ES2644500T3 - Cuchilla para cortador rotativo - Google Patents

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ES2644500T3 ES09178321.7T ES09178321T ES2644500T3 ES 2644500 T3 ES2644500 T3 ES 2644500T3 ES 09178321 T ES09178321 T ES 09178321T ES 2644500 T3 ES2644500 T3 ES 2644500T3
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Description

DESCRIPCION
Cuchilla para cortador rotativo
La presente invencion se refiere a una cuchilla para cortador rotativo (CRC) de carburo para cortar materiales compuestos utilizados para productos para la higiene femenina y panales.
5 Antecedentes de la invencion
Normalmente, la rotacion de una cuchilla rotativa es del orden de 1000 rpm y se preve una vida de servicio en torno a 10 millones de cortes hasta que los danos en los bordes de la cuchilla requieren re-afilado o reposicion. La presion del “gato hinchable” para el contacto entre la cortadora y el yunque es ~ 2 Bar. Esta se aumenta tras varios millones de cortes para compensar el ligero desgaste y conseguir un corte limpio, un maximo de 4 Bar tambien representa un 10 extremo desgaste y la necesidad de re-afilar la cuchilla.
El sistema CRC es un procedimiento continuo y por tanto es esencial una vida en servicio fiable y predecible entre penodos de re-afilado.
En la patente europea EP 1413637 A1 se desvela el uso de un carburo cementado en aplicaciones de aceite y gas. El carburo cementado que contiene, en % en peso, 8-12 de Co+Ni con una relacion de pesos Co/Ni de 0,25-4, 1-2 15 de Cr y 0,1-0,3 de Mo, en el que esencialmente todos los granos de WC tienen un tamano de <1 pm y con un contenido en cobalto magnetico entre 80 y 90 % de los qmmicamente determinados. Sin embargo, este documento no desvela una cuchilla para cortador rotativo con un mejor comportamiento en entornos abrasivos corrosivos.
En el documento US 4497660 A se desvela un carburo cementado que consiste en 55-95 % en volumen de material duro, que es esencialmente WC, y 5-45 % en volumen de fase aglutinante. La fase aglutinante contiene un mmimo 20 de 50 % en volumen, convenientemente mas de 60 % en volumen de Ni, 2-25 % en volumen de Cr, 1-15 % en volumen de Mo, max. 10 % en volumen de Mn, max. 5 % en volumen de Al, max. 5 % en volumen de Si, max. 10 % en volumen de Cu, max. 30 % en volumen de Co, max. 20 % en volumen de Fe y max. 13 % en volumen de W (col. 3 l.15-32). El carburo cementado se puede utilizar para herramientas de cortado (col.1 l.6-9). Sin embargo, en este documento no se desvela una cuchilla para cortador rotativo con un mejor rendimiento en entornos abrasivos 25 corrosivos.
Un objeto de la presente invencion es proporcionar una cuchilla para cortador rotativo con un mejor rendimiento. Descripcion detallada
La presente invencion se refiere a una cuchilla para cortador rotativo de un carburo cementado que comprende una fase dura que comprende WC y una fase aglutinante caracterizada porque el carburo cementado tiene una 30 composicion, en % en peso de 3-4 de Co, 6-8 de Ni, 1-1,5 de Cr y 0,1-0,3 de Mo, siendo el resto WC.
De manera conveniente, esencialmente todos los granos de WC tienen un tamano de <1 pm, lo que significa que convenientemente mas de un 95 %, preferentemente 97 %, de los granos de WC tienen un tamano de <1 pm. Convenientemente el tamano de grano de WC promedio es <1 pm, preferentemente <0,7 pm.
Resulta ventajoso que la fase aglutinante contenga entre 7 y 14 % en peso de Cr+Mo, convenientemente entre 8 y 35 14 % en peso de Cr+Mo, preferentemente entre 9 y 13 % en peso de Cr+Mo.
Preferentemente el contenido total en carbono es 6,13-(0,05 ± 0,01) x contenido en fase aglutinante (Co+Ni) en % en peso, es decir, el contenido total en carbono (% en peso) en el carburo cementado es preferentemente 6,13-( 0,05 ± 0,01)x y, en el que y es el contenido de Co+Ni en % en peso.
La presente divulgacion desvela tambien una cuchilla para cortador rotativo de un carburo cementado que 40 comprende una fase dura que comprende WC y una fase aglutinante en la que el carburo cementado comprende, en % en peso, 7-12 de Co+Ni, con una relacion de pesos Co/Ni de 0-4, 0,5-3 de Cr y 0,1-0,3 de Mo. En una realizacion, el carburo cementado puede comprender una fase dura que comprende WC y una fase aglutinante en la que carburo cementado comprende, en % en peso, 8-12 de Co+Ni, con una relacion de pesos Co/Ni de 0-4, 0,5-2 de Cr y 0,1-0,3 de Mo. En una realizacion, la relacion de pesos Co/Ni en la fase aglutinante es 0,25-4. En una realizacion, 45 la relacion de pesos Co/Ni en la fase aglutinante es 0 - <0,5, preferentemente 0, es decir, Co esta ausente. En una realizacion, la fase aglutinante contiene entre 20 y 24 % en peso de Cr+Mo, convenientemente entre 21 y 23 % en peso de Cr+Mo. En una realizacion, el carburo cementado puede tener una composicion, en % en peso, de 6-8 de Co, 2-3 de Ni, 0,8-2 de Cr y 0,1-0,3 de Mo, siendo el resto Wc. En una realizacion, el carburo cementado tiene una composicion, en % en peso, 7-10 de Ni, convenientemente 8-10 de Ni, 0,5-2 de Cr y 0,1-0,3 de Mo, siendo el resto 50 WC. En una realizacion, el carburo cementado tiene una composicion, en % en peso, de 9-10 de Ni, 2-3 de Cr y 0,10,3 de Mo, siendo el resto WC. Ninguna de las realizaciones descritas en este parrafo forma parte de la presente invencion.
Los materiales compuestos utilizados en la formulacion de productos para la higiene femenina y panales y similares son fibras no tejidas con una capa absorbente especial. Se ha observado que estos materiales combinados, cuando
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tienen un alto contenido en cloruro, adhesivos y lociones que contienen nano-cristales de oxido metalico duros, se combinan para formar un entorno abrasivo-corrosivo, especialmente en la interfaz entre el borde de la cuchilla cortante y el yunque durante el cortado rotativo de la forma del producto. La cuchilla para cortador rotativo esta hecha de un carburo cementado con un diseno de aglutinante espedfico para conseguir una buena resistencia a la abrasion-corrosion del carburo cementado contra el medio que se esta cortando. Para conseguir unas apropiadas caractensticas de mejor resistencia al desgaste y una tenacidad, convenientemente, se utiliza en el tipo de carburo cementado carburo de tungsteno submicrometrico y el contenido en aglutinante es suficientemente alto como para mantener una alta tenacidad. Para conseguir una buena resistencia a la corrosion a partir de los cloruros presentes, se formula el aglutinante a partir de una aleacion “inoxidable” (vease, p.ej., Ejemplo 1).
La invencion se refiere asimismo al uso de una cuchilla para cortador rotativo de acuerdo con la invencion para aplicaciones de cuchilla rotativa en un entorno corrosivo-abrasivo. La cuchilla rotativa proporciona una buena resistencia a la abrasion de partfculas duras en las condiciones de corrosion acidas del cloruro.
Ejemplo 1
Se produjeron calidades de carburo cementado con las composiciones en % en peso que se indican en la Tabla 1 de acuerdo con procedimientos conocidos y utilizando WC en polvo con un tamano de grano FSSS de 0,8 pm.
En ciertas realizaciones de la invencion, los unicos componentes del carburo cementado son los enumerados a continuacion, junto con cualquier impureza menor normal.
La estructura del carburo cementado comprende WC con un tamano de grano promedio de <1 pm, segun se mide aplicando un procedimiento de intercepto lineal, y tiene la distribucion del tamano de partfcula real que se muestra en la Fig. 1 (A: tamano del grano en pm; B: % probabilidad del numero acumulativo para la funcion de distribucion continua). El tamano de grano de WC promedio real del carburo cementado es aproximadamente 0,5 pm (vease Fig. 1). Se midieron el tamano del grano WC y la distribucion segun el procedimiento de intercepto lineal de acuerdo con iSo borrador de la norma 4499-2:2008.
El material tiene una dureza de 1500-1800 HV30 dependiendo de la composicion seleccionada.
El carburo cementado utilizado en la presente invencion se prepara por molienda en humedo de los polvos que forman los constituyentes duros y los polvos que forman el aglutinante, secado, prensado para obtener cuerpos de la forma deseada y sinterizado.
Se sometieron a prueba los cuerpos de carburo cementado CRC fabricados de acuerdo con la composicion de la invencion en relacion con carburo cementado (E) normal de CRC de la tecnica anterior de acuerdo con la Tabla 1 a continuacion.
Tabla 1 (composicion en % en peso)
Ref.
A B C D E
Muestra
Invencion Invencion Invencion Invencion tecnica anterior
WC
resto resto resto resto resto
Otros
Co
6,6 3,5 - - 10
Ni
2,2 7,0 8,0 9,5 -
Cr
1,0 1,3 0,7 2,5 0,43
Mo
0,2 0,2 0,2 0,2 -
d WC(pm)
0,8 0,8 0,8 0,8 0,8
Se sometieron a una prueba de abrasion y corrosion los cupones de ensayo de distintas calidades candidato de carburo cementado de acuerdo con los patrones ASTM G61 y G65 (incluyendo medios acidos). Se midieron otras propiedades de acuerdo con los patrones utilizados en el campo de los carburos cementados, es decir, ISO 3369:1975 para la densidad, ISO 3878:1983 para la dureza y ASTM G65 para la resistencia al desgaste por abrasion.
Se caracterizo la resistencia a la corrosion de acuerdo con el patron de ASTM61 particularmente adecuado para medir la corrosion de (Co, Ni, Fe) en solucion de cloruro.
Puede ocurrir tambien que tenga lugar un efecto sinergico entre los mecanismos abrasivo y corrosivo.
En la Tabla 2 a continuacion, se presentan los resultados.
Tabla 2
Ref.
A B C D E
Muestra
Invencion Invencion Invencion Invencion tecnica anterior
Densidad
14,45 14,6 14,6 14,2 14,5
Dureza(HV30)
1650 1550 1615 1600 1600
Tenacidad (K1c) MN/ pm15
11,0 12,0 10,5 10,5 12,0
Perdida de volumen por resistencia al desgaste (mm3)
0,2 0,2 0,2 0,2 0,2
Resistencia a la corrosion*
7,0 5,5 7,5 8,0 2,3
Rendimiento duracion millon de cortes
>20** >20** >20** >20** 10
* Potencial de ruptura segun ASTM61 con escala de clasificacion normalizada 1 -10 con celda puerto de lavado Eb (10pA/cm2) en la que Inoxidable 316 =10 ** Vida en servicio estimada antes de re-afilado
Asf pues, en comparacion con E de la tecnica anterior, la invencion presenta mejoras tales como las que se muestran a continuacion. Aumenta la resistencia a la corrosion mas de 2 x.
5 Se estima que el rendimiento aumenta de 100 millones de cortes a >20 millones, es decir, en mas de 2 x.
Ejemplo 2
Se llevaron a cabo pruebas de rendimiento utilizando CRC fabricada de metal duro de acuerdo con la composicion de la invencion ref. A. Se sometio esta cortadora a pruebas de produccion de medios de “marfil” como parte de la prueba de rendimiento controlada y se comparo con la cortadora normal hecha de un metal duro de acuerdo con la 10 tecnica anterior ref. E en el cortado de un medio similar. El medio consistio en capas de tela de marca registrada con un alto contenido en CaCh que se hidrata facilmente con agua y la humedad formando un electrolito ligeramente acido y que es corrosivo para metal duro (WC-Co). El medio tambien comprende oxidos metalicos de un tamano de grano nanometrico abrasivos, p.ej., ZnO y SiO2 contenidos en la locion entre las capas.
Numero de cortes de CRC fabricadas de metal duro de acuerdo con la composicion de la invencion ref. A: >60 15 millones (1 millon de cortes al dfa) a las que la cortadora sigue funcionando bien. El numero de cortes para la CRC fabricada de un metal duro normal de acuerdo con la composicion de la tecnica anterior E: ref. E: < 10 millones (<10 dfas) antes de que la cortadora necesita re-afilado. Se examinaron las talas del cortado para ambas cortadoras A y E con un microscopio de baja potencia x 200 para determinar el desgaste por corrosion y abrasion. En cuanto a la cortadora de la invencion ref. A: no se detectaron evidencias de corrosion. La cortadora de acuerdo con la tecnica 20 anterior ref. E, presento una considerable corrosion en combinacion con la fractura y las grietas del carburo.

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Una cuchilla para cortador rotativo de un carburo cementado que comprende una fase dura que comprende WC y una fase aglutinante caracterizada porque el carburo cementado tiene una composicion, en % en peso, de 3-4 de Co, 6-8 de Ni, 1-1,5 de Cr y 0,1-0,3 de Mo, siendo el resto WC.
    5 2. Una cuchilla para cortador rotativo de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que mas de un 95 % de los granos de
    WC tiene un tamano de <1 pm.
  2. 3. Una cuchilla para cortador rotativo de acuerdo con la reivindicacion 2, en la que mas de un 97 % de los granos de WC tienen un tamano de <1 pm.
  3. 4. Una cuchilla para cortador rotativo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en la que la fase 10 aglutinante contiene entre 7 y 14 % en peso de Cr+Mo.
  4. 5. Una cuchilla para cortador rotativo de acuerdo con la reivindicacion 4, en la que la fase aglutinante contiene entre 8 y 14 % en peso de Cr+Mo.
  5. 6. Una cuchilla para cortador rotativo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en la que un total del contenido en carbono, en % en peso, en el carburo cementado es 6,13-(0,05 ± 0,01) x y, en la que y es el contenido
    15 de Co+Ni en % en peso.
  6. 7. Uso de una cuchilla para cortador rotativo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6 para aplicaciones de cuchilla rotativa en un entorno corrosivo - abrasivo.
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