ES2227044T3 - Procedimiento para la produccion a una forma proxima al contorno final de piezas componentes o de productos semiacabados a base de aleaciones de metales ligeros dificilmente mecanizables con arranque de virutas. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la producción a una forma próxima al contorno final de piezas componentes o de productos semiacabados a base de aleaciones de metales ligeros difícilmente mecanizables con arranque de virutas, que abarca las siguientes etapas: S poner a disposición un material en polvo, que consta de un metal ligero y eventualmente aditivos de partículas de materiales duros, como elemento portador de la resistencia al desgaste, y/u otros aditivos de metales de aleación; a continuación S prensar isostáticamente el material en polvo para dar un cuerpo moldeado; y S someter el cuerpo moldeado a un proceso de extrusión a una temperatura cercana a la de sinterización del metal ligero sin que se produzca una sinterización del cuerpo moldeado prensado antes de la extrusión.

Description

Procedimiento para la producción a una forma próxima al contorno final de piezas componentes o de productos semiacabados a base de aleaciones de metales ligeros difícilmente mecanizables con arranque de virutas.

El invento se refiere a un procedimiento para la producción a una forma próxima al contorno final de piezas componentes o de productos semiacabados a base de aleaciones de metales ligeros difícilmente mecanizables con arranque de virutas, y a una pieza componente o un producto semiacabado, que se ha producido por medio del procedimiento.

Convencionalmente, en la producción pulvimetalúrgica de piezas componentes altamente resistentes al desgaste, el material se suministra en forma de un polvo, se elabora por el clásico procedimiento de compresión de polvos, se sinteriza, se trata en caliente y se calibra. La peculiaridad de un material altamente resistente al desgaste de este tipo es, no obstante, una fuerte deformación al sinterizarlo, que se provoca por la necesaria sinterización en fase líquida. La exactitud de la forma y la exactitud dimensional, exigidas al calibrar subsiguientemente, son restringidas en este caso.

Con el fin de solventar esta desventaja de los materiales anteriormente citados en lo que se refiere a la exactitud, conforme al invento se pone a disposición un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1. Las reivindicaciones subordinadas se orientan a unas formas preferidas de realización del invento.

Con otras palabras, y en una variante de realización, se puede designar el invento también como un procedimiento para la producción de una pieza sinterizada a base de un metal ligero sinterizable con unas proporciones variables de partículas protectoras contra el desgaste como una parte de la aleación.

De acuerdo con una forma de realización del invento, éste constituye un procedimiento para la producción de piezas moldeadas sinterizadas a base de metales ligeros, de manera preferida aluminio, con unas proporciones de 10 - 30 % de silicio, 0 - 3% de Mg, 0 - 5% de Cu, así como 0 - 7% de Zn y Fe. También se pueden producir de esta manera otros metales ligeros con unas proporciones modificadas de Si. Alternativamente al Si como elemento portador de la resistencia al desgaste se pueden emplear también aditivos de partículas de materiales duros, tales como óxidos, carburos y silicatos, con unas proporciones de
0 - 30% en peso.

El procedimiento reúne de una manera ventajosa los procesos de prensado isostático en frío o en caliente, extrusión, aserradura y calibración con un faceteado preferiblemente integrado, así eventualmente con un tratamiento en caliente y una forjadura para dar un conjunto nuevo.

El punto de partida del invento es, en el caso de una forma de realización, el material pulvimetalúrgico aluminio, con unas proporciones de Si de aproximadamente 14%, que posee, entre otras cosas, en una aplicación como rueda de cadena frente a una cadena de acero, como rotor y estator en un sistema ajustador del árbol de levas o en una bomba de aceite, unas sobresalientes y buenas propiedades de desgaste, que no se conocían hasta ahora.

En una forma de realización preferida, el invento se realiza con las siguientes etapas del procedimiento:

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prensado del polvo en bruto en una prensa isostática en frío o en caliente para dar un perno o una conformación que sea apropiada para la extrusión posterior. En este contexto, es ventajoso el empleo de un perno prensado a base de un polvo de metal ligero, con el fin de obtener, al contrario que los pernos producidos por fundición metalúrgica, una estructura más uniforme sin rechupes ni segregaciones, etc. (con una distribución uniformemente buena del Si, y por consiguiente buenas propiedades de desgaste);

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extrusión del perno a una temperatura cercana a la de sinterización del metal ligero. En este caso, se llega a una recristalización de la estructura y a un aumento de la temperatura hasta la temperatura óptima. El perno extrudido ya tiene entonces una muy buena tolerancia dimensional, que ya puede ser suficiente para algunas piezas componentes;

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cuando la tolerancia dimensional no es todavía suficiente para obtener unas contornos altamente precisos, prestos para el montaje, el perno extrudido se calibra posteriormente todavía de manera adicional;

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el perno extrudido se separa de una manera apropiada con las dimensiones requeridas posteriormente para la pieza componente. Eventualmente, éste se trata entonces todavía en caliente, se somete a una fase de trabajo de calibración posterior, y se facetea para dar unas aristas definidas. También es concebible llevar la barra en su totalidad, en una especie de proceso de estiramiento, a las dimensiones exactas y después de esto separarla (cortarla).

Conforme al invento, se genera la precisión que es usual en el caso de piezas sinterizadas. Aquí ya no aparecen las grandes deformaciones que se producen en los procedimientos clásicos de sinterización anteriormente descritos. El material altamente resistente al desgaste se puede producir con unas estrechas tolerancias dimensionales.

Claims (10)

1. Procedimiento para la producción a una forma próxima al contorno final de piezas componentes o de productos semiacabados a base de aleaciones de metales ligeros difícilmente mecanizables con arranque de virutas, que abarca las siguientes etapas:

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poner a disposición un material en polvo, que consta de un metal ligero y eventualmente aditivos de partículas de materiales duros, como elemento portador de la resistencia al desgaste, y/u otros aditivos de metales de aleación; a continuación

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prensar isostáticamente el material en polvo para dar un cuerpo moldeado; y

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someter el cuerpo moldeado a un proceso de extrusión a una temperatura cercana a la de sinterización del metal ligero sin que se produzca una sinterización del cuerpo moldeado prensado antes de la extrusión.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que se utiliza aluminio como metal ligero.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que los componentes de la aleación abarcan silicio, de manera preferida 10 - 30% de Si, magnesio, de manera preferida 0 - 3% de Mg, cobre, de manera preferida 0 - 5% de Cu, zinc, de manera preferida 0 - 7% de Zn, y hierro, de manera preferida
0 - 7% de Fe.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que como elemento portador de la resistencia al desgaste se emplean silicio y/o aditivos de partículas de materiales duros, en particular óxidos, carburos y silicatos, de manera preferida con unas proporciones de 0 - 30%.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el material en polvo se prensa isostáticamente en caliente o en frío para formar el cuerpo moldeado.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la extrusión se lleva a cabo de tal manera que se produzcan una recristalización de la estructura y un aumento de la temperatura hasta la temperatura óptima.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la barra prensada se separa después de la extrusión, en particular mediante un proceso de corte para dar piezas componentes o productos semiacabados de nivel uniforme.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que, después de la separación, se lleva a cabo una elaboración ulterior o bien una calibración de la pieza componente o del producto semiacabado, en el caso de que no se hayan conseguido todavía unas propiedades o tolerancias dimensionales predeterminadas, en particular mediante una calibración posterior y/o un faceteado.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el producto extrudido se elabora ulteriormente mediante un proceso de estiramiento, en el caso de que no se hayan conseguido todavía unas propiedades o tolerancias dimensionales predeterminadas, después de lo cual se efectúa una separación.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el producto extrudido se trata en caliente.