ES2498540B2 - MANUFACTURING PROCEDURE OF MECHANICAL ELEMENTS OF HOLLOW GEOMETRY WITH SUBMICROMETRIC OR NANOMETRIC STRUCTURE - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de fabricación de elementos mecánicos de geometría hueca con estructura submicrométrica o nanométrica.#La presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de elementos mecánicos de estructura de grano submicrométrica y/o nanométrica, que tienen geometría interior hueca, y denominados de forma genérica como anillos. Dicho procedimiento comprende, preferentemente, el procesado de preformas de un material de partida mediante deformación plástica severa (SPD) por extrusión en canal angular (ECAE), y el posterior forjado isotérmico de dicha preforma procesada, mediante la aplicación de una matriz de estampación de forjado configurada para aplicar una geometría hueca a la preforma mediante su forjado. Los elementos mecánicos obtenidos mediante el procedimiento de la invención presentan propiedades mecánicas mejoradas en cuanto a mayor resistencia, dureza o tenacidad, así como propiedades funcionales mejoradas, derivadas de su estructura submicrométrica y/o nanométrica.Method of manufacturing mechanical elements of hollow geometry with submicrometric or nanometric structure. # The present invention relates to a method of manufacturing mechanical elements of submicrometric and / or nanometric grain structure, which have hollow interior geometry, and generically denominated. Like rings Said process preferably comprises the processing of preforms of a starting material by severe plastic deformation (SPD) by angular channel extrusion (ECAE), and the subsequent isothermal forging of said processed preform, by the application of a stamping matrix of Forged configured to apply a hollow geometry to the preform by its forging. The mechanical elements obtained by the process of the invention have improved mechanical properties in terms of greater strength, hardness or toughness, as well as improved functional properties, derived from its submicrometric and / or nanometric structure.
Description
DESCRIPCIÓN DESCRIPTION
Procedimiento de fabricación de elementos mecánicos de geometría hueca con estructura submicrométrica o nanométrica. Manufacturing process of hollow geometry mechanical elements with submicrometric or nanometric structure.
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CAMPO DE LA INVENCIÓN FIELD OF THE INVENTION
La presente invención se refiere al sector técnico de la industria metalmecánica. Más concretamente, la invención se enmarca dentro de las técnicas de formación de piezas mecánicas mediante forjado industrial isotérmico, a partir de materiales de partida sometidos a 10 deformación plástica severa. The present invention relates to the technical sector of the metalworking industry. More specifically, the invention is framed within the techniques of forming mechanical parts by means of isothermal industrial forging, from starting materials subjected to severe plastic deformation.
ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR STATE OF THE PREVIOUS TECHNIQUE
En la actualidad existe un alto interés por el desarrollo de materiales de estructuras de grano 15 submicrométricas y/o nanométricas, ya que dichas estructuras presentan propiedades físicas y funcionales (como por ejemplo, su resistencia mecánica, su límite elástico y su dureza) que resultan atractivas para su aplicación industrial. Es por ello que, en los últimos años, ha existido un interés creciente en el desarrollo de estos materiales, que ha llevado a la propuesta de diversos procedimientos para su obtención. Entre estos procedimientos caben destacarse las 20 técnicas de extrusión en canal angular (en inglés, Equal Channel Angular Extrusion/Presing, ECAE/ECAP). El proceso de extrusión en canal angular (ECAE) fue propuesto inicialmente por V.M. Segal (V.M. Segal et al., Russian Metallurgy, Vol. 1, 1981, pp. 99-105) y se ha aplicado a un gran número de materiales, con objeto de obtener materiales procesados de estructura submicrométrica y/o nanométrica. Algunos ejemplos relevantes de estas técnicas pueden 25 consultarse en los siguientes trabajos: (R.Z Valiev et al., Progress in Materials Science, Vol. 45 (2)2, 2000, pp. 103-189); (A. Azushima et al., CIRP Annals - Manufacturing Technology, Vol. 57, Issue 2, 2008, pp. 716-735) y (R. Z. Valiev et al., Progress in Materials Science, Volume 51, Issue 7, pp. 881-981). At present there is a high interest in the development of submicrometric and / or nanometric grain structure materials, 15 since these structures have physical and functional properties (such as mechanical strength, elastic limit and hardness) that result attractive for its industrial application. That is why, in recent years, there has been a growing interest in the development of these materials, which has led to the proposal of various procedures for obtaining them. These procedures include the 20 angular channel extrusion techniques (in English, Equal Channel Angular Extrusion / Presing, ECAE / ECAP). The angular channel extrusion process (ECAE) was initially proposed by V.M. Segal (V.M. Segal et al., Russian Metallurgy, Vol. 1, 1981, pp. 99-105) and has been applied to a large number of materials, in order to obtain processed materials of submicrometric and / or nanometric structure. Some relevant examples of these techniques can be found in the following works: (R.Z Valiev et al., Progress in Materials Science, Vol. 45 (2) 2, 2000, pp. 103-189); (A. Azushima et al., CIRP Annals - Manufacturing Technology, Vol. 57, Issue 2, 2008, pp. 716-735) and (RZ Valiev et al., Progress in Materials Science, Volume 51, Issue 7, pp. 881-981).
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Sin embargo, a pesar del gran número de trabajos científicos que existen en relación con la mejora de propiedades de los materiales que han sido procesados mediante deformación plástica severa (en inglés, “Severe Plastic Deformation”, o SPD) las aplicaciones industriales de dichos materiales son mucho más reducidas. However, despite the large number of scientific works that exist in relation to the improvement of properties of materials that have been processed by severe plastic deformation (in English, "Severe Plastic Deformation", or SPD) the industrial applications of such materials They are much smaller.
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Aunque existen en la literatura diferentes trabajos relativos a la forja de diversas aleaciones de metales, existen pocos intentos recogidos en la bibliografía sobre piezas o tochos de materiales de partida que hayan sido deformados mediante procesos de SPD y, posteriormente, sometidos a algún tipo de proceso de forjado. Al respecto cabe señalar los siguientes: (P.K. Chaudhury et al., Materials Science and Engineering: A, 410-411, 2005, pp. 316-318, donde se 40 fabrica una pieza maciza a partir de material previamente deformado por SPD), (J.H. Lee et al. CIRP Annals - Manufacturing Technology, Vol. 57 (1), 2008, pp. 261-264, en el que se aborda la fabricación de un rodete macizo), (W.J. Kim et al., Materials Science and Engineering: A, 487 (1-2), 2008, pp. 360-368, en el que se aborda la fabricación de un micro-engranaje de aproximadamente un milímetro de radio, también macizo, empleando en este caso un proceso 45 de extrusión). Although there are different works in the literature related to the forging of various metal alloys, there are few attempts included in the literature on pieces or billets of starting materials that have been deformed by SPD processes and subsequently subjected to some kind of process of forged. In this regard, the following should be noted: (PK Chaudhury et al., Materials Science and Engineering: A, 410-411, 2005, pp. 316-318, where a solid part is manufactured from material previously deformed by SPD), (JH Lee et al. CIRP Annals - Manufacturing Technology, Vol. 57 (1), 2008, pp. 261-264, which addresses the manufacture of a solid impeller), (WJ Kim et al., Materials Science and Engineering: A, 487 (1-2), 2008, pp. 360-368, which deals with the manufacture of a micro-gear of approximately one millimeter of radius, also solid, using in this case an extrusion process 45 ).
A diferencia de todos los trabajos anteriores, que están destinados a la obtención de elementos macizos, la presente invención está específicamente orientada a la obtención de elementos mecánicos o piezas que tengan geometría interior hueca (denominados dichos elementos, de 50 forma genérica, como “anillos”), preferentemente con simetría de revolución respecto a su eje longitudinal, que presenten propiedades físicas y funcionales mejoradas frente a otros elementos con geometría interior hueca del estado de la técnica. Como se verá a continuación, Unlike all the previous works, which are intended to obtain solid elements, the present invention is specifically aimed at obtaining mechanical elements or parts that have hollow interior geometry (referred to as said elements, in generic form, as "rings "), Preferably with symmetry of revolution with respect to its longitudinal axis, which have improved physical and functional properties compared to other elements with hollow interior geometry of the state of the art. As will be seen below,
la obtención de dichos elementos mediante el procedimiento descrito en la presente invención mejora, además de las propiedades de las piezas finales, también las condiciones del propio proceso de forjado frente a otros métodos del estado de la técnica. Obtaining said elements by means of the process described in the present invention improves, in addition to the properties of the final pieces, also the conditions of the forging process itself compared to other prior art methods.
DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN 5 BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION 5
El objeto de la presente invención es la obtención de elementos mecánicos mejorados, mediante la aplicación de materiales obtenidos a través de SPD por ECAE a técnicas industriales de producción de elementos mecánicos, empleándose estos materiales como material de partida para procesos de forjado isotérmico que posibiliten la obtención de 10 elementos finales con geometría interior hueca, y que presenten estructura de grano submicrométrica y/o nanométrica. Dentro de estos elementos mecánicos se engloban, entre otros, a los siguientes: anillos, carcasas interiores y exteriores para rodamientos, cojinetes lisos, anillos de guiado, acoplamientos rígidos, bridas, anillas de elevación o anillos de rozamiento, así como cualesquiera otros elementos mecánicos que presentan sección interior 15 hueca y a los que se les quiere dotar de estructura submicrométrica y/o nanométrica. The object of the present invention is to obtain improved mechanical elements, by applying materials obtained through SPD by ECAE to industrial techniques for producing mechanical elements, using these materials as starting material for isothermal forging processes that enable the obtaining 10 final elements with hollow interior geometry, and presenting submicrometric and / or nanometric grain structure. These mechanical elements include, among others, the following: rings, inner and outer housings for bearings, plain bearings, guiding rings, rigid couplings, flanges, lifting rings or friction rings, as well as any other mechanical elements which have a hollow interior section 15 and which are intended to have a submicrometric and / or nanometric structure.
El objeto de la presente invención se alcanza mediante un procedimiento de fabricación de elementos mecánicos de geometría hueca, que comprende los siguientes pasos: The object of the present invention is achieved by a method of manufacturing hollow geometry mechanical elements, comprising the following steps:
- procesar una preforma de un material de partida mediante SPD por ECAE; 20 - process a preform of a starting material by SPD by ECAE; twenty
- someter dicha preforma procesada a un forjado isotérmico, mediante la aplicación de una matriz de estampación de forjado, configurada para aplicar una geometría hueca a la preforma mediante su forjado. - subjecting said processed preform to an isothermal slab, by applying a slab stamping matrix, configured to apply a hollow geometry to the preform by its slab.
Con dicho método se consiguen elementos mecánicos huecos mejorados, como consecuencia 25 de su estructura de grano submicrométrica y/o nanométrica, que hacen además más sencilla su obtención, dado de que el propio forjado de estos materiales se realiza con mayor facilidad, dada la mejora en la fluencia de las preformas procesadas, lo que posibilita su forjado incluso a temperatura ambiente. With this method, improved hollow mechanical elements are achieved, as a consequence of its submicrometric and / or nanometric grain structure, which also makes it easier to obtain it, given that the forging of these materials is made more easily, given the improvement in the creep of the processed preforms, which allows forging even at room temperature.
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En una realización preferente de la invención, la preforma comprende una selección de los siguientes materiales o de aleaciones de los mismos, individualmente o en combinación: aluminio, acero, magnesio, titanio. Dichos materiales son aptos tanto para su procesado por ECAE, como para su posterior forjado, siendo además materiales de una alta aplicación industrial, cuyas propiedades mejoran notablemente gracias al procedimiento de la invención. 35 En distintas realizaciones de la invención, las preformas pueden poseer una sección transversal maciza o hueca. In a preferred embodiment of the invention, the preform comprises a selection of the following materials or alloys thereof, individually or in combination: aluminum, steel, magnesium, titanium. Said materials are suitable both for processing by ECAE, and for subsequent forging, being also materials of a high industrial application, whose properties improve significantly thanks to the process of the invention. In different embodiments of the invention, the preforms may have a solid or hollow cross section.
Preferentemente, el procesado por ECAE y/o el forjado isotérmico se pueden realizar tanto a temperatura ambiente, como a una temperatura distinta a la temperatura ambiente. Para este 40 último caso, dicho procesado por ECAE y/o dicho forjado se realiza a una temperatura preferentemente comprendida entre 100 ºC y 600 ºC, siendo este rango de temperaturas apto para la obtención de anillos, carcasas interiores y exteriores para rodamientos, cojinetes lisos, anillos de guiado, acoplamientos rígidos, bridas, anillas de elevación o anillos de rozamiento. Preferably, the processing by ECAE and / or the isothermal forging can be carried out both at room temperature, and at a temperature other than room temperature. For this last case, said ECAE processing and / or said slab is carried out at a temperature preferably between 100 ° C and 600 ° C, this temperature range being suitable for obtaining rings, inner and outer housings for bearings, plain bearings , guide rings, rigid couplings, flanges, lifting rings or friction rings.
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En otra realización preferente de la invención, el procesado por ECAE se realiza mediante la aplicación de entre dos y ocho pasadas de extrusión. La aplicación de una pluralidad de pasadas resulta eficaz para la homogenización del material procesado en el grano submicrométrico o nanométrico obtenido. Dichas pasadas se pueden aplicar mediante diferentes rutas de ECAE en función del material procesado, tales como una ruta de extrusión 50 de tipo B (consistente en rotar 90º a la preforma en relación al eje longitudinal de la misma tras cada etapa de extrusión en canal angular), C (que comprende la rotación de la preforma 180º sobre su eje de extrusión entre cada pasada) o Bc (que comprende cuatro pasadas, con un In another preferred embodiment of the invention, ECAE processing is performed by applying two to eight extrusion passes. The application of a plurality of passes is effective for the homogenization of the processed material in the submicrometric or nanometric grain obtained. Said passes can be applied by different ECAE routes depending on the material processed, such as an extrusion route 50 of type B (consisting of rotating 90 ° to the preform in relation to the longitudinal axis thereof after each stage of extrusion in angular channel ), C (which comprises the rotation of the preform 180º on its extrusion axis between each pass) or Bc (comprising four passes, with a
giro de 180º sobre su eje longitudinal, tras la primera pasada, seguido de otro giro de 90º sobre dicho eje longitudinal, tras la segunda pasada, y un último giro de 180º sobre el eje longitudinal, tras la tercera pasada ). Más preferentemente, el procesado de la preforma se realiza a una velocidad comprendida entre 10 y 100 mm/min. 180º turn on its longitudinal axis, after the first pass, followed by another 90º turn on said longitudinal axis, after the second pass, and a last 180º turn on the longitudinal axis, after the third pass). More preferably, the preform is processed at a speed between 10 and 100 mm / min.
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En diferentes realizaciones de la invención, la preforma o el elemento mecánico obtenido pueden ser sometidos a mecanizado, así como a una selección de los siguientes tratamientos térmicos, individualmente o en combinación: alivio de tensiones, recristalización, endurecimiento por precipitación. Ello mejora las propiedades físicas estructurales y superficiales de los materiales obtenidos en los diferentes pasos del procedimiento, lo que 10 redunda en la mejora de las propiedades del elemento mecánico final. Dicho elemento final también puede ser sometido a tratamientos superficiales, como por ejemplo tratamientos anti-corrosión o anti-desgaste. In different embodiments of the invention, the preform or the mechanical element obtained can be subjected to machining, as well as a selection of the following thermal treatments, individually or in combination: stress relief, recrystallization, precipitation hardening. This improves the structural and surface physical properties of the materials obtained in the different steps of the process, which results in the improvement of the properties of the final mechanical element. Said final element can also be subjected to surface treatments, such as anti-corrosion or anti-wear treatments.
Por su parte, las matrices de estampación empleadas en el presente procedimiento pueden 15 utilizarse bien solas o bien alojadas en portamatrices, en función de las características específicas del proceso aplicado, o de la prensa de estampación utilizada, pudiendo ser ésta, por ejemplo, hidráulica o mecánica. Asimismo, las matrices de estampación pueden comprender uno o más expulsores para la extracción de elementos mecánicos, así como estar configuradas para la forja simultánea de dos o más elementos mecánicos en cada etapa de 20 forjado. On the other hand, the printing dies used in the present procedure can be used either alone or housed in matrix holders, depending on the specific characteristics of the applied process, or the printing press used, which can be, for example, hydraulic or mechanical Also, the stamping dies can comprise one or more ejectors for the extraction of mechanical elements, as well as being configured for the simultaneous forging of two or more mechanical elements in each stage of forging.
Para el calentamiento de las matrices de estampación, es posible utilizar medios tales como sistemas basados en resistencia eléctrica o sistemas basados en inducción eléctrica, pudiendo también calentarse las preformas de forma externa, para ser posteriormente introducidas en la 25 matriz de estampación. For the heating of the printing dies, it is possible to use means such as systems based on electrical resistance or systems based on electrical induction, the preforms can also be heated externally, to be subsequently introduced into the printing matrix.
Para la mejora en el paso de forjado isotérmico, es posible también aplicar a la preforma procesada un lubricante, tal como teflón en spray, o grafito. For the improvement in the step of isothermal forging, it is also possible to apply a lubricant, such as Teflon spray, or graphite to the processed preform.
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Finalmente, otro objeto adicional de la invención son los elementos mecánicos de geometría hueca obtenibles a partir de un procedimiento según cualquiera de las realizaciones descritas en la presente solicitud, que presentan estructura de grano submicrométrica o nanométrica, y que preferentemente poseen una deformación plástica acumulada (ε) comprendida entre 0,5 y 100 y, más preferentemente, entre 1 y 20. 35 Finally, another additional object of the invention is the hollow geometry mechanical elements obtainable from a process according to any of the embodiments described in the present application, which have a submicron or nanometric grain structure, and which preferably have an accumulated plastic deformation ( ε) between 0.5 and 100 and, more preferably, between 1 and 20. 35
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
La Figura 1 muestra un esquema de la matriz de estampación y de posibles geometrías de anillos que se van a obtener, a partir de preformas de material que hayan sido previamente 40 procesadas mediante procesos de deformación plástica severa, como por ejemplo, extrusión en canal angular. Figure 1 shows a diagram of the stamping matrix and possible ring geometries to be obtained, from preforms of material that have been previously processed by severe plastic deformation processes, such as, for example, angular channel extrusion .
La Figura 2 muestra tres ejemplos de anillos que pueden obtenerse con la geometría mostrada. Figure 2 shows three examples of rings that can be obtained with the geometry shown.
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La Figura 3(a) muestra una micrografía con la microestructura de la AA5083 antes de ser procesada por ECAE (tamaño inicial de grano de aproximadamente 200 µm). La Figura 3(b) muestra a dicha aleación tras ser procesada dos veces por extrusión en canal angular (ECAE), donde puede observarse la acumulación de deformación que ha sido impartida al material. Figure 3 (a) shows a micrograph with the microstructure of the AA5083 before being processed by ECAE (initial grain size of approximately 200 µm). Figure 3 (b) shows said alloy after being processed twice by angular channel extrusion (ECAE), where the accumulation of deformation that has been imparted to the material can be observed.
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La Figura 4 muestra una simulación por elementos finitos de la deformación plástica () acumulada en el interior de los anillos, teniendo en consideración que se parte de material que Figure 4 shows a simulation by finite elements of the plastic deformation () accumulated inside the rings, taking into account that part of the material that
presenta una deformación inicial de (=2), y que corresponde aproximadamente a la que se obtendría tras dos pasadas de ECAE (4a, 4b). it presents an initial deformation of ( = 2), and that corresponds approximately to that which would be obtained after two passes of ECAE (4a, 4b).
La Figura 5 muestra la microestructura obtenida en los anillos forjados a partir del material previamente procesado por ECAE. Como puede observarse, se han tomado dos micrografías a 5 2500 aumentos (Figura 5a) y a 10000 aumentos (Figura 5b). Los anillos corresponden a la forma que se muestra en la Figura 4, una vez ha sido cortada, empastillada y pulida. Se puede observar que existen granos de tamaño submicrométrico en el material obtenido mediante forjado isotérmico. Figure 5 shows the microstructure obtained in the rings forged from the material previously processed by ECAE. As can be seen, two micrographs have been taken at 5 2500 magnifications (Figure 5a) and at 10,000 magnifications (Figure 5b). The rings correspond to the shape shown in Figure 4, once it has been cut, patterned and polished. It can be seen that there are grains of submicron size in the material obtained by isothermal forging.
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DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención se refiere a un procedimiento que comprende la aplicación de deformación plástica severa y, específicamente, de la extrusión en canal angular, para la obtención de materiales de partida altamente deformados, con el objetivo de ser empleados 15 posteriormente en procesos de forjado isotérmico para la producción de piezas con geometría interna hueca. Dicho procedimiento emplea el forjado isotérmico como medio para la conformación de materiales que han sido previamente procesados mediante SPD por ECAE, con objeto de obtener elementos mecánicos de estructura submicrométrica y/o nanométrica que tienen geometría interior hueca, denominados de forma genérica como “anillos”. Dichos 20 elementos mecánicos presentan, gracias a su obtención mediante el procedimiento descrito, propiedades mecánicas superiores a las obtenidas mediante métodos convencionales de forja, como son, por ejemplo, mayor resistencia mecánica, mayor límite elástico y mayor dureza. Asimismo, con el procedimiento propuesto se obtienen elementos mecánicos que presentan un afinamiento de grano significativo, siendo éste submicrométrico y/o nanométrico, con la 25 consiguiente mejora en las propiedades funcionales de los mismos. Asimismo, este procedimiento resulta especialmente indicado para la obtención de piezas huecas, dado que el preprocesado por ECAE al que se someten los materiales de partida mejora notablemente la fluencia de los mismos, lo cual resulta especialmente ventajoso para la obtención de piezas con simetría de revolución, como ocurre en la mayoría de las piezas huecas utilizadas en la 30 industria. The present invention relates to a process comprising the application of severe plastic deformation and, specifically, of angular channel extrusion, for obtaining highly deformed starting materials, with the aim of being subsequently used in isothermal forging processes. for the production of parts with hollow internal geometry. This procedure uses isothermal forging as a means for forming materials that have been previously processed by SPD by ECAE, in order to obtain mechanical elements of submicrometric and / or nanometric structure that have hollow interior geometry, generically referred to as “rings” . Said 20 mechanical elements present, thanks to their obtaining by means of the described procedure, mechanical properties superior to those obtained by conventional forging methods, such as, for example, greater mechanical resistance, greater elastic limit and greater hardness. Likewise, with the proposed procedure, mechanical elements are obtained that have a significant grain refinement, this being submicrometric and / or nanometric, with the consequent improvement in their functional properties. Likewise, this procedure is especially suitable for obtaining hollow pieces, since the preprocessing by ECAE to which the starting materials are subjected significantly improves their creep, which is especially advantageous for obtaining parts with revolution symmetry , as in most of the hollow parts used in the industry.
Preferentemente, para llevar a cabo el forjado isotermo de los materiales se emplea una prensa en la que se alojan matrices de estampación como las mostradas, a modo de ejemplo, en la Fig. 1, donde se aprecia una pluralidad de estampados diferentes en la matriz, que puede dar 35 lugar a piezas de distinta geometría (como las mostradas en la Figura 2). Cabe destacar, no obstante, que es posible emplear cualquier otro tipo de geometría en las matrices de estampación para la fabricación de los anillos, según ser requiera para el procedimiento específico de formación. Preferably, to carry out the isothermal forging of the materials, a press is used in which stamping dies are housed, such as those shown, by way of example, in Fig. 1, where a plurality of different patterns can be seen in the die , which can give rise to pieces of different geometry (such as those shown in Figure 2). It should be noted, however, that it is possible to use any other type of geometry in the stamping dies for the manufacture of the rings, as required for the specific formation procedure.
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El material de partida puede provenir de una extrusión en canal angular en la que ha sido sometido a una o a varias pasadas de ECAE, realizadas tanto a temperatura ambiente como a temperatura distinta de la temperatura ambiente. Dicho material podrá ser mecanizado, con objeto de disponer de preformas que encajen dentro de las cavidades de las matrices de estampación para la realización del forjado isotérmico. 45 The starting material can come from an extrusion in angular channel in which it has been subjected to one or several passes of ECAE, carried out both at room temperature and at a temperature other than room temperature. Said material may be machined, in order to have preforms that fit into the cavities of the stamping dies for the realization of the isothermal slab. Four. Five
Como se ha indicado, cuando el material que se emplea para la fabricación de los anillos no ha sido previamente procesado mediante procesos de SPD, se parte de un material que presenta una gran deformación inicial, siendo muy difícil, si no imposible, su empleo para la forja de anillos a temperatura ambiente (25 ºC). La 3(a) muestra el material de partida sin ser 50 deformado por ECAE. Por su parte, en la Fig. 3(b) se observa la gran acumulación de bandas de deformación en el material tras ser procesado dos veces mediante extrusión en canal As indicated, when the material used for the manufacture of the rings has not been previously processed by SPD processes, it is based on a material that has a large initial deformation, being very difficult, if not impossible, its use for ring forging at room temperature (25 ° C). The 3 (a) shows the starting material without being deformed by ECAE. On the other hand, in Fig. 3 (b) the large accumulation of deformation bands in the material is observed after being processed twice by channel extrusion
angular al material de partida de aleación de aluminio AA5083. Por ello, se plantea en la presente patente forjado isotérmico de dichos materiales. angular to the AA5083 aluminum alloy starting material. Therefore, this isothermal forged patent of said materials is proposed.
Una vez que dicho material de partida es procesado por SPD/ECAE, se hará la estampación de los anillos mediante forjado isotérmico, empleando matrices especialmente diseñadas para ello, similares a las que se muestran en la Fig. 1, pudiendo variar la geometría de dichas matrices 5 para la fabricación de distintas geometrías de anillos. La fabricación de los anillos podrá consistir en una o varias etapas de forjado, en función de la complejidad del anillo que se pretenda fabricar así como de las propiedades mecánicas del material que va a ser forjado. Once said starting material is processed by SPD / ECAE, the rings will be stamped by means of isothermal forging, using specially designed matrices, similar to those shown in Fig. 1, and the geometry of said rings may vary. 5 matrices for the manufacture of different ring geometries. The manufacture of the rings may consist of one or more stages of forging, depending on the complexity of the ring that is intended to be manufactured as well as the mechanical properties of the material to be forged.
En la Fig. 4 se muestra una simulación por elementos finitos de la forja de un anillo, empleando 10 dos etapas de forjado. Se ha considerado en la simulación por elementos finitos que el material presenta una deformación inicial de partida de =2, que es aproximadamente equivalente a la que se tiene tras dos pasadas de ECAE. Como se ha indicado, es posible emplear un mayor o menor número de pasadas de ECAE así como de emplear rutas diferentes de procesado en dicho proceso de SPD. El objetivo es disponer de un material que presente gran acumulación 15 de deformación plástica el cual será empleado como materia prima para la fabricación de los anillos. A simulation by finite elements of the forging of a ring is shown in Fig. 4, using two forging stages. It has been considered in the simulation by finite elements that the material presents an initial starting deformation of = 2, which is approximately equivalent to the one that occurs after two ECAE passes. As indicated, it is possible to use a greater or lesser number of ECAE passes as well as to use different processing routes in said SPD process. The objective is to have a material that has a large accumulation of plastic deformation which will be used as raw material for the manufacture of the rings.
Una vez que los anillos se han fabricado, puede ser necesario realizar operaciones de mecanizado y/o de acabado sobre los mismos con objeto de obtener la geometría final 20 deseada. Once the rings have been manufactured, it may be necessary to perform machining and / or finishing operations on them in order to obtain the desired final geometry.
Las temperaturas a las que se realiza la forja isotérmica podrán variar, en función de las características del material de partida y de la geometría de los elementos mecánicos. Asimismo, podrán impartirse tratamientos térmicos a los materiales que van a ser forjados con 25 objeto de facilitar la conformación de los mismos. The temperatures at which the isothermal forging is made may vary, depending on the characteristics of the starting material and the geometry of the mechanical elements. Likewise, thermal treatments may be imparted to the materials that are to be forged in order to facilitate their conformation.
Como se ha indicado anteriormente, mediante el empleo de forjado isotérmico sobre material que ha sido previamente procesado mediante SPD por ECAE, los anillos obtenidos presentan propiedades mecánicas mejoradas, a la vez que a menor temperatura que la que sería 30 necesario emplear para fabricar dichos anillos con materiales de partida sin haber sido procesados previamente mediante SPD, pudiendo incluso no ser posible la conformación de materiales que no hayan sido previamente deformados mediante SPD. En la Tabla 1 del presente documento se muestran datos comparativos de los valores de microdureza obtenidos sobre anillos fabricados con la aleación de aluminio AA5083, previamente deformados por 35 ECAE a temperatura ambiente. Antes de la forja de dichos materiales (“Ensayos previos”, en la tabla), se les ha impartido dos tipos de tratamientos térmicos: el primero de ellos consistente en disponer los materiales (preformas de la aleación AA5083, previamente procesadas por ECAE y mecanizadas, en un horno de tratamientos y aumentar la temperatura desde la temperatura ambiente hasta 320 ºC, con una rampa de calentamiento de 12 ºC/min, seguido de un 40 enfriamiento rápido en agua. En el segundo caso se han dispuesto las preformas de la AA5083, previamente procesadas por ECAE y mecanizadas, y se ha aumentado la temperatura desde temperatura ambiente hasta 340 ºC con la misma rampa de calentamiento de 12 ºC/min. As indicated above, through the use of isothermal forging on material that has been previously processed by SPD by ECAE, the rings obtained have improved mechanical properties, while at a lower temperature than what would be necessary to use to manufacture said rings. with starting materials without having been previously processed by SPD, it may not even be possible to form materials that have not been previously deformed by SPD. Table 1 of this document shows comparative data of the microhardness values obtained on rings made of AA5083 aluminum alloy, previously deformed by ECAE at room temperature. Before the forging of these materials (“Previous tests”, in the table), they have been given two types of heat treatments: the first one consisting of arranging the materials (preforms of the AA5083 alloy, previously processed by ECAE and machined , in a treatment oven and increase the temperature from room temperature to 320 ºC, with a heating ramp of 12 ºC / min, followed by a rapid cooling in water.In the second case the preforms of the AA5083 have been arranged , previously processed by ECAE and mechanized, and the temperature has been increased from room temperature to 340 ºC with the same heating ramp of 12 ºC / min.
45 Four. Five
Posteriormente, se han procesado dichas preformas (“Ensayos anillos”, en la tabla) mediante forjado isotérmico a 200ºC, 250 ºC y 300 ºC, en dos etapas de conformación, según se muestra en la Fig. 4. Asimismo, en la
Fig. 5 se muestra la microestructura que presentan los anillos forjados a 250 ºC. Como puede observarse, existe un afinamiento significativo del tamaño de grano, el cual es inferior a 1 µm. Cabe destacar que el material de partida (AA5083) presenta 50 un tamaño de grano inicial de aproximadamente 200 µm. Subsequently, said preforms ("Ring tests", in the table) have been processed by isothermal forging at 200 ° C, 250 ° C and 300 ° C, in two stages of conformation, as shown in Fig. 4. Also, in the
Fig. 5 shows the microstructure of the forged rings at 250 ° C. As can be seen, there is a significant refinement of the grain size, which is less than 1 µm. It should be noted that the starting material (AA5083) has an initial grain size of approximately 200 µm.
Para ejercer la fuerza de compresión necesaria para procesar al material, se puede emplear una prensa hidráulica en la que se alojarán las matrices de forja, según se muestra en la Fig. 1, aunque también sería posible el empleo de otro tipo de prensas. Las matrices de estampación empleadas pueden ser como las mostradas en la Fig. 1, las cuales poseen varias cavidades para la fabricación de diferentes tipos de anillos o podrían presentar un número diferente de 5 cavidades en función de la capacidad de la prensa y del tipo de geometría que se quiera fabricar. Dichas matrices podrán, o no, estar alojadas en portamatrices. Como medio de calentamiento se podrá emplear resistencias calefactoras o inductores, entre otros sistemas de calentamiento, con objeto de que a partir de una temperatura de consigna sean capaces de aumentar la temperatura para realizar el forjado isotérmico. Una vez que ha terminado cada 10 etapa del proceso de forjado de los anillos, será necesaria la extracción del material. Para ello, podrán emplearse matrices que dispongan de expulsores o bien directamente mediante medios mecánicos podrán extraerse las piezas fabricadas (anillos) sin necesidad de que existan expulsores. Asimismo, el proceso objeto de la presente invención, puede realizarse a temperatura ambiente. 15 To exert the compression force necessary to process the material, a hydraulic press can be used in which the forging dies will be housed, as shown in Fig. 1, although the use of other types of presses would also be possible. The printing dies used can be as shown in Fig. 1, which have several cavities for the manufacture of different types of rings or could have a different number of 5 cavities depending on the capacity of the press and the type of geometry that you want to manufacture. These matrices may or may not be housed in matrix holders. As heating medium, heating resistors or inductors may be used, among other heating systems, so that from a setpoint temperature they are able to increase the temperature to perform the isothermal forging. Once every 10 stage of the process of forging the rings is finished, the extraction of the material will be necessary. To do this, matrices that have ejectors may be used or directly by mechanical means the manufactured parts (rings) can be extracted without the need for ejectors. Likewise, the process object of the present invention can be carried out at room temperature. fifteen
Además, pueden emplearse operaciones posteriores de mecanizado (taladrado, torneado, fresado, etc.) y/u operaciones de acabado posteriores, tales como pulido y rectificado, entre otros. Asimismo, es posible someter a los materiales obtenidos mediante forjado isotérmico a tratamientos térmicos posteriores, como por ejemplo: de alivio de tensiones, de recristalización 5 o de precipitación, entre otros. In addition, subsequent machining operations (drilling, turning, milling, etc.) and / or subsequent finishing operations, such as polishing and grinding, can be used, among others. Likewise, it is possible to subject the materials obtained by isothermal forging to subsequent heat treatments, such as stress relief, recrystallization 5 or precipitation, among others.
EJEMPLOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN EXAMPLES OF EMBODIMENT OF THE INVENTION
Ejemplo 1: Forjado isotérmico a 250 ºC de la aleación AA5083, previamente procesada por 10 extrusión en canal angular, para la fabricación de carcasas interior y exterior de rodamientos. Example 1: Isothermal forging at 250 ºC of alloy AA5083, previously processed by 10 extrusion in angular channel, for the manufacture of inner and outer bearing housings.
Se parte de preformas de la aleación de aluminio AA5083 que han sido previamente deformadas mediante dos pasadas de extrusión en canal angular (ECAE), según una ruta C (que comprende la rotación de la preforma 180º sobre su eje de extrusión entre cada pasada), 15 a velocidad de 20 mm/min y a temperatura ambiente, empleando matrices en canal angular de 20 mm de diámetro, con 90º de ángulo de intersección entre canales y 3 mm para los radios de acuerdo entre canales. Las preformas (o probetas) se tornean hasta dejarlas con un diámetro de 19 mm y una longitud de 43 mm. Posteriormente, se les da un tratamiento térmico consistente en mantener las preformas en un horno de tratamientos térmicos hasta alcanzar la 20 temperatura de 340 ºC, con una rampa de calentamiento de 12 ºC/min. Una vez alcanzada la temperatura se enfrían en agua. El material así obtenido se empleará para la fabricación de carcasas (interior y exterior) de rodamientos mediante forjado isotérmico a 250 ºC, empleando dos etapas de forjado isotérmico. En la primera de ellas se obtiene una preforma que se volverá a estampar a la misma temperatura y en forjado isotérmico para la obtención de las 25 carcasas exterior e interior de rodamientos. Como lubricante en la operación se emplea teflón en spray. Posteriormente, tras operaciones de acabado en las piezas forjadas (eliminación de la rebaba, taladrado, torneado y rectificado) se obtendrán las carcasas interior y exterior de los rodamientos que tendrán estructura submicrométrica y/o nanométrica. It is based on preforms of the AA5083 aluminum alloy that have been previously deformed by two angular channel extrusion passes (ECAE), according to a route C (which comprises the rotation of the preform 180 ° on its extrusion axis between each pass), 15 at a speed of 20 mm / min and at room temperature, using matrices in angular channels of 20 mm in diameter, with 90º of intersection angle between channels and 3 mm for the radii of agreement between channels. The preforms (or test pieces) are turned until leaving them with a diameter of 19 mm and a length of 43 mm. Subsequently, they are given a heat treatment consisting of keeping the preforms in a heat treatment oven until reaching a temperature of 340 ° C, with a heating ramp of 12 ° C / min. Once the temperature is reached they cool in water. The material thus obtained will be used for the manufacture of housings (inner and outer) of bearings by means of isothermal forging at 250 ºC, using two stages of isothermal forging. In the first one, a preform is obtained that will be re-stamped at the same temperature and in isothermal slab to obtain the 25 outer and inner bearing housings. Teflon spray is used as a lubricant in the operation. Subsequently, after finishing operations on the forged parts (elimination of the burr, drilling, turning and grinding) the inner and outer housings of the bearings that will have a submicrometric and / or nanometric structure will be obtained.
30 30
Ejemplo 2: Forjado isotérmico a 275 ºC de la aleación AA5083, previamente procesada mediante extrusión en canal angular a 275 ºC, para la fabricación de bridas. Example 2: Isothermal forging at 275 ° C of alloy AA5083, previously processed by extrusion in angular channel at 275 ° C, for the manufacture of flanges.
Se parte de preformas de la aleación de aluminio AA5083 que ha sido previamente deformada mediante cuatro pasadas de extrusión en canal angular (ECAE), según ruta B (consistente en 35 rotar 90º a la preforma en relación al eje longitudinal de la misma tras cada etapa de extrusión en canal angular), a velocidad de 30 mm/min y a temperatura de 275 ºC, empleando matrices en canal angular de 50 mm de diámetro y 5 mm para los radios de acuerdo entre canales. Las probetas se tornean hasta dejarlas con un diámetro de 45 mm y una longitud de 20 mm. El material así obtenido se empleará para la fabricación de bridas mediante forjado isotérmico a 40 275 ºC, empleando dos etapas de forja. En la primera de ellas se hace un preformado, obteniendo una preforma que se volverá a estampar a la misma temperatura y en forjado isotérmico para la obtención de las bridas. Como lubricante en la operación se emplea teflón en spray. Posteriormente, tras operaciones de acabado en las piezas forjadas (eliminación de la rebaba, taladrado, torneado y rectificado) se obtendrán las bridas que tendrán estructura 45 submicrométrica y/o nanométrica. It is based on preforms of the AA5083 aluminum alloy that has been previously deformed by means of four angular channel extrusion passes (ECAE), according to route B (consisting of rotating 90º to the preform in relation to its longitudinal axis after each stage of extrusion in angular channel), at a speed of 30 mm / min and at a temperature of 275 ºC, using matrices in angular channel of 50 mm in diameter and 5 mm for the radii of agreement between channels. The specimens are turned until they are 45 mm in diameter and 20 mm long. The material thus obtained will be used for the manufacture of flanges by isothermal forging at 40 275 ° C, using two stages of forging. In the first one, a preform is made, obtaining a preform that will be re-stamped at the same temperature and isothermal forging to obtain the flanges. Teflon spray is used as a lubricant in the operation. Subsequently, after finishing operations on the forged parts (elimination of the burr, drilling, turning and grinding) the flanges will be obtained that will have a submicrometric and / or nanometric structure.
Ejemplo 3: Forjado isotérmico a 100 ºC de la aleación AA6063, previamente procesada mediante extrusión en canal angular a temperatura de 100 ºC, para la fabricación de un cojinete liso. 50 Example 3: Isothermal forging at 100 ° C of alloy AA6063, previously processed by extrusion in angular channel at a temperature of 100 ° C, for the manufacture of a plain bearing. fifty
Se parte de preformas de la aleación de aluminio AA6063 que ha sido previamente deformada mediante ocho pasadas de extrusión en canal angular (ECAE), según ruta B, a velocidad de 50 It is based on preforms of the AA6063 aluminum alloy that has been previously deformed by means of eight passes of angular channel extrusion (ECAE), according to route B, at a speed of 50
mm/min y a temperatura de 100 ºC, empleando matrices en canal angular de 22 mm de diámetro, con 90º de ángulo de intersección entre canales y 2,5 mm para los radios de acuerdo entre canales. Las probetas se tornean hasta dejarlas con un diámetro de 20 mm y una longitud de 80 mm. El material así obtenido se empleará para la fabricación de cojinetes mediante forjado isotérmico a 100 ºC, empleando dos etapas. En la primera de ellas, se hace 5 un preformado, obteniendo una preforma que se volverá a estampar a la misma temperatura y en forjado isotérmico para la obtención del cojinete. Como lubricante en la operación se emplea teflón en spray. Posteriormente, tras operaciones de acabado en las piezas forjadas (eliminación de la rebaba, taladrado, torneado y rectificado) se obtendrán los cojinetes que tendrán estructura submicrométrica y/o nanométrica. 10 mm / min and at a temperature of 100 ºC, using matrices in angular channel of 22 mm in diameter, with 90º of intersection angle between channels and 2.5 mm for the radii of agreement between channels. The specimens are turned until leaving them with a diameter of 20 mm and a length of 80 mm. The material thus obtained will be used for the manufacture of bearings by means of isothermal forging at 100 ° C, using two stages. In the first one, a preform is made, obtaining a preform that will be re-stamped at the same temperature and isothermal forging to obtain the bearing. Teflon spray is used as a lubricant in the operation. Subsequently, after finishing operations on the forged parts (burr removal, drilling, turning and grinding), the bearings that will have a submicron and / or nanometer structure will be obtained. 10
Ejemplo 4: Forjado isotérmico a 400 ºC de un acero de bajo contenido en carbono, previamente procesado mediante extrusión en canal angular a 425 ºC, para la fabricación de un chavetero. Example 4: Isothermal forging at 400 ° C of a low carbon steel, previously processed by extrusion in an angular channel at 425 ° C, for the manufacture of a keyway.
Se parte de preformas de un acero de bajo contenido en carbono que ha sido previamente 15 deformado mediante dos pasadas de extrusión en canal angular (ECAE), según ruta C, a velocidad de 30 mm/min y a temperatura de 425 ºC, empleando matrices en canal angular de 40 mm de diámetro y 6 mm para los radios de acuerdo entre canales. Las probetas se tornean hasta dejarlas con un diámetro de 36 mm y una longitud de 40 mm. El material así obtenido se empleará para la fabricación de chaveteros mediante forjado isotérmico a 400 ºC, empleando 20 tres etapas. En las dos primeras etapas se hace un preformado de aproximación, obteniendo una preforma que se volverá a estampar a la misma temperatura y en forjado isotérmico para la obtención del chavetero. Como lubricante se emplea grafito. Posteriormente, tras operaciones de acabado en las piezas forjadas se obtendrán los chaveteros que tendrán estructura submicrométrica y/o nanométrica. Finalmente, se aplicará un tratamiento térmico consistente 25 en mantener a los chaveteros durante 3 horas a la temperatura de 300 ºC. It is based on preforms of a low carbon steel that has previously been deformed by means of two angular channel extrusion passes (ECAE), according to route C, at a speed of 30 mm / min and at a temperature of 425 ºC, using matrices in Angular channel 40 mm in diameter and 6 mm for the radius of agreement between channels. The specimens are turned until they are 36 mm in diameter and 40 mm long. The material thus obtained will be used for the manufacture of keyways by means of isothermal forging at 400 ° C, using three three stages. In the first two stages, an approach preform is made, obtaining a preform that will be re-stamped at the same temperature and isothermal forging to obtain the keyway. Graphite is used as a lubricant. Subsequently, after finishing operations on the forged parts, the keyways will be obtained which will have a submicrometric and / or nanometric structure. Finally, a heat treatment consisting of keeping the keyways for 3 hours at a temperature of 300 ° C will be applied.
Ejemplo 5: Forjado isotérmico de anillos a 550 ºC de un acero inoxidable (Fe/Cr18/Ni8), previamente procesado mediante extrusión en canal angular a 600 ºC, para la fabricación de acoplamientos rígidos. 30 Example 5: Isothermal ring forging at 550 ° C of a stainless steel (Fe / Cr18 / Ni8), previously processed by extrusion in an angular channel at 600 ° C, for the manufacture of rigid couplings. 30
Se parte de preformas de un acero inoxidable (Fe/Cr18/Ni8) que ha sido previamente deformado mediante dos pasadas de extrusión en canal angular (ECAE), según ruta C, a velocidad de 10 mm/min y a temperatura de 600 ºC, empleando matrices en canal angular de 20 mm de diámetro y 2,5 mm para los radios de acuerdo entre canales, con 115 º de ángulo de 35 intersección entre canales. Las probetas se tornean hasta dejarlas con un diámetro de 18 mm y una longitud de 40 mm. El material así obtenido se empleará para la fabricación de acoplamientos rígidos mediante forjado isotérmico a 550 ºC, empleando tres etapas. En las dos primeras etapas se obtiene una aproximación a la forma final del acoplamiento rígido que se volverá a estampar a la misma temperatura y en forjado isotérmico para la obtención del 40 mismo. Se empleará como lubricante grafito. Posteriormente, tras operaciones de acabado en las piezas forjadas se obtendrán los acoplamientos rígidos que tendrán estructura submicrométrica y/o nanométrica. It is based on preforms of a stainless steel (Fe / Cr18 / Ni8) that has been previously deformed by means of two angular channel extrusion passes (ECAE), according to route C, at a speed of 10 mm / min and at a temperature of 600 ° C, using Angular channel matrices with a diameter of 20 mm and 2.5 mm for the radius of agreement between channels, with 115 ° angle of 35 intersection between channels. The specimens are turned until leaving them with a diameter of 18 mm and a length of 40 mm. The material thus obtained will be used for the manufacture of rigid couplings by means of isothermal forging at 550 ° C, using three stages. In the first two stages, an approximation to the final form of the rigid coupling is obtained, which will be re-stamped at the same temperature and isothermal forging to obtain the same. It will be used as a graphite lubricant. Subsequently, after finishing operations on the forged parts, rigid couplings will be obtained which will have a submicrometric and / or nanometric structure.
Ejemplo 6: Forjado isotérmico a 150 ºC de la AA6026, previamente procesada mediante 45 extrusión en canal angular a 150 ºC, para la fabricación de una anilla de elevación. Example 6: Isothermal forging at 150 ºC of the AA6026, previously processed by means of extrusion in angular channel at 150 ºC, for the manufacture of a lifting ring.
Se parte de preformas de la aleación de aluminio AA6026 que ha sido previamente deformada mediante dos pasadas de extrusión en canal angular (ECAE), según ruta C, a velocidad de 100 mm/min y a temperatura de 150 ºC, empleando matrices en canal angular de 20 mm de 50 diámetro, con 85º de ángulo de intersección entre canales y 3 mm y 4 mm para los radios de acuerdo interior y exterior entre canales, respectivamente. Las probetas se tornean hasta dejarlas con un diámetro de 18 mm y una longitud de 20 mm. El material así obtenido se It is based on preforms of the AA6026 aluminum alloy that has been previously deformed by means of two angular channel extrusion passes (ECAE), according to route C, at a speed of 100 mm / min and at a temperature of 150 ° C, using matrices in the angular channel of 20 mm of 50 diameter, with 85º of intersection angle between channels and 3 mm and 4 mm for the radii of interior and exterior agreement between channels, respectively. The specimens are turned until leaving them with a diameter of 18 mm and a length of 20 mm. The material thus obtained is
empleará para la fabricación de anillas mediante forjado isotérmico a 150 ºC, en una única etapa de forjado. Como lubricante en la operación se emplea teflón en spray. Posteriormente, tras operaciones de acabado en las piezas forjadas (eliminación de la rebaba, taladrado, torneado y rectificado), se aplicará un tratamiento térmico de envejecimiento consistente en mantener la anilla 8 horas a la temperatura de 125 ºC. Con ello, se obtendrán anillas de 5 elevación que tendrán estructura submicrométrica y/o nanométrica. used for the manufacture of rings by isothermal forging at 150 ° C, in a single stage of forging. Teflon spray is used as a lubricant in the operation. Subsequently, after finishing operations on the forged parts (elimination of the burr, drilling, turning and grinding), an aging heat treatment will be applied, consisting of maintaining the ring for 8 hours at a temperature of 125 ° C. With this, rings of elevation will be obtained that will have a submicrometric and / or nanometric structure.
Ejemplo 7: Forjado isotérmico a 230 ºC de la AA7075, previamente procesada mediante extrusión en canal angular a 270 ºC, para la fabricación de la carcasa exterior de anillos de guiado. 10 Example 7: Isothermal forging at 230 ºC of the AA7075, previously processed by extrusion in angular channel at 270 ºC, for the fabrication of the outer casing of guide rings. 10
Se parte de preformas de la aleación de aluminio AA7075 que ha sido previamente deformada mediante cuatro pasadas de extrusión en canal angular (ECAE), según ruta BC, a velocidad de 60 mm/min y a temperatura de 270 ºC, empleando matrices en canal angular de 40 mm de diámetro, con 100º de ángulo de intersección entre canales y 4 mm y 3mm para los radios de 15 acuerdo interior y exterior entre canales, respectivamente. Las probetas se tornean hasta dejarlas con un diámetro de 18 mm y una longitud de 20 mm. El material así obtenido se empleará para la fabricación de anillos mediante forjado isotérmico a 230 ºC, empleando dos etapas. En la primera de ellas se hace un preformado, obteniendo una preforma que se volverá a estampar a la misma temperatura y en forjado isotérmico para la obtención del anillo de 20 guiado. Como lubricante en la operación se emplea teflón en spray. Posteriormente, tras operaciones de acabado en las piezas forjadas (eliminación de la rebaba, taladrado, torneado y rectificado) se obtendrán los anillos de guiado que tendrán estructura submicrométrica y/o nanométrica. Posteriormente, se le aplicará un tratamiento térmico consistente en mantener a los anillos durante 12 horas a la temperatura de 150 ºC. 25 It is based on preforms of the AA7075 aluminum alloy that has been previously deformed by four angular channel extrusion passes (ECAE), according to BC route, at a speed of 60 mm / min and at a temperature of 270 ° C, using matrices in angular channel 40 mm in diameter, with 100º of intersection angle between channels and 4 mm and 3mm for the radii of interior and exterior agreement between channels, respectively. The specimens are turned until leaving them with a diameter of 18 mm and a length of 20 mm. The material thus obtained will be used for the manufacture of rings by means of isothermal forging at 230 ° C, using two stages. In the first one, a preform is made, obtaining a preform that will be re-stamped at the same temperature and in an isothermal floor for obtaining the guided ring. Teflon spray is used as a lubricant in the operation. Subsequently, after finishing operations on the forged parts (elimination of the burr, drilling, turning and grinding), the guiding rings will be obtained that will have a submicrometric and / or nanometric structure. Subsequently, a heat treatment consisting of keeping the rings for 12 hours at a temperature of 150 ° C will be applied. 25
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