ES2327481B1 - Procedimiento para realizar herramientas metalicas revestidas con material resistente a la abrasion. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para realizar herramientas
metálicas revestidas con material resistente a la abrasión
comprendiendo las siguientes etapas: preparar un molde con al menos
una cavidad definida por una superficie conjugada con la de un
modelo de la herramienta a obtener y que comprende zonas
correspondientes a las zonas de la herramienta a proteger contra la
abrasión; posicionar sobre dichas zonas de la cavidad elementos de
material antiabrasivo de modo que una primera porción de dichos
elementos esté en contacto con dichas zonas y una segunda porción
sobresalga de ellas; retener los elementos sobre dichas zonas;
colar en la cavidad el metal fundido que constituye la herramienta
hasta la cobertura de la segunda porción sobresaliente de los
elementos de material antiabrasivo; iniciar la solidificación del
metal para determinar la formación de la herramienta y anclaje de
los elementos de material antiabrasivo en el metal solidificado;
extraerla del molde.
Description
Procedimiento para realizar herramientas
metálicas revestidas con material resistente a la abrasión.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para realizar herramientas metálicas revestidas con
material resistente a la abrasión. La invención está
particularmente, pero no exclusivamente, dirigida a la realización
de partes protegidas contra el desgaste de máquinas para el
movimiento de tierras, como por ejemplo los dientes de palas
(cucharas) de excavadoras y cargadoras, utensilios para máquinas
escarificadoras y similares.
En el sector de las máquinas para el movimiento
de tierras, es ya conocido proteger con un material de elevada
resistencia mecánica las partes más sometidas al efecto abrasivo
causado por los trabajos de excavación y de derribo del terreno.
Dichos materiales protectores están generalmente constituidos por
partículas de carburo de tungsteno o similares, extremadamente
duras, que son aplicadas sobre las superficies de las herramientas
más expuestas a los procesos de erosión abrasiva.
Los actuales sistemas de aplicación se han
demostrado sin embargo un tanto laboriosos y afectados de
inconvenientes colaterales que limitan su eficacia de forma
bastante sustancial. En efecto, las partículas son en general
ancladas sobre la superficie a proteger de las herramientas
mediante soldadura, con la grave consecuencia de que el material
del cual están constituidas las herramientas, siendo sometido a
elevadas temperaturas, sufre una sensible disminución de las
propiedades mecánicas, en particular de la dureza y por tanto de la
resistencia a la abrasión. No solamente, pero la menor resistencia
al material al cual están ancladas las partículas favorece el
socavado y por tanto el despegado de estas últimas.
La finalidad de la presente invención es
proponer un procedimiento que permita eliminar en medida sustancial
los inconvenientes antes comentados y propios de los procedimientos
actualmente en uso para reducir, en las herramientas de movimiento
de tierras, el desgaste debido a la abrasión.
En el ámbito de dicha finalidad constituye un
objetivo de la presente invención la puesta a punto de un
procedimiento realizable sin tener que recurrir a técnicas
particularmente complejas, resultando por ello económicamente
ventajoso.
Un ulterior objetivo de la presente invención es
realizar un procedimiento utilizable en utensilios de cualquier
forma y empleo.
Dicha finalidad y dichos objetivos, así como
otros que se pondrán más claramente de manifiesto a continuación,
se obtienen mediante un procedimiento para realizar herramientas
metálicas revestidas con material resistente a la abrasión,
caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
- preparar un molde que presenta una cavidad
definida por una superficie conjugada con la de un modelo de la
herramienta que se quiere obtener y que comprende zonas
correspondientes a las zonas de la herramienta que se quieren
proteger contra la abrasión;
- posicionar sobre dichas zonas de la cavidad
elementos de material antiabrasivo de modo de una primera porción
de dichos elementos esté en contacto con dichas zonas y una segunda
porción sobresalga de las mismas;
- retener dichos elementos sobre dichas
zonas;
- colar en dicha cavidad el metal fundido que
constituye la herramienta hasta la cobertura de dicha segunda
porción sobresaliente de dichos elementos de material
antiabrasivo;
- iniciar la solidificación de dicho metal para
determinar la formación de la herramienta y el anclaje de dichos
elementos de material antiabrasivo en dicho metal solidificado;
- extraer la herramienta de dicho molde.
Otras características y ventajas de la invención
resultarán más evidentes a partir de la descripción detallada que
sigue de un ejemplo de realización del procedimiento sobre la base
de los planos anexos, en los cuales:
la figura 1 muestra una vista en perspectiva de
la parte frontal de una pala para excavadora dotada de dientes de
excavado protegidos contra el desgaste;
las figuras 2 y 3 muestran vistas en perspectiva
de dos formas de realización de los dientes de excavación que
constituyen las herramientas aplicadas al borde frontal de la pala
de la figura 1;
la figura 4 es una vista en planta de un molde
en el cual están previstas dos cavidades para la formación de dos
dientes simultáneamente;
la figura 5 es una vista del molde según el
plano de sección V-V de la figura 4;
la figura 6 es una vista a escala ampliada de
una porción de la sección representada en la figura 5;
la figura 7 es una vista en perspectiva de una
partícula que constituye el material antiabrasivo a aplicar sobre
la superficie de los dientes de la pala excavadora.
Haciendo referencia a la figura 1, con 1 está
indicada la parte frontal de una pala genérica para excavadora. El
borde frontal de la pala 1 está indicada con 2 y está provisto de
herramientas de excavación constituidas por dientes 3 adecuadamente
conformados para hacer eficaz su penetración en el terreno sobre el
cual deben operar.
En el ejemplo ilustrado, los dientes 3 tienen
una forma sustancialmente de cuña y presentan una base cuadrangular
4, vaciada interiormente para el acoplamiento con respectivos
engrosamientos 5 (en relación con su función llamados a continuación
portadientes) de forma complementaria que se proyectan delante del
borde frontal 2 de la pala 1. La fijación de los dientes 3 a los
portadientes 5 se realiza por medio de pernos 6 dispuestos a través
de orificios 7 de los dientes 3, alineados con respectivos
orificios practicados en los portadientes 5.
Las zonas de los dientes 3, más sometidas a
desgaste durante las operaciones de excavación, están revestidas
con material particularmente resistente a la abrasión. La figura 3
muestra la cara superior más solicitada por los fenómenos abrasivos,
sobre la cual el material abrasivo ha sido aplicado de modo que de
lugar a bandas transversales 8 paralelas entre
sí.
sí.
Naturalmente el material abrasivo puede estar
dispuesto teniendo en cuenta que la conformación de los dientes
puede variar según el modelado de los mismos y conferida para
optimizar la acción de rotura del terreno y en consideración con la
naturaleza del terreno en la cual los dientes deben penetrar. En la
figura 2 está previsto un revestimiento 9 con material antiabrasivo
que mira de proteger la punta y la dorsal longitudinal superior de
los dientes, como se requiere a menudo cuando los dientes deben
intervenir sobre terrenos de consistencia dura o pedregosa.
Ventajosamente el material antiabrasivo está
constituido por partículas 10 que presentan elevados valores de
dureza y preferentemente, pero no exclusivamente, constituidas por
carburo de tungsteno, titanio y similares.
Dichas partículas 10 están distribuidas sobre
las zonas más solicitadas por la abrasión y solidarizadas al metal
de los dientes durante la etapa de fundición de los dientes. Como
se evidencia en la figura 7 las partículas 10 están constituidas por
baldosas o plaquetas de forma prismática cuadrangular y presentan,
sobre las caras opuestas, relieves 11 y, centralmente, un orificio
12.
Las plaquetas 10 son solidarizadas a los dientes
en el contexto de la etapa de realización de estos últimos que es
realizada con técnicas tradicionales, mediante colada de metal
fundido en un molde. En la figura 4 se ha ilustrado solo uno
(indicado con 13) de los dos semimoldes que componen el molde y en
el cual están practicadas dos semicavidades 14 para la formación
simultánea de dos dientes 3. Las semicavidades 14 están conectadas,
a través de canales, con un bebedero común 15 de entrada a través
del cual, cuando el molde será completado y la cavidad cerrada con
la superposición del segundo semimolde, será introducido el metal
fundido.
En las zonas de los semimoldes, destinadas a
determinar las zonas de los dientes a proteger contra la abrasión,
están posicionadas y fijadas las plaquetas 10. La fijación de las
plaquetas 10 se obtiene por medio de varillas 16 plegadas en gancho
y clavadas en el material del molde a través del orificio 12. Las
plaquetas, como es visible en las figuras 5 y 6, pueden estar
dispuestas de plano o bien de canto sobre la superficie de la
semicavidad 14. Como se intuye, con la colada del metal en el molde
las plaquetas 10 son recubiertas y ancladas en el metal. El anclaje
es particularmente sólido por la presencia de los orificios 12 y de
los relieves 11 que hacen más eficaz el englobado de las plaquetas
10 en el metal fundido. Es relevante el hecho de que la estructura
del metal constitutivo del diente no resulta comprometida por
sucesivos "estrés" térmicos, como por ejemplo se verifican con
los tradicionales sistemas de anclaje de las partículas mediante
soldadura. De este modo, además de un mejor anclaje de las
plaquetas, quedan inalteradas las propiedades mecánicas de los
dientes tales como la resistencia mecánica a la fatiga, al
desgaste, al choque y a las tracciones.
En su realización práctica, el procedimiento es
susceptible de diversas modificaciones y variantes entran todas en
el ámbito de las reivindicaciones anexas. En particular, las placas
10 podrán ser fijadas en las semicavidades del molde sin recurrir a
elementos de retención como las varillas. Por ejemplo, está previsto
que las plaquetas están dotadas de cavidades, nervaduras y otros
resaltes capaces de permitir la penetración del material de fusión
y garantizar un sólido anclaje durante la solidificación.
Ventajosamente el material del molde en el cual
está formada la cavidad de conformado de los dientes está
constituido por arena.
Igualmente la forma de las plaquetas puede ser
cualquiera, por ejemplo poligonal (triangular, romboidal,
hexagonal), circular y similares, según las exigencias.
Claims (9)
1. Procedimiento para realizar herramientas
metálicas revestidas con material resistente a la abrasión,
caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
- preparar un molde que presenta por lo menos
una cavidad definida por una superficie conjugada con la de un
modelo de la herramienta que se quiere obtener y que comprende
zonas correspondientes a las zonas de la herramienta que se quieren
proteger contra la abrasión;
- posicionar sobre dichas zonas de la cavidad
elementos de material antiabrasivo de modo que una primera porción
de dichos elementos esté en contacto con dichas zonas y una segunda
porción sobresalga de las mismas;
- retener dichos elementos sobre dichas
zonas;
- colar en dicha cavidad el metal fundido que
constituye la herramienta hasta la cobertura de dicha segunda
porción sobresaliente de dichos elementos de material
antiabrasivo;
- iniciar la solidificación de dicho metal para
determinar la formación de la herramienta y el anclaje de dichos
elementos de material antiabrasivo en el metal solidificado; y
- extraer la herramienta de dicho molde.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque dichos elementos de material
antiabrasivo están anclados en dicha cavidad del molde mediante
medios de anclaje.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque dichos elementos de material
antiabrasivo están constituidos por plaquetas.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque dichas plaquetas están provistas de
relieves, aberturas, huecos y similares para garantizar un sólido
anclaje en el material de fusión.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado porque dichos medios de
anclaje están constituidos por varillas aptas para ser clavadas en
el material del molde y provistas de apéndices de retención para
dichas plaquetas.
6. Procedimiento según una o varias de las
reivindicaciones anteriores, para revestir con material
antiabrasivo los dientes de excavación de máquinas para movimiento
de tierras, caracterizado porque comprende las siguientes
etapas;
- preparar un molde que presenta por lo menos
una cavidad definida por una superficie conjugada con la de los
dientes y que comprende zonas correspondientes a las zonas de los
dientes que se quieren proteger contra la abrasión;
- posicionar sobre dichas zonas de la cavidad
elementos de material antiabrasivo de modo que una primera porción
de dichos elementos esté en contacto con dichas zonas y una segunda
porción sobresalga de las mismas;
- retener dichos elementos en dichas zonas;
- colar en dicha cavidad el metal fundido que
constituye los dientes hasta la cobertura de dicha segunda porción
sobresaliente de dichos elementos de material antiabrasivo;
- iniciar la solidificación de dicho metal para
determinar la formación de los dientes y el anclaje de dichos
elementos de material antiabrasivo en dicho metal solidificado;
- extraer los dientes de dicho molde.
7. Procedimiento según la reivindicación 6 y una
de las reivindicaciones 2 a 5.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque dichas platinas
están constituidas por carburo de tungsteno, titanio y
similares.
9. Procedimiento según una o varias de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
material del molde en el cual está formada la cavidad de conformado
de los dientes está constituido por arena.
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