ES2299397B2 - Herramienta restauradora de diamante broncesoldado. - Google Patents
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Abstract
Herramienta restauradora de diamante
broncesoldado.
Una cuchilla restauradora para acabar y
reacondicionar herramientas abrasivas de rectificar y cortar,
nuevas y usadas, tiene un mango con forma de barra rectangular y
una prolongación que sobresale longitudinalmente del mango. Sobre la
superficie de la prolongación hay granos superabrasivos mantenidos
en su sitio por una composición metálica broncesoldada. Esta
composición se forma broncesoldando una mezcla en polvo de
componentes metálicos de broncesoldadura y componentes metálicos
activos. Se proporcionan configuraciones específicas de la
prolongación que permiten alinear los granos superabrasivos en una
disposición de una capa simple para la restauración precisa y
fabricación simple de la herramienta. La nueva herramienta
restauradora exhibe excelentes características de desgaste.
Description
Herramienta restauradora de diamante
broncesoldado.
Esta invención se refiere a una herramienta para
restaurar las porciones abrasivas de herramientas de rectificar y
cortar. Más específicamente, se refiere a una herramienta
restauradora que tiene granos de diamante fijados a un mango
metálico por una composición metálica broncesoldada.
Restaurar se refiere a una operación abrasiva
usada frecuentemente para fabricar herramientas abrasivas nuevas o
reacondicionar herramientas abrasivas usadas, esto es, herramientas
de rectificar y cortar. Estas herramientas tienen típicamente un
núcleo estructural de soporte y una porción abrasiva de granos
abrasivos discretos fijados al núcleo por un componente de unión.
Una muela abrasiva es un ejemplo común de estas herramientas.
Inicialmente producidas, estas herramientas exhiben frecuentemente
ligeras irregularidades geométricas, especialmente en la
superficie, que definen el filo cortante operativo de la
herramienta. También, normalmente las herramientas abrasivas se
embotan cuando se usan. El embotamiento se origina principalmente
por retención, por el componente de unión, de partículas abrasivas
desgastadas expuestas a un impacto repetido con la pieza de
trabajo. También se origina por una pérdida de filo cortante
expuesto cuando los espacios entre las partículas abrasivas se
llenan de residuos de la
abrasión.
abrasión.
La operación de restauración implica normalmente
conformación mecánica de una herramienta abrasiva en la que la
cuchilla restauradora se fija o aplica al filo cortante y produce
abrasión controlada de la herramienta. La restauración elimina
material en exceso procedente de puntos altos de la porción
abrasiva. Así, los fabricantes usan normalmente restauración en
etapas finales de la fabricación de herramientas abrasivas para
conformar el filo cortante a un perfil deseado. La restauración se
refiere también a hacer que las dimensiones de la herramienta se
conformen exactamente a especificaciones de tolerancia de diseño.
Por ejemplo, se puede usar restauración en una muela abrasiva de
tal manera que el filo cortante de la muela trabajará realmente
cuando aquélla gire al estar en funcionamiento. La restauración
también puede afilar y restaurar herramientas usadas para dejarlas
en estado cortante libre. Esto se hace eliminando por abrasión
material unido que ha dejado de erosionar, para exponer granos
abrasivos nuevos subyacentes después de que se hayan consumido los
granos exteriores y tallando residuos de la pieza de trabajo y
restos del componente de unión que se acumulan entre granos durante
operaciones primarias de rectificación.
La porción abrasiva de una herramienta
convencional de restauración contiene típicamente granos de
diamante situados simétrica o aleatoriamente, frecuentemente según
una disposición plana. La porción abrasiva está unida a una base
que permite fijar la herramienta a una máquina destinada a realizar
la restauración. La porción abrasiva está aplicada a la base por lo
que el filo cortante de la herramienta restauradora puede estar
dispuesto tangencialmente a la herramienta abrasiva que ha de ser
restaurada. La abrasión controlada la realizan los granos de
diamante situados en la punta de la herramienta restauradora y
expuestos exteriormente a la herramienta abrasiva.
Las características de desgaste de una
herramienta restauradora durante el proceso de restauración son de
gran importancia para el fabricante de herramientas abrasivas. Si
la herramienta restauradora se desgasta rápidamente, debe ser
reemplazada con mayor frecuencia. Las herramientas restauradoras
usan materiales costosos, como diamante. Se fabrican con altos
requisitos de calidad y precisión dimensional. De aquí que la
fabricación de herramientas restauradoras sea normalmente
complicada y requiera mucha mano de obra por lo que son
relativamente costosas. Por lo tanto, es importante que el
fabricante de herramientas abrasivas disponga de herramientas
restauradoras duraderas que proporcionen una vida útil
prolongada.
El desgaste de los granos de diamante de la
herramienta restauradora es relativamente menor porque la porción
abrasiva de la herramienta que ha de ser restaurada es generalmente
más blanda que el diamante. Se origina un desgaste significativo
por deterioro del material de unión que une el diamante a la base de
la herramienta restauradora. Una razón principal de este deterioro
es que el propio material de unión se desgasta por contacto con la
pieza de trabajo durante la restauración. La masa de material de
unión que embebe a los granos de diamante disminuye durante la
utilización hasta quedar una cantidad de material insuficiente para
retener estos granos. Usualmente se usa un material metálico de
unión para rodear a los granos de diamante de las herramientas
restauradoras como medio de resistir la acción abrasiva de la muela
abrasiva. Preferiblemente, la composición del metal de unión en el
que están embebidos los granos de diamante se selecciona para
proporcionar una resistencia al desgaste bastante alta.
Las uniones metálicas de granos diamante a
herramientas restauradoras se realizan convencionalmente con
composiciones que incluyen metales elementales, compuestos de
metales y aleaciones de metales. La composición de la unión metálica
se forma a veces mediante un proceso de broncesoldadura. En
resumen, este proceso implica calentar una mezcla bien dispersa de
partículas finas de los componentes a una temperatura a la que
funden y fluyen alrededor de los granos. Después se enfría la
herramienta por lo que la composición fundida de unión solidifica,
embebe a los granos y los adhiere a la base metálica de la
herramienta. Otra técnica de unión metálica incluye comprimir
granos de diamante y una mezcla de polvos metálicos para formar un
elemento abrasivo compactado de una forma preformada. El
tratamiento térmico del elemento abrasivo compactado origina su
sinterización, esto es, densifica la mezcla de polvos metálicos sin
licuar toda la mezcla de modo que los granos de diamante quedan
unidos por el metal sinterizado. Esto se denomina ocasionalmente
tecnología de unión de metalurgia en polvo.
Otro factor significativo que contribuye a una
liberación prematura de los granos de diamante de la herramienta
restauradora es la fuerza de la unión metálica. Las uniones más
débiles fallarán y liberarán granos de diamante bajo las condiciones
de servicio más rápidamente que uniones más fuertes y, así, las
herramientas débilmente unidas sufrirán un desgaste acelerado.
El diamante normalmente no se une bien a muchos
metales y aleaciones metálicas que son deseables para composiciones
de unión broncesoldadas. Se han desarrollado técnicas para
incrementar la fuerza de unión que suponen incorporar un metal
reactivo, como titanio, cromo o zirconio, en la composición
precursora de la unión. Este metal reactivo se caracteriza por su
capacidad de reaccionar directamente con el grano de diamante
formando una unión química fuerte con el grano. Así, estas
composiciones de unión denominadas de "metal activo" tienen
componentes reactivos y no reactivos. Usualmente los componentes no
reactivos constituyen la mayor parte de la composición de unión.
Los componentes no reactivos se alean formando una unión fuerte y
duradera que es adhesiva a la base. El componente reactivo se une
tenazmente por unión química al superabrasivo y tiene cohesión con
la aleación no reactiva. Por ejemplo, la patente de los Estados
Unidos número 4.968.326, de Wiand, describe un método de fabricar
una herramienta de diamante para cortar y erosionar que comprende
mezclar una sustancia formadora de carburo con una aleación de
broncesoldadura y un aglutinante temporal, aplicar la mezcla a un
sustrato de herramienta, aplicar partículas de diamante sobre la
herramienta recubierta con la mezcla y calentar los materiales así
combinados para formar inicialmente un recubrimiento de carburo
sobre el diamante. Después, el diamante recubierto con carburo se
broncesuelda a la herramienta. Las aleaciones de broncesoldadura
descritas son aleaciones basadas en níquel, plata, oro o cobre.
Un aspecto particularmente importante de crear
una herramienta restauradora duradera es que la composición
metálica de unión que embebe a los granos de diamante tenga una
interfaz adecuada con la base metálica para proporcionar una unión
fuerte. La geometría de la base puede ser un factor importante. La
figura 4 de la publicación PCT número WO 00/6340 (10 de febrero de
2000) ilustra la construcción en forma de borde de una herramienta
restauradora giratoria en la que cuatro granos abrasivos están
dispuestos en una pila formando un filo cortante ancho de un único
grano que sobresale del núcleo metálico de la herramienta. El borde
se forma con un ancho igual al ancho de los granos por lo que sólo
una zona circular estrecha del borde está en contacto con el
material de unión y no hay soporte lateral distinto que la
estructura del material de unión intergranular. Otras
configuraciones de herramientas restauradoras, como las de las
figuras 2 y 3 de la patente de los Estados Unidos número 4.805.536,
incluyen una estructura soporte metálica de la base de la
herramienta restauradora. Esta estructura soporte proporciona más
superficie para que la unión metálica se adhiera a la base
proporcionando así una conexión más fuerte entre la unión metálica
y la base.
Es deseable tener una herramienta restauradora
que tenga resistencia superior al desgaste de modo que se pueda
reducir la frecuencia de sustitución de la herramienta
restauradora. También es muy deseable proporcionar una herramienta
restauradora que pueda ser fabricada más sencillamente y con menos
mano de obra que herramientas convencionales.
En consecuencia, la invención proporciona ahora
una cuchilla restauradora para acondicionar herramientas abrasivas
que comprende: (i) un mango metálico con forma de barra rectangular
que define una base plana y una parte superior plana paralela a la
base y que tiene una prolongación que sobresale longitudinalmente
desde un extremo del mango, (ii) granos superabrasivos y (iii) una
composición metálica broncesoldada que actúa uniendo químicamente
los granos superabrasivos a la prolongación, en la que la
composición metálica broncesoldada es una masa densificada
térmicamente que comprende un componente metálico de broncesoldadura
y un componente metálico activo y en la que los granos
superabrasivos están dispersos uniformemente en la composición
metálica broncesoldada y en una única capa en contacto con cada
grano adyacente.
También se proporciona una cuchilla restauradora
para acondicionar herramientas abrasivas que comprende: (i) un
mango metálico con forma de barra rectangular que define una base
plana y una parte superior plana paralela a la base y que tiene una
prolongación que sobresale longitudinalmente desde un extremo del
mango y (ii) una porción abrasiva que comprende granos
superabrasivos y una composición metálica broncesoldada que actúa
uniendo químicamente los granos superabrasivos a la prolongación,
en la que la prolongación es una chapa plana que tiene una cara que
está a nivel con la base y definiendo la cara opuesta una cara
plana, y en la que los granos superabrasivos están dispersos
uniformemente en la composición metálica broncesoldada y situados
adyacentes a la cara plana y en una única capa de modo que cada
grano está en contacto lateral con cada grano adyacente.
Se proporciona además una cuchilla restauradora
para acondicionar herramientas abrasivas que comprende: (i) un
mango metálico con forma de barra rectangular que define una base
plana y una parte superior plana paralela a la base y que tiene una
prolongación que sobresale longitudinalmente desde un extremo del
mango y (ii) una porción abrasiva que comprende granos
superabrasivos y una composición metálica broncesoldada que actúa
uniendo químicamente los granos superabrasivos a la prolongación,
en la que los granos superabrasivos están dispersos uniformemente
en la composición metálica broncesoldada y en una única capa en
contacto con cada grano adyacente y en la que la prolongación
comprende una pluralidad de paredes planas alargadas paralelas
entre sí y perpendiculares a la base del mango formando calles
alargadas entre paredes consecutivas y en la que los granos
superabrasivos y la composición metálica broncesoldada está situados
en las calles.
La invención se refiere también a un método para
preparar una herramienta restauradora, método que comprende: (a)
proporcionar un mango metálico con forma de barra rectangular que
define una base plana y una parte superior plana paralela a la base
y que tiene una prolongación que sobresale longitudinalmente de un
extremo del mango, (b) aplicar a la prolongación una capa de una
composición metálica de broncesoldadura que comprende como
componentes un metal de broncesoldadura y un metal activo, (c)
prensar granos superabrasivos en la pasta para formar una única
capa de granos superabrasivos en contacto lateral entre sí y obtener
un precursor de la cuchilla, y (d) calentar el precursor de la
cuchilla para licuar la composición metálica de broncesoldadura y
crear una unión entre los componentes de la composición metálica de
broncesoldadura y los granos superabrasivos.
La figura 1A es una vista en perspectiva de un
mango y prolongación de una realización básica de una cuchilla
restauradora de acuerdo con esta invención.
La figura 1B es una vista en perspectiva de una
cuchilla restauradora formada usando el mango y prolongación de la
figura 1A.
La figura 2A es una vista en perspectiva de un
mango y prolongación de una realización preferida de una cuchilla
restauradora de acuerdo con esta invención.
La figura 3A es una vista en perspectiva de un
mango y prolongación de otra realización preferida de una cuchilla
restauradora de acuerdo con esta invención.
La figura 3B es una vista en perspectiva de una
cuchilla restauradora formada usando el mango y prolongación de la
figura 3A.
La figura 4A es una vista en perspectiva de un
mango y prolongación de otra realización preferida de una cuchilla
restauradora de acuerdo con esta invención.
La figura 4B es una vista en perspectiva de una
cuchilla restauradora formada usando el mango y prolongación de la
figura 4A.
La figura 5A es una vista en perspectiva de un
mango y prolongación de otra realización preferida de una cuchilla
restauradora de acuerdo con esta invención.
La figura 5B es una vista en perspectiva de una
cuchilla restauradora formada usando el mango y prolongación de la
figura 5A.
La nueva herramienta restauradora incluye un
mango metálico que tiene una prolongación conformada a la forma de
una cuchilla y destinada a soportar y retener una porción abrasiva
durante su funcionamiento. El abrasivo operativo de la porción
abrasiva es un material superabrasivo en forma de partículas
discretas, denominadas ocasionalmente en la presente memoria
"granos". Las partículas superabrasivas están fijadas a la
cuchilla con una unión realizada por una composición metálica
broncesoldada. La sección transversal de la sección de trabajo de la
herramienta se optimiza como se explica más adelante para
proporcionar rigidez lateral apropiada.
La estructura de la nueva herramienta
restauradora puede ser mejor entendida con referencia a las figuras
en las que elementos similares tienen números de referencia
idénticos. Como se ve en la figura 1A, la herramienta restauradora
10 tiene un cuerpo 10 en forma de barra rectangular con un mango 13
y una prolongación 14 que se extiende longitudinalmente desde un
extremo del mango. La descripción adopta la convención de que las
direcciones relativas a la estructura de la herramienta
restauradora identificadas por las flechas rotuladas L, W y H en la
figura 1A son la longitudinal (o longitud), lateral (o ancho) y
altura, respectivamente. La herramienta ilustrada tiene una parte
superior plana 15 y una base plana 17 paralela a la parte superior.
El fin principal del mango es proporcionar una empuñadura por la que
la herramienta pueda ser fijada por una máquina restauradora (no
mostrada) destinada convenientemente a recibir el mango. Aunque el
mango de la herramienta ilustrada tiene una forma de prisma
rectangular, se pueden usar otras formas. Por ejemplo, el mango
puede tener una sección transversal lateral en forma de
paralelogramo, trapezoide u otra forma.
Como se muestra, la prolongación 14 es parte
integral del cuerpo de la herramienta. Esta estructura es la
preferida y se puede formar mecanizando de una sola pieza de
material el mango y la prolongación. Alternativamente, se puede
formar la prolongación como pieza independiente y acoplarla al mango
por cualquier medio convencional adecuado. La prolongación debe
estar fijada rígidamente al mango y, como la herramienta estará
sometida a tensiones altas durante su funcionamiento, en el caso de
herramientas del tipo de mango-prolongación
independientes se recomiendan técnicas de fijación mecánica robusta,
como fijación por abrazaderas y pernos.
La herramienta restauradora tiene típicamente
una longitud de aproximadamente 30-50 mm y un ancho
de aproximadamente 10-20 mm. Usualmente la altura
del mango es aproximadamente 2-3 mm. La altura de la
prolongación es reducida para proporcionar espacio para la
composición metálica broncesoldada 8 (figura 1B). La prolongación
ilustrada 14 es una chapa plana que se extiende longitudinalmente
desde un extremo del mango y está a nivel con la base 17. Como se
ha mencionado, la prolongación debe ser lo suficientemente
resistente para conservar la integridad y rigidez durante su
funcionamiento. Es importante que la cuchilla tenga rigidez
suficiente para que los granos superabrasivos presentes en la punta
(esto es, el filo cortante de la prolongación más alejado del mango)
de la herramienta restauradora estén dimensionalmente estabilizados
con respecto a la pieza de trabajo que se ha de restaurar. Esto
permite realizar abrasión controlada con colocación exacta de la
punta contra la pieza de trabajo. Si la altura es demasiado
pequeña, la prolongación se puede deformar o romper. Preferiblemente
la altura de la prolongación es aproximadamente
10-25% de la altura del mango. La prolongación se
extiende lateralmente por todo el ancho del mango. En otras
realizaciones, la prolongación puede tener un ancho menor.
Como se ve en la figura 1B, la porción abrasiva
4 incluye una pluralidad de partículas superabrasivas 2. La
composición metálica broncesoldada 8 une las partículas a la
superficie 19 de la prolongación. Una característica nueva de la
presente invención es que las partículas superabrasivas están
colocadas preferiblemente de modo que están en contacto lateral con
cada partícula adyacente y presentes en el espesor de un grano
simple. En un dispositivo de una sola capa, las partículas
superabrasivas se seleccionan preferiblemente de modo que tengan un
tamaño sustancialmente
similar.
similar.
El valor de la conformación con altura de un
grano es que siempre hay una superficie superabrasiva con una
altura de un grano presentada a la herramienta que está siendo
restaurada durante todo el tiempo en que la herramienta restauradora
desgasta. Esto proporciona precisión geométrica y una vida útil
extraordinariamente larga (volumen de trabajo desgastado por unidad
de volumen de herramienta restauradora) de la herramienta
restauradora.
Es costumbre clasificar las partículas abrasivas
filtrándolas a través de tamices con aberturas, esto es, orificios,
de dimensiones conocidas. Así, las partículas abrasivas se
identifican por diámetros característicos correspondientes al
tamaño de los orificios de los tamices a través de los cuales pasan
las partículas y de los que retienen a las partículas. El espesor
de una porción abrasiva de una sola capa es preferiblemente menor
que dos diámetros característicos de las partículas superabrasivas
utilizadas. El espesor real de la porción superabrasiva será
ligeramente diferente del diámetro real de cualquier partícula
superabrasiva específica porque el tamaño de las partículas
individuales varía ligeramente del diámetro característico y
también debido al espesor añadido por la composición metálica
broncesoldada que embebe a las partículas superabrasivas.
En otra realización preferida (figuras 2A y 2B),
la prolongación 24 comprende además un par de paneles laterales 21A
y 21B situados en caras laterales opuestas de la prolongación. Los
paneles laterales sobresalen del nivel de la superficie plana 29 de
la porción interior de la prolongación y, junto con esta
superficie, forman un canal simple 23. Los paneles laterales
proporcionan mayor rigidez de la cuchilla para corte de precisión y
mayor soporte y superficie a la que se puede unir la composición
metálica broncesoldada. Así, las partículas superabrasivas 2 están
unidas más firmemente a la prolongación y resisten mejor a ser
desalojadas por impacto con la pieza de trabajo que está siendo
restaurada. Como se muestra, la altura de los paneles laterales 21A
y 21B es menor que la altura del mango 13. También se contemplan
otras configuraciones. Por ejemplo, la altura de los paneles
laterales puede ser uniformemente igual a la altura total del mango
por toda la longitud de la prolongación o el panel lateral puede
tener un perfil de altura que varia con la distancia longitudinal
desde el mango. Esto contribuye a proporcionar una herramienta
restauradora con mayor vida útil de servicio.
Opcionalmente, la prolongación puede incluir
adicionalmente un panel final 25 situado en el extremo de la
prolongación distante del mango. Normalmente el panel final se
extiende lateralmente por todo el ancho de la prolongación. Si está
presente, la altura del panel final debe ser tal que la parte
superior 26 del panel final está por encima de la superficie plana
29 de la prolongación. La altura del panel final puede ser tan alta
como la parte superior plana 15 del mango. Así, se ve que los
paneles laterales, el panel final y el mango forman una bandeja que
contiene a la composición metálica broncesoldada y a las partículas
superabrasivas. Adicionalmente la bandeja puede facilitar la
fabricación de la herramienta restauradora como se describirá más
adelante con más detalle. Si el panel final se extiende hasta una
altura intermedia entre las partículas superabrasivas más
exteriores 22 y la pieza de trabajo que ha de ser restaurada (no
mostrada), entonces el uso inicial de la herramienta restauradora
implicará erosionar el panel final en una extensión suficiente para
exponer las partículas 22.
En otra realización preferida (figuras 3A y 3B),
la nueva herramienta restauradora comprende una pluralidad de
paredes planas alargadas 31 que se extienden longitudinalmente
desde el mango 13. Las paredes son paralelas entre sí y
preferiblemente a las caras del cuerpo de la herramienta. También
están orientadas preferiblemente en planos perpendiculares a la
base del mango. Pares consecutivos de paredes forman calles
longitudinales 33. Las partículas superabrasivas 2 unidas a las
paredes de la prolongación por la composición metálica broncesoldada
están situadas en las calles.
Las paredes de la prolongación se pueden
extender hasta la altura total del mango, como se muestra en las
figuras 3A y 3B. Se pueden usar alturas de pared menores. Se pueden
usar partículas superabrasivas de tamaño adecuado para proporcionar
la porción abrasiva en el interior de las calles, como se ha
mencionado anteriormente. La configuración abrasiva de una sola
capa de la invención se caracteriza preferiblemente por partículas
superabrasivas de sustancialmente el mismo diámetro característico
y por paredes de altura menor que dos diámetros característicos de
las partículas superabrasivas. En una realización particularmente
preferida, los granos superabrasivos están dispuestos en una sola
fila formando hileras longitudinales, por ejemplo, la hilera 35 que
comprende los granos 35A-35D (figura 3A).
Preferiblemente las paredes 31 están separadas lateralmente por
igual y la distancia entre paredes consecutivas debe ser menor que
dos diámetros característicos de las partículas superabrasivas.
Esto facilita la fabricación de la herramienta restauradora de modo
que los granos están alineados en hileras. Se prefiere la
configuración alineada en hileras porque se reduce muchísimo el
desgaste de la cuchilla en comparación con otras configuraciones.
En consecuencia, se alarga considerablemente la vida útil de la
herramienta. Las paredes proporcionan además superficies excelentes
para que la composición metálica broncesoldada 8 una y fije así los
granos en el interior de las calles.
Las figuras 4A y 4B ilustran otra realización
preferida de una herramienta restauradora de una sola capa de
partículas superabrasivas de acuerdo con esta invención. En esta
realización, la prolongación 14 incluye adicionalmente una chapa
plana 45 que se extiende longitudinalmente desde el mango 23 y
lateralmente por todo el ancho de la prolongación. Una cara de la
chapa plana 46 contacta con cada una de las paredes planas 31
formando así el piso de las calles longitudinales 33.
Preferiblemente la cara opuesta 47 de la chapa plana 45 está a nivel
con la base plana 17 de la herramienta restauradora. La chapa plana
45 añade estabilidad lateral a la cuchilla y mayor superficie para
unir los granos 2 a la prolongación por la composición metálica
broncesoldada 8. Esta realización proporciona así a la cuchilla una
estructura más resistente y más rígida que la mostrada en la figura
3B. La función soporte de la chapa plana 45 también hace más fácil
la fabricación de una herramienta con una configuración de granos
abrasivos de una sola capa y en filas. Como la chapa plana 45 cubre
una cara de la cuchilla lateral y longitudinalmente, los granos
están expuestos sólo en el filo cortante de la cuchilla distante del
mango y en la cara superior de cada calle. En comparación con la
configuración de cuchilla denominada "de dos caras" (figura
3B), la cuchilla mostrada en la figura 4B es "de una
cara".
Las figuras 5A y 5B representan una realización
preferida de la nueva herramienta restauradora que incorpora
características beneficiosas de las realizaciones de las figuras 3B
y 4B. La prolongación comprende una pluralidad de chapas planas 55
que se extienden longitudinalmente desde el mango 13. Las chapas
conectan con pares consecutivos de paredes 31 alternativamente por
arriba y por abajo formando una sección transversal lateral en
forma de serpentina ortogonal 56 (esto es, como se ve observando la
cuchilla de la herramienta restauradora en dirección longitudinal).
Preferiblemente las paredes se extienden hasta la altura total del
mango y las chapas planas alternas están alineadas a nivel con la
parte superior y la base. La realización representada es así una
configuración de cuchilla "de dos caras". Las cuchillas de dos
caras proporcionan ventajosamente poder usar cada cara de la
cuchilla para restaurar una herramienta abrasiva. Así se aumentan
las opciones para fijar la cuchilla en la relación a la
herramienta. Por ejemplo, con la cuchilla de dos caras se pueden
restaurar simultáneamente dos muelas abrasivas. También, si se
embota la porción abrasiva de una cara de la cuchilla, se puede
invertir la cuchilla para aplicar la cara inversa más abrasiva a la
pieza de trabajo que se ha de restaurar. La unión química entre la
broncesoldadura activa y el grano de diamante crea fuerza mecánica
suficiente en una cara simple de granos de diamante para hacer
posibles estos beneficios.
El mango y la prolongación se deben formar de un
metal resistente para herramientas. La identificación de
composiciones metálicas resistentes para herramientas es bien
conocida en la técnica. Composiciones representativas incluyen
hierro, molibdeno, tungsteno y aleaciones con metales y otros
elementos, como acero, tungsteno/cobre, etc.
El término "superabrasivo" significa un
material que tiene una dureza extremadamente alta y que es útil
para erosionar otras superficies duras. El diamante, nitruro de
boro cúbico y mezclas de estos en cualquier proporción se consideran
superabrasivos. El diamante, natural o sintético, es el
superabrasivo preferido. El superabrasivo se utiliza en esta
invención en forma de partículas. El término "partícula" usado
en la presente memoria no está limitado a cualquier forma o tamaño
específico. Usualmente, las partículas superabrasivas son de forma
irregular; sin embargo, se pueden usar partículas de una forma
predeterminada, como una hoja o película de diamante.
El tamaño de las partículas superabrasivas se
selecciona de modo que sea compatible con el diseño de la
herramienta restauradora. La herramienta se diseña de modo que
tenga un radio cortante predeterminado y una dimensión del filo
cortante adecuada para restaurar tipos preseleccionados de piezas
de trabajo. Se debe entender que la herramienta restauradora de
esta invención está ideada principalmente para conformar las
superficies cortantes, afilar y limpiar residuos procedentes del
reacondicionamiento de herramientas abrasivas. En consecuencia, se
prefieren partículas superabrasivas que tengan una dimensión
característica en el intervalo de aproximadamente 0,1 \mum a
aproximadamente 5 mm. En cualquier aplicación dada de la
herramienta abrasiva se puede emplear un intervalo mucho más
estrecho de tamaños de partículas. El tamaño de partículas de granos
superabrasivos comerciales típicos varia usualmente de
aproximadamente 0,045 a aproximadamente 1,17 mm. Ciertos abrasivos
denominados a veces "microabrasivos" tienen un tamaño de
partículas que puede variar de aproximadamente 0,1 a aproximadamente
60 \mum.
La nueva herramienta restauradora incluye una
composición metálica broncesoldada que sirve para unir los granos
superabrasivos. El término "composición metálica
broncesoldada" significa la unión metálica densificada
conseguida después de calentar los componentes de unión en un
proceso de broncesoldadura para fijar los granos superabrasivos en
la matriz metálica y a la prolongación metálica de la herramienta
restauradora. El proceso de broncesoldadura implica calentar la
composición de unión de partículas de polvos mixtos y opcionalmente
un aglutinante líquido a una temperatura elevada de broncesoldadura
a la que una fracción principal de los componentes sólidos se licua
y forma una solución líquida que fluye alrededor de las partículas
superabrasivas. Después de enfriarla, la composición metálica
broncesoldada ancla a las partículas superabrasivas y queda
adherida a la prolongación metálica. El proceso de broncesoldadura
que utiliza componentes preferidos para la presente invención se
describe en detalle en la patente de los Estados Unidos número
5.832.360, cuya descripción se incorpora en su totalidad en la
presente memoria.
La composición metálica broncesoldada comprende
preferiblemente como componentes un metal de broncesoldadura y un
metal activo. El metal activo puede reaccionar con los granos
abrasivos en condiciones de sinterización no oxidante formando un
carburo o un nitruro y uniendo así los granos abrasivos en la matriz
metálica. El metal activo incluye preferiblemente materiales como
titanio, zirconio, cromo y hafnio y sus hidruros, aleaciones y
combinaciones de los mismos. Se prefiere el titanio o su
hidruro.
Se ha demostrado que el titanio, en una forma
que es reactiva con el superabrasivo, incrementa la fuerza de unión
entre el abrasivo y la composición metálica broncesoldada. El
titanio puede ser añadido a la mezcla de componentes en forma
elemental o de compuesto. El titanio elemental reacciona con el
oxígeno formando dióxido de titanio y así tiende a no estar
disponible para reaccionar con el diamante durante la
broncesoldadura. Por lo tanto, añadir titanio elemental es menos
preferido cuando esté presente oxígeno. Preferiblemente el titanio
se añade a la mezcla del material de unión en forma de hidruro de
titanio (TiH_{2}), que es estable a temperaturas de hasta
400-600ºC. Por encima de aproximadamente
400-600ºC, en una atmósfera inerte o bajo vacío, el
hidruro de titanio se disocia en titanio e hidrógeno.
El metal de broncesoldadura usado en combinación
con el metal activo comprende preferiblemente metales seleccionados
del grupo que consiste en cobre, níquel, plata, estaño, zirconio,
silicio y hierro. Más preferiblemente el metal de broncesoldadura
comprende cobre y estaño. En algunas situaciones puede ser
ventajoso añadir plata a la mezcla que comprende cobre y estaño para
facilitar que la composición metálica broncesoldada se desprenda de
la prolongación metálica.
Los materiales de unión preferibles usados para
formar una composición metálica broncesoldada de la presente
invención incluyen polvos de cobre, estaño e hidruro de titanio,
opcionalmente con la adición de polvo de plata. Preferiblemente la
composición metálica broncesoldada usada en la invención comprende,
como componentes metálicos activos, aproximadamente
50-90% en peso de cobre, aproximadamente
5-35% en peso de estaño y aproximadamente
5-15% en peso de titanio o hidruro de titanio. Más
preferiblemente la composición metálica broncesoldada comprende
aproximadamente 50-80% en peso de cobre,
aproximadamente 15-25% en peso de estaño y
aproximadamente 5-15% en peso de titanio o hidruro
de titanio. Lo más preferiblemente la composición metálica
broncesoldada comprende aproximadamente 70% en peso de cobre,
aproximadamente 21% en peso de estaño y aproximadamente 9% en peso
de titanio o hidruro de titanio.
Las composiciones metálicas broncesoldadas de la
nueva herramienta restauradora comprenden además opcionalmente una
pluralidad de partículas de un componente duro distinto de otros
materiales definidos en la presente memoria como superabrasivos. El
componente duro opcional proporciona a la herramienta abrasiva
mayor resistencia a la abrasión. Esto es, la presencia del
componente duro aumenta la duración de la unión metálica por lo que
esta unión tiende a no fallar antes de que se agoten los granos
abrasivos por el proceso de restauración. Se necesitan
concentraciones mayores de componente duro en herramientas
restauradoras que están sometidas a las fuerzas abrasivas presentes
durante el reacondicionamiento de herramientas abrasivas. El
componente duro es un carburo o boruro metálico o un material
cerámico que tenga preferiblemente una dureza de por lo menos 1.000
Knoop, más preferiblemente de aproximadamente
1.000-3.000 Knoop, medida aplicando una fuerza de
500 g. Los componentes duros preferidos incluyen carburo de
tungsteno, boruro de titanio, carburo de silicio, óxido de aluminio,
boruro de cromo, carburo de cromo y combinaciones de los
mismos.
Preferiblemente las partículas del componente
duro son de forma irregular y el componente duro mantiene su
carácter particular en la matriz formada por la composición
broncesoldada. Esto es, después de que tenga lugar el proceso de
broncesoldadura para formar la composición metálica broncesoldada a
partir de sus componentes constituyentes, las partículas del
componente duro permanecen como entidades en partículas distintas
dispersas en la matriz. En consecuencia, es importante seleccionar
el componente duro a partir de materiales que fundan a una
temperatura igual o inferior a la temperatura de
broncesoldadura.
Cuando se utilizan componentes duros,
preferiblemente la composición metálica broncesoldada comprende
aproximadamente 50-83% en peso de componente duro,
aproximadamente 15-30% en peso de componente
metálico de broncesoldadura y aproximadamente 2-40%
en peso de metal activo, más preferiblemente aproximadamente
55-78% en peso de componente duro, aproximadamente
20-35% en peso de componente metálico de
broncesoldadura y aproximadamente 2-10% en peso de
metal activo, y lo más preferiblemente aproximadamente
60-75% en peso de componente duro, aproximadamente
20-30% en peso de componente metálico de
broncesoldadura y aproximadamente 2-5% en peso de
metal activo.
Se debe entender además que la composición
metálica de broncesoldadura puede incluir también cantidades
menores de componentes adicionales no fugaces, como lubricantes
(por ejemplo, ceras) o abrasivos o cargas secundarias o cantidades
menores de otros materiales de unión conocidos en la técnica.
Generalmente dichos componentes adicionales pueden estar presentes
en cantidades de hasta 5% en peso de la composición metálica
broncesoldada.
Preferiblemente los componentes de la
composición metálica broncesoldada se suministran en forma de
polvo. El tamaño de partículas del polvo no es critico; sin
embargo, se prefiere un polvo con un tamaño menor que el tamiz de
malla 325 (tamaño de partículas 44 \mum). La mezcla precursora de
la composición metálica broncesoldada se prepara mezclando los
ingredientes, por ejemplo, mezclando en un tambor giratorio, para
dispersar los componentes hasta obtener una concentración uniforme.
Cuando se utiliza cobre y estaño como metales de broncesoldadura,
puede ser ventajoso suministrarlos en forma de aleación de bronce
en polvo en lugar de como componentes individuales. La mezcla en
polvo se puede aplicar directamente a la prolongación metálica. Sin
embargo, preferiblemente se mezclan los componentes en forma de
polvos secos con un aglutinante fugaz líquido para formar una pasta
pegajosa viscosa. En forma de pasta, se pueden dispensar y aplicar
con seguridad los componentes de la composición metálica
broncesoldada. Procedimientos detallados para formar y aplicar las
composiciones metálicas broncesoldadas se describen en la patente
de los Estados Unidos número 5.832.360, cuya descripción se
incorpora en su totalidad en la presente memoria como
referencia.
Para preparar la nueva herramienta restauradora,
se proporciona un mango metálico con forma de barra rectangular y
que tiene una prolongación que sobresale longitudinalmente de un
extremo del mango. Se mezclan polvos de la composición metálica de
broncesoldadura, por ejemplo, polvos de carburo de tungsteno,
cobalto e hidruro de titanio, para formar una mezcla en polvo. Se
depositan sobre la prolongación granos superabrasivos del tamaño
seleccionado. En el caso de herramientas restauradoras del tipo
abrasivo de una sola capa, los granos individuales se pueden
colocar manualmente. También se pueden colocar los granos
automáticamente con equipo de recogida y colocación. En otra técnica
de fabricación se puede aplicar uniformemente un recubrimiento de
adhesivo volátil a la superficie plana de la prolongación. Se dejan
caer los granos sobre el adhesivo y se separan los granos en exceso
inclinando la cuchilla para formar una sola capa de granos
adheridos temporalmente a la superficie de la prolongación.
Opcionalmente se pueden disponer los granos según una disposición
geométrica o de otro tipo distanciándolos para que granos
adyacentes no contacten entre sí o distanciándolos para que tengan
un contorno común. Colocados los granos en su sitio, se puede
añadir la mezcla en polvo alrededor de los granos. En otra técnica
contemplada la mezcla en polvo se mezcla con un aglutinante líquido
temporal para formar una pasta. La pasta se carga en la(s)
calle(s) de la prolongación. Después se colocan los granos
en la pasta y se elimina la pasta en exceso, por ejemplo, por
barrido.
El precursor de la herramienta restauradora así
formado se somete después a condiciones de broncesoldadura para
unir permanentemente los granos a la prolongación. Se debe cuidar
de realizar la broncesoldadura bajo condiciones seleccionadas para
evitar la oxidación del metal activo y del diamante. Cuando se usa
hidruro de titanio como componente metálico activo, se eleva la
temperatura para permitir la disociación térmica del hidruro de
titanio y formar un material compuesto que contiene una fase de
carburo de titanio que une firmemente el diamante a la fase
metálica de la composición metálica broncesoldada. La etapa de
broncesoldadura se realiza generalmente bajo vacío o en una
atmósfera no oxidante a una presión de 0,01 a 1 \mum de Hg y a
una temperatura de aproximadamente 800 a aproximadamente 1.200ºC.
En una etapa adicional opcional, el material compuesto broncesoldado
puede ser infiltrado bajo vacío con un componente infiltrante para
densificar totalmente la herramienta abrasiva y eliminar
sustancialmente toda porosidad. Aunque para este fin se pueden
utilizar muchos materiales, se prefiere el cobre.
A continuación se ilustra esta invención con
ejemplos de ciertas realizaciones representativas de la misma, en
las que todas las partes, proporciones y porcentajes son en peso
salvo que se indique lo contrario.
Este ejemplo describe una herramienta que tiene
una bandeja simple y que ilustra el formato descrito en las figuras
2A y 2B. La herramienta se fabricó mecanizando primero una bandeja
cuadrada de 10 mm de lado y 1 mm de altura en una barra de acero de
2 x 12,5 x 38 mm. La bandeja se llenó con una pasta de
broncesoldadura compuesta de 15% en volumen de un aglutinante
orgánico acuoso (Vitta Corp.) y 70% en volumen de componentes de
broncesoldadura en polvo. Los componentes de broncesoldadura
consistían en 70% en peso de cobre, 21% en peso de estaño y 9% en
peso de hidruro de titanio (TiH_{2}). La bandeja se cargó después
con diamante SDA 100+, de malla 20/25 (DeBeers), por desplazamiento
de la pasta de broncesoldadura. El exceso de pasta de
broncesoldadura se eliminó por barrido y después la herramienta
resultante se secó en aire a temperatura ambiente. Después se
calentó la herramienta a 880ºC durante 0,5 horas en un horno en
vacío a una presión de 0,01-1 \mum de Hg y a
continuación se enfrió a temperatura ambiente. Se terminó haciendo
plana la superficie expuesta del abrasivo y eliminando el acero
residual en la parte frontal de la herramienta.
La herramienta preparada en el ejemplo 1 se
ensayó restaurando una muela abrasiva 5SG de grano 80 y calidad K.
Se comparó su comportamiento con el de una herramienta restauradora
disponible comercialmente y fabricada por el método convencional de
colocar en un molde diamantes en una matriz de un metal en polvo y
sinterizando o prensando en caliente el conjunto para obtener un
material compacto denso. El movimiento de compactación inherente a
una operación de prensado de un metal en polvo origina
frecuentemente diamantes que salen de su plano. Se utilizaron dos
muestras de la cuchilla disponible comercialmente. Los resultados de
los ensayos comparativos se presentan en la tabla 1. En todos los
casos la velocidad transversal fue 28 cm/min. El "índice de
desgaste" es el volumen de muela eliminado por unidad de
longitud de la herramienta.
Estos datos de la tabla 1 ilustran que, a pesar
de duplicar la altura de corte en cada pasada (0,0051 cm frente a
0,0025 cm), el índice de desgaste de la herramienta del ejemplo 1
fue mayor que el triple del índice de desgaste de la cuchilla
restauradora disponible comercialmente, con tamaño idéntico del
diamante. En otros ensayos, la nueva cuchilla del ejemplo 1 también
exhibió un indice de desgaste aproximadamente 2 a 5 veces mayor que
el de dos herramientas restauradoras comerciales diferentes de
diamante, de diseño comparable y fabricadas con una unión de matriz
de metal en polvo sinterizado.
Este ejemplo describe la preparación y ensayos
de una herramienta restauradora que tiene el formato ilustrado en
la figura 5B.
Se preparó la preforma de la herramienta con una
estructura del tipo mostrado en la figura 5A. Sin embargo, en este
ejemplo la herramienta tenía 9 hileras de abrasivo broncesoldado
contenido en calles mecanizadas en la preforma de acero (5 calles
expuestas en una superficie, 4 en la otra). Las calles se llenaron
con una pasta de broncesoldadura compuesta de 15% en volumen de un
aglutinante orgánico acuoso (Vitta Corp.) y 70% en volumen de
componentes de broncesoldadura en polvo. Los componentes de
broncesoldadura consistían en 70% en peso de cobre, 21% en peso de
estaño y 9% en peso de hidruro de titanio. Las calles se cargaron
después con diamante SDA 100+, de malla 20/25 (DeBeers), por
desplazamiento de la pasta de broncesoldadura. El exceso de pasta de
broncesoldadura se eliminó por barrido y después la herramienta
resultante se secó en aire a temperatura ambiente. Después se
calentó la herramienta a 880ºC durante 0,5 horas en un horno en
vacío a una presión de 0,01-1 \mum de Hg y a
continuación se enfrió a temperatura ambiente. Se terminó
rectificando las superficies superior e inferior para abrir los
suelos y techos de las calles.
Se ensayó esta herramienta moldurando la rueda
reguladora de una muela sin centro usada en la fabricación de púas
inyectoras de combustible. Se demostró que su vida útil fue el
doble de la de una cuchilla comercial de diamante unido por un metal
en polvo sinterizado.
Se fabricó una herramienta por el mismo
procedimiento descrito en el ejemplo 1. En este caso, después de
las etapas de broncesoldadura y calentamiento, la chapa metálica
que formaba el fondo de la bandeja de la cuchilla de una cara se
eliminó rectificando para exponer la cara inferior de los diamantes.
Esto originó una cuchilla extremadamente fina (1,0 mm) y muy
resistente que se usó con éxito para moldurar transversalmente una
muela abrasiva de alúmina unida por vidrio. Cuchillas de esta
dimensión tan fina formadas mediante tecnología convencional de
metalurgia en polvo carecían de fuerza suficiente para soportar una
molduración transversal.
Aunque en la descripción precedente se han
seleccionado formas específicas de la invención para ilustrar
términos específicos con el fin de describir total y ampliamente
estas formas de la invención a los expertos en la técnica
correspondiente, se debe entender que, dentro del alcance y espíritu
de las reivindicaciones siguientes, se contemplan diversas
sustituciones y modificaciones que originen resultados y/o
comportamientos sustancialmente equivalentes o superiores.
Claims (35)
1. Una cuchilla restauradora para acondicionar
herramientas abrasivas que comprende (i) un mango metálico con
forma de barra rectangular que define una base plana y una parte
superior plana paralela a la base y que tiene una prolongación que
sobresale longitudinalmente desde un extremo del mango, (ii) granos
superabrasivos y (iii) una composición metálica broncesoldada que
actúa uniendo químicamente los granos superabrasivos a la
prolongación, en la que la composición metálica broncesoldada es
una masa densificada térmicamente que comprende un componente
metálico de broncesoldadura y un componente metálico activo y en la
que los granos superabrasivos están dispersos uniformemente en la
composición metálica broncesoldada y en una única capa en contacto
con cada grano
adyacente.
adyacente.
2. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que los granos superabrasivos se
seleccionan del grupo que consiste en granos de diamante, granos de
nitruro de boro cúbico y mezclas de los mismos.
3. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que los granos superabrasivos son granos de
diamante.
4. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que el componente metálico activo se
selecciona del grupo que consiste en titanio, zirconio, cromo,
hafnio y sus hidruros, aleaciones y combinaciones de los mismos.
5. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 4, en la que el componente metálico activo es
titanio o un hidruro de éste.
6. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que el componente metálico de
broncesoldadura comprende metales seleccionados del grupo que
consiste en cobre, plata, estaño, zirconio, silicio y hierro.
7. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que el componente metálico de
broncesoldadura comprende cobre y estaño.
8. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 5, en la que el componente metálico de
broncesoldadura comprende cobre y estaño.
9. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 5, en la que la composición metálica broncesoldada
comprende aproximadamente 50-90% en peso de cobre,
aproximadamente 5-35% en peso de estaño y
aproximadamente 5-15% en peso de titanio o un
hidruro de éste.
10. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 9, en la que la composición metálica broncesoldada
comprende aproximadamente 50-80% en peso de cobre,
aproximadamente 15-25% en peso de estaño y
aproximadamente 5-15% en peso de titanio o un
hidruro de éste.
11. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la composición metálica broncesoldada
comprende aproximadamente 70% en peso de cobre, aproximadamente 21%
en peso de estaño y aproximadamente 9% en peso de titanio o un
hidruro de éste.
12. Una cuchilla restauradora para acondicionar
herramientas abrasivas que comprende: (i) un mango metálico con
forma de barra rectangular que define una base plana y una parte
superior plana paralela a la base y que tiene una prolongación que
sobresale longitudinalmente desde un extremo del mango y (ii) una
porción abrasiva que comprende granos superabrasivos y una
composición metálica broncesoldada que actúa uniendo químicamente
los granos superabrasivos a la prolongación, en la que la
prolongación es una chapa plana que tiene una cara que está a nivel
con la base y definiendo la cara opuesta una cara plana, y en la que
los granos superabrasivos están dispersos uniformemente en la
composición metálica broncesoldada y situados adyacentes a la cara
plana y en una única capa de modo que cada grano está en contacto
lateral con cada grano adyacente.
13. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 12, en la que todos los granos superabrasivos son
aproximadamente del mismo tamaño y tienen un diámetro
característico y en la que los granos superabrasivos y la
composición metálica broncesoldada definen una capa abrasiva que
tiene un espesor menor que dos diámetros característicos.
14. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 12, en la que la cuchilla comprende además un par de
paneles laterales cada uno de los cuales está situado en lados
laterales opuestos de la prolongación definiendo entre ellos un
canal simple destinado a contener los granos superabrasivos y la
composición metálica bronce-
soldada.
soldada.
15. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 14, en la que los paneles laterales tienen una
altura que se extiende desde la base hasta la parte superior del
mango a lo largo de sus longitudes totales.
16. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 14, en la que los paneles laterales tienen una
altura que se extiende desde la base hasta debajo de la parte
superior del mango a lo largo de una porción de sus longitudes.
17. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 16, en la que la prolongación comprende además un
panel final situado en una extremidad de la prolongación distante
longitudinalmente del mango de modo que el panel final, los paneles
laterales y el mango definen entre ellos una bandeja simple
destinada a contener los granos superabrasivos y la composición
metálica broncesoldada.
18. Una cuchilla restauradora para acondicionar
herramientas abrasivas que comprende: (i) un mango metálico con
forma de barra rectangular que define una base plana y una parte
superior plana paralela a la base y que tiene una prolongación que
sobresale longitudinalmente desde un extremo del mango y (ii) una
porción abrasiva que comprende granos superabrasivos y una
composición metálica broncesoldada que actúa uniendo químicamente
los granos superabrasivos a la prolongación, en la que los granos
superabrasivos están dispersos uniformemente en la composición
metálica broncesoldada y en una única capa en contacto con cada
grano adyacente y en la que la prolongación comprende una pluralidad
de paredes planas alargadas paralelas entre sí y perpendiculares a
la base del mango formando calles alargadas entre paredes
consecutivas y en la que los granos superabrasivos y la composición
metálica broncesoldada está situados en las calles.
19. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 18, en la que todos los granos superabrasivos son
aproximadamente del mismo tamaño definido por un diámetro
característico y las paredes tienen una altura menor que dos
diámetros característicos.
20. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 19, en la que las paredes están separadas
lateralmente por una distancia menor que dos diámetros
característicos y los granos superabrasivos contenidos en cada calle
están alineados en una única hilera que se extiende
longitudinalmente desde el mango.
21. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 18, en la que la prolongación comprende además una
chapa plana que tiene una cara que está a nivel con la base y en la
que las paredes se extienden desde la cara opuesta de la chapa
plana.
22. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 18, en la que la prolongación comprende además una
pluralidad de chapas planas que se extienden longitudinalmente
desde el mango, estando las chapas alineadas alternativamente a
nivel con la parte superior y la base y extendiéndose entre pares de
paredes formando una sección transversal lateral con forma de
serpentina ortogonal, conteniendo así a los granos superabrasivos y
a la composición metálica broncesoldada de calles lateralmente
sucesivas alternativamente en planos a nivel con la base y con la
parte superior del mango.
23. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la composición metálica broncesoldada
comprende una pluralidad de partículas de un componente duro
distinto de diamante y que tiene una dureza Rockwell C de por lo
menos aproximadamente 1.000 Knoop.
24. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 23, en la que el componente duro es un compuesto
seleccionado del grupo que consiste en carburo de tungsteno, boruro
de titanio, carburo de silicio, óxido de aluminio, boruro de cromo,
carburo de cromo y combinaciones de los mismos.
25. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la composición metálica broncesoldada
comprende además un componente infiltrante que actúa eliminando
toda la porosidad de la composición metálica broncesoldada.
26. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la prolongación es una chapa plana que
tiene una cara a nivel con la base y definiendo la cara opuesta una
superficie plana y en la que los granos superabrasivos están
situados adyacentes a la cara plana y en la que la composición
metálica broncesoldada comprende aproximadamente
50-90% en peso de cobre, aproximadamente
5-35% en peso de estaño y aproximadamente
5-15% en peso de titanio o un hidruro de éste.
27. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 26, en la que la prolongación comprende además un
par de paneles laterales cada uno de los cuales está situado en
caras laterales opuestas de la prolongación definiendo un canal
simple destinado a contener los granos superabrasivos y la
composición metálica broncesoldada y en la que la composición
metálica broncesoldada comprende aproximadamente
50-90% en peso de cobre, aproximadamente
5-35% en peso de estaño y aproximadamente
5-15% en peso de titanio o un hidruro de éste.
28. La cuchilla restauradora de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la prolongación comprende una
pluralidad de paredes planas paralelas entre sí y perpendiculares a
la base del mango formando calles alargadas entre paredes
consecutivas, en la que los granos superabrasivos y la composición
metálica broncesoldada están situados en las calles y en la que la
composición metálica de broncesoldada comprende aproximadamente
50-90% en peso de cobre, aproximadamente
5-35% en peso de estaño y aproximadamente
5-15% en peso de titanio o un hidruro de
éste.
éste.
29. Un método para preparar una cuchilla
restauradora para acondicionar herramientas abrasivas, método que
comprende:
(a) proporcionar un mango metálico con forma de
barra rectangular que define una base plana y una parte superior
plana paralela a la base y que tiene una prolongación que sobresale
longitudinalmente de un extremo del mango,
(b) aplicar a la prolongación una capa de una
composición metálica de broncesoldadura que comprende como
componentes un metal y un metal activo,
(c) prensar granos superabrasivos en la pasta
para formar una única capa de granos superabrasivos en contacto
lateral entre sí y obtener un precursor de la cuchilla, y
(d) calentar el precursor de la cuchilla para
licuar la composición metálica de broncesoldadura y crear una unión
entre los componentes de la composición metálica de broncesoldadura
y los granos superabrasivos.
30. El método de acuerdo con la reivindicación
29, en el que la prolongación comprende una chapa plana que tiene
una cara a nivel con la base y definiendo la cara opuesta una
superficie plana.
31. El método de acuerdo con la reivindicación
30, en el que la prolongación comprende además un par de paneles
laterales cada uno de los cuales está situado en caras laterales
opuestas de la prolongación definiendo entre ellos un canal simple
destinado a contener los granos superabrasivos y la composición
metálica broncesoldada.
32. El método de acuerdo con la reivindicación
31, en el que la prolongación comprende además un panel final
situado en una extremidad de la cuchilla distante longitudinalmente
del mango de modo que el panel final, los paneles laterales y el
mango definen entre ellos una bandeja simple destinada a contener
los granos superabrasivos y la composición metálica
broncesoldada.
33. El método de acuerdo con la reivindicación
29, en el que la prolongación comprende una pluralidad de paredes
planas paralelas entre sí y perpendiculares a la base del mango
formando calles alargadas entre paredes consecutivas y en la que los
granos superabrasivos y la composición metálica broncesoldada están
situados en las calles.
34. El método de acuerdo con la reivindicación
33, en el que la prolongación comprende una chapa plana que tiene
una cara a nivel con la base y en la que las paredes se extienden
desde la cara opuesta de la chapa plana.
35. El método de acuerdo con la reivindicación
33, en el que la prolongación comprende además una pluralidad de
chapas planas que se extienden longitudinalmente desde el mango,
estando las chapas alineadas alternativamente y a nivel con la
parte superior y la base y extendiéndose entre pares de paredes
formando una sección transversal lateral con forma de serpentina
ortogonal, conteniendo así a los granos superabrasivos y a la
composición metálica broncesoldada de calles lateralmente sucesivas
alternativamente en planos a nivel con la base y con la parte
superior del mango.
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