ES2202290T3 - Procedimiento de obtencion para un agente abrasivo anguloso, inoxidable, a base de una aleacion de fe-cr-c. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la obtención de granos de agente abrasivo constituidos por fundición de acero fino inoxidable, en el que se genera en primer lugar, a partir de la fusión de una aleación de hierro-cromo-carbono endurecible, un granulado, que pasa después por un tratamiento térmico a > 900ºC para el endurecimiento, y se rompe a continuación para dar granos de cantos vivos, caracterizado porque el tratamiento térmico se efectúa en atmósfera reductora y porque se emplea exclusivamente un gas o mezcla de gases reductores para el subsiguiente enfriamiento.

Description

Procedimiento de obtención para un agente abrasivo anguloso, inoxidable, a base de una aleación de Fe-Cr-C.

La invención se refiere a un procedimiento para la obtención de granos de agente abrasivo constituidos por fundición de acero fino inoxidable, en el que se genera en primer lugar, a partir de la fusión de una aleación de hierro-cromo-carbono endurecible, un granulado, que pasa después por un tratamiento térmico a > 900ºC para el endurecimiento, y se rompe a continuación para dar granos de cantos vivos.

Para el tratamiento por chorro de piezas de trabajo constituidas por materiales inoxidables, es necesario emplear igualmente agentes abrasivos inoxidables, ya que los agentes abrasivos que se oxidan, como chatarra de acero o granalla de acero, dejan residuos que contienen hierro en la superficie de la pieza de trabajo. Debido a la oxidación de los restos de hierro adheridos se presentan entonces manchas de óxido de modo indeseado en un intervalo de tiempo muy corto. Además de agentes abrasivos no metálicos, en la mayor parte de los casos minerales, como por ejemplo electrocorindón, carburo de silicio o vidrio, también son conocidos agentes abrasivos metálicos inoxidables. En este caso se debe citar chatarra de acero de fundición de acero refinado constituido por aleaciones de acero inoxidable. Este material tiene una serie de ventajas frente a los agentes abrasivos minerales. De este modo, con los granos abrasivos metálicos se puede conseguir un tiempo de permanencia sensiblemente más elevado en las instalaciones de chorreo habituales, ya que el acero refinado, debido a su mayor ductilidad en el tratamiento por chorro, se destruye en medida sensiblemente más reducida. Debido al buen comportamiento de desgaste, ocasionado por la elevada tenacidad al impacto, en especial en el caso de empleo en instalaciones de chorreo, que están equipadas con ruedas centrífugas, ha dado buen resultado el empleo de agentes abrasivos de acero refinado.

Son conocidas dos categorías de agentes abrasivos constituidos por fundición de acero refinado inoxidable. Estos son, por ejemplo, granulados de granos esféricos, que están constituidos por materiales de acero de dureza media (< 45 HRc). Como se da a conocer en la JP 61 257 775, por otra parte se emplean también granos de cantos vivos constituidos por hierro fundido al cromo (> 60 HRc), ya que a través de los mismos se puede conseguir propiedades abrasivas mejoradas.

Frente a los granos de agente abrasivo de la primera categoría, en la obtención de granulado de cantos vivos, endurecido, se requiere un gasto de elaboración sensiblemente más elevado, con pasos de proceso adicionales. Según la JP 61 257 775, en la elaboración se obtiene en primer lugar un granulado constituido por granos esencialmente esféricos partiendo de una aleación de hierro fundido al cromo endurecible. Este se endurece enfriándose bruscamente en agua tras un tratamiento térmico a 1000ºC hasta 1100ºC. Después se rompen los granos, de modo que se produce un material de cantos vivos.

En este método es desventajoso que, mediante el enfriamiento brusco en agua del acero, caliente a más de 1000ºC, favorece la oxidación indeseada del material. Por lo demás, en el caso de empleo de agua, la velocidad de enfriamiento alcanzable está fuertemente limitada (fase de vapor). No obstante, el enfriamiento brusco efectivo es absolutamente necesario para obtener un material lo más frágil posible. Esta es la condición para que los granos se puedan romper más tarde de modo que se genere el granulado de cantos vivos deseado.

Correspondientemente, la presente invención toma como base la tarea de poner a disposición un procedimiento para la obtención de agentes abrasivos inoxidables, en el que se pueda excluir una oxidación del granulado durante y tras el tratamiento térmico final, y en el que la fragilidad del material conseguida mediante el endurecimiento sea tan elevada que se posibilite una rotura del grano abrasivo para dar granulado de cantos vivos con medios sencillos.

En un procedimiento de obtención del tipo citado al inicio se soluciona este problema siguiendo el tratamiento térmico en atmósfera reductora, y empleándose exclusivamente un gas o mezcla de gases reductores para el subsiguiente enfriamiento.

Exponiéndose el granulado exclusivamente a una atmósfera reductora durante el endurecimiento, se produce la ventaja de poder evitar de modo seguro una oxidación indeseada del material.

Convenientemente, en el caso de la atmósfera reductora se trata de una mezcla de gases que contiene hidrógeno y nitrógeno. En la práctica se ha mostrado que, para el procedimiento según la invención, es apropiada una mezcla de gases que contiene un 60% a un 80% de hidrógeno y un 20 a un 40% de nitrógeno. Se consiguió los mejores resultados con un 70% de hidrógeno y un 30% de nitrógeno.

Para obtener agentes abrasivos de una aleación de fundición de hierro- cromo se debe cumplir pasos de procedimiento especiales. Mediante el empleo de una aleación de hierro-cromo- carbono con al menos un 2% de carbono y al menos un 30% de cromo se produce un material que es endurecible de manera estable a la corrosión, pudiéndose alcanzar durezas de

\hbox{> 60 HRc}

sin mayor problema. De este modo se produce un material que se distingue por una alta resistencia térmica contra oxidación y por una excelente resistencia al desgaste. Por lo tanto, el empleo de la aleación citada en el procedimiento según la invención es especialmente conveniente, ya que de este modo se da la combinación de un material convenientemente endurecible, y al mismo tiempo resistente a la corrosión.

Para la rotura del granulado endurecido es conveniente emplear un molino de impulsos. En especial es convenientemente apropiado un molino de bolas vibrantes para generar el granulado de cantos vivos deseado a partir del material de partida endurecido.

Para el empleo en el tratamiento superficial de piezas de trabajo metálicas es conveniente que el agente abrasivo se presente clasificado según el tamaño de grano. A tal efecto, puede estar conectado, aguas abajo del procedimiento de obtención según la invención, un paso de proceso adicional para el fraccionado de grano, con el que se consigue el ajuste de la mezcla de grano deseada.

El procedimiento según la invención se explica más detalladamente a continuación por medio del dibujo.

El dibujo muestra un esquema de producción del procedimiento según la invención, comprendiendo la parte superior los pasos de proceso para la obtención de granulado de partida, mientras que en la parte inferior se representan endurecimiento, rotura y clasificación.

El material de partida para el agente abrasivo es chatarra de acero, que se alimenta al proceso de obtención a partir de un parque de chatarra 1. Para el ajuste de la aleación deseada se alimenta a la misma carbono en forma de grafito 2 y cromo 3 a partir de depósitos de reserva apropiados. Después se funde la mezcla de materias primas en una fusión 4 para dar una aleación. Esta contiene un 2,0% de carbono y un 30 a un 32% de cromo.

La fusión recorre un dispositivo de atomizado a una temperatura de más de 1420ºC, produciéndose un granulado con un ancho espectro de diámetros de grano. Las gotitas atomizadas de fusión metálica se enfrían bruscamente en un baño de agua, de modo que se recoge un granulado sólido en el fondo de una pila de granulado 6.

El granulado se extrae de la pila a partir de un escape, y recorre los paso de procedimiento goteo 8 y secado 8. Después de pasar por un enfriamiento 10, se presenta el material de partida para la aleación de fundición de cromo inoxidable.

El granulado de partida se alimenta ahora a un horno en el que se calcina a más de 900ºC en una atmósfera de hidrógeno y nitrógeno 13 a presión reducida, y después se enfría, tras lo cual se transporta a un depósito de reserva 12. mediante el calcinado del granulado a > 900ºC se llega a la precipitación de carburos secundarios a partir de la matriz rica en aleación, mediante lo cual se modifica la composición de la matriz. Sólo mediante la precipitación de carburos secundarios es posible una transformación de martensita, que conduce después a un aumento de dureza a > 60 HRc durante el enfriamiento del granulado de
temperaturas > 900ºC.

A partir del depósito 12 se alimenta el granulado al triturador 15 por medio de una noria 14. El triturador 15 está configurado preferentemente como molino de bolas vibrantes, y desmenuza el granulado endurecido, frágil, para dar cuerpos fraccionados de cantos vivos. Mediante el empleo de tales molinos de impulsos se consigue de modo especialmente conveniente descomponer el material, que se encuentra bajo fuertes tensiones internas, en fragmentos de cantos vivos. La mezcla de granos producida durante la rotura presenta una ancha distribución de tamaños. Para la clasificación, ahora se recorre una instalación de tamizado 16. El grano superior demasiado grosero 17 se alimenta de nuevo al triturador. El subgrano demasiado fino 18 se extrae en este punto del proceso y se funde en un horno de fusión 4.

El grano de buena calidad 19, con un diámetro entre 0,1 y 0,8 mm, se almacena en un silo 20, o bien se alimenta a otra instalación de tamizado 21 para la clasificación ultrafina. En los silos 22, 23 y 24 se almacenan agentes abrasivos con tamaños de grano diferentes en cada caso hasta que se extraen para el envío al consumidor final.

Claims (6)

1. Procedimiento para la obtención de granos de agente abrasivo constituidos por fundición de acero fino inoxidable, en el que se genera en primer lugar, a partir de la fusión de una aleación de

\hbox{hierro-cromo-carbono}

endurecible, un granulado, que pasa después por un tratamiento térmico a > 900ºC para el endurecimiento, y se rompe a continuación para dar granos de cantos vivos, caracterizado porque el tratamiento térmico se efectúa en atmósfera reductora y porque se emplea exclusivamente un gas o mezcla de gases reductores para el subsiguiente enfriamiento.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la atmósfera reductora es una mezcla de gases que contiene hidrógeno y nitrógeno.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la mezcla de gases está constituida por un 60% a un 80% de hidrógeno y un 20% a un 40% de nitrógeno.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la fusión contiene al menos un 2% de carbono y al menos un 30% de cromo.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la rotura del granulado se efectúa por medio de un molino de impulsos, en especial por medio de un molino de bolas vibrantes.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se lleva a cabo un fraccionado de grano para el ajuste de diversas mezclas de granos.