluída no quadrado mos- trado na Figura 2. Pode ser visto dessas fotografias que ocorre uma fratura de tal forma que ela cruza com uma letra (letra P invertida) na superfície do molde metálico.

A Figura 4 é uma fotografia ilustrando o estado no qual a parte incluída no quadrado mostrado na Figura 2 foi cortada e uma parte da fratura foi reparada por meio de um método conforme a presente invenção, e pode ser visto desta fotografia que a fratura desaparece da superfície na parte reparada.

A Figura 5 é uma fotografia de um molde metálico cortado de tal maneira que o corte cruza com a parte reparada, a Figura 6 é um microgra- ma ilustrando a superfície cortada, e a Figura 7 é uma fotografia tomada em curta distância da Figura 6. Pode ser visto dessas fotografias que: o agente de aderência de reparo do molde metálico é fundido e penetra o interior da fratura e após o resfriamento torna-se uma liga; e também, ele se difunde parcialmente nas fronteiras com o molde metálico.

Casualmente a liga é formada de forma que alcance a parte da fratura que tem uma largura de 0,1 mm, a espessura da camada de liga for- mada na superfície do molde metálico foi 0,15 mm, a dureza da parte da liga da superfície foi HV356 (36HRC), a dureza da parte da liga na fratura foi HV324 (33HRC), e a dureza do metal base foi HV637 (57HRC).

A modalidade acima é meramente um exemplo de uma configu- ração, e foi descrito um método de tratamento térmico usando um queima- dor, mas como meio de aquecimento é também possível empregar-se, por exemplo, aquecimento local usando-se uma onda de alta freqüência, aque- cimento total usando-se um forno de revenido, ou aquecimento total usando- se um forno a vácuo.

Também, no exemplo, foi usado um agente preparado disper- sando-se uma pluralidade de pós metálicos em um aglutinante (solvente) para ser um aderente, mas pode ser usado um agente preparado pela redu- ção da liga formada de dois ou mais tipos de metal a pó e dispersando-se o mesmo em um aglutinante.

Claims

1. Método de reparo de moldes metálicos caracterizado por compreender: deposição de um agente de aderência de reparo do molde metálico contendo componentes na superfície de um molde metálico de mo· do a cobrir uma fratura que tenha ocorrido no molde metálico, os menciona- dos componentes tornando-se uma liga; revestimento da superfície do agen- te de aderência de reparo do molde metálico com um inibidor de oxidação; e subseqüentemente aquecer e, assim, fundir o agente de aderência de reparo do molde metálico para penetrar o interior da fratura e tornar-se uma liga.

2. Método de reparo de molde metálico de acordo com a reivin- dicação 1, caracterizado pelo fato de que o inibidor de oxidação é um sal (NaCI).

3. Método de reparo de molde metálico de acordo com a reivin- dicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que antes do aquecimento e fusão do agente de aderência de reparo do molde metálico, uma superfície do me- tal base é aquecida até a incandescência exceto para a parte do agente de aderência de reparo do molde metálico.

4. Método de reparo de molde metálico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que uma camada de descarburação preventiva é formada na superfície do agente de aderên- cia de reparo do molde metálico, e a camada de descarburação preventiva é revestida com o inibidor de oxidação.

5. Método de reparo de molde metálico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o aquecimento é realizado usando-se um queimador.

6.

Agente de aderência de reparo do molde metálico que se tor- na uma liga ao ser submetido a um tratamento térmico após ser carregado em uma fratura que tenha ocorrido em um molde metálico, caracterizado pelo fato de que componentes sólidos do agente de aderência de reparo do molde metálico estão contidos de acordo com os seguintes porcentuais (em % em massa):

Mn (manganês) não menos que 15% e não mais que 20% W (tungstênio) não menos que 8% e não mais que 15% Fe (ferro) não menos que 2% e não mais que 12% Co (cobalto) não mais que 7% Cr (cromo) não mais que 7% Si (silício) não mais que 7% C (carbono) não mais que 2% B (boro) não mais que 2% Ni (níquel) saldo