ES2852010T3 - Herramienta - Google Patents

Abstract

Herramienta para el procesamiento mecánico de materiales con un cuerpo de base (4; 34) de un acero de baja aleación y con uno varios cortes sinterizados (6; 38), que presentan al menos un canto de corte (8; 41) y un zócalo (17; 39) y cuyo zócalo (17; 39) está soldado en el cuerpo de base (4; 34), en donde el canto de corte (8; 41) está constituido de un metal duro, que contiene al menos 82 % en volumen de carburo de volframio y un aglutinante metálico de una aleación a base de níquel-cobalto, en donde una dureza del metal duro es mayor que 1300 HV19 y caracterizada porque el zócalo (17; 39) está constituido de un compuesto de consta de 40 % en volumen a 60 % en volumen de carburo metálico y de un aglutinante metálico, en donde el aglutinante metálico está constituido al menos hasta 95 % en volumen de níquel y en donde una dureza del compuesto es inferior a 800 HV10.

Description

DESCRIPCIÓN

Herramienta

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una herramienta para el procesamiento mecánico de materiales, en particular broca de cincel con una cabeza de metal duro sinterizado y con hojas de cuchillas giratorias con cortes soldados de metal duro sinterizado. La herramienta es especialmente adecuada para la mecanización de materiales de construcción minerales armados con acero.

Los cortes de metal duro sinterizado presentan una dureza muy alta que es necesaria para la mecanización de los materiales de construcción minerales abrasivos y duros. Sin embargo, los cortes sólo se pueden unir con dificultad con un soporte de acero. Por ejemplo, los soportes se proveen con escotaduras para el alojamiento en unión positiva de los cortes.

El documento US 2010/0003093 describe una broca con una cabeza de perforación de metal duro sinterizado, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Un ejemplo ilustrativo describe una composición con un material duro de carburo de volframio y con un aglutinante de cobalto y níquel. La punta está constituida sólo de carburo de volframio y cobalto en una relación en peso de 85:15. La porción de níquel se eleva paso a paso desde cero en la punta hasta 8 % en peso en toda la composición de material con reducción correspondiente de la porción de carburo de volframio y cobalto. La relación en masas de carburo de volframio y cobalto es constante sobre toda la altura de la cabeza de perforación. La cabeza de perforación tiene una dureza de 90,3 HRa (aproximadamente 1400 HV10) y en el zócalo presenta una dureza de 87,7 HRa (aproximadamente 110 HV10). La relación en masa invariable se considera ventajosa, como se explica con la ayuda de un diagrama de fases, para la fabricación de una cabeza de perforación dura en la punta y de una cabeza de perforación más banda en el zócalo. El zócalo más blando debe facilitar la adhesión a la caña de acero. El zócalo es, como anteriormente, muy duro en comparación con los aceros habituales. Una unión directa a través de soldadura conduce a tensiones elevadas.

PUBLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La herramienta de acuerdo con la invención para el procesamiento mecánico de materiales tiene un cuerpo de base y uno o varios cortes. El cuerpo de base es de un acelero de baja aleación. Los aceros de baja aleación tiene aditivos para la mejora de máximo 5 % en peso, los aditivos más habituales son níquel, cromo, molibdeno, manganeso, silicio y volframio. Los cortes tienen al menos un canto de corte y un zócalo. El zócalo está soldado en el cuerpo de base. El canto de corte está constituido de un metal duro. El metal duro contiene al menos 82 % en volumen de carburo de volframio y un aglutinante metálico de una aleación a base de níquel-cobalto. Una dureza del metal duro es mayor que 1300 HV10. El zócalo está constituido de un compuesto sinterizado. El compuesto está constituido hasta 40 % en volumen (54 % en peso) hasta 60 % en volumen (72 % en peso) de carburo metálico y de un aglutinante metálico. El aglutinante tiene una porción de 55 % en volumen a 40 % en volumen. El aglutinante metálico está constituido al menos hasta el 95 % en volumen de níquel. Una dureza del compuesto es inferior a 800 HV10. El carburo metálico del compuesto puede estar formado de una manera preferida predominante por carburo de volframio, más preferido de carburo de volframio. La dureza del metal duro puede ser con preferencia inferior a 1600 HV10.

La composición diferente del aglutinante en la zona de trabajo y en el zócalo provoca una reducción de la migración del aglutinante metálico. Esto es ventajoso para evitar una compensación de la dureza entre las dos zonas. Además, en la selección del material no resulta tampoco ningún comportamiento de retracción durante la sinterización de las zonas en otro caso muy diferente desde el punto de vista mecánico. De esta manera, tanto se pueden evitar tensiones mecánicas internas como también se pueden fabricar geometrías más completas a través del procedimiento de sinterización.

La dureza según Vickerrs del tipo HV10 se puede medir de acuerdo con las especificaciones de la Norma DIN EN ISO 6507-1 de Marzo de 2006. La norma prevé de manera simplificada la siguiente estructura de medidas. Un cuerpo de penetración en forma de pirámide tiene un ángulo de 136 grados en la punta. El cuerpo de penetración se introduce a presión con una fuerza de aproximadamente 98 Newtons en la superficie. La duración de la penetración está en el intervalo entre 10 segundos y 30 segundos. El cociente de la fuerza de ensayo con respecto a la superficie de la penetración a presión es el valor de la dureza.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La descripción siguiente explica la invención con la ayuda de formas de realización ejemplares y de las figuras. En las figuras:

La figura 1 muestra una broca.

La figura 2 muestra una representación esquemática de una cabeza de perforación.

La figura 3 muestra una micrografía de un corte.

La figura 4 muestra una micrografía de un corte.

La figura 5 muestra el perfil de la dureza.

La figura 6 muestra una micrografía de un corte.

La figura 7 muestra una cabeza de perforación.

La cabeza 8 muestra una hoja de sierra.

Los elementos iguales o funcionales iguales se indican con los mismos signos de referencia en las figuras, si no se indica otra cosa.

FORMAS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

La figura 1 muestra de forma esquemática simplificada una broca espiral ejemplar para la mecanización de piedra o de materiales minerales de construcción. La broca espiral 1 tiene a lo largo de un eje de la broca 2 de manera sucesiva una cabeza de perforación 3, un cuerpo de base 4 de soporte formado por una hélice por ejemplo en forma de espiral, y un extremo de encaje 5. La figura 2 muestra ampliada la cabeza de perforación 3 en una sección parcial.

La broca espiral 1 representada está diseñada para la mecanización de piedra armada, en particular para una actividad de cincel superpuesta al movimiento giratorio. La cabeza de perforación 3 tiene de tres a seis, por ejemplo cuatro, cortes 6 coherentes monolíticos. Los cortes 6 tienen en cada caso un canto de corte 8 que apunta en la dirección de impacto 7. Los cantos de corte 8 están formados en cada caso como línea de cruce de una superficie 9 que precede en el sentido de giro de la broca 1 y de una superficie siguiente 10, que apuntan ambas en la dirección de impacto 7 y están inclinadas alrededor de 60 grados frente al eje de la broca 2. Los cantos de corete 8 están diseñados en su forma para desmenuzar la piedra y, dado el caso, erosionar una armadura. Los cantos de corte 8 se extienden esencialmente en dirección radial, por ejemplo a partir de una punta 11 de la cabeza de perforación 3 hasta un borde de la cabeza de perforación 3, donde los cantos de corte 8 están revertidos con preferencia frente a la punta 11 en la dirección de impacto 7. Una inclinación de los cantos de corte 8 frente al eje 2 puede ser constante en dirección radial o puede ser menor en la zona de la punta 11 que en el borde. En particular, el canto de corte 8 se puede extender en el borde perpendicularmente al eje de la broca 2. En los cantos de corte 8 que apuntan en la dirección de impacto 7 se conecta en el borde de la cabeza de perforación 3 un canto de rotura 12, que se extiende paralelo al del eje 1. El canto de rotura 12 está con preferencia radialmente más allá de la espira. La cabeza de perforación 3 está provista en su periferia con canales de descarga 13, que se extienden paralelos al eje de la broca 2, a lo largo de los cuales se puede transportar la harina de perforación fuera del taladro de perforación. Los canales de descarga 13 están dispuestos en la dirección circunferencial 14 entre los cantos de corte 8. La cabeza de perforación 3 representada tiene dos parejas de cantos de corte configurados diferentes, cuyos cantos de corte que forman la punta 11 se designan como cortes principales y la otra pareja de designa como cortes secundarios. En lugar de cuatro, la cabeza de perforación 3 puede presentar también dos, por ejemplo sólo los cortes principales, o tres o más de cuatro cantos de corte. La cabeza de perforación 3 tiene un lado inferior 15 alejado de la punta 11, que es por ejemplo plano. El lado inferior 15 puede estar arqueado en una forma de realización hacia la punta 11. La cabeza de perforación 3 está soldada con el lado inferior 15 en la espira 4.

La cabeza de perforación 3, por ejemplo, con los cuatro cortes 6, es un cuerpo sinterizado coherente formado de dos materiales diferentes. La cabeza de perforación 3 está dividida a lo largo del eje 2 en una zona (de trabajo) superior 16 con los cantos de corte 8 y un zócalo inferior 17 con el lado inferior 15, que se diferencian en su composición del material. La zona de trabajo 16 y el zócalo 17 están en contacto entre sí y están unidos entre sí por continuidad del material por medio de un proceso de sinterización. La zona de trabajo 16 es de un metal duro sinterizado. La altura 18 de la zona de trabajo 16 está, por ejemplo, entre 2 mm y 5 mm. La altura 19 del zócalo 17 está con preferencia en el intervalo entre 10 % y 50 % de la altura total 20 de la cabeza de perforación 3. El diámetro 21 del zócalo 17 es con preferencia ligeramente inferior al diámetro en la zona de trabajo 16. El lado inferior 15 se forma por un zócalo 17. El zócalo 17 re presentado de forma ejemplar tiene un lado superior plano 22, en el caso de un lado inferior arqueado de la cabeza de perforación 3, el lado superior del zócalo 17 está arqueado de la misma manera.

Los cantos de corte 8 están constituidos de un metal duro sinterizado, que está constituido de carburo de volframio y de un aglutinante metálico. Otros materiales pueden estar contenidos en trazas totales inferiores al 2 % en volumen, por ejemplo como impureza. El carburo de volframio es el ingrediente principal del metal duro, y tiene una porción en volumen inferior al 82 % en volumen. Sólo la porción alta de carburo de volframio alcanza la dureza necesaria para los cantos de corte 8. El carburo de volframio está presente como grano medio (medio), con un tamaño medio del grano de WC en el intervalo de 1,3 pm a 2,5 pm, que están incrustados en el material aglutinante metálico. El aglutinante metálico es una aleación a base de cobalto, que presenta una porción de cobalto de al menos 40 % en volumen, por ejemplo más de 80 % en volumen. O el aglutinante metálico es con preferencia una aleación a base de níquel-cobalto, que contiene como ingredientes principales cobalto y níquel. El cobalto y el níquel tienen juntos una porción de al menos 80 % en volumen, con preferencia de al menos 85 % en volumen, en el aglutinante. El aglutinante puede contener, además de cobalto, níquel y volframio disuelto y carbono a partir del carburo de volframio, todavía molibdeno y/o cromo. Tanto el níquel como también el cobalto tienen en cada caso al menos una porción de 20 % en volumen en el aglutinante, es decir, que la relación estequiométrica de níquel a cobalto está con preferencia en el intervalo entre 2:3 a 3:2.

El zócalo 17 está formado de un compuesto sinterizado de carburo de volframio y de un aglutinante metálico. El carburo de volframio está presente como granos incrustados. La porción de volumen de carburo de volframio en el compuesto está por encima de 40 % en volumen, por ejemplo con preferencia es mayor que 45 % en volumen, en particular es mayor que 50 % en volumen, y está por debajo del 60 % en volumen. El aglutinante metálico del compuesto contiene esencialmente sólo níquel. El aglutinante tiene con preferencia sólo una porción reducida de impurezas, por ejemplos menos de 5 % en volumen. El aglutinante tiene una porción de más de 40 % en volumen y menos de 60 % en volumen del compuesto. Una dureza del compuesto es inferior a 800 HV10. La dureza resulta en una medida predominante a través de la porción del aglutinante metálico. En una medida más reducida, la dureza se puede modificar todavía a través del tamaño de los granos.

La cabeza de perforación 3 formada por los cantos de corte 8 y el zócalo 17 se fabrica en un proceso de sinterización común. La zona de unión 22 entre los cantos de corte 8 y el zócalo 17 resulta de una manera característica a través el proceso de sinterización. Un molde para la cabeza de perforación 3 se llena con una mezcla en polvo de los materiales de partida para el zócalo 17. La mezcla contiene granos de carburo de volframio, polvo de níquel y un aglutinante orgánico. Una estampa prensa la mezcla en el molde. En una etapa siguiente se llena una segunda mezcla en polvo de los materiales de partida para el metal duro de la zona de trabajo16, es decir, granos de carburo de volframio, de cobalto y de níquel en polvo, y un aglutinante orgánico en el molde sobre la primera mezcla. La mezcla se prensa. El aglutinante orgánico se retira por medio de tratamiento térmico. La pieza bruta marrón resultante se sinteriza a una temperatura entre 1300 grados y 1450 grados, Los aglutinantes metálicos reticulan el carburo de volframio. Aunque anteriormente se ha descrito un llenado y prensado de varias etapas, en donde en primer lugar se llena la mezcla en polvo para el zócalo 17, también es posible, por ejemplo, seleccionar el modo de proceder inverso y llenar prensar en primer lugar la mezcla en polvo para la zona de trabajo 16 o realizar un proceso de prensado de una etapa, en el que las mezclas de polvo para las dos zonas se introducen superpuestas en el molde y a continuación se prensan en común. La cabeza de perforación 3 se suelda con la superficie de fondo 15 sobre el cuerpo de base 4. El cuerpo de base 4 está constituido de un acero bonificado de baja aleación. Los aditivos para la bonificación del acero tienen una porción inferior a 5 % en peso. La superficie de fondo 15 del zócalo 17 se coloca con ajuste exacto sobre un lado frontal del cuerpo de base 4. Las dos superficies límites son con preferencia lisas, de manera alternativa están curvadas de la misma forma. La soldadura se realiza a una temperatura de aproximadamente 1.200 grados Celsius, con preferencia por medio de soldadura por resistencia. Para la soldadura no se introducen en la zona de soldadura típicamente metales o mezclas de metales, cuya temperatura de fusión está por debajo de la temperatura de fusión del acero. La soldadura se puede apoyar por medio de la alimentación de un alambre de soldadura o de una lámina de níquel.

Ejemplos 1 y ejemplo comparativo

Un primer corte 23 de geometría simplificada con una zona de trabajo 24 de un metal duro y un zócalo 25 de un compuesto sinterizado se muestra en la figura 3. La fase dura del metal duro es de carburo de volframio. La fase dura tiene una porción de 90,0 % en volumen (94 % en peso) en la zona de trabajo 24. El aglutinante es una aleación a base de níquel-cobalto con una aportación de molibdeno. El cobalto y el níquel tienen las mismas porciones en volumen. La fase dura del compuesto en el zócalo 25 está compuesta igualmente de carburo de volframio, pero tiene solo 57 % en volumen (70 % en peso) del compuesto. El aglutinante metálico en el zócalo 25 es níquel puro. La porción de níquel en el zócalo 25 está en 43 % en volumen (30 % en peso).

Un segundo corte geométrico simplificado 26 con una zona de trabajo 27 y un zócalo 28 se muestra en la figura 4. El segundo corte 26 se diferencia del primer corte 23 solamente en la composición del aglutinante en el zócalo 28. El aglutinante contiene porciones iguales de cobalto y de níquel. Por lo demás, los dos cortes 23, 26 son iguales.

La fase dura del metal duro de la zona de trabajo 27 está constituida de carburo de volframio. La fase dura tiene una porción de 90,0 % en volumen (94 % en peso) en la fase de trabajo 27. El aglutinante es una aleación a base de níquel y cobalto con una aportación de molibdeno. La fase dura del compuesto en el zócalo 28 está constituida de la misma manera por carburo de volframio y contribuye hasta el 57 % en volumen (70 % en peso) al compuesto.

Las piezas brutas marrones de los cortes 23, 26 tienen ambas antes de la sinterización la misma forma cilindrica y las mismas dimensiones geométricas. Como se puede reconocer, en el segundo corte 26 resulta una deformación no deseada del zócalo 28 frente a la zona de trabajo 27. Durante la sinterización se compactan las composiciones de materiales y, como consecuencia, se retraen los cortes 23, 26. El comportamiento de retracción durante la sinterización en geometrias sencillas se puede compensar por medio de piezas brutas marrones correspondientes grandes. No obstante, es un inconveniente que las porciones claramente diferentes de carburo de volframio conducen a un comportamiento de retracción igualmente diferente. En el segundo corte 26 se reducen las dimensiones del zócalo de una manera más clara fuerte que las de la zona de trabajo 24. El diferente comportamiento de retracción no se puede atribuir sólo a las diferentes composiciones del material, sino que resulta también a partir de una difusión efectiva del aglutinante metálico desde el zócalo 28 rico en aglutinante hasta la zona de trabajo 27 más pobre en aglutinante. En el primer corte 23 se podrian compensar o bien suprimir el diferente comportamiento de retracción y la difusión a través de la diferentes composición del aglutinante, como se puede ver en la figura 3. Alli el aglutinante de la zona de trabajo 24 contiene una porción esencial de cobalto, en cambio el aglutinante del zócalo 25 está esencialmente libre de cobalto.

La figura 3 muestra una micrografía a través del cuerpo sinterizado. La zona límite entre el metal duro y el compuesto no muestra ninguna grieta a pesar de un salto grande en la dureza. El primer corte 23 es adecuado tanto para la mecanización de material mineral en virtud de la zona de trabajo 23 muy dura de aproximadamente 1600 HV10. Además, el zócalo 25 se puede soldar sobre acero, a cuyo fin es ventajosa la dureza reducida de aproximadamente 600 HV10. La dureza del zócalo 25 corresponde en gran medida a la dureza del acero. La zona de transición desde la zona de trabajo dura 24 hacia el zócalo blando 25 está limitada nítidamente, lo que se explica con una difusión reducida del aglutinante durante la sinterización. A pesar de la transición nítida, la zona de transición es mecánicamente estable. El segundo corte 26 se muestra en la figura 4. La difusión supuesta ablanda claramente la zona de trabajo 16. Una dureza inferior a 1300 HV10 es considera inadecuada para la mecanización de piedra. Además, el zócalo duro 28 sólo se puede soldar con esfuerzo sobre la caña.

La figura 5 muestra el perfil de dureza para los dos cortes 23, 26. La dureza de los cortes 23, 26 se determina a intervalos de aproximadamente 1 mm a lo largo de la altura 29. Los puntos de medición para el primer corte 23 se representan como rombos y los puntos de medición para el segundo co0rte 26 se representan como triángulos. El primer corte 23 tiene una dureza clara diferente en la zona de trabajo 24 en comparación con el zócalo 25. La dureza es esencialmente constante sobre toda la altura de la zona de trabajo 24 p permanece al menos por encima de 1300 HV10, en particular por encima de 1350 HV10. El zócalo 25 tiene sobre toda su altura una dureza reducida claramente inferior a 800 HV10, por ejemplo igual o inferior a 600 HV10. No tiene lugar una compensación de la altura entre la zona de trabajo 24 y el zócalo 25 durante la co-sinterización para este corte. La dureza tiene un salto fuerte en la zona de transición desde la zona de trabajo 24 hacia el zócalo 25. El salto se eleva 500 HV10 dentro de un milímetro, el ejemplo tiene un salto de 800 HV10 dentro de un milímetro. En fuerte contraste con ello, ha dureza en el segundo co0rte entre el corte y la zona de trabajo se ha igualado. Aunque las zonas de trabajo de los dos cortes 23, 26 están constituidas por los mismos materiales de partida. La zona de trabajo en el segundo corte es más de 300 HV19 más blanda y no es adecuada para una cabeza de perforación 3. El zócalo del segundo corte es, en efecto, todavía más blando que la zona de trabajo 16, pero es ya tan duro que una soldadura sobre tipos de acero habituales va unida con mucho gasto.

El procedimiento de fabricación utilizado para los dos cortes 23, 26 es como sigue. El polvo de metal duro de la zona de trabajo está constituido hasta 90,0 % en volumen de polvo de carburo de volframio con un tamaño medio de las partículas de 5 mm y hasta 10,0 % en volumen de polvo de partida para el aglutinante de base de níquel y cobalto. El polvo de partida para el aglutinante de base de níquel y cobalto está constituido de nuevo por una mezcla de 46 % en volumen de polvo de cobalto, 46 % en volumen de polvo de níquel y 8 % en volumen de carburo de molibdenos. Con la adición de un aglutinante orgánico se fabrica a partir de esta mezcla de polvo de metal duro a través de trituración en una trituradora y pulverización un primer granulado.

El material de partida para el compuesto del zócalo 25 del primer corte está constituido hasta 57 % en volumen de polvo de carburo de volframio. Un tamaño medio de los poros está en el intervalo de 5 mm. La porción restante del 43 % en volumen (30 % en peso) se forma por polvo de níquel. El níquel se prepara como polvo con una pureza de 99,5 %. Con la adición de un aglutinante orgánico se fabrica a partir de esta mezcla de polvo-matriz de metalpartículas a través de trituración en la trituradora y pulverización un segundo granulado para el primer corte 23.

El material de partida para el compuesto del zócalo 28 del segundo corte está constituido hasta 57 % en volumen de polvo de carburo de volframio. Un tamaño medio de las partículas está en el intervalo de 5 mm. La porción restante del 43 % en volumen es polvo de partida para el aglutinante metálico. El aglutinante se prepara a partir de polvo de níquel y cobalto en las mismas porciones de volumen. Las impurezas del polvo son inferiores a 1 %. Un tamaño medio de las partículas está en 2,5 mm. Con la adición de un aglutinante orgánico se fabrica a partir de esta mezcla de polvo-matriz de metal-partículas a través de trituración en la trituradora y pulverización un segundo granulado para el segundo corte 26.

El primer granulado y el segundo granulado de los cortes 23, 26 respectivos se llenan de forma sucesiva en un molde de prensa cilíndrico, que corresponde aproximadamente a las dimensiones de una cabeza de perforación 3 representada en la figura 2. A continuación se prensan los granulados en común en una etapa del proceso. La pieza bruta verde fabricada de esta manera se sinteriza compacta en un horno de sinterización en vacío a una temperatura de 1400°C. La refrigeración se realiza a continuación en el horno de sinterización.

Ejemplo 3

Otro ejemplo de un corte 30 se muestra de forma fragmentaria en la figura 6. La zona de trabajo 31 está constituida hasta 87,3 % en volumen (92,5 % en peso) de carburo de volframio y de un aglutinante metálico que está constituido por una aleación a base de níquel-cobalto con una aportación de molibdeno. El cobalto y el níquel tienen las mismas porciones en volumen. El zócalo 32 tiene una fase dura de carburo de volframio. La porción en volumen de la fase dura es 57 % en volumen (70 % en peso) del compuesto. El aglutinante metálico en el zócalo 32 es níquel puro. El procedimiento de fabricación es similar al procedimiento descrito anteriormente. El polvo de metal duro para la zona de trabajo 31 está constituido hasta 87,3 % en volumen (92,5 % en peso) de polvo de carburo de volframio con un tamaño medio de las partículas de 5 mm y hasta 12,7 % en volumen del polvo de partida para el aglutinante a base de níquel-cobalto. Este aglutinante a base de níquel-cobalto está constituido de nuevo por una mezcla de 46 % en volumen de polvo de cobalto, 46 % en volumen de polvo de níquel y 8 % en volumen de carburo de molibdeno. Con la aportación de un aglutinante orgánico se fabrica a partir de esta mezcla de polvo de metal duro a través de trituración en una trituradora y pulverización un primer granulado. El polvo de partida para el compuesto del zócalo 17 está constituido hasta 57 % en volumen de polvo de WC. Un tamaño medio de las partículas está en el intervalo de 5 mm. La porción restante del 43 % en volumen es de níquel. El níquel se prepara como polvo con una pureza de 99,5 %. Con la adición de un aglutinante orgánico se fabrica a partir de esta mezcla de polvo-matriz de metalpartículas a través de trituración en la trituradora y pulverización un segundo granulado. Los granulados se prensan y se sinterizan a 1420°C.

La figura 6 muestra una micrografía a través del corte sinterizado 30. La zona límite entre el metal duro y el compuesto no muestra ninguna grieta a pesar de un salto grande en la dureza. La zona de trabajo 31 tiene una dureza de 1433 HV10, el zócalo 32 tiene una dureza de 712 HV10. La zona de trabajo 31 y el zócalo 32 muestran un comportamiento de retracción aproximadamente igual durante el proceso de sinterización. Las medidas de longitud de la zona de trabajo 31 se reducen un 20%; las medidas de longitud del zócalo 32 se reducen un 20 %. El mismo comportamiento de retracción se obtiene a través de migración reducida del aglutinante desde la zona de trabajo 31 hasta el zócalo 32 y a la inversa. La figura 7 muestra una cabeza de perforación 3 con la misma composición del material y procedimiento de sinterización que el ejemplo de la figura 6.

Otros ejemplos

Se investigó la zona de trabajo de la cabeza de perforación con diferentes porciones de aglutinantes. La fase dura de carburo de volframio se redujo a 85 % en volumen (91 % en peso) frente al ejemplo 1. El aglutinante tiene la misma composición que en el ejemplo 1. El zócalo tiene la misma composición que en el ejemplo 1. Como era previsible, se redujo la dureza de la zona de trabajo en virtud del contenido más elevado de aglutinante. La zona de trabajo tiene una dureza de 1330 HV10, el zócalo tiene una dureza de 550 HV10. La zona de transición, en la que se eleva la dureza, tiene una altura inferior a 1 mm, de una manera similar a la figura 5. Otra cabeza de perforación tiene una porción de 88 % en volumen (98 % en peso) de fase dura en la zona de trabajo y está compuesta, por lo demás, como en el ejemplo 1. La dureza de la zona de trabajo está en 1400 HV10, la dureza del zócalo 32 está en 550 HV10. La zona de transición, en la que se eleva la dureza, tiene una altura inferior a 1 mm, de manera similar a la figura 5. La dureza de la cabeza de perforación se puede ajustar sobre la porción de aglutinante en la zona de dureza preferida. Se elevó la porción de cobalto frente a níquel, en este caso tampoco se mostró ninguna influencia sobre el comportamiento durante la co-sinterización.

Otro ejemplo tiene otra composición del aglutinante en la zona de trabajo. El aglutinante está constituido de cobalto puro, dado el caso con impurezas. La porción del aglutinante en la zona de trabajo es 43 % en volumen (30 % en peso). La fase dura está compuesta de carburo de volframio. El zócalo es como en el ejemplo 1. Después de la cosinterización, la zona de trabajo tiene una dureza de 1340 HV10, el zócalo 39 tiene una dureza de 571 HV10.

Una porción de aglutinante más elevada en el zócalo puede conducir a propiedades tendenciales mejorada durante la soldadura. Se investigó una cabeza de perforación de la composición del ejemplo 1, pero con una porción de aglutinante de 45 % en volumen (32 % en peso), es decir, de níquel puro, en el zócalo. La cabeza de perforación investigada tiene una dureza de 1379 HV10 en la zona de trabajo y una dureza de 618 HV en el zócalo. La dureza de la zona de trabajo se ha perdido un poco frente al ejemplo 1, pero tiene todavía interés para una cabeza de perforación. Una adición de AhO3, tal vez 1 % en peso a los materiales de partida del zócalo, elevó la dureza de nuevo a 1403 HV10. Una cabeza de perforación con contenido todavía más elevado de aglutinante de 50 % en volumen mostró buenas propiedades cualitativas. Una aportación de AbO3 permite esperar una dureza suficiente.

La fase dura del zócalo de carburo de volframio está sustituida, en parte, por carburo de titanio o carburo de niobio en otros ejemplos. La composición de la fase dura está constituida hasta 90% de carburo de volframio y hasta 10 % de los otros carburos. El aglutinante es níquel puro con una porción en volumen de 43 % en volumen (30 % en peso) como en el ejemplo 1. En los experimentos realizados se mostró una compensación clara de la fuerza en la zona de trabajo y en el zócalo. Por ejemplo, con una porción del 10 % de carburo de niobio, la dureza en la zona de trabajo es 1220 HV10 y en el zócalo es 1220 HV10.

La figura 8 muestra un fragmento de una hoja de sierra 33 ejemplar en forma de disco. La hoja de sierra 33 tiene un cuerpo de base 34 en forma de disco. El cuerpo de base 34 es de un acero de baja aleación. El disco tiene varias escotaduras dentadas 35, que está dispuestas a lo largo de la periferia del disco. Las escotaduras dentadas 35 tienen en cada caso una faceta 37 que apunta en el sentido de giro 36 de la hoja de cierra 33. Sobre la faceta 37 está soldado un corte 38 resistente al desgaste. El corte 38 está sinterizado a partir de dos materiales. Un zócalo 39 del corte 38 está constituido del compuesto descrito anteriormente. El compuesto tiene una matriz de un aglutinante metálico, que está constituido al menos hasta el 95% en volumen de níquel. En la matriz están incrustadas partículas de carburo de volframio, carburo de molibdeno, carburo de niobio, carburo de cromo o una mezcla de estos carburos. Las partículas tienen una porción de 40 % en volumen a 60 % en volumen del compuesto. La sección de trabajo 40 que apunta en el sentido de giro del corte 38 con el canto de corte 41 es de metal duro. El metal duro tiene una porción muy alta de carburo de volframio y un aglutinante metálico de una aleación de base de níquel-cobalto o aleación a base de cobalto.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Herramienta para el procesamiento mecánico de materiales con un cuerpo de base (4; 34) de un acero de baja aleación y con uno varios cortes sinterizados (6; 38), que presentan al menos un canto de corte (8; 41) y un zócalo (17; 39) y cuyo zócalo (17; 39) está soldado en el cuerpo de base (4; 34), en donde el canto de corte (8; 41) está constituido de un metal duro, que contiene al menos 82 % en volumen de carburo de volframio y un aglutinante metálico de una aleación a base de níquel-cobalto, en donde una dureza del metal duro es mayor que 1300 HV19 y caracterizada porque el zócalo (17; 39) está constituido de un compuesto de consta de 40 % en volumen a 60 % en volumen de carburo metálico y de un aglutinante metálico, en donde el aglutinante metálico está constituido al menos hasta 95 % en volumen de níquel y en donde una dureza del compuesto es inferior a 800 HV10.

2. Herramienta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la dureza del compuesto es mayor que 500 HV10.

3. Herramienta de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque la dureza del metal duro es inferior a 1600 HV10.

4. Herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el cobalto y el níquel juntos contribuyen al menos el 80 % en volumen de la aleación a base de níquel-cobalto del metal duro.

5. Herramienta de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque la aleación a base de cobalto-níquel del metal duro contiene al menos 40 % en volumen de níquel.

6. Herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la aleación a base de cobalto del metal duro contiene al menos 80 % de cobalto.

7. Herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el canto de corte está adyacente al zócalo (17; 39).

8. Herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el zócalo (17; 39) está soldado con una superficie de base en el cuerpo de base (4; 34) y una altura (19) del zócalo (17; 39) corresponde entre el 10% y el 50% de la altura total (20) del corte (6; 38).

9. Herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el carburo metálico del zócalo es al menos 95 % en volumen de carburo de volframio o al menos 98 % en volumen de carburo de volframio o es totalmente de carburo de volframio.

10. Herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la herramienta es una broca (1 ), que presenta una cabeza de perforación con tres a seis cortes (6) sinterizados coherentes.

11. Herramienta de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque los cantos de corte (8) están formados en cada caso por una superficie (9) que precede en el sentido de giro de la broca (1) y por una superficie (10) que sigue en el sentido de giro de la broca (1) y la superficie precedente (9) y la superficie siguiente (10) forman un ángulo obtuso.