ES2325690T3 - Carcasa para una maquina de extrusion de doble tornillo y procedimiento de fabricacion. - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para la fabricación de una carcasa o de una sección de una carcasa (1) para una máquina de extrusión de doble tornillo, cuyos taladros del tornillo (3) que se solapan o bien están endurecidos solamente en secciones parciales radiales o cuyos taladros del tornillo (3) que se solapan presentan en secciones parciales radiales una capa endurecida más gruesa que en otras zonas parciales radiales, caracterizado porque en realizan en primer lugar en la carcasa maciza o bien en la sección maciza de la carcasa (1) unos taladros auxiliares (2), que se encuentran en el borde posterior de los taladros del tornillo (3) y se solapan con preferencia, porque a continuación se perforan los taladros del tornillo (3) y porque se aplica la capa endurecida en la zona de los taladros auxiliares (2) con preferencia a través de unión por difusión, especialmente a través del procedimiento HIP.

Description

Carcasa para una máquina de extrusión de doble tornillo y procedimiento de fabricación.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de una carcasa o de una sección de una carcasa para una máquina de extrusión de doble tornillo, cuyos taladros del tornillo que se solapan o bien están endurecidos solamente en secciones parciales radiales o cuyos taladros del tornillo que se solapan presentan en secciones parciales radiales una capa endurecida más gruesa que en otras zonas parciales radiales. Se refiere, además, a una carcasa o una sección de carcasa para una máquina de extrusión de doble tornillo, cuyos taladros del tornillo que se solapan solamente están endurecidos en secciones parciales radiales.
Se conocen a partir del documento DE 29 913 316 U un procedimiento y una carcasa de este tipo o una sección de carcasa de este tipo.
Estado de la técnica
Se conocen desde hace mucho tiempo máquinas de extrusión de doble tornillo y su carcasa. Con frecuencia, la carcasa está compuesta por varias secciones de carcasa, que están colocadas unas detrás de las otras en dirección axial y están atornilladas entre sí.
Es habitual endurecer los taladros del tornillo en la carcasa o bien en las secciones de la carcasa, porque aquí se produce un desgaste muy fuerte. Así, por ejemplo, la carcasa puede estar constituida por acero de nitruración bonificado. La carcasa es nitrurada a la medida acabada después de la mecanización y de esta manera alcanza la dureza deseada y el comportamiento de desgaste deseado. Es un inconveniente que después de una erosión de aproximadamente 0,1 mm, la capa de nitruración se ha consumido y el desgaste avanza entonces de manera esencialmente más rápida en el material blando. Tal carcasa o bien sección de carcasa no se puede regenerar ya y debe sustituirse.
Otra posibilidad consiste en fabricar los taladros de tornillo mayores e insertar entonces un casquillo con un espesor de pared de 10 mm, por ejemplo. Cuando el casquillo está desgastado, éste puede ser sustituido. Aquí es un inconveniente la elevada resistencia a la transmisión de calor entre el casquillo y la carcasa, porque el casquillo solamente está insertado a presión.
Diferentes procedimientos para el endurecimiento se describen en el documento DE 10048870 C. Se hace referencia especialmente al párrafo 6, en el que se menciona que en el taladro del tornillo se introduce un núcleo macizo o hueco, en el espacio intermedio entre el núcleo y la carcasa se rellena una mezcla de polvo de metal/carburo y éste se conecta con los taladros del tornillo por medio del procedimiento HIP (HIP = prensado isostático en caliente).
En el procedimiento HIP se compacta el material HIP en forma de polvo a más de 1000 bares y 1250ºC. A tal fin es necesaria una carcasa metálica, que está soldada de forma hermética al gas. (Hermético al gas también a estas temperaturas!). La cápsula metálica se rellena y se evacua a alto vacío. Se pueden emplear aleaciones fabricadas según la metalurgia del polvo, cuyo contenido de aleación no está sometido a las leyes de la solubilidad y a los diagramas de fases. El material fabricado está libre de licuación y tiene una textura isotrópica de grano muy fino.
Los materiales funcionales, por ejemplo mezclas de polvo de metal/carburo son relativamente caros. En este procedimiento conocido, es un inconveniente que toda la superficie envolvente de los taladros del tornillo es bonificada con el material caro.
Carcasas similares se conocen a partir de los documentos JP 04-344218 A y JP 04-368834 A. Sin embargo, aquí la capa endurecida está configurada en el interior en forma de dos taladros que se solapan, la capa límite entre el material de la carcasa y la capa endurecida es ovalada. De esta manera resulta una carcasa, en la que los taladros del tornillo presentan en zonas parciales radiales (a saber, exactamente en el plano de simetría entre los dos taladros) una capa endurecida más gruesa que en las otras zonas parciales radiales.
Una carcasa del tipo mencionado al principio para una máquina de extrusión de doble tornillo se conoce a partir del documento DE 29913316 U, ver especialmente la figura 5. Aquí se ha descrito ya la idea de prever materiales resistentes al desgaste solamente en una zona angular determinada de los taladros y, en concreto, en aquellas zonas, que están expuestas al máximo desgaste. Éste es el caso aproximadamente en la zona de 10-12 horas en el tornillo izquierdo y en la zona de 12-2 horas en el tornillo derecho. De acuerdo con esta publicación, en los materiales resistentes al desgaste se trata de insertos, que sobresalen un poco.
Se conoce a partir del documento US 5752770 A conectar la capa resistente al desgaste enrasada con la superficie restante, aunque en una zona angular algo diferente.
Es problemática la fabricación de una carcasa de este tipo. De acuerdo con el documento DE 29913316 U, los insertos se fabrican por separado y se fijan con tornillos de sujeción en ranuras de la carcasa. Por una parte, la fabricación de ranuras sobre la longitud de la carcasa de una máquina de extrusión es difícil y, por otra parte, con las fuerzas extremadamente altas en una máquina de extrusión tampoco la fijación con tornillos tensores es suficientemente fiable. En el documento US 5752770 A se propone la soldadura, lo que tampoco es fácil de realizar en los taladros largos, relativamente finos para los tornillos de la máquina de extrusión.
Publicación de la invención Cometido técnico
El cometido de la presente invención es mejorar el procedimiento del tipo mencionado anteriormente y la carcasa y la sección de la carcasa, respectivamente, del tipo mencionado al principio, para que se pueda realizar más fácilmente la unión y, sin embargo, de forma más fiable.
Solución técnica
Esto se soluciona según la invención a través del procedimiento del tipo mencionado al principio porque se introduce en primer lugar en la carcasa maciza o bien en la sección maciza de la carcasa unos taladros auxiliares, que se encuentran en el borde posterior de los taladros de tornillo y se solapan con preferencia, porque a continuación se perforan los taladros de tornillo y porque la capa endurecida se aplica en la zona de los taladros auxiliares con preferencia a través de unión por difusión, especialmente a través del procedimiento HIP.
En oposición al estado de la técnica no se comienza, por lo tanto, con la perforación de los taladros del tornillo, en los que deben introducirse posteriormente taladros, sino que se realizan en primer lugar taladros auxiliares y, en concreto, en la zona, que se encuentra entonces en el borde de los taladros del tornillo. Cuando se realizan entonces los taladros del tornillo, se obtienen a través de los taladros auxiliares automáticamente las cavidades.
Aunque aquí se habla de taladros auxiliares, éstos no tienen que estar fabricados necesariamente a través de perforación. Del mismo modo se pueden fresar o se pueden fabricar de otra manera. Los taladros auxiliares no tienen que pasar a través de toda la carcasa o bien toda la sección de la carcasa, cuando es suficiente una capa endurecida sobre una parte de la longitud axial.
Con preferencia, la capa funcional se forma en los taladros auxiliares, antes de que se perforen los taladros del tornillo.
Por lo tanto, en este caso, se realizan en primer lugar taladros auxiliares, se introduce en éstos con preferencia material HIP y se compacta por medio del procedimiento HIP. A continuación se realizan los taladros del tornillo -ahora de nuevo en el material macizo-. Naturalmente, en este caso es favorable que los taladros de tornillo sean fabricados antes de que el material HIP haya alcanzado su resistencia definitiva. En otro caso, existe el peligro de que los taladros se pierdan. Si deben realizarse los taladros del tornillo posteriormente, se puede evitar este problema porque se realiza en primer lugar un taladro de centrado y a continuación se perfora el taladro del tornillo y en este caso se conduce el varillaje a través del taladro de guía.
Pero de una manera alternativa a ello también es posible que se perforen en primer lugar los taladros auxiliares y los taladros del tornillo, que se inserte a continuación un núcleo en los taladros del tornillo y se forme después la capa endurecida.
Cuando el núcleo está insertado exactamente en los taladros de tornillo, entonces el material endurecido se encuentra exclusivamente en la zona de los taladros auxiliares. Cuando su diámetro es ligeramente menor, entonces se puede recubrir toda la superficie envolvente de los taladros del tornillo con el material endurecido, pero el material endurecido es correspondientemente más grueso en la zona de los taladros auxiliares.
Es favorable que el núcleo esté en forma de tubo. De esta manera, solamente se necesita poco material para su fabricación.
Esto es favorable sobre todo cuando se trata de un llamado núcleo perdido, es decir, que el núcleo es perforado después de la fabricación de la capa endurecida.
Pero también es posible recubrir el núcleo, por ejemplo, con cerámica, antes de que sea introducido en el taladro del tornillo, y retirar el núcleo después de que se ha fabricado la capa endurecida por medio del procedimiento HIP. A través de las condiciones, en las que se realiza el procedimiento HIP, se destruye el recubrimiento del núcleo, de manera que éste no entra en unión con el material endurecido. Por lo tanto, el núcleo de puede retirar y se puede reutilizar -después de que ha sido recubierto de nuevo-.
El material para la capa endurecida se puede introducir como polvo, pero también se puede fabricar en primer lugar un cuerpo sólido de la forma deseada y se puede introducir entonces este cuerpo sólido.
Una carcasa o bien una sección de la carcasa para máquinas de extrusión de doble tornillo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 8 de la patente se caracteriza de acuerdo con la invención porque la capa endurecida está conectada por difusión con la carcasa restante o bien con la sección de la carcasa. De esta manera se obtiene una unión extremadamente fiable entre la capa endurecida y la carcasa y, sin embargo, solamente se requiere poco material, porque la capa endurecida está prevista exclusivamente o en cualquier caso de forma predominante en aquella zona que está sometida al máximo desgaste.
Breve descripción de los dibujos
Con la ayuda del dibujo adjunto se explica en detalle la presente invención. Las figuras 1 a 8 muestran, respectivamente, una sección transversal a través de una sección de la carcasa de una máquina de extrusión en diferentes instantes durante la fabricación.
Forma(s) de realización de la invención
Una máquina de extrusión puede estar dividida en dirección axial en diferentes secciones funcionales, siendo las secciones típicas la zona de compresión, la zona de descompresión y la zona de dosificación. En la zona de compresión se produce mucho desgaste, en la zona de descompresión, que sirve para la desgasificación, el desgaste es pequeño y en la zona de dosificación, en cuyo extremo se conecta la tobera de la máquina de extrusión, se produce de nuevo mucho desgaste. La presente invención se emplea con preferencia en aquellas secciones en las que se produce mucho desgaste.
En una sección de la carcasa 1 (por ejemplo para la zona de dosificación), que está constituida por acero de nitruración, se realizan en primer lugar taladros auxiliares 2 (ver la figura 1). Estos taladros 2 se solapan entre sí y en concreto en la zona que corresponde al borde futuro de los taladros del tornillo. Estos taladros pueden pasar, pero no necesariamente a través de toda la sección de la carcasa 1. (En el caso de la zona de dosificación, se pueden perforar los taladros auxiliares 2 desde el extremo, donde debe colocarse posteriormente la tobera, y se hacen terminar delante del extremo opuesto, que se conecta en la zona de descompresión).
En estos taladros, se introduce ahora material HIP, por ejemplo acero al carbono y se lleva a cabo el procedimiento HIP (figura 2). Por lo tanto, se pueden realizar inmediatamente los taladros del tornillo 3 (ver la figura 3). En los tratamientos térmicos siguientes se configuran las propiedades deseadas de la superficie. En la figura 3 se puede ver la sección de la carcasa 1 acabada.
Si el material en los taladros auxiliares 2 debe presentar diferencias de dureza mayores en comparación con el material de la carcasa, entonces es conveniente realizar en primer lugar taladros de guía 4 (ver la figura 4). Estos taladros de guía 4 se perforan entonces, por ejemplo, con una taladradora de tracción hacia los taladros del tornillo 3 (ver la figura 3).
Cuando se utilizan tornillos recubiertos con carburo, pertenece al estado de la técnica emplear capas de material duro. En este caso, es necesario realizar en primer lugar los taladros auxiliares 2 y a continuación los taladros del tornillo 3 (ver la figura 5). A continuación se inserta un núcleo 5 en los taladros del tornillo, que los cierra, se introduce en la cavidad restante (es decir, en las mitades libres respectivas de los taladros auxiliares 2) el material para la capa de material duro (figura 6), que es sometido a continuación al procedimiento HIP. Cuando el núcleo 5 ha sido revestido previamente, por ejemplo, con una capa de cerámica, se puede retirar después del procedimiento HIP y se puede utilizar de nuevo. En otro caso, se conecta por difusión también con la capa de material duro y debe perforarse, pero no entra en contacto con la capa dura. El núcleo puede estar también en forma de tubo (figura 7).
Además, también es posible que el núcleo tenga un diámetro un poco más reducido que los taladros del tornillo, para que la capa de material duro se extienda sobre toda la periferia de los taladros del tornillo 3, pero sea más gruesa en la zona de los taladros auxiliares 2. Esto se representa en la figura 8.

Claims (8)

1. Procedimiento para la fabricación de una carcasa o de una sección de una carcasa (1) para una máquina de extrusión de doble tornillo, cuyos taladros del tornillo (3) que se solapan o bien están endurecidos solamente en secciones parciales radiales o cuyos taladros del tornillo (3) que se solapan presentan en secciones parciales radiales una capa endurecida más gruesa que en otras zonas parciales radiales, caracterizado porque en realizan en primer lugar en la carcasa maciza o bien en la sección maciza de la carcasa (1) unos taladros auxiliares (2), que se encuentran en el borde posterior de los taladros del tornillo (3) y se solapan con preferencia, porque a continuación se perforan los taladros del tornillo (3) y porque se aplica la capa endurecida en la zona de los taladros auxiliares (2) con preferencia a través de unión por difusión, especialmente a través del procedimiento HIP.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa endurecida se forma en los taladros auxiliares (2), antes de que sean perforados los taladros del tornillo (3).
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se perforan en primer lugar los taladros auxiliares (2) y los taladros del tornillo (3), porque a continuación se inserta un núcleo (5) en los taladros del tornillo (3) y luego se forma la capa endurecida.
4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque el núcleo (5) está en forma de tubo.
5. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado porque el núcleo (5) es perforado después de la fabricación de la capa endurecida.
6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque se recubre el núcleo (5) por ejemplo con una cerámica, que no se conecta con la capa HIP, antes de que sea insertada en el taladro del tornillo (3), y se retira después de que se ha fabricado la capa endurecida por medio del procedimiento HIP.
7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el material para la capa endurecida es introducido como polvo o como cuerpo sólido.
8. Carcasa o sección de carcasa (1) para una máquina de extrusión de doble tornillo, cuyos taladros del tornillo (3) que se solapan solamente están endurecidos en secciones parciales radiales, caracterizada porque la capa endurecida está conectada por difusión con la carcasa restante o bien con la sección de la carcasa (1).
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