ES2221334T3

ES2221334T3 - PROCEDURE FOR HOT MARK METAL PARTS.

Info

Publication number: ES2221334T3
Application number: ES99402111T
Authority: ES
Inventors: Jean-Luc Peresutti
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Priority date: 1998-09-15
Filing date: 1999-08-25
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2019-08-25
Also published as: DE69918761T2; ATE271430T1; EP0987069A3; EP0987069B1; EP0987069A2; FR2783182A1; DE69918761D1; FR2783182B1

Abstract

A product well known in chill casting or die casting, etc., and comprising an oily composition is deposited on the metallic, preferably aluminum, piece prior to hot marking. The composition is based on or is derived from at least one oil and/or one natural wax and/or one synthetic wax, and it may contain a solid material. The composition preferably comprises: (a) a mixture of 8-18C saturated and 18C unsaturated fatty acids derived from copra oil; or (b) a mixture of paraffin oils and synthetic wax. The composition may contain graphite or aluminum as solid material, which is present in the composition in amount 2-10 (preferably 6) weight %. A micro-stamping system comprising a ventilated marking head and an electromagnetically controlled stylet is used in the hot marking stage.

Description

Procedimiento para marcar en caliente piezas metálicas.Hot marking procedure metallic

El presente invento se refiere a un procedimiento de marcado de una pieza metálica caliente, en particular, de una pieza metálica realizada en fundición, con objeto de identificar visualmente la citada pieza en el transcurso de las diferentes etapas de su fabricación.The present invention relates to a process marking of a hot metal part, in particular of a metal part made of cast iron, in order to identify visually the mentioned piece in the course of the different stages of its manufacture.

La importancia del marcado de las piezas realizadas en fundición reside en la necesidad de asegurar, entre otros, la trazabilidad de las citadas piezas, el dominio estadístico de su procedimiento de fabricación y los análisis de correlación.The importance of marking parts made in foundry lies in the need to ensure, between others, the traceability of the mentioned pieces, the statistical domain of its manufacturing procedure and analyzes of correlation.

El marcado de los objetos metálicos calientes se ha tratado hasta ahora con diversidad, tanto a nivel de procedimientos, como a nivel de composiciones de marcado, como se especifica en el documento FR-A-2 308 999.The marking of hot metal objects is has so far dealt with diversity, both at the level of procedures, as at the level of marking compositions, as specified in document FR-A-2 308 999.

La enseñanza anterior se ha basado de este modo en el marcado del acero bajo la forma, por ejemplo, de lingotes o de placas calientes, o incluso de hierro, en particular, de formas de moldeo en fundición (coquillas) y de placas de moldeo calientes.The previous teaching has been based in this way in the marking of steel in the form, for example, of ingots or hot plates, or even iron, in particular, of shapes casting molding (coquillas) and hot molding plates.

La solicitante se ha planteado el problema del marcado de caracteres alfanuméricos sobre una pieza caliente de aluminio y, más especialmente, sobre una pieza caliente de aluminio colada, con una temperatura superior a 150ºC.The applicant has raised the problem of alphanumeric character marking on a hot piece of aluminum and, more especially, on a hot piece of aluminum laundry, with a temperature above 150ºC.

El marcado en caliente por láser se ha descartado, debido fundamentalmente a su coste de inversión demasiado elevado, a sus condiciones de puesta en práctica delicadas y sus tiempos de ciclo demasiado elevados.Laser hot marking has been discarded, mainly due to its investment cost too high, to its delicate implementation conditions and its cycle times too high.

La técnica de marcado mediante impacto de moletas de grabado se ha desechado, debido al importante riesgo de deformación o de fisuración de la pieza caliente a marcar, cuya estructura no se ha consolidado por entero.The technique of marking by impact of ridges Engraving has been discarded due to the significant risk of deformation or cracking of the hot part to be marked, whose structure has not been fully consolidated.

También se ha previsto un marcado en caliente por impacto, del tipo grabado, mediante un sistema de percusión clásico equipado de una cabeza que se termina en una punta, en la que se interpone primero una fina hoja de metal entre la punta y la pieza a grabar. Estos ensayos no han dado resultados satisfactorios debido al pegado parcial o total de la lámina de metal.Hot marking is also planned for impact, of the engraved type, by a classical percussion system equipped with a head that ends at a point, where first interpose a thin sheet of metal between the tip and the piece a Record. These trials have not yielded satisfactory results because to partial or total bonding of the metal sheet.

Este fenómeno de pegado aparece tanto en los primeros caracteres marcados, como después de haber completado varias series. Esta dificultad convierte el procedimiento de marcado en difícilmente industrializable, incluso inexplotable.This paste phenomenon appears both in the first marked characters, such as after completing Several series This difficulty converts the marking procedure in hardly industrializable, even inexplicable.

De forma totalmente sorprendente, la solicitante encontró que, el hecho de depositar sobre la pieza, previamente al marcado de ésta última, un producto de revestimiento, permitía superar las dificultades mencionadas anteriormente y realizar un marcado fiable.Surprisingly, the applicant found that, the fact of depositing on the piece, prior to marking of the latter, a coating product, allowed overcome the difficulties mentioned above and perform a reliable marking.

Este descubrimiento inesperado es el que constituye la base del presente invento.This unexpected discovery is what It constitutes the basis of the present invention.

En fundición de aluminio, por ejemplo durante la colada del aluminio por gravedad, se utilizan productos de revestimiento para una aplicación muy distinta, la más frecuente para proteger de la corrosión mediante aluminio colado los elementos metálicos de acero del molde, o incluso para ayudar al desmoldeo. Se pueden revestir habitualmente de este modo los medios de evacuación, que son chimeneas de salida del metal, con el fin de proteger las superficies y mantenerlas lo más lisas posible, para garantizar el estado de la superficie de la pieza y no perturbar la colada del metal durante la fase de llenado.In cast aluminum, for example during aluminum casting by gravity, products of coating for a very different application, the most frequent to protect the elements from corrosion using cast aluminum Metallic mold steel, or even to aid demoulding. I know they can usually cover the evacuation means in this way, which are metal exit chimneys, in order to protect the surfaces and keep them as smooth as possible, to ensure the state of the surface of the piece and do not disturb the laundry metal during the filling phase.

De este modo, el presente invento tiene por objeto un procedimiento de marcado de una pieza metálica caliente, caracterizado porque comprende las etapas que consisten en:Thus, the present invention has for subject a marking procedure of a hot metal part, characterized in that it comprises the stages that consist of:

(i)(i): depositar previamente sobre la pieza un producto de revestimiento, y despuésdeposit previously on the piece a coating product, and then

(ii)(ii): marcar la citada pieza.Mark the mentioned piece.

El procedimiento conforme al presente invento presenta el interés, entre otros, de permitir el marcado de las piezas calientes coladas de aluminio lo más cerca posible de los moldes, es decir, del lugar de fabricación efectivo de las citadas piezas, lo que permite evitar cualquier riesgo de intervención manual de los operarios. De esta manera, a partir de ahora es posible controlar las tolerancias en las citadas piezas y determinar del mejor modo la influencia de los parámetros más importantes de ciertos procedimientos de fabricación extremadamente delicados, tales como el de una culata, por ejemplo.The process according to the present invention presents the interest, among others, of allowing the marking of hot cast aluminum parts as close as possible to the molds, that is, the actual manufacturing location of the aforementioned pieces, which avoids any intervention risk Operators manual. In this way, as of now it is possible to control the tolerances in the mentioned parts and determine in the best way the influence of the most important parameters of certain extremely delicate manufacturing procedures, such as a cylinder head, for example.

En el ámbito del presente invento, se entiende por:In the scope of the present invention, it is understood by:

--: "pieza caliente", una pieza con una temperatura de 200ºC a 450ºC."hot piece", a piece with a temperature of 200ºC to 450ºC.

--: "producto de revestimiento", un producto bien conocido en la técnica de moldeo en coquilla por gravedad, o incluso en fundición bajo presión, etc. Se encuentran ejemplos de productos de revestimiento en las reseñas editadas por ejemplo por el Centro Técnico de las Industrias de Fundición. Estos productos se pueden presentar en particular bajo la forma de composiciones acuosas u oleosas, o incluso en emulsión de aceite en agua, o finalmente bajo la forma de productos secos que se diluyen en agua o en otro disolvente tal como el aceite. Por razones evidentes de seguridad y según las temperaturas de los moldes y las condiciones ambientales, se han tenido en cuenta las temperaturas de auto-inflamabilidad de estos productos."coating product", a product well known in the technique of molding in coquilla by gravity, or even cast iron under pressure, etc. They find each other examples of coating products in reviews edited by example by the Technical Center of Foundry Industries. These products can be presented in particular in the form of aqueous or oily compositions, or even in oil emulsion in water, or finally in the form of dried products that are diluted in water or in another solvent such as oil. Because reasons evident of security and according to the temperatures of the molds and the environmental conditions, temperatures have been taken into account of self-flammability of these products.

El procedimiento de marcado del presente invento se aplica de forma ventajosa a una pieza en aluminio.The marking process of the present invention it is applied advantageously to a piece in aluminum.

El producto de revestimiento depositado sobre la pieza caliente en aluminio tiene preferentemente una composición determinada, elegida en base a o resultante de al menos un aceite y / o una cera naturales

\hbox{y / o}

de síntesis, y que comprenden eventualmente una carga sólida.The coating product deposited on the hot part in aluminum preferably has a certain composition, chosen based on or resulting from at least one natural oil and / or wax.

 \ hbox {and / or}

of synthesis, and which eventually comprise a solid charge.

Como ejemplos de productos de revestimiento resultantes de aceite natural utilizados en el ámbito del presente invento, se pueden citar las mezclas del tipo mezcla de ácidos grasos saturados e insaturados tales como, preferentemente, la mezcla de ácidos grasos saturados de C8-C18 y de ácidos grasos insaturados de C18.As examples of coating products resulting from natural oil used in the scope of the present invention, mixtures of the acid mixture type can be cited saturated and unsaturated fats such as, preferably, the mixture of saturated fatty acids of C8-C18 and of C18 unsaturated fatty acids.

Una mezcla tal, obtenida por ejemplo por destilación de ácidos grasos de copra, es vendida por la Empresa AMPERE INDUSTRIE bajo la denominación comercial Moulnet.Such a mixture, obtained for example by distillation of copra fatty acids, is sold by the Company AMPERE INDUSTRIE under the trade name Moulnet.

De manera también ventajosa, como ejemplos de producto de revestimiento a base de aceites y de cera de síntesis, útiles en el ámbito del presente invento, se pueden citar las mezclas del tipo mezclas de aceites parafínicos y de cera de síntesis.Also advantageously, as examples of coating product based on oils and synthetic wax, useful in the field of the present invention, the mixtures of the type mixtures of paraffinic oils and wax synthesis.

Sin embargo, cuando la temperatura de la pieza de aluminio es superior a 150ºC, se ha encontrado que el producto de revestimiento útil en el ámbito del presente invento, debe comprender de forma ventajosa una mezcla del tipo mezcla de aceites parafínicos y de cera de síntesis, asociada preferentemente a una carga sólida. Como ejemplo de carga sólida, se puede citar una mezcla de grafito y de aluminio.However, when the temperature of the piece of aluminum is higher than 150 ° C, it has been found that the product of coating useful in the scope of the present invention, must advantageously comprise a mixture of the oil mixture type paraffinic and synthetic wax, preferably associated with a solid load As an example of a solid load, one can cite a mixture of graphite and aluminum.

Cuando ésta presente, la citada carga sólida está bajo la forma de polvo en suspensión en las mezclas del tipo aceites parafínicos y cera de síntesis, a razón de 2% a 10% en peso, preferentemente 6% en peso con relación al peso total de la composición. Como ejemplo de una composición tal, se puede citar un producto vendido por la empresa AMPERE INDUSTRIE bajo la denominación comercial Antietam PW.When present, the aforementioned solid charge is in the form of suspended powder in mixtures of the oil type paraffinics and synthesis wax, at a rate of 2% to 10% by weight, preferably 6% by weight relative to the total weight of the composition. As an example of such a composition, one can cite a product sold by AMPERE INDUSTRIE under the trade name Antietam PW.

El procedimiento del presente invento presenta, además las características complementarias y/o alternativas siguientes:The process of the present invention presents, in addition the complementary and / or alternative characteristics following:

--: La citada composición de marcado puede llevarse a la práctica por pulverización o por depósito, con la ayuda de un sistema automático o manual, preferentemente con la ayuda de una cortina de flujo. En el modo de realización preferido del procedimiento según el invento, se reparte el producto de revestimiento sobre la pieza caliente de aluminio, de manera uniforme y en cantidad suficiente.The said marking composition can be implemented by spraying or by deposit, with the help of an automatic system or manual, preferably with the help of a flow curtain. In the preferred embodiment of the process according to the invention, the coating product is distributed over the hot piece of aluminum, evenly and in sufficient quantity.

--: De forma general, para efectuar un marcado de caracteres alfanuméricos en una zona de 60 x 6 mm, las cantidades de producto de revestimiento en la práctica son del orden de 0,5 g a 10 g.From general form, to make alphanumeric character marking in an area of 60 x 6 mm, the product quantities of Coating in practice are of the order of 0.5 g to 10 g.

--: La etapa de marcado se realiza por grabado con la ayuda de un sistema de percusión, lo que convierte la automatización en más fácil y el seguimiento en más simple.The marking stage is done by engraving with the help of a system percussion, which makes automation easier and the Simpler tracking.

--: El citado sistema de percusión es, de forma ventajosa, un sistema de micro percusión que comprende una cabeza de marcado y un estilete de mando electromagnético. Así, con un desplazamiento más importante, el espacio entre la cabeza de marcado y la pieza caliente se aumenta, lo cual tiene en consecuencia el minimizar la radiación de la pieza caliente sobre el estilete.The said percussion system is advantageously a system of micro percussion comprising a marking head and a stylet of electromagnetic control Thus, with a more important displacement, the space between the marking head and the hot piece is increases, which consequently minimizes the radiation of the hot piece on the stiletto.

--: La cabeza de marcado está preferentemente ventilada.The Marking head is preferably ventilated.

--: El citado estilete está en un plano sensiblemente horizontal.The said stiletto is in a substantially horizontal plane.

--: El sistema de grabado está preferentemente conectado con una red informática, lo que permite asegurar una trazabilidad perfecta de la pieza de aluminio, y proceder a los análisis de correlación entre los resultados de calidad y los parámetros del procedimiento.The engraving system is preferably connected to a network computing, which ensures perfect traceability of the aluminum piece, and proceed to correlation analysis between the quality results and the parameters of the process.

El presente invento se va a describir ahora de forma más detallada con la ayuda del ejemplo siguiente, dado a título puramente ilustrativo y no limitativo.The present invention will now be described in more detailed form with the help of the following example, given to purely illustrative and non-limiting title.

Ejemplo de realizaciónExample of realization

Marcado de una pieza de aluminio a 400ºC.Marking of a piece of aluminum at 400ºC.

Las dimensiones de la pieza son: 150 x 100 x 10 mm.The dimensions of the piece are: 150 x 100 x 10 mm

El texto a marcar es el siguiente: 11 caracteres alfanuméricos dispuestos en dos líneas, siendo la altura de los caracteres de 6 mm.The text to be marked is as follows: 11 characters alphanumeric arranged in two lines, being the height of the 6 mm characters.

El marcado de la pieza se realiza a la salida del molde, grabando este conjunto de caracteres alfanuméricos con la ayuda de un sistema de micro-percusión electromagnético, vendido por la empresa TECHNIFOR bajo la denominación comercial CN210Sm, realizando un marcado por puntos separados.The marking of the piece is done at the exit of the mold, recording this set of alphanumeric characters with the help of a micro-percussion system electromagnetic, sold by the company TECHNIFOR under the trade name CN210Sm, marking points separated.

La cabeza de marcado está montada en una envuelta doble, con circulación de aire entre las dos paredes.The marking head is mounted on a shell double, with air circulation between the two walls.

Para un marcado en una zona de 60 x 6 mm, se depositan 5 g del producto de revestimiento graso, conocido bajo la denominación comercial Antietam PW, vendido por la empresa AMPERE INDUSTRIE.For marking in an area of 60 x 6 mm, deposit 5 g of the fatty coating product, known under the trade name Antietam PW, sold by the company AMPERE INDUSTRIE

La pieza caliente se mantiene verticalmente durante la deposición del producto, de manera que se cree una cortina de flujo sobre la pieza.The hot piece is held vertically during the deposition of the product, so that a flow curtain on the piece.

El producto de revestimiento se funde y se esparce sobre la pieza a marcar. El marcado se realiza tras la fusión de los aceites y las ceras.The coating product melts and is spread on the piece to mark. The marking is done after melting of oils and waxes.

Los tiempos de marcado para 11 caracteres de 6 mm de altura son aproximadamente de 12 segundos.Marking times for 11 6mm characters Height is approximately 12 seconds.

La cadencia es de una pieza por minuto.The cadence is one piece per minute.

Results and advantages

--: No se observa pegado de la punta del estilete sobre la pieza.I dont know observe sticking the tip of the stylus on the piece.

--: Incluso esperando de 4 a 5 segundos (tiempo de evaporación del producto), los resultados de marcado son satisfactorios.Even waiting for 4 to 5 seconds (product evaporation time), the marking results are satisfactory

--: Un sistema tal permite obtener trazos de una profundidad suficiente, de modo que el marcado permanezca legible tras el granallado, operación que permite eliminar de la pieza cualquier residuo.A such system allows to obtain strokes of sufficient depth, of so that the marking remains legible after shot blasting, operation which allows to eliminate from the piece any residue.

--: Marcando la pieza lo más cerca posible de la salida del molde, se obtiene una identificación temporal de la pieza que permite su seguimiento en todas las etapas de su fabricación. Ya que el sistema informático archiva todos los parámetros del procedimiento de fabricación de la pieza, se pueden, en consecuencia, conocer y vigilar los parámetros que influyen en los resultados obtenidos.Marking the piece as close as possible from the mold outlet, a temporary identification of the piece that allows its tracking at all stages of its manufacturing. Since the computer system archives all Parameters of the manufacturing process of the piece, you can, consequently, know and monitor the parameters that influence The results obtained.

Claims

1. Procedure for marking a hot metal part, characterized in that it comprises the steps consisting of:

(i)(i): depositar previamente sobre la citada pieza un producto de revestimiento, y despuésdeposit previously on said piece a coating product, and then

(ii)(ii): marcar la citada pieza.Mark the mentioned piece.

2. Method according to claim 1, characterized in that said piece is made of aluminum.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that said coating product has a specific composition, chosen based on or resulting from at least one natural and / or synthetic oil and / or wax, and possibly comprising a filler solid.

Method according to the preceding claim, characterized in that said composition comprises a mixture of saturated and unsaturated fatty acids, resulting from copra oil.

5. Method according to claim 4, characterized in that said mixture is a mixture of saturated fatty acids of C8-C18, and unsaturated fatty acids of C18.

Method according to claim 3, characterized in that said composition comprises a mixture of paraffinic oils and synthetic wax.

Method according to claim 3 or 6, characterized in that said composition comprises a solid charge, which comprises graphite.

Method according to the preceding claim, characterized in that said solid charge further comprises aluminum.

Method according to the preceding claim, characterized in that said solid charge is present in a proportion of 2% to 10% by weight, preferably 6%, with respect to the total weight of said composition.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that in step (i) a flow curtain of said coating product is created on the piece.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that step (ii) is carried out by engraving by means of a percussion system.

12. Method according to the preceding claim, characterized in that said percussion system is a micro percussion system comprising a marking head and an electromagnetically controlled stylet.

13. Method according to the preceding claim, characterized in that said marking head is ventilated.

14. A method according to claim 12, characterized in that said stylet is in a substantially horizontal plane.