ES2365483B2 - MULTIPLE COMPRESSION DEVICE AND METHOD IN ANGULAR CHANNEL - Google Patents
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Abstract
En la presente invención se propone un dispositivo y un método para el procesado múltiple y simultáneo de materiales mediante deformación plástica severa en canal angular. La invención se basa en el empleo de una disposición espacial de matrices con configuración en canal angular alojadas preferentemente en portamatrices, que están apiladas una contra otra, y un sistema de compresión múltiple que puede combinarse con un alimentador continuo de material a la zona de compresión, permitiendo así un procesado múltiple de materiales de gran eficiencia. Con relación a otros procesos desarrollados hasta la fecha, la invención posibilita la extrusión simultánea de varias piezas, reduciéndose al mismo tiempo significativamente las fuerzas necesarias para efectuar el cierre de las matrices empleadas.In the present invention, a device and a method for multiple and simultaneous processing of materials by severe plastic deformation in the angular channel are proposed. The invention is based on the use of a spatial arrangement of matrices with angular channel configuration preferably housed in matrix holders, which are stacked against each other, and a multiple compression system that can be combined with a continuous material feeder to the compression zone , thus allowing multiple processing of high efficiency materials. In relation to other processes developed to date, the invention enables the simultaneous extrusion of several pieces, while significantly reducing the forces necessary to effect the closure of the matrices used.
Description
- DISPOSITIVO Y MÉTODO DE COMPRESiÓN MÚLTIPLE EN CANAL CHANNEL MULTIPLE COMPRESSION DEVICE AND METHOD
- ANGULAR ANGULAR
- CAMPO DE LA INVENCiÓN FIELD OF THE INVENTION
- 5 5
- La invención se refiere principalmente al sector metalmecánico, The invention relates mainly to the metalworking sector,
- específicamente al área de procesado de materiales metálicos mediante specifically to the area of processing of metallic materials by
- deformación plástica severa. severe plastic deformation.
- 10 10
- ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR STATE OF THE PREVIOUS TECHNIQUE
- En los últimos años ha existido un interés creciente por las In recent years there has been a growing interest in
- técnicas de producción de materiales con tamaño de grano Grain size material production techniques
- submicrométrico y/o nanométrico, como consecuencia de la mejora en submicrometric and / or nanometric, as a result of the improvement in
- 15 fifteen
- las propiedades mecánicas que es posible obtener con dichos materiales, the mechanical properties that can be obtained with such materials,
- relativas al aumento de su dureza, tenacidad y resistencia mecánica, relative to the increase of its hardness, toughness and mechanical resistance,
- entre otras. Las citadas técnicas permiten, además, obtener materiales among other. These techniques also allow obtaining materials
- con comportamientos superplásticos a temperaturas elevadas, pudiendo with superplastic behaviors at high temperatures, being able to
- experimentar muy grandes deformaciones sin que se produzca fractura experience very large deformations without fracture
- 2 O 2 o
- en el material. in the material.
- Entre las distintas técnicas para la producción de materiales con Among the different techniques for the production of materials with
- tamaño de grano submicrométrico y/o nanométrico cabe destacar a los Submicrometric and / or nanometric grain size should be noted
- procesos de deformación plástica severa (DPS) caracterizados por severe plastic deformation (DPS) processes characterized by
- impartir muy altas deformaciones plásticas a los materiales procesados impart very high plastic deformations to the processed materials
- 25 25
- (E>1, siendo E el valor de deformación plástica equivalente) sin producir (E> 1, E being the equivalent plastic deformation value) without producing
- modificaciones significativas de la sección transversal de los mismos. significant modifications of their cross section.
- Este mantenimiento de las dimensiones de las piezas hace que se This maintenance of the dimensions of the pieces makes it
- puedan procesar varias veces y acumular así grandes deformaciones can process several times and accumulate large deformations
- plásticas en el material, que conducen a la aparición de una nueva plastics in the material, which lead to the appearance of a new
- 3 O 3 o
- microestructura que va reemplazando a la inicial. Como consecuencia de microstructure that replaces the initial one. As a consequence of
- ello es posible obtener materiales con tamaño de grano submicrométrico it is possible to obtain materials with submicron grain size
- o incluso nanométrico. or even nanometric.
- Entre los procesos existentes para la obtención de materiales Among the existing processes for obtaining materials
- mediante deformación plástica severa, cabe destacar el proceso de by severe plastic deformation, the process of
- extrusión en canal angular (en inglés: "Equal Channel Angular Extrusion or angular channel extrusion (in English: "Equal Channel Angular Extrusion or
- 5 5
- Pressing", ECAE/ECAP). El proceso de extrusión en canal angular Pressing ", ECAE / ECAP). The angular channel extrusion process
- (ECAE) se ha aplicado a un gran número de materiales y fue propuesto (ECAE) has been applied to a large number of materials and was proposed
- inicialmente por V.M. Segal et al. (Segal V. M., Russian Metallurgy, Vol. 1, initially by V.M. Segal et al. (Segal V. M., Russian Metallurgy, Vol. 1,
- 1981, pp. 99-105, Segal V.M., Materials Science and Engineering A, Vol. 1981, pp. 99-105, Segal V.M., Materials Science and Engineering A, Vol.
- 271, 1999, pp. 322-333; Segal, Materials Science and Engineering, 271, 1999, pp. 322-333; Segal, Materials Science and Engineering,
- 10 10
- Vo1.197, 1995, 157-164). Vo.1197, 1995, 157-164).
- Mediante la técnica de ECAE, el material atraviesa una matriz que Through the ECAE technique, the material passes through a matrix that
- contiene dos canales de igual sección (circular, cuadrada o poligonal), it contains two channels of the same section (circular, square or polygonal),
- siendo un canal de entrada y otro de salida, que se intersecan formando being an input channel and an output channel, which intersect forming
- un vértice o "codo", con un ángulo generalmente de 90°. Al ejercerse una a vertex or "elbow", with an angle generally of 90 °. When exercising a
- 15 fifteen
- fuerza suficiente mediante un medio de compresión o "punzón", yalllegar sufficient force by means of compression or "punch", and arrive
- dicho punzón al vértice del canal, el material procesado (también said punch at the apex of the channel, the processed material (also
- denominado como "probeta") pasa a situarse en el canal de salida referred to as "test tube") happens to be placed in the exit channel
- posterior al codo, de donde se extrae. El material es, así, deformado after the elbow, where it is extracted. The material is thus deformed
- mediante un mecanismo de tensión cortante, al atravesar el canal angular by means of a shear tension mechanism, when crossing the angular channel
- 2 O 2 o
- en presencia de una alta presión hidrostática. Una vez que la probeta ha in the presence of high hydrostatic pressure. Once the specimen has
- sido procesada, puede volver a introducirse por el canal de entrada y has been processed, can be re-entered through the input channel and
- repetir el proceso, con la consiguiente acumulación de deformación. Repeat the process, with the consequent accumulation of deformation.
- Adicionalmente, las técnicas basadas en ECAE permiten procesar las Additionally, ECAE-based techniques allow processing of
- probetas en modos distintos, en función del tipo de materiales empleados specimens in different ways, depending on the type of materials used
- 25 25
- y de las deformaciones que se desea aplicar a los mismos, pudiendo and of the deformations that you want to apply to them, being able to
- repetir el proceso un número determinado de veces en función de las repeat the process a certain number of times depending on the
- necesidades. Es posible, por ejemplo, mantener invariable la orientación needs It is possible, for example, to keep the orientation unchanged
- de la probeta en las sucesivas repeticiones; rotar la probeta 90° respecto of the specimen in successive repetitions; rotate the specimen 90 ° with respect
- al eje longitudinal de la probeta en cada repetición; o rotar la probeta 180° to the longitudinal axis of the specimen at each repetition; or rotate the specimen 180 °
- 3 O 3 o
- también con respecto al eje longitudinal de la probeta, entre otras also with respect to the longitudinal axis of the specimen, among others
- posibilidades. possibilities.
- A pesar de que el proceso convencional de extrusión en canal Although the conventional channel extrusion process
- angular presente en el estado de la técnica resulta adecuado para su angular present in the state of the art is suitable for its
- aplicación de un modo satisfactorio a gran número de materiales, dicho satisfactory application to a large number of materials, said
- proceso no está exento de algunas limitaciones e inconvenientes. Entre process is not exempt from some limitations and inconveniences. Between
- 5 5
- dichos inconvenientes, cabe señalar que su uso presenta bajas these inconveniences, it should be noted that its use has low
- velocidades de proceso por pieza producida, suponiendo dicha velocidad process speeds per piece produced, assuming that speed
- una merma al rendimiento productivo del proceso, con importantes a reduction in the productive performance of the process, with important
- consecuencias económicas. Adicionalmente, las técnicas convencionales economic consequences. Additionally, conventional techniques
- de extrusión en canal angular requieren de la aplicación de fuerzas de of angular channel extrusion require the application of forces of
- 10 10
- cierre muy elevadas para impedir la apertura de las matrices de very high closing to prevent the opening of the matrices of
- extrusión, en el caso de que éstas comprendan varias secciones extrusion, in the case that these comprise several sections
- divididas, con objeto de poder mecanizar adecuadamente el canal divided, in order to properly machine the channel
- angular. angular.
- En definitiva, si bien el proceso ECAE presenta un considerable In short, although the ECAE process has a considerable
- 15 fifteen
- interés, debido a que posibilita la obtención de muy altas deformaciones, interest, because it makes it possible to obtain very high deformations,
- su aplicación industrial se ha visto limitada tanto por la velocidad de its industrial application has been limited both by the speed of
- proceso como por el tamaño reducido de las probetas que es posible process as per the small size of the specimens that is possible
- fabricar. Mediante la presente invención se solventan los dos problemas manufacture. The two problems are solved by the present invention
- anteriores, ya que proporciona un método de compresión múltiple (MCM), above, since it provides a multiple compression method (MCM),
- 2 o 2nd
- posibilitando la obtención de varias piezas en cada etapa de proceso y making it possible to obtain several pieces at each stage of the process and
- permitiendo, además, la incorporación de un alimentador continuo de also allowing the incorporation of a continuous feeder of
- material en la zona de extrusión. Además, mediante la configuración material in the extrusion zone. In addition, through configuration
- espacial que la presente invención propone para el proceso de extrusión, space proposed by the present invention for the extrusion process,
- las fuerzas de cierre se ven reducidas significativamente, con lo cual es the closing forces are significantly reduced, which is why
- 25 25
- posible fabricar un número de piezas mucho mayor que las obtenidas possible to manufacture a number of pieces much larger than those obtained
- hasta la fecha, teniendo por tanto el proceso propuesto mucha mayor to date, therefore having the proposed process much greater
- productividad. productivity.
- Se han desarrollado algunas patentes relativas a la obtención de Some patents related to obtaining
- materiales mediante deformación plástica severa en canal angular (C. J. materials by severe plastic deformation in angular channel (C. J.
- 30 30
- Luis, P. A. González, J. Gil, J. Alkorta, ES2224787; M. Jarret, W. Dixon, Luis, P. A. González, J. Gil, J. Alkorta, ES2224787; M. Jarret, W. Dixon,
- May 1994, US Patent nO 5309748; V. Segal, R. Goforth, K. Hartwig, Mar May 1994, US Patent No. 5309748; V. Segal, R. Goforth, K. Hartwig, Mar
- 1995, US Patent nO 5400633; V. Segal, L. Segal, Feb 1997, US Patent nO 1995, US Patent No. 5400633; V. Segal, L. Segal, Feb 1997, US Patent No.
- 5600989; V. Segal, May 1996, US Patent nO 5513512; L. Semiatin, D. 5600989; V. Segal, May 1996, US Patent No. 5513512; L. Semiatin, D.
- Delo, May 1999, US Patent nO 5904062 y K. Hartwig, 2005, US Patent nO Delo, May 1999, US Patent No. 5904062 and K. Hartwig, 2005, US Patent No.
- 6883359). En la patente US5600989 de V. Segal se propone un sistema 6883359). In the US5600989 patent of V. Segal a system is proposed
- 5 5
- que tiene un único canal de entrada, en el que se introducen dos which has a single input channel, in which two are introduced
- probetas, y dos canales de salida de dimensiones iguales a la mitad del test tubes, and two output channels of dimensions equal to half of the
- canal de entrada, no coincidiendo con el sistema que se propone en la input channel, not coinciding with the system proposed in the
- presente invención. En las citadas patentes no se ha encontrado ningún present invention In the cited patents no one has been found
- método que emplee la tecnología que se propone en la presente method that uses the technology proposed here
- 10 10
- invención, que emplea una disposición espacial de las matrices de invention, which employs a spatial arrangement of the matrices of
- extrusión que posibilita realizar el proceso de forma simultánea, extrusion that allows the process to be carried out simultaneously,
- reduciéndose significativamente las fuerzas necesarias para efectuar el significantly reducing the forces necessary to effect the
- cierre de las matrices ya que las fuerzas de reacción que aparecen se matrix closure as the reaction forces that appear are
- compensan entre sí, como consecuencia de las distribuciones espaciales compensate each other as a result of spatial distributions
- 15 fifteen
- de las matrices y portamatrices que se proponen en la presente patente. of the matrices and matrix holders proposed in this patent.
- Ello hace que se puedan apilar (en serie, con simetría radial, etc.) un This makes it possible to stack (in series, with radial symmetry, etc.) a
- número indefinido de matrices-portamatrices, limitado únicamente por las undefined number of matrix-matrices, limited only by
- dimensiones del equipo donde se van a acoplar, ya que no aumenta la dimensions of the equipment where they are going to be coupled, since it does not increase the
- fuerza de cierre necesaria, en relación con la que es preciso realizar para necessary closing force, in relation to what needs to be done to
- 2 o 2nd
- la extrusión con una única matriz. Asimismo, la invención puede ser Extrusion with a single matrix. Also, the invention can be
- combinada con un sistema de alimentación continuo de material, lo que combined with a continuous material feed system, which
- posibilitará mayores velocidades de producción. It will enable higher production speeds.
- OBJETO DE LA INVENCiÓN OBJECT OF THE INVENTION
- 25 25
- Un objeto de la presente invención es un dispositivo de compresión An object of the present invention is a compression device
- en canal angular para la extrusión múltiple de materiales que comprende in angular channel for multiple extrusion of materials comprising
- una pluralidad de matrices de extrusión, donde: a plurality of extrusion dies, where:
- -cada una de dichas matrices de extrusión comprende uno o más -each one of said extrusion dies comprises one or more
- 3 o 3rd
- canales angulares, a través de los cuales se extruyen los materiales, angular channels, through which materials are extruded,
- estando dotados dichos canales angulares de, al menos, una entrada y, al said angular channels being provided with at least one entrance and, at
- menos, una salida, less, one way out,
- -la pluralidad de matrices de extrusión es apilable en serie, -the plurality of extrusion dies is stackable in series,
- -los materiales que atraviesan los canales angulares pertenecientes -the materials that cross the angular channels belonging
- a la serie formada por las matrices de extrusión son extruibles to the series formed by the extrusion dies are extrudable
- 5 5
- simultáneamente, a través de la compresión de dichos materiales simultaneously, through the compression of said materials
- mediante uno o más medios de compresión. by one or more compression means.
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- donde la serie formada por las matrices de extrusión es capaz, durante la where the series formed by the extrusion dies is capable, during the
- 10 10
- compresión de los materiales procesados a través de los canales, de compression of the materials processed through the channels, of
- mantener su integridad mediante la aplicación de uno o más medios de maintain its integrity by applying one or more means of
- cierre. closing.
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- 15 fifteen
- donde la serie formada por las matrices de extrusión posee una where the series formed by the extrusion dies has a
- configuración tal que la fuerza de cierre necesaria para mantener la configuration such that the closing force necessary to maintain the
- integridad de cada matriz individual dentro de la serie se compensa con las integrity of each individual matrix within the series is compensated with
- fuerzas de cierre necesarias para mantener la integridad de sus matrices closing forces necessary to maintain the integrity of its matrices
- vecinas en dicha serie. neighbors in that series.
- 2 o 2nd
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- donde las matrices de extrusión están alojadas en portamatrices. where extrusion matrices are housed in matrix holders.
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- 25 25
- donde las matrices de extrusión se alojan en una única portamatriz. where extrusion matrices are housed in a single matrix holder.
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- donde las matrices de extrusión están divididas en dos partes simétricas. where the extrusion dies are divided into two symmetrical parts.
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- 3 o 3rd
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- donde uno o más canales angulares comprendidos en las matrices de where one or more angular channels comprised in the matrices of
- extrusión están divididos por la mitad, estando cada mitad alojada en cada extrusion are divided in half, each half being housed in each
- una de las partes simétricas de las matrices de extrusión. one of the symmetrical parts of the extrusion dies.
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- 5 5
- donde la pluralidad de matrices de extrusión, al apilarse en serie para el where the plurality of extrusion dies, when stacked in series for the
- procesado múltiple de materiales, forma un conjunto que guarda una multiple material processing, forms a set that saves a
- simetría radial respecto a un eje vertical u horizontal. radial symmetry with respect to a vertical or horizontal axis.
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- 10 10
- donde los canales angulares del conjunto que forman las matrices de where the angular channels of the set that form the matrices of
- extrusión están angularmente equiespaciados. extrusion are angularly equally spaced.
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- donde las matrices de extrusión se configuran mediante la unión de una where extrusion matrices are configured by joining a
- 15 fifteen
- parte superior que aloja un canal de entrada y una parte inferior que aloja upper part that houses an input channel and a lower part that houses
- un canal de salida, donde los canales angulares a través de los cuales se an output channel, where the angular channels through which it
- procesan los materiales se forman mediante la unión de cada canal de process materials are formed by joining each channel of
- entrada con cada canal de salida, al ponerse en contacto las partes input with each output channel, when the parts are contacted
- superior e inferior de las matrices. upper and lower matrices.
- 2 o 2nd
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- donde los canales angulares comprenden uno o más ángulos iguales a where the angular channels comprise one or more angles equal to
- 90°. 90 °
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- 25 25
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- donde los canales angulares poseen una sección transversal circular, where the angular channels have a circular cross section,
- ovalada, cuadrada, rectangular o poligonal. oval, square, rectangular or polygonal.
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- 30 30
- donde las matrices de extrusión poseen una pluralidad de canales where extrusion dies have a plurality of channels
angulares de diferentes secciones transversales. angles of different cross sections.
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- donde la entrada y la salida de los canales angulares poseen la misma where the entry and exit of the angular channels have the same
- sección transversal. cross section.
- 5 5
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- donde la entrada y la salida de los canales angulares poseen distinta where the input and output of the angular channels have different
- sección transversal. cross section.
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- 10 10
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- donde la entrada y la salida de los canales angulares poseen la misma where the entry and exit of the angular channels have the same
- longitud. length.
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- 15 fifteen
- donde la entrada y la salida de los canales angulares poseen distinta where the input and output of the angular channels have different
- longitud. length.
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- donde los radios de acuerdo, definidos como los radios interior y exterior where the agreed radios, defined as the inner and outer radii
- 2 o 2nd
- de los perfiles de curvatura que conforman los canales angulares, son of the curvature profiles that make up the angular channels, are
- iguales. same.
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- donde los radios de acuerdo son distintos. where the radios of agreement are different.
- 25 25
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales que Angular channel compression for multiple extrusion of materials that
- comprende una pluralidad de punzones para el procesado de los it comprises a plurality of punches for the processing of the
- materiales. materials.
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- 3 o 3rd
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- donde los punzones están comprendidos en los medios de compresión. where the punches are included in the compression means.
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- donde los medios de compresión y/o los medios de cierre comprenden uno where the compression means and / or the closing means comprise one
- o más sistemas hidráulicos, mecánicos, neumáticos o electromecánicos, or more hydraulic, mechanical, pneumatic or electromechanical systems,
- 5 5
- empleados dichos sistemas individualmente o en combinación. employees said systems individually or in combination.
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- donde la alimentación de los materiales procesados se realiza bien de where the feeding of the processed materials is done well of
- forma manual, bien mediante medios de alimentación automática, o manually, either by automatic feeding means, or
- 10 10
- mediante una combinación de los mismos. by a combination thereof.
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- donde las matrices de extrusión comprenden medios de conexión para where extrusion dies comprise connection means for
- realizar una apertura o un cierre simultáneo de las matrices de extrusión. Perform simultaneous opening or closing of extrusion dies.
- 15 fifteen
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- donde los medios de conexión son, preferentemente, una disposición de where the connection means are preferably an arrangement of
- fijaciones deslizantes sobre barras, estando dichas fijaciones instaladas sliding fasteners on bars, said fixings being installed
- en las matrices, y donde dichas barras conectan cada una de las in the matrices, and where said bars connect each of the
- 2 o 2nd
- matrices con su matriz o matrices adyacentes. matrices with their matrix or adjacent matrices.
- Otro objeto de la presente invención es un dispositivo de Another object of the present invention is a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, que Angular channel compression for multiple extrusion of materials, which
- comprende, adicionalmente, medios para el control de la temperatura, additionally comprises means for temperature control,
- siendo dichos medios, preferentemente, sistemas calefactores o sistemas said means being preferably heating systems or systems
- 25 25
- refrigerantes, utilizados individualmente o en combinación. refrigerants, used individually or in combination.
- Otro objeto de la presente invención es el uso de un dispositivo de Another object of the present invention is the use of a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales angular channel compression for multiple extrusion of materials
- med iante compresión. by compression.
- Otro objeto de la presente invención es el uso de un dispositivo de Another object of the present invention is the use of a device for
- 3 o 3rd
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, Angular channel compression for multiple extrusion of materials,
- donde los materiales extruidos son metales o aleaciones de los mismos. where the extrudates are metals or alloys thereof.
- Otro objeto de la presente invención es el uso de un dispositivo de Another object of the present invention is the use of a device for
- compresión en canal angular para la extrusión múltiple de materiales angular channel compression for multiple extrusion of materials
- donde los materiales extruidos son materiales poliméricos, cerámicos o where the extrudates are polymeric, ceramic or
- compuestos no metálicos. nonmetallic compounds
- 5 5
- Otro objeto de la presente invención es un método de compresión Another object of the present invention is a compression method.
- en canal angular para la extrusión múltiple de materiales que comprende: in angular channel for the multiple extrusion of materials comprising:
- -el apilamiento en serie de una pluralidad de matrices de extrusión, -the serial stacking of a plurality of extrusion dies,
- comprendiendo dichas matrices de extrusión uno o más canales said extrusion matrices comprising one or more channels
- angulares, a través de los cuales se procesan los materiales. angular, through which the materials are processed.
- 10 10
- -la extrusión simultánea de los materiales a través de los canales -the simultaneous extrusion of materials through the channels
- angulares comprendidos en la serie formada por las matrices, mediante la angles included in the series formed by the matrices, by means of
- aplicación de una o más fuerzas de compresión. application of one or more compression forces.
- Otro objeto de la presente invención es un método de compresión Another object of the present invention is a compression method.
- en canal angular para la extrusión múltiple de materiales, donde la in angular channel for the multiple extrusion of materials, where the
- 15 fifteen
- integridad de la serie formada por las matrices de extrusión se mantiene series integrity formed by extrusion dies is maintained
- mediante la aplicación de una o más fuerzas de cierre, de forma que la by applying one or more closing forces, so that the
- fuerza de cierre necesaria para mantener la integridad de cada matriz closing force necessary to maintain the integrity of each matrix
- individual dentro de la serie se compensa con las fuerzas de cierre individual within the series is compensated with the closing forces
- individuales necesarias para mantener la integridad de sus matrices necessary to maintain the integrity of their matrices
- 2 o 2nd
- vecinas en dicha serie. neighbors in that series.
- DESCRIPCiÓN DE LAS FIGURAS DESCRIPTION OF THE FIGURES
- La Figura 1 muestra una vista en tres dimensiones de una posible Figure 1 shows a three-dimensional view of a possible
- 25 25
- configuración de las matrices y portamatrices de extrusión según la configuration of extrusion dies and matrices according to the
- invención, donde los canales angulares poseen sección transversal invention, where the angular channels have a cross section
- circular, mostrando tanto la realización individual (derecha) de cada circular, showing both the individual realization (right) of each
- matriz-porta matriz, como el apilamiento de las mismas para un procesado matrix-matrix holder, such as stacking them for processing
- múltiple (izquierda). multiple (left).
- 30 30
- La Figura 2 muestra una realización de las matrices y Figure 2 shows an embodiment of the matrices and
- portamatrices de extrusión según la invención, donde los canales extrusion matrix holder according to the invention, where the channels
angulares empleados poseen una sección transversal cuadrada. Angular employees have a square cross section.
- La Figura 3 muestra otra posible realización de la invención para la Figure 3 shows another possible embodiment of the invention for the
- disposición espacial de las matrices en canal angular con sección spatial arrangement of the angular channel matrices with section
- transversal circular, en la que la matriz y la portamatriz conforman una circular transverse, in which the matrix and the matrix holder form a
- 5 5
- única pieza enteriza. Single piece.
- La Figura 4 muestra otra posible realización de la invención para la Figure 4 shows another possible embodiment of the invention for the
- disposición espacial de las matrices en canal angular con sección spatial arrangement of the angular channel matrices with section
- transversal rectangular, en la que la matriz y la portamatriz conforman rectangular cross section, in which the matrix and the matrix holder make up
- una única pieza enteriza. A single piece.
- 10 10
- La Figura 5 muestra otra posible realización de las matrices para el Figure 5 shows another possible embodiment of the matrices for the
- proceso MCM-DPS según la invención, en la que las matrices están MCM-DPS process according to the invention, in which the matrices are
- divididas, con simetría radial, por la mitad de cada canal. En la Figura 5(a) divided, with radial symmetry, in the middle of each channel. In Figure 5 (a)
- se muestra una sección en la que se observa la configuración de las a section is shown in which the configuration of the
- matrices apiladas según simetría radial en la etapa inicial, en la Figura stacked matrices according to radial symmetry in the initial stage, in the Figure
- 15 fifteen
- 5(b) se muestra una etapa intermedia del proceso MCM-DPS y en la 5 (b) an intermediate stage of the MCM-DPS process is shown and in the
- Figura 5(c) una vista conjunta en la etapa inicial del proceso MCM-DPS. Figure 5 (c) a joint view at the initial stage of the MCM-DPS process.
- En la Figura 5(d) se muestra una vista conjunta en la que se observa una Figure 5 (d) shows a joint view in which a
- configuración con dos canales (interior y exterior) por cada matriz, en la configuration with two channels (interior and exterior) for each matrix, in the
- Figura 5(e) una sección que muestra detalle de los canales que se Figure 5 (e) a section showing detail of the channels that are
- 2 O 2 o
- observan en la Figura 5(d) y en la Figura 5(f) una vista conjunta en una observe in Figure 5 (d) and in Figure 5 (f) a joint view in a
- etapa intermedia del proceso MCM-DPS. intermediate stage of the MCM-DPS process.
- La Figura 6 muestra otro posible esquema constructivo de las Figure 6 shows another possible construction scheme of the
- matrices para la extrusión en canal angular de piezas con sección matrices for the extrusion in angular channel of pieces with section
- transversal rectangular, en la que la distribución de apilamiento en serie rectangular cross section, in which the series stacking distribution
- 25 25
- de las matrices se ha sustituido por una distribución de apilamiento con of the matrices has been replaced by a stacking distribution with
- simetría radial que ubica los centros de las secciones transversales de radial symmetry that locates the centers of the cross sections of
- los canales de extrusión equiespaciados angularmente. Los canales the extrusion channels angularly equally spaced. The channels
- angulares de entrada y salida se configuran al acoplarse una parte input and output angles are configured when a part is coupled
- superior con una parte inferior, tal como se muestra en la Figura 6(a). upper with a lower part, as shown in Figure 6 (a).
- 30 30
- Asimismo, en la Figura 6(b) y en la Figura 6(c) se muestran los punzones Also, in Figure 6 (b) and in Figure 6 (c) the punches are shown
- empleados al inicio y en una etapa intermedia, respectivamente. En las employees at the beginning and in an intermediate stage, respectively. In the
- Figuras 6(d), 6(e) y 6(f) se muestra otro esquema de configuración, Figures 6 (d), 6 (e) and 6 (f) show another configuration scheme,
- similar al anterior, pero con la diferencia de presentar canales internos y similar to the previous one, but with the difference of presenting internal channels and
- externos. external
- La Figura 7 muestra un corte transversal en el que se observa la Figure 7 shows a cross section in which the
- 5 5
- disposición de los punzones para la aplicación del proceso MCM-DPS disposition of the punches for the application of the MCM-DPS process
- según la invención. according to the invention.
- La Figura 8 muestra una representación gráfica del valor obtenido, Figure 8 shows a graphical representation of the value obtained,
- mediante simulación por elementos finitos, de la fuerza total (en kN) para by simulation by finite elements, of the total force (in kN) to
- evitar la apertura de las matrices en el eje de ordenadas frente a la avoid opening the matrices on the ordinate axis in front of the
- 10 10
- longitud de las probetas extruidas (en mm) en el eje de abscisas, en el length of extruded specimens (in mm) on the abscissa axis, in the
- proceso MCM-DPS según una realización de la invención, considerando MCM-DPS process according to an embodiment of the invention, considering
- el esquema constructivo mostrado en la Figura 1, en el que el diámetro O the construction scheme shown in Figure 1, in which the diameter O
- = 10 mm, los radios de acuerdo Rext =Rint = 2 mm, el ángulo entre los = 10 mm, the radii of agreement Rext = Rint = 2 mm, the angle between
- canales de las matrices de extrusión <t:> =90° Y la longitud de las probetas channels of the extrusion dies <t:> = 90 ° and the length of the specimens
- 15 fifteen
- procesadas Linit =80 mm, considerando el procesado de la AA5083 a processed Linit = 80 mm, considering the processing of the AA5083 a
- temperatura ambiente y coeficiente de rozamiento de 0,1. ambient temperature and coefficient of friction of 0.1.
- La Figura 9 muestra una representación gráfica del valor obtenido, Figure 9 shows a graphical representation of the value obtained,
- mediante simulación por elementos finitos, de la fuerza de procesado por by simulation by finite elements, of the processing force by
- probeta extruida (en kN) en el eje de ordenadas frente a la longitud de las extruded specimen (in kN) on the ordinate axis versus the length of the
- 2 o 2nd
- probetas extruidas (en mm) en el eje de abscisas, considerando el extruded specimens (in mm) on the abscissa axis, considering the
- esquema constructivo mostrado en la Figura 1 en el que el diámetro O = construction scheme shown in Figure 1 in which the diameter O =
- 10 mm, los radios de acuerdo Rext =Rint = 2 mm, el ángulo entre los 10 mm, the radii of agreement Rext = Rint = 2 mm, the angle between
- canales de las matrices de extrusión O =90° Y la longitud de las probetas channels of the extrusion dies O = 90 ° And the length of the specimens
- procesadas Linit =80 mm, considerando el procesado de la AA5083 a processed Linit = 80 mm, considering the processing of the AA5083 a
- 25 25
- temperatura ambiente y coeficiente de rozamiento de 0,1. ambient temperature and coefficient of friction of 0.1.
- La Figura 10 muestra una representación gráfica del valor Figure 10 shows a graphical representation of the value
- obtenido, mediante simulación por elementos finitos, de la fuerza total (en obtained, by simulation by finite elements, of the total force (in
- kN) para evitar la apertura de las matrices en el eje de ordenadas frente a kN) to avoid opening the matrices on the ordinate axis in front of
- la longitud de las probetas extruidas (en mm) en el eje de abscisas, the length of the extruded specimens (in mm) on the abscissa axis,
- 3 o 3rd
- considerando el esquema constructivo mostrado en la Figura 1 en el que considering the construction scheme shown in Figure 1 in which
- el diámetro O = 20 mm, los radios de acuerdo Rext =Rint = 2 mm, el ángulo the diameter O = 20 mm, the radii of agreement Rext = Rint = 2 mm, the angle
- entre los canales de las matrices de extrusión O =90° Y la longitud de las between the channels of the extrusion matrices O = 90 ° and the length of the
- probetas procesadas Linit =200 mm, considerando el procesado de la Linit processed specimens = 200 mm, considering the processing of the
- AA5083 a temperatura ambiente y coeficiente de rozamiento de 0,1. AA5083 at room temperature and coefficient of friction of 0.1.
- La Figura 11 muestra una representación gráfica del valor Figure 11 shows a graphical representation of the value
- 5 5
- obtenido, mediante simulación por elementos finitos, de la fuerza de obtained, by simulation by finite elements, of the force of
- procesado por probeta extruida (en kN) en el eje de ordenadas frente a la processed by extruded specimen (in kN) on the ordinate axis in front of the
- longitud de las probetas extruidas (en mm) en el eje de abscisas, length of extruded specimens (in mm) on the abscissa axis,
- considerando el esquema constructivo mostrado en la Figura 1, en el que considering the construction scheme shown in Figure 1, in which
- el diámetro O = 20 mm, los radios de acuerdo Rext =Rint = 2 mm, el ángulo the diameter O = 20 mm, the radii of agreement Rext = Rint = 2 mm, the angle
- 10 10
- entre los canales de las matrices de extrusión O =90° Y la longitud de las between the channels of the extrusion matrices O = 90 ° and the length of the
- probetas procesadas Linit =200 mm, considerando el procesado de la Linit processed specimens = 200 mm, considering the processing of the
- AA5083 a temperatura ambiente y coeficiente de rozamiento de 0,1. AA5083 at room temperature and coefficient of friction of 0.1.
- La Figura 12 muestra una representación gráfica del valor Figure 12 shows a graphical representation of the value
- obtenido, mediante simulación por elementos finitos, de la fuerza total (en obtained, by simulation by finite elements, of the total force (in
- 15 fifteen
- kN) para evitar la apertura de las matrices en el eje de ordenadas frente a kN) to avoid opening the matrices on the ordinate axis in front of
- la longitud de las probetas extruidas (en mm) en el eje de abscisas, the length of the extruded specimens (in mm) on the abscissa axis,
- considerando el esquema constructivo mostrado en la Figura 1 en el que considering the construction scheme shown in Figure 1 in which
- el diámetro O = 20 mm, los radios de acuerdo Rext =Rint = 4 mm, el ángulo the diameter O = 20 mm, the radii of agreement Rext = Rint = 4 mm, the angle
- entre los canales de las matrices de extrusión O =90° Y la longitud de las between the channels of the extrusion matrices O = 90 ° and the length of the
- 2 o 2nd
- probetas procesadas Linit =200 mm, considerando el procesado de la Linit processed specimens = 200 mm, considering the processing of the
- AA5083 a temperatura ambiente y coeficiente de rozamiento de 0,1. AA5083 at room temperature and coefficient of friction of 0.1.
- La Figura 13 muestra una representación gráfica del valor Figure 13 shows a graphical representation of the value
- obtenido, mediante simulación por elementos finitos, de la fuerza de obtained, by simulation by finite elements, of the force of
- procesado por probeta extruida (en kN) en el eje de ordenadas frente a la processed by extruded specimen (in kN) on the ordinate axis in front of the
- 25 25
- longitud de las probetas extruidas (en mm) en el eje de abscisas, length of extruded specimens (in mm) on the abscissa axis,
- considerando el esquema constructivo mostrado en la Figura 1 en el que considering the construction scheme shown in Figure 1 in which
- el diámetro O = 20 mm, los radios de acuerdo Rext =Rint = 4 mm, el ángulo the diameter O = 20 mm, the radii of agreement Rext = Rint = 4 mm, the angle
- entre los canales de las matrices de extrusión O =90° Y la longitud de las between the channels of the extrusion matrices O = 90 ° and the length of the
- probetas procesadas Linit =200 mm, considerando el procesado de la Linit processed specimens = 200 mm, considering the processing of the
- 3 o 3rd
- AA5083 a temperatura ambiente y coeficiente de rozamiento de 0,1. AA5083 at room temperature and coefficient of friction of 0.1.
- En la Figura 14 se muestra una vista en tres dimensiones de la Figure 14 shows a three-dimensional view of the
- etapa final de deformación según la invención, empleando final deformation stage according to the invention, using
- accionamientos hidráulicos. hydraulic drives
- Las Figuras 15(a) y 15(b) muestran, respectivamente, las etapas Figures 15 (a) and 15 (b) show, respectively, the stages
- inicial y final del proceso MCM-DPS, cuando se emplean accionamientos initial and final MCM-DPS process, when drives are used
- 5 5
- hidráulicos para la compresión y el cierre de las matrices de extrusión. Hydraulics for compression and closure of extrusion dies.
- La Figura 16 muestra una posible configuración de un alimentador Figure 16 shows a possible configuration of a feeder
- automático de material para el proceso de MCM-DPS según la invención. automatic material for the MCM-DPS process according to the invention.
- La Figura 17 muestra la secuencia de apertura/cierre de las Figure 17 shows the opening / closing sequence of the
- matrices-porta matrices empleadas en el proceso MCM-DPS según una matrix-holders matrix used in the MCM-DPS process according to a
- 10 10
- realización de la invención. embodiment of the invention.
- La Figura 18 muestra la secuencia de apertura de las matrices Figure 18 shows the opening sequence of the matrices
- (vista isométrica) empleadas en el proceso MCM-DPS según la invención, (isometric view) used in the MCM-DPS process according to the invention,
- cuando el sistema de cierre de las matrices se encuentra conectado a los when the matrix closure system is connected to the
- medios de cierre de las mismas. means of closing them.
- 15 fifteen
- La Figura 19 muestra una vista isométrica de un conjunto matriz- Figure 19 shows an isometric view of a matrix set-
- porta matriz según la invención, en el que se puede observar el empleo de matrix holder according to the invention, in which the use of
- resistencias calefactoras en la portamatriz de las matrices empleadas en heating resistors in the matrix holder of the matrices used in
- el proceso MCM-DPS, con objeto de disminuir el límite elástico del the MCM-DPS process, in order to decrease the elastic limit of the
- material y facilitar el proceso de deformación plástica. material and facilitate the plastic deformation process.
- 2 O 2 o
- La Figura 20 muestra un esquema lateral del proceso MCM-DPS Figure 20 shows a side scheme of the MCM-DPS process
- según la invención, empleando resistencias calefactoras en la zona de according to the invention, using heating resistors in the area of
- deformación. deformation.
- DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN DESCRIPTION OF THE INVENTION
- 25 25
- La presente invención comprende un método de deformación The present invention comprises a deformation method
- simultánea en canal angular y/o poliangular que no modifica simultaneous in angular and / or polyangular channel that does not modify
- significativamente la sección transversal del material procesado, siendo significantly the cross section of the processed material, being
- aplicable a secciones muy diversas (cuadrada, rectangular, circular, applicable to very different sections (square, rectangular, circular,
- 30 30
- poligonal, etc.). Para ello, tal y como se muestra en las figuras 1-6, se polygonal, etc.). To do this, as shown in Figures 1-6,
- emplea un dispositivo de deformación simultánea en canal angular o employs a simultaneous deformation device in angular channel or
- poliangular que comprende una disposición de matrices de extrusión (1), polyangular comprising an arrangement of extrusion dies (1),
- preferentemente situadas en portamatrices (2), estando dichas matrices preferably located in matrix holders (2), said matrices being
- (1) preferentemente divididas en dos partes simétricas (3, 4), (1) preferably divided into two symmetrical parts (3, 4),
- comprendiendo cada una de ellas uno o más canales angulares (5), y each of them comprising one or more angular channels (5), and
- 5 5
- comprendiendo dichos canales (5) una entrada (6) y una salida (7). Las said channels (5) comprising an input (6) and an output (7). The
- matrices de extrusión (1) se encuentran apiladas una a continuación de la extrusion dies (1) are stacked one after the
- anterior. Asimismo, como se muestra en las Figuras 5-7, se emplea, para previous. Also, as shown in Figures 5-7, it is used to
- comprimir las probetas, un conjunto de punzones (8) de igual número que compress the specimens, a set of punches (8) of equal number that
- los canales angulares (5) de las citadas matrices (1), que encajan en the angular channels (5) of said matrices (1), which fit in
- 10 10
- ellas y que se emplean para ejercer la fuerza de compresión necesaria they and that are used to exert the necessary compression force
- para el procesado múltiple de materiales mediante deformación plástica for the multiple processing of materials by plastic deformation
- severa. La disposición espacial de las matrices de extrusión (1) según la severe The spatial arrangement of extrusion dies (1) according to the
- presente invención posibilita realizar el proceso de extrusión de forma The present invention enables the extrusion process to be carried out
- simultánea para todas las matrices (1) empleadas, reduciéndose Simultaneously for all matrices (1) used, reducing
- 15 fifteen
- significativamente las fuerzas necesarias para efectuar el cierre de las significantly the forces necessary to effect the closure of
- mismas, ya que las fuerzas de reacción que tienden a abrir las matrices same, as the reaction forces that tend to open the matrices
- (1) Y que aparecen durante el proceso de deformación en canal angular se (1) And that appear during the angular channel deformation process is
- compensan, siendo necesaria únicamente la aplicación de una fuerza de compensate, being necessary only the application of a force of
- cierre sobre el conjunto de las matrices (1) empleadas, aplicada closure on the set of matrices (1) used, applied
- 2 o 2nd
- únicamente sobre la primera, evitando así la necesidad de aplicar una only on the first, thus avoiding the need to apply a
- fuerza de cierre para cada matriz (1) tomada individualmente. El hecho de closing force for each die (1) taken individually. The fact of
- mantener unidas las matrices (1) durante el proceso de extrusión es de holding the matrices (1) together during the extrusion process is
- suma importancia, ya que si éstas se abren durante el mismo se puede paramount importance, because if they open during it you can
- provocar la rotura de los punzones (8) y/o el flujo del material entre las cause the punches to break (8) and / or the flow of material between the
- 25 25
- matrices (1) al exterior. Como puede observarse en las Figuras 8, 10 Y matrices (1) abroad. As can be seen in Figures 8, 10 and
- 12, que muestran la fuerza de cierre (F) de una matriz (1), en kN, 12, which show the closing force (F) of a matrix (1), in kN,
- necesaria cuando se extruyen dos probetas simultáneamente en función necessary when two specimens are extruded simultaneously depending on
- de la longitud extruida (L) en mm, y en las Figuras 9, 11 Y 13, que of the extruded length (L) in mm, and in Figures 9, 11 and 13, which
- muestran la fuerza necesaria (F) en kN para la extrusión individual de show the necessary force (F) in kN for the individual extrusion of
- 30 30
- cada probeta en función de la longitud extruida (L) en mm, la fuerza each test piece depending on the length extruded (L) in mm, the force
- necesaria para mantener cerradas las matrices (1) durante el proceso de necessary to keep the matrices closed (1) during the process of
- extrusión en canal angular es del orden de cuatro a cinco veces la fuerza Angular channel extrusion is of the order of four to five times the force
- de compresión necesaria para la extrusión de cada probeta, compression required for the extrusion of each specimen,
- consecuencia del endurecimiento del material, de la geometría de la consequence of the hardening of the material, of the geometry of the
- matriz (1) Y del rozamiento con los canales (5) de la matriz (1). matrix (1) And friction with the channels (5) of the matrix (1).
- 5 5
- Adicionalmente, el aumento de las fuerzas de cierre necesarias en cada Additionally, the increase of the necessary closing forces in each
- matriz, a medida que se aumenta el número de probetas extruidas en la matrix, as the number of extruded specimens in the
- misma, provocaría que, en la práctica, el procesado múltiple de it would cause, in practice, the multiple processing of
- materiales mediante una única matriz con una pluralidad de canales (5) materials by a single matrix with a plurality of channels (5)
- resultase un método muy exigente respecto a las fuerzas de cierre It was a very demanding method regarding the closing forces
- 10 10
- requeridas, limitando, a la postre, el número de probetas que pueden required, limiting, in the end, the number of specimens that can
- procesarse. Con la presente invención, la fuerza de cierre para una be processed With the present invention, the closing force for a
- sucesión de matrices (1) se mantiene constante e independiente del succession of matrices (1) remains constant and independent of
- número de matrices (1) apiladas, con lo que la relación "Fuerza de cierre / number of matrices (1) stacked, so that the relationship "Closing force /
- Fuerza de compresión" es mucho menor que la que se tendría en el caso Compression force "is much less than what would be the case
- 15 fifteen
- de querer extruir varias piezas de forma simultánea con procesos of wanting to extrude several pieces simultaneously with processes
- convencionales de extrusión en canal angular, empleando varias prensas conventional angle channel extrusion, using several presses
- para extruir una pieza en cada una de ellas. Además, la productividad que to extrude a piece in each of them. In addition, the productivity that
- se consigue mediante la presente invención es muy superior a otras achieved by the present invention is far superior to others
- configuraciones existentes en el estado de la técnica. Dicha productividad existing configurations in the state of the art. Such productivity
- 2 o 2nd
- está limitada únicamente por las dimensiones del equipo empleado para is limited only by the dimensions of the equipment used to
- llevar a cabo el proceso, ya que, como se ha indicado, la limitación no carry out the process, since, as indicated, the limitation does not
- proviene de la fuerza de cierre que debe realizarse con dicho equipo. it comes from the closing force that must be carried out with said equipment.
- Por todo ello, con la presente invención, se evitan los problemas Therefore, with the present invention, problems are avoided
- relacionados con la fuerza necesaria para mantener el cierre de las related to the force necessary to maintain the closure of
- 25 25
- matrices (1), al aumentar el número de probetas extruidas en cada etapa matrices (1), by increasing the number of extruded specimens at each stage
- de proceso. Ello hace que se puedan apilar, en una sucesión dispuesta of process. This means that they can be stacked, in an arranged sequence
- paralelamente (Figuras 1-4), con una simetría radial (Figura 5) o in parallel (Figures 1-4), with a radial symmetry (Figure 5) or
- mediante otras disposiciones, un número de matrices-porta matrices by other provisions, a number of matrices-matrix holders
- limitado únicamente por las dimensiones del equipo donde se van a limited only by the dimensions of the equipment where they are going to
- 3 o 3rd
- acoplar, ya que la fuerza de cierre necesaria se mantiene invariable, en couple, since the necessary closing force remains unchanged, in
- relación con la que sería preciso realizar para la extrusión con una única relationship with which it would be necessary to perform for extrusion with a single
- matriz (1). matrix (1).
- Los canales angulares (5) comprendidos en las matrices (1) por The angular channels (5) included in the matrices (1) by
- las que el material es procesado, incluyen uno o varios ángulos de those that the material is processed, include one or several angles of
- cualquier valor eficaz para producir un efecto de tensión cortante al any effective value to produce a shear stress effect at
- 5 5
- material. Un valor preferido para dichos ángulos de los canales angulares material. A preferred value for said angles of the angular channels
- (5) es de 90°. Sin embargo, el proceso es también eficaz empleando (5) is 90 °. However, the process is also effective using
- canales angulares con ángulos de otros valores. Asimismo, los radios de angular channels with angles of other values. Also, the radios of
- acuerdo, definidos como los radios interior y exterior de los perfiles de agreement, defined as the inner and outer radii of the profiles of
- curvatura que conforman los canales (5) para realizar la deformación de curvature that make up the channels (5) to perform the deformation of
- 10 10
- los materiales, son preferentemente iguales, aunque pueden tener the materials are preferably the same, although they may have
- valores diferentes. different values.
- La Figura 1 muestra una vista en tres dimensiones de una posible Figure 1 shows a three-dimensional view of a possible
- configuración de la disposición espacial empleada para las matrices de configuration of the spatial arrangement used for the matrices of
- extrusión (1) en canal angular, las cuales, como se observa, están extrusion (1) in angular channel, which, as noted, are
- 15 fifteen
- divididas en dos partes simétricas (3, 4) cada una de ellas con dos divided into two symmetrical parts (3, 4) each with two
- canales angulares (5) con sección transversal circular, situadas en angular channels (5) with circular cross-section, located in
- portamatrices (2), que se encuentran apiladas en serie, una a matrix holders (2), which are stacked in series, one to
- continuación de la anterior, con objeto de que sea posible procesar continuation of the previous one, in order to make it possible to process
- simultáneamente ocho probetas con sección transversal circular, aunque simultaneously eight specimens with circular cross-section, although
- 2 o 2nd
- dicho número puede variar mediante el acoplamiento de un mayor o said number may vary by coupling a larger or
- m e n o r n ú m e ro de con j u n t o s m a tri z-portamatriz dispuestos m e n o r n u m e de con j u n t o s m a tri z-matrix holder arranged
- consecutivamente. Mediante esta configuración de matrices (1), las consecutively. Through this matrix configuration (1), the
- fuerzas de cierre necesarias se ven compensadas dos a dos, teniendo necessary closing forces are compensated two by two, having
- que aplicarse únicamente la fuerza necesaria para mantener cerrada una to apply only the force necessary to keep a closed
- 25 25
- matriz (1) durante el proceso de extrusión. matrix (1) during the extrusion process.
- En la Figura 2, se muestra un esquema similar al de la Figura 1, In Figure 2, a scheme similar to that of Figure 1 is shown,
- con la diferencia de que en el presente caso se emplean matrices con with the difference that in the present case matrices with
- sección transversal cuadrada. square cross section.
- En otras realizaciones de la invención (Figuras 3 y 4), las matrices In other embodiments of the invention (Figures 3 and 4), the matrices
- 3 o 3rd
- (1) Y las porta matrices (2) conforman una única pieza enteriza. (1) And the matrix holders (2) make up a single integral piece.
- En otra realización de la invención, los conjuntos matriz-portamatriz In another embodiment of the invention, matrix-matrix assemblies
- se apilan con una simetría radial en forma de secciones circulares, tal y they are stacked with radial symmetry in the form of circular sections, such and
- como se muestra en la Figura 5. En la Figura 5(a) se muestra una sección as shown in Figure 5. A section is shown in Figure 5 (a)
- en la que se observa la configuración de las matrices (1) apiladas según in which the configuration of the matrices (1) stacked according to
- simetría radial en la etapa inicial del procesado, en la Figura 5(b) se radial symmetry in the initial stage of the processing, in Figure 5 (b) it
- 5 5
- muestra una etapa intermedia yen la Figura 5(c) una vista conjunta en la shows an intermediate stage and in Figure 5 (c) a joint view in the
- etapa inicial del proceso. En la Figura 5(d) se muestra una vista conjunta initial stage of the process. A joint view is shown in Figure 5 (d).
- en la que se observa una configuración con dos canales (5) (interior y in which a configuration with two channels (5) (interior and
- exterior) por cada matriz, en la Figura 5(e) se muestra una sección con el exterior) for each matrix, in Figure 5 (e) a section with the
- detalle de los canales que se observan en la Figura 5(d), y en la Figura detail of the channels seen in Figure 5 (d), and in Figure
- 10 10
- 5(f) se muestra una vista conjunta en una etapa intermedia del procesado 5 (f) a joint view is shown at an intermediate stage of the processing
- de materiales. of materials.
- Otra posible realización de las matrices de extrusión (1) según la Another possible embodiment of the extrusion dies (1) according to the
- presente invención es la propuesta en la Figura 6. En esta disposición The present invention is the one proposed in Figure 6. In this arrangement
- espacial de las matrices (1), la distribución de apilamiento horizontal en spatial matrix (1), the horizontal stacking distribution in
- 15 fifteen
- serie se ha sustituido por una distribución de apilamiento vertical, que series has been replaced by a vertical stacking distribution, which
- ubica los centros de las secciones transversales de los canales (5) locate the centers of the cross sections of the channels (5)
- equiespaciados angularmente. Asimismo, en esta configuración, las angularly spaced. Also, in this configuration, the
- matrices (1) no están divididas de forma simétrica, sino que la entrada (6) matrices (1) are not divided symmetrically, but the input (6)
- y la salida (7) de los canales angulares (1) se configuran al encontrarse and the output (7) of the angular channels (1) are configured upon meeting
- 2 o 2nd
- una parte superior (9) de la matriz (1) sobre una parte inferior (10) de an upper part (9) of the matrix (1) on a lower part (10) of
- dicha matriz (1) (ver Figura 6(a)). En la Figura 6(b) yen la Figura 6(c) se said matrix (1) (see Figure 6 (a)). In Figure 6 (b) and in Figure 6 (c),
- muestran los punzones (8) empleados en una etapa inicial del procesado show the punches (8) used in an initial stage of processing
- de los materiales y en una etapa intermedia, respectivamente, y en la of the materials and at an intermediate stage, respectively, and in the
- Figura 6(d), Figura 6(e) y Figura 6(f) se muestra otro esquema de Figure 6 (d), Figure 6 (e) and Figure 6 (f) show another scheme of
- 25 25
- configuración, similar al anterior, pero con la diferencia de presentar configuration, similar to the previous one, but with the difference of presenting
- canales internos (11) Y externos (12). En estas realizaciones, las fuerzas internal (11) and external (12) channels. In these embodiments, the forces
- necesarias para el cierre de las matrices se compensan con una necessary for the closing of the matrices are compensated with a
- geometría diferente a las realizaciones de las Figuras 1-5. No obstante, different geometry to the embodiments of Figures 1-5. However,
- en todas ellas existe, también, una disminución de las fuerzas necesarias in all of them there is also a decrease in the necessary forces
- 30 30
- para el mantener el cierre de las matrices (1), siendo únicamente for maintaining the closing of the matrices (1), being only
- necesario compensar la fuerza vertical que aparece al deformarse el it is necessary to compensate for the vertical force that appears when the
- material en la salida (7). Del mismo modo que en otras realizaciones de material at the exit (7). In the same way as in other embodiments of
- la invención, es posible procesar simultáneamente varias piezas, con the invention, it is possible to simultaneously process several pieces, with
- menores fuerzas de cierre que en las configuraciones tradicionales de lower closing forces than in traditional configurations of
- extrusión en canal angular, existiendo una compensación diametral de las extrusion in angular channel, existing a diametral compensation of the
- 5 5
- fuerzas de cierre que se produce entre cada par de canales (5) presente closing forces that occur between each pair of channels (5) present
- en la matriz de extrusión (1). En esta realización de la invención, las in the extrusion die (1). In this embodiment of the invention, the
- matrices de extrusión (1) son apilables por pares, oponiendo en cada par extrusion dies (1) are stackable in pairs, opposing in each pair
- de matrices (1), sus respectivas partes inferiores (10), Y siendo necesaria of matrices (1), their respective lower parts (10), and being necessary
- la utilización de dos conjuntos de punzones (8) para la compresión de las the use of two sets of punches (8) for the compression of the
- 10 10
- probetas procesadas, aplicándose cada conjunto de punzones (8) sobre processed specimens, applying each set of punches (8) on
- cada una de las partes superiores (9). each of the upper parts (9).
- Para ejercer la fuerza de compresión y la fuerza de cierre To exert the compression force and the closing force
- necesarias para procesar al material en las distintas realizaciones de la necessary to process the material in the different embodiments of the
- invención se pueden emplear, por ejemplo, accionamientos hidráulicos invention, for example, hydraulic drives
- 15 fifteen
- (13) como los mostrados en las Figuras 14-15. Cabe señalar que es (13) as shown in Figures 14-15. It should be noted that it is
- posible emplear cualquier otro sistema de compresión y de cierre, por possible to use any other compression and closure system, for
- ejemplo mecánico, neumático, electromecánico, o una combinación de mechanical, pneumatic, electromechanical example, or a combination of
- los mismos. Como puede observarse en el sistema hidráulico mostrado the same. As can be seen in the hydraulic system shown
- en las citadas Figuras 14-15, uno o más medios de compresión (14) in the aforementioned Figures 14-15, one or more compression means (14)
- 2 o 2nd
- ejercen la fuerza de compresión necesaria para la multiextrusión de exert the compression force necessary for multiextrusion of
- material, comprendiendo dichos medios de compresión (14) una material, said compression means (14) comprising a
- pluralidad de punzones (8), que ejercen la fuerza de compresión sobre plurality of punches (8), which exert the compression force on
- las probetas situadas en los canales (5) de las matrices (1), pudiendo the test tubes located in the channels (5) of the matrices (1), being able to
- poseer dichos punzones (8) diferentes secciones transversales, en possessing said punches (8) different cross sections, in
- 25 25
- función del diseño de las matrices de extrusión (1) utilizadas. Por otra function of the design of the extrusion dies (1) used. For other
- parte, uno o más medios de cierre (15) ejercen la fuerza de compresión part, one or more closing means (15) exert the compression force
- necesaria para mantener cerrado todo el conjunto de matrices (1) durante necessary to keep the whole set of matrices closed (1) during
- el proceso de extrusión. Una vez terminado el proceso, el conjunto puede The extrusion process. Once the process is finished, the set can
- retornar a la posición inicial, con objeto de proceder a la extracción del return to the initial position, in order to proceed with the extraction of
- 3 o 3rd
- material deformado. deformed material
- Una vez que ha terminado cada etapa del proceso de MCM-DPS Once you have completed each stage of the MCM-DPS process
(accionamiento del medio de compresión (14) sobre la entrada (6) de los canales (5), deformación de las probetas en canal angular y retroceso de dicho medio de compresión (14) a la posición inicial) es posible extraer el material extruido. Cabe señalar, sin embargo, que la presente invención 5 permite el procesado de múltiples probetas de forma continua sin extraer el material, ya que, tras el procesado de cada probeta, ésta se encuentra en la salida (7) de los canales (5). Ello permite, mediante el procesado de matrices (1) subsiguientes, que las nuevas probetas que atraviesan la entrada (6) de los canales (5) empujen las probetas que se encuentran (actuation of the compression means (14) on the inlet (6) of the channels (5), deformation of the specimens in angular channel and withdrawal of said compression means (14) to the initial position) it is possible to extract the extruded material . It should be noted, however, that the present invention 5 allows the processing of multiple specimens continuously without extracting the material, since, after the processing of each specimen, it is located at the outlet (7) of the channels (5) . This allows, by processing subsequent matrices (1), that the new specimens that pass through the inlet (6) of the channels (5) push the specimens that are
loen la salida (7) en cada procesado, de forma que estas últimas abandonen dichos canales (5) sin necesidad de realizar una extracción individualizada. loen the output (7) in each processing, so that the latter leave said channels (5) without the need for an individualized extraction.
Asimismo, el dispositivo de extrusión según la presente invención puede comprender tanto una alimentación manual de los materiales 15 extuidos, como medios de alimentación automática (16) y continua de dichos materiales (ver Figura 16), proporcionando esta última mayores velocidades de producción. La presente invención posibilita, adicionalmente, el reprocesado de una misma probeta, reintroduciéndola por la entrada (6) de los canales angulares (5) y repitiendo el proceso de 2 o extrusión el número de veces que se desee, en función de las características particulares del proceso realizado o de los materiales procesados. Preferentemente, el proceso de extrusión se aplica, al menos, dos veces a cada probeta, pudiendo aplicar giros sobre el eje longitudinal de la misma con respecto a su orientación original, en cada Likewise, the extrusion device according to the present invention can comprise both a manual feeding of the extruded materials 15, as well as automatic and continuous feeding means (16) of said materials (see Figure 16), providing the latter with higher production speeds. The present invention makes it possible, in addition, to reprocess the same specimen, reintroducing it through the entrance (6) of the angular channels (5) and repeating the process of 2 or extrusion the number of times desired, depending on the particular characteristics of the process performed or the materials processed. Preferably, the extrusion process is applied at least twice to each specimen, being able to apply turns on its longitudinal axis with respect to its original orientation, in each
25 procesado posterior al primero. 25 processed after the first.
Para la realización de la apertura de las matrices (1) de una forma más sencilla y eficaz, la presente invención comprende, opcionalmente, medios de conexión (17) de las matrices de extrusión (1). Tal y como se muestra en la Figura 17, dichos medios (17) permiten realizar, de forma 3 o conectada y simultánea, tanto la apertura como el cierre de las matrices (1). Los citados medios de conexión (17) son, preferentemente, una For the realization of the opening of the dies (1) in a more simple and efficient way, the present invention optionally comprises connection means (17) of the extrusion dies (1). As shown in Figure 17, said means (17) allow to perform, in a 3 or connected and simultaneous way, both the opening and closing of the matrices (1). Said connection means (17) are preferably a
- disposición de fijaciones deslizantes (18) sobre barras (19), donde dichas arrangement of sliding fasteners (18) on bars (19), where said
- barras (19) unen cada una de las matrices (1) con su matriz o matrices bars (19) join each of the matrices (1) with their matrix or matrices
- adyacentes. Esta opción resulta de interés para lubricar de una forma adjacent. This option is of interest to lubricate in a way
- simultánea y eficaz la entrada (6) y la salida (7) de los canales (5) de las simultaneous and efficient input (6) and output (7) of the channels (5) of the
- 5 5
- matrices (1). También es posible, en una realización de la presente matrices (1). It is also possible, in an embodiment of the present
- invención (Figura 18), acoplar los citados medios de conexión (17) a los invention (Figure 18), coupling said connection means (17) to the
- medios de cierre (15), de forma que la apertura o el cierre de las matrices closing means (15), so that the opening or closing of the dies
- (1) se realice en una única etapa, combinándola simultáneamente con la (1) is performed in a single stage, combining it simultaneously with the
- retirada o la aplicación, respectivamente, de dichos medios de cierre (15), withdrawal or application, respectively, of said closure means (15),
- 10 10
- optimizando así los tiempos de proceso de los materiales extruidos. thus optimizing the process times of extruded materials.
- El método y el dispositivo objeto de la presente invención son The method and device object of the present invention are
- aplicables a materiales de partida con secciones muy diversas, tanto applicable to starting materials with very different sections, both
- macizas como huecas. Por ejemplo: preformas con sección cuadrada o solid as hollow. For example: preforms with square section or
- rectangular, preformas con sección circular u ovalada, o preformas con rectangular, preforms with circular or oval section, or preforms with
- 15 fifteen
- sección poligonal. Tales materiales pueden presentar conformaciones de polygonal section Such materials may have conformations of
- partida con diversas secciones como, por ejemplo, barras, chapas, heading with various sections such as bars, plates,
- láminas, planchas, tubos, perfil hueco, etc. sheets, plates, tubes, hollow profile, etc.
- Los materiales procesables mediante la presente invención son, The materials processable by the present invention are,
- preferentemente, metales y aleaciones de los mismos. No obstante, preferably, metals and alloys thereof. However,
- 2 o 2nd
- también es posible, mediante otras realizaciones de la invención, emplear It is also possible, by other embodiments of the invention, to employ
- otro tipo de materiales, tales como polímeros, materiales cerámicos, u other type of materials, such as polymers, ceramic materials, or
- otro tipo de compuestos no metálicos. Dichos materiales pueden ser Other type of non-metallic compounds. Such materials can be
- sometidos, antes o después de su procesado, a tratamientos submitted, before or after processing, to treatments
- superficiales, térmicos, o de otros tipos, en función de las necesidades de surface, thermal, or other types, depending on the needs of
- 25 25
- dicho procesado. said processed.
- Para cualquiera de las realizaciones posibles de la invención, el For any of the possible embodiments of the invention, the
- proceso de extrusión puede realizarse a temperatura ambiente o a extrusion process can be performed at room temperature or at
- temperatura controlada, empleándose, en el segundo caso, matrices (1) temperature controlled, using, in the second case, matrices (1)
- que puedan ser calentadas o enfriadas, a través de medios de control de that can be heated or cooled, through control means of
- 3 o 3rd
- temperatura (20). La transferencia de calor a través de los materiales temperature (20). The transfer of heat through the materials
- extruidos puede realizarse empleando distintos métodos de calentamiento Extrudates can be performed using different heating methods
- o refrigeración, en función de las necesidades del procesado. La Figura 19 or refrigeration, depending on the processing needs. Figure 19
- muestra una vista isométrica de un conjunto matriz-porta matriz donde los shows an isometric view of a matrix-matrix holder set where
- medios de control de temperatura (20) son resistencias calefactoras temperature control means (20) are heating resistors
- instaladas en las portamatrices (2) de las matrices (1) empleadas en el installed in the matrix holders (2) of the matrices (1) used in the
- 5 5
- proceso MCM-OPS. En la Figura 20 se muestra un esquema constructivo MCM-OPS process. A constructive scheme is shown in Figure 20
- lateral de las matrices de extrusión (1), empleando dichas resistencias side of the extrusion dies (1), using said resistors
- calefactoras en la zona de deformación. heaters in the deformation zone.
- MODOS DE REALIZACiÓN DE LA INVENCiÓN EMBODIMENTS OF THE INVENTION
- 10 10
- Ejemplo 1: Procesado simultáneo de 16 piezas de sección circular Example 1: Simultaneous processing of 16 pieces of circular section
- (80 mm de longitud y 10 mm de diámetro) de la aleación de aluminio (80 mm in length and 10 mm in diameter) of the aluminum alloy
- AA6060 empleando el proceso MCM-OPS. AA6060 using the MCM-OPS process.
- 15 fifteen
- Se parte de preformas de la aleación de aluminio AA6060 de 80 It starts from preforms of the AA6060 aluminum alloy of 80
- mm de largo y 10 mm de diámetro. Dicha aleación se procesa mediante mm long and 10 mm in diameter. Said alloy is processed by
- MCM-OPS a temperatura ambiente, empleando ocho matrices (1), MCM-OPS at room temperature, using eight matrices (1),
- divididas en dos partes simétricas (3, 4) Y alojadas en portamatrices (2), divided into two symmetrical parts (3, 4) and housed in matrix holders (2),
- según la disposición mostrada por la Figura 1, en la que el diámetro (O) according to the arrangement shown by Figure 1, in which the diameter (O)
- 2 O 2 o
- de los canales (5) de la matriz (1) es de 10 mm, los radios de acuerdo of the channels (5) of the matrix (1) is 10 mm, the radii agree
- exterior e interior del canal (Rext y Rint) tienen un valor de 2 mm, cada outer and inner channel (Rext and Rint) have a value of 2 mm, each
- uno, el ángulo entre los canales (5) de las matrices (1) de extrusión (O) one, the angle between the channels (5) of the extrusion dies (1) (O)
- tiene un valor de 90° y la longitud de las probetas procesadas es de 80 It has a value of 90 ° and the length of the processed specimens is 80
- mm. La velocidad de compresión empleada es de 140 mm/min y para la mm The compression speed used is 140 mm / min and for
- 25 25
- generación de la presión necesaria se emplean dos cilindros hidráulicos, generation of the necessary pressure two hydraulic cylinders are used,
- un cilindro vertical, que ejerce la fuerza de compresión, siendo capaz de a vertical cylinder, which exerts the compression force, being able to
- desarrollar 1200 kN, Y el horizontal, que evita la apertura de las matrices develop 1200 kN, and the horizontal, which prevents the opening of the matrices
- (1), siendo capaz de desarrollar una fuerza de compresión de 1200 kN. (1), being able to develop a compression force of 1200 kN.
- Como lubricante se emplea disulfuro de molibdeno en spray. El lubricante As a lubricant spray molybdenum disulfide is used. Lubricant
- 30 30
- se aplica antes de colocar el material sobre las matrices (1), para lo cual it is applied before placing the material on the matrices (1), for which
- se emplean matrices (1) divididas por su plano medio y a las cuales se matrices (1) are used divided by their middle plane and to which they
aplica una presión de cierre mediante el sistema hidráulico anteriormente indicado. Las matrices se encuentran a temperatura ambiente. Con la configuración propuesta es posible obtener en una única carrera de descenso de la prensa dieciséis probetas de la aleación de aluminio 5 considerada altamente deformadas y sin modificación significativa de su sección transversal. Asimismo, es posible realizar el cierre mecánico de todo el conjunto, sin más que aplicar la fuerza necesaria para mantener cerrada una única matriz (1), como consecuencia de la distribución espacial característica del proceso MCM-OPS. Para la alimentación del 10 material a las matrices (1) en canal angular se emplea un almacén automatizado que realiza la función de alimentación automática del material y conduce a las probetas al canal de entrada de las matrices. Posteriormente, el material obtenido se vuelve a introducir en la entrada apply a closing pressure using the hydraulic system indicated above. The matrices are at room temperature. With the proposed configuration it is possible to obtain in a single stroke of descent of the press sixteen specimens of the aluminum alloy 5 considered highly deformed and without significant modification of its cross section. Likewise, it is possible to perform the mechanical closure of the entire assembly, without applying the necessary force to keep a single matrix (1) closed, as a consequence of the spatial distribution characteristic of the MCM-OPS process. For feeding the material to the matrices (1) in angular channel an automated warehouse is used that performs the function of automatic feeding of the material and leads the specimens to the input channel of the matrices. Subsequently, the material obtained is reintroduced at the entrance
(6) de los canales angulares (5), rotando dicho material 180° respecto a 15 su eje longitudinal, y se repite de nuevo el proceso de extrusión. (6) of the angular channels (5), said material rotating 180 ° with respect to its longitudinal axis, and the extrusion process is repeated again.
- Ejemplo 2: Procesado simultáneo de 8 piezas de sección circular Example 2: Simultaneous processing of 8 pieces of circular section
- (200 mm de longitud y 20 mm de diámetro) de la aleación de aluminio (200 mm in length and 20 mm in diameter) of the aluminum alloy
- AA5083 empleando el proceso MCM-OPS a la temperatura de 150 oC. AA5083 using the MCM-OPS process at a temperature of 150 oC.
- 20 twenty
- Se parte de preformas de la aleación de aluminio AA5083 de 200 Be part of preforms of the aluminum alloy AA5083 of 200
- mm de largo y 20 mm de diámetro. Dicha aleación se procesa mediante mm long and 20 mm in diameter. Said alloy is processed by
- MCM-OPS MCM-OPS
- a temperatura de 150 oC, empleando cuatro matrices (1), to Temperature of 150 oC, using four matrices (1),
- divididas en dos partes simétricas (3, 4) Y alojadas en portamatrices (2), divided into two symmetrical parts (3, 4) and housed in matrix holders (2),
- 25 25
- según la disposición mostrada por la Figura 1. El diámetro (O) de los according to the arrangement shown by Figure 1. The diameter (O) of the
- canales (5) de la matriz (1) es de 20 mm, los radios de acuerdo exterior e channels (5) of the matrix (1) is 20 mm, the outer agreement radii e
- interior del canal (Rext y Rint) tienen Inside the channel (Rext and Rint) have
- un valor de 4 mm, cada uno, el a value of 4 mm, each, the
- ángulo entre los canales (5) de las matrices (1) de extrusión (O) tiene un angle between the channels (5) of the extrusion dies (1) (O) has a
- valor de 90° y la longitud de las probetas procesadas es de 200 mm. La 90 ° value and the length of the processed specimens is 200 mm. The
- 3 o 3rd
- velocidad de compresión empleada es de 120 mm/min y para la speed from compression employee is from 120 mm / min Y for the
- generación de la presión necesaria se emplean dos cilindros hidráulicos. Two hydraulic cylinders are used to generate the necessary pressure.
- El vertical, que ejerce la fuerza de compresión, es capaz de desarrollar The vertical, which exerts the compression force, is capable of developing
- 3000 kN Y el horizontal, que evita la apertura de las matrices (1), es 3000 kN And the horizontal, which prevents the opening of the matrices (1), is
- capaz de desarrollar una fuerza de compresión de 5000 kN. Como capable of developing a compression force of 5000 kN. How
- lubricante se emplea un aceite sintético resistente a la temperatura de lubricant a synthetic oil resistant to the temperature of
- 5 5
- proceso, antes de colocar el material sobre las matrices (1) Y de proceder process, before placing the material on the matrices (1) And proceeding
- al calentamiento, para lo cual se emplean matrices (1) divididas por su when heating, for which matrices (1) divided by their
- plano medio y a las cuales se aplica una presión de cierre mediante un middle plane and to which a closing pressure is applied by means of a
- sistema hidráulico. Las matrices (1) se encuentran a la temperatura de hydraulic system. The matrices (1) are at the temperature of
- 150 oC, empleando, para ello, resistencias calefactoras situadas en las 150 oC, using, for this purpose, heating resistors located in the
- 10 10
- proximidades de la zona de deformación. Al colocar el material, las proximities of the deformation zone. When placing the material, the
- matrices se empezarán a calentar hasta alcanzar la temperatura de matrices will begin to heat until the temperature of
- referencia fijada (150 OC) estando el material situado dentro de las fixed reference (150 OC) the material being located within the
- matrices (1). Una vez que se haya medido la temperatura mediante el matrices (1). Once the temperature has been measured by
- empleo de termopares situados en distintos puntos de las matrices (1) se use of thermocouples located in different points of the matrices (1) is
- 15 fifteen
- inicia el proceso MCM-DPS. Con la configuración propuesta es posible Start the MCM-DPS process. With the proposed configuration it is possible
- obtener en una única carrera de descenso de la prensa ocho probetas de obtain in a single race of descent of the press eight test pieces of
- la aleación de aluminio considerada altamente deformadas y sin the aluminum alloy considered highly deformed and without
- modificación significativa de su sección transversal. significant modification of its cross section.
- 2 O 2 o
- Ejemplo 3: Procesado simultáneo de 4 piezas de sección cuadrada Example 3: Simultaneous processing of 4 pieces of square section
- (100 mm de longitud y 9 mm de lado) de un acero de bajo contenido en (100 mm long and 9 mm side) of a low-grade steel
- carbono empleando el proceso MCM-DPS. carbon using the MCM-DPS process.
- Se parte de preformas de un acero de bajo contenido en carbono It is based on preforms of a low carbon steel
- 25 25
- de 100 mm de largo y 9 mm de lado. Dicho acero se procesa mediante 100 mm long and 9 mm side. Said steel is processed by
- MCM-DPS a temperatura ambiente, empleando dos matrices (1), MCM-DPS at room temperature, using two matrices (1),
- divididas en dos partes simétricas (3, 4) Y alojadas en portamatrices (2), divided into two symmetrical parts (3, 4) and housed in matrix holders (2),
- según la disposición mostrada por la Figura 2, en la que los canales (5) according to the arrangement shown by Figure 2, in which the channels (5)
- de la matriz (1) presentan sección transversal de 9 mm de lado, los radios of the matrix (1) have a cross section of 9 mm side, the radii
- 3 O 3 o
- de acuerdo exterior e interior del canal (Rext y Rint) tienen un valor de according to the exterior and interior of the channel (Rext and Rint) have a value of
- 1,25 Y 2,0 mm, respectivamente, el ángulo entre los canales (5) de las 1.25 and 2.0 mm, respectively, the angle between the channels (5) of the
matrices (1) de extrusión (O) tiene un valor de 90° y la longitud de las probetas procesadas es de 100 mm. La velocidad de compresión empleada es de 80 mm/min y para la generación de la presión necesaria se emplean dos cilindros hidráulicos. El vertical, que ejerce la fuerza de 5 compresión, es capaz de desarrollar 2000 kN Y el horizontal, que evita la apertura de las matrices (1), es capaz de desarrollar una fuerza de compresión de 2500 kN. Como lubricante se emplea disulfuro de molibdeno en spray, antes de colocar el material sobre las matrices (1), que están divididas por su plano medio y a las cuales se aplica una 10 presión de cierre mediante un sistema hidráulico. Las matrices (1) se encuentran a temperatura ambiente. Con la configuración propuesta, es posible obtener en una única carrera de descenso de la prensa cuatro piezas de acero altamente deformadas y sin modificación significativa de su sección transversal. Para la alimentación del material a las matrices (1) 15 en canal angular se emplea un almacén automatizado que realiza la función de alimentación automática del material y conduce a las probetas a los canales (5) de entrada de las matrices (1). Posteriormente, el material obtenido se vuelve a introducir en la entrada (6) de los canales angulares (5), rotando dicho material 180° respecto a su eje longitudinal, Extrusion dies (1) (O) have a value of 90 ° and the length of the processed specimens is 100 mm. The compression speed used is 80 mm / min and two hydraulic cylinders are used to generate the necessary pressure. The vertical, which exerts the force of 5 compression, is capable of developing 2000 kN And the horizontal, which prevents the opening of the matrices (1), is capable of developing a compression force of 2500 kN. As a lubricant, molybdenum disulfide is used as a spray, before placing the material on the matrices (1), which are divided by their middle plane and to which a closing pressure is applied by means of a hydraulic system. The matrices (1) are at room temperature. With the proposed configuration, it is possible to obtain four highly deformed steel parts in a single press down stroke without significant modification of its cross section. For the feeding of the material to the matrices (1) 15 in angular channel an automated warehouse is used that performs the function of automatic feeding of the material and leads the specimens to the channels (5) of input of the matrices (1). Subsequently, the material obtained is reintroduced into the inlet (6) of the angular channels (5), said material rotating 180 ° with respect to its longitudinal axis,
20 y se repite de nuevo el proceso de extrusión. 20 and the extrusion process is repeated again.
Ejemplo 4: Procesado simultáneo de cuatro piezas de sección rectangular de 100 x 20 mm x 150 mm de acero inoxidable A309 mediante MCM-DPS. a la temperatura de 525 oC Example 4: Simultaneous processing of four pieces of rectangular section of 100 x 20 mm x 150 mm of stainless steel A309 by MCM-DPS. at the temperature of 525 oC
25 Se parte de 4 bloques de acero inoxidable A309, de (100 mm x20 mm x 150 mm) (largo x ancho x alto). Dichos bloques de acero se procesan mediante MCM-DPS a temperatura de 525 oC y empleando dos matrices de extrusión (1) en canal angular, divididas en dos partes simétricas (3, 4) 25 It is based on 4 blocks of stainless steel A309, of (100 mm x20 mm x 150 mm) (length x width x height). Said steel blocks are processed by MCM-DPS at a temperature of 525 oC and using two extrusion matrices (1) in angular channel, divided into two symmetrical parts (3, 4)
30 Y alojadas en portamatrices (2), que presentan un ángulo de 95°, entre el canal de entrada y el de salida, y radios de acuerdo entre los canales de 30 And housed in matrix holders (2), which have an angle of 95 °, between the input and output channels, and radii of agreement between the channels of
- entrada y salida iguales y de valor 3,0 mm. La configuración espacial de equal input and output and 3.0 mm value. The spatial configuration of
- las matrices (1) hace que los centros geométricos de los punzones de the matrices (1) makes the geometric centers of the punches of
- extrusión se encuentren en una disposición espacial tal que sus centros extrusion are in a spatial arrangement such that their centers
- geométricos se encuentran sobre los vértices de un rectángulo de geometric are on the vertices of a rectangle of
- 5 5
- dimensiones 300 x 300 mm. La velocidad a la que se realizan las dimensions 300 x 300 mm. The speed at which the
- extrusiones simultáneas es de 50 mm/min y, para la generación de la Simultaneous extrusions is 50 mm / min and, for the generation of the
- presión necesaria, se emplea un cilindro hidráulico en una prensa vertical pressure required, a hydraulic cylinder is used in a vertical press
- de 4000 kN. Con objeto de disminuir el rozamiento en los canales de 4000 kN In order to reduce friction in the channels of
- extrusión (5), se emplea un lubricante de grafito aplicado previamente extrusion (5), a previously applied graphite lubricant is used
- 10 10
- sobre las matrices (1) en canal angular, antes de colocar el material on the matrices (1) in angular channel, before placing the material
- sobre ellas y de iniciar el calentamiento. Se emplean matrices (1) over them and start the warm up. Matrices are used (1)
- divididas por su plano medio y a las cuales se aplica una presión de cierre divided by its midplane and to which a closing pressure is applied
- mediante un sistema hidráulico capaz de desarrollar una fuera de cierre through a hydraulic system capable of developing an out of closure
- de 4000 kN. Las matrices (1) se encuentran a temperatura de 525 oC, 4000 kN The matrices (1) are at a temperature of 525 oC,
- 15 fifteen
- para lo cual se emplean resistencias calefactoras que, por conducción, for which heating resistors are used which, by conduction,
- hacen llegar el calor necesario a la zona de deformación, en la cual están they bring the necessary heat to the deformation zone, in which they are
- alojados termopares para regular la temperatura de proceso. Con la thermocouples housed to regulate the process temperature. With the
- configuración propuesta es posible obtener en una única carrera de proposed configuration is possible to obtain in a single run of
- descenso de la prensa cuatro bloques de acero altamente deformados y press down four highly deformed steel blocks and
- 2 o 2nd
- sin modificación significativa de su sección transversal. Al final del without significant modification of its cross section. At the end of
- proceso se realiza un tratamiento térmico de alivio de tensiones a las process is performed a stress relief heat treatment at
- piezas procesadas. Tanto para la alimentación como para la extracción processed parts For both food and extraction
- del material una vez deformado se emplea un manipulador automatizado. of the material once deformed an automated manipulator is used.
Claims (19)
- --
- cada una de dichas matrices de extrusión (1) comprende uno o más canales angulares (5), a través de los cuales se extruyen los materiales, estando dotados dichos canales angulares (5) de, al menos, una entrada (6) y, al menos, una salida (7), each of said extrusion dies (1) comprises one or more angular channels (5), through which the materials are extruded, said angular channels (5) being provided with at least one inlet (6) and, at least one exit (7),
- (9) (9)
- que aloja un canal de entrada (6) y una parte inferior (10) que aloja un canal de salida (7), donde los canales angulares (5) a través de los cuales se procesan los materiales se forman mediante la unión de cada canal de entrada (6) con cada canal de salida (7), al ponerse en contacto las partes superior (9) e inferior which houses an input channel (6) and a lower part (10) that houses an output channel (7), where the angular channels (5) through which the materials are processed are formed by joining each channel input (6) with each output channel (7), by contacting the upper (9) and lower parts
- (10) (10)
- de las matrices (1 ). of the matrices (1).
- 20.-Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1-19 que comprende una pluralidad de punzones (8) para el procesado de los materiales. 20. Device according to any of claims 1-19 comprising a plurality of punches (8) for the processing of the materials.
- 5 5
- 21.-Dispositivo según la reivindicación 20, donde los punzones (8) están comprendidos en los medios de compresión (14). 21. Device according to claim 20, wherein the punches (8) are comprised in the compression means (14).
- 10 10
- 22.Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1-21, donde los medios de compresión (14) y/o los medios de cierre (15) comprenden uno o más sistemas hidráulicos, mecánicos, neumáticos o electromecánicos, empleados dichos sistemas individualmente o en combinación. 22. Device according to any of claims 1-21, wherein the compression means (14) and / or the closing means (15) comprise one or more hydraulic, mechanical, pneumatic or electromechanical systems, said systems used individually or in combination .
- 15 fifteen
- 23.Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1-22, donde la alimentación de los materiales procesados se realiza bien de forma manual, bien mediante medios de alimentación automática (16), o mediante una combinación de los mismos. 23. Device according to any of claims 1-22, wherein the feeding of the processed materials is carried out either manually, either by means of automatic feeding (16), or by a combination thereof.
- 2 o 2nd
- 24.Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1-23, donde las matrices de extrusión (1) comprenden medios de conexión (17) para realizar una apertura o un cierre simultáneo de dichas matrices de extrusión (1). 24. Device according to any of claims 1-23, wherein the extrusion dies (1) comprise connection means (17) for simultaneously opening or closing said extrusion dies (1).
- 25 25
- 25.-Dispositivo según la reivindicación 24, donde los medios de conexión (17) son, preferentemente, una disposición de fijaciones deslizantes (18) sobre barras (19), estando dichas fijaciones (18) instaladas en las matrices (1), y donde dichas barras (19) conectan cada una de las matrices (1) con su matriz o matrices adyacentes. 25. Device according to claim 24, wherein the connection means (17) are preferably an arrangement of sliding fasteners (18) on bars (19), said fasteners (18) being installed in the dies (1), and where said bars (19) connect each of the matrices (1) with their matrix or adjacent matrices.
- 3 o 3rd
- 26.-Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1-25, que comprende, adicionalmente, medios para el control de la temperatura (20), 26.-Device according to any of claims 1-25, further comprising means for temperature control (20),
- --
- la extrusión simultánea de los materiales a través de los canales angulares (5) comprendidos en la serie formada por las matrices (1), 20 mediante la aplicación de una o más fuerzas de compresión. the simultaneous extrusion of the materials through the angular channels (5) included in the series formed by the matrices (1), 20 by applying one or more compression forces.
- --
- 31 31
- --
- 34 3. 4
- --
- 35 35
- --
- f5DO f5DO
- --
- 39 39
- --
- 41 41
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