IT202000004480A1 - Processo per l’ottenimento di una billetta di ottone a ridotto tenore di piombo e billetta così ottenuta - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
Forma oggetto della presente invenzione un processo per l?ottenimento di una billetta di ottone e una billetta di ottone cos? ottenuta. In particolare, forma oggetto della presente invenzione una billetta in ottone avente un ridotto tenore di piombo.
Convenzionalmente, l?ottone ? definito ?senza piombo? se il tenore di piombo ? inferiore allo 0.1% in peso; ? definito ?a basso tenore di piombo? se il tenore di piombo ? compreso fra 0,1% e 0,2% in peso. Normalmente, invece, l?ottone tradizionale ha un tenore di piombo variabile fra l?1,5% ed il 3,5%.
Come ? noto, l?ottone, lega di rame (Cu) e zinco (Zn), ? un materiale ampiamente utilizzato nell?industria manifatturiera, grazie soprattutto alla ottima riciclabilit?, che consente di ottenere pezzi semilavorati tramite processi di fusione dai residui di lavorazione, e per l?ottima lavorabilit? d?utensile, che consente di finire il semilavorato in maniera opportuna tramite lavorazioni per asportazione di truciolo.
La lavorabilit? dell?ottone dipende fortemente dalla quantit? di piombo (Pb) in esso presente.
Da alcuni anni, tuttavia, ? sorta l?esigenza di realizzare taluni manufatti, ad esempio rubinetti o altri componenti a contatto con l?acqua, soprattutto se potabile, con leghe prive di piombo o con un tenore di piombo molto ridotto. Principalmente, tale esigenza nasce dalla necessit? di evitare che il piombo migri dal manufatto in ottone all?acqua che lo attraversa con conseguenze ritenute nocive per la salute.
Gli sforzi di ricerca e sviluppo di moltissime aziende sono quindi indirizzati alla definizione di un ottone privo di piombo, che abbia caratteristiche meccaniche e di lavorabilit? analoghe a quelle degli ottoni tradizionali.
In tale direzione, uno degli indirizzi pi? promettenti ? la sostituzione del piombo con la grafite. A tal proposito, la Richiedente ? titolare della domanda di brevetto italiano per invenzione No. 10 2013 9021 8136 5.
Ulteriori sforzi di ricerca sono invece concentrati sulle modalit? di ottenimento di polveri di ottone senza piombo da mescolare alla polvere di grafite. In tale ambito, la Richiedente ? titolare della Domanda Internazionale WO-A1-2017/199147, che illustra l?ottenimento della polvere di ottone senza piombo da truciolo di ottone senza piombo proveniente da lavorazioni meccaniche per asportazione di truciolo cui sono sottoposti manufatti in ottone senza piombo, e della Domanda Internazionale PCT/IB2019/056643, che illustra l?ottenimento di trucioli di ottone a basso tenore di piombo a partire da trucioli di ottone ad alto tenore di piombo sottoposti a bagni di de-piombatura.
La presente invenzione riguarda un innovativo processo per l?ottenimento di billette in ottone senza piombo o a basso contenuto di piombo.
Secondo una prima forma di realizzazione dell?invenzione, utilizzando zinco proveniente da pani di zinco e rame proveniente da catodi di rame o da rottami, viene prodotta per fusione una lega primaria costituita da ottone senza piombo o a basso contenuto di piombo.
La lega primaria viene trasformata in una granella costituita da grani solidi di diverse dimensioni; a tale scopo, la lega primaria, ancora allo stato liquido, viene colata e il flusso di colaggio viene investito da un getto di un fluido di lavoro, ad esempio acqua. Il fluido di lavoro irrompe nel flusso di lega primaria, formando una moltitudine di grani solidificati o che solidificano cadendo in un contenitore di fluido di lavoro in tumultuosa agitazione, che formano la granella.
Secondo una seconda forma di realizzazione dell?invenzione, utilizzando zinco proveniente da pani di zinco e rame proveniente da catodi di rame o da rottami, viene prodotta per fusione una lega primaria costituita da ottone senza piombo o a basso contenuto di piombo.
La lega primaria ? fatta solidificare in forma di manufatto primario, ad esempio in forma di billetta primaria.
Il manufatto primario ? sottoposto ad una lavorazione meccanica per asportazione di truciolo, ad esempio una tornitura o una fresatura, per ottenere truciolo.
Preferibilmente, ad esempio nel caso di realizzazione di una billetta primaria, un sottile strato periferico esterno della billetta primaria ? pelato, realizzando una billetta primaria pelata che ? sottoposta alla lavorazione meccanica per asportazione di truciolo.
Secondo l?invenzione, la granella o i trucioli sono sottoposti ad un processo di macinatura al fine di ottenere una polvere, avente una granulometria preferibilmente inferiore a 300?m, costituita da ottone senza piombo o a basso contenuto di piombo.
Preferibilmente, la macinatura della granella o dei trucioli, o della polvere stessa, separata dalla granella o dai trucioli in macinazione, ? ripetuta pi? volte, ad esempio utilizzando mulini diversi, al fine di ottenere la granulometria desiderata.
Successivamente, la polvere ? mescolata ad una polvere di grafite, al fine di ottenere una polvere di ottone e grafite.
Preferibilmente, la polvere di grafite presenta una granulometria inferiore a 20 ?m, preferibilmente inferiore a 10?m e con granulometria massima di circa 5 ?m.
Preferibilmente, inoltre, nella polvere di ottone e grafite, la grafite ? presente con un tenore compreso fra 0,5 - 0,9% in peso, preferibilmente di circa lo 0,7%. La polvere di ottone e grafite viene compattata in un compattatore, a freddo o a caldo, a singolo effetto o a doppio effetto, oppure in un compattatore isostatico, per ottenere un elemento compattato, in genere di forma cilindrica, come una usuale billetta.
L?elemento compattato viene sottoposto a procedimento di estrusione in una pressa di estrusione; durante il processo di estrusione, la polvere di ottone e grafite compattata va incontro a sinterizzazione, cos? che dal processo di estrusione si ottiene una barra sinterizzata in ottone additivato con grafite.
Secondo una forma di realizzazione, le fasi sopra descritte, dalla produzione della lega primaria alla produzione della barra di ottone additivato con grafite avvengono in uno stabilimento principale.
Secondo una forma di realizzazione, le fasi di produzione della lega primaria e di trasformazione in granella oppure le fasi di produzione della lega primaria e di produzione del manufatto intermedio sono realizzati in uno stabilimento remoto; successivamente, la granella o il manufatto intermedio sono trasportati, ad esempio tramite automezzi, mezzi ferroviari o navali, in uno stabilimento principale, ove vengono svolte le fasi di macinatura della granella oppure di produzione del truciolo e macinatura del truciolo, nonch? le ulteriori fasi fino alla produzione della barra di ottone additivato con grafite.
Secondo una ulteriore forma di realizzazione, anche la fase di produzione del truciolo avviene nello stabilimento remoto ed il truciolo ? poi trasportato allo stabilimento principale.
Innovativamente, il processo sopra descritto supera i problema della scarsit? di ottone senza piombo o a basso contenuto di piombo da utilizzare per la produzione di truciolo da macinare e mescolare con la grafite.
Secondo l?invenzione, infatti, la polvere di ottone senza piombo o a basso contenuto di piombo si ottiene per macinazione di una granella o per asportazione di truciolo da una billetta, ottenute a tale scopo nell?ambito dello stesso processo.
E? chiaro che un tecnico del settore, al fine di superare esigenze contingenti, potrebbe apportare modifiche al processo sopra descritto, tutte contenute nell?ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni seguenti.
Claims (6)
- RIVENDICAZIONI 1. Metodo per l?ottenimento di una billetta di ottone senza piombo o con basso tenore di piombo, comprendente le fasi di A) produrre una lega primaria di ottone senza piombo o a basso tenore di piombo; B) alternativamente b1) colare la lega primaria e investire un flusso di colaggio con un fluido di lavoro per ottenere una granella costituita da una pluralit? di grani; oppure b2) utilizzando la lega primaria, produrre un manufatto primario solidificato, ad esempio in forma di billetta, e sottoporre il manufatto primario ad una lavorazione meccanica per asportazione di truciolo, ottenendo trucioli; C) macinare la granella oppure i trucioli per ottenere una polvere di ottone senza piombo o a basso tenore di piombo; D) mescolare la polvere di ottone senza piombo o a basso tenore di piombo con polvere di grafite, ottenendo una miscela di polveri; E) compattare la miscela di polveri, ottenendo un elemento compattato; F) estrudere l?elemento compattato in modo da realizzare, nel contempo, una sinterizzazione della miscela di polveri, ottenendo una barra in ottone senza piombo o a basso tenore di piombo, additivato con grafite.
- 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui al manufatto primario in forma di billetta, viene pelato uno strato periferico esterno prima di procedere alla lavorazione per la formazione di truciolo.
- 3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la fase di macinare ? ripetuta pi? volte oppure eseguita sulla polvere stessa, separata dalla granella o dai trucioli in macinazione.
- 4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui tutte le suddette fasi sono eseguite in uno stabilimento principale.
- 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui - le fasi di produzione della lega primaria e di trasformazione in granella oppure le fasi di produzione della lega primaria e di produzione del manufatto intermedio sono realizzati in uno stabilimento remoto; e - successivamente, la granella o il manufatto intermedio sono trasportati in uno stabilimento principale, ove vengono svolte le fasi di macinatura della granella oppure di produzione del truciolo e macinatura del truciolo.
- 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, in cui anche la fase di produzione del truciolo avviene nello stabilimento remoto ed il truciolo ? poi trasportato allo stabilimento principale.
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