ITBG20120052A1 - Rullo di laminazione - Google Patents

Description

Descrizione di un brevetto d’invenzione avente per titolo: “Rullo di laminazioneâ€

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un rullo di laminazione. In particolare si riferisce a rulli applicabili in tutti i processi industriali della laminazione a freddo, della formatura, ma anche della laminazione a caldo e in tutti i sottoprocessi ad essi correlati come ad esempio la scagliatura, la raddrizzatura, lo snervamento, per il traino o semplicemente per il mantenimento in guida dei materiali in lavorazione.

I rulli di laminazione comprendono almeno un inserto in materiale sinterizzato in carburo di tungsteno.

Grazie alle ottime proprietà meccaniche, tra le quali spicca l’elevata resistenza all’usura, il carburo di tungsteno viene utilizzato nelle lavorazioni dove vengano richieste elevata durezza superficiale, e mantenimento di tale caratteristica anche a temperature elevate, ovvero in presenza di elevate pressioni di contatto.

II carburo di tungsteno associa all’elevata durezza che lo contraddistingue, anche una buona tenacità. Questo lo rende particolarmente adatto a lavorare in ambienti dove entrambe queste caratteristiche vengano richieste.

Dato l’elevato costo del carburo di tungsteno, sono frequenti i casi in cui si utilizza questo pregiato materiale sotto forma di inserto, montandolo su un supporto solitamente fatto in acciaio.

Il fissaggio dell’inserto al supporto avviene solitamente per accoppiamento ad interferenza, e/o in associazione con accessori quali ghiere e/o flange atte a contrastare in maniere parziale/totale il movimento dell’inserto rispetto al supporto.

In ambienti dove il salto di temperatura à ̈ più considerevole il problema del fissaggio dell’inserto al supporto per interferenza può causare la rottura dell’inserto, dato che solitamente il coefficiente di dilatazione del supporto à ̈ molto maggiore di quello dell’inserto.

Da non dimenticare poi che le vibrazioni incidono negativamente sulla stabilità degli inserti sui propri supporti, con il rischio di allentamenti e quindi di rotture catastrofiche.

Alcuni, per ovviare a questi inconvenienti, hanno sostituito alla tecnologia dell’accoppiamento tradizionale una tecnologia che prevede l’inglobamento dell’inserto in una fusione solitamente fatta in ghisa.

Uno dei vantaggi di questa soluzione à ̈ quello di poter inserire degli inserti in metallo duro anche su supporti molto piccoli (cosa difficile da realizzare con le tecniche tradizionali). In questo modo anche rulli di piccole dimensioni che venivano costruiti integralmente in metallo duro possono essere costruiti con la sola parte viva nel costoso materiale.

In questo caso il legame tra i due materiali e garantito da uno strato il cui spessore varia in media tra 1 e 5 mm in cui i due materiali si saldano insieme. Questo comporta che l'inserto ed il materiale fuso della ghisa debbano essere sottoposti insieme all'innalzamento di temperatura (fino anche a 1600 °C) necessario alla saldatura dei due materiali e comporta, inoltre, la necessità di dover esercitare una pressione sulla ghisa fusa per migliorare la saldatura tra i materiali.

Ulteriori problemi si hanno in fase di raffreddamento: data la disomogeneità dei ritiri, si possono creare delle tensioni dannose all’interno del pezzo. Gli effetti di queste tensioni sono accentuati dall’elevata compenetrazione dei due materiali, favorita anche dal fatto che la temperatura della colata può entrare nel campo di fusione del carburo sinterizzato.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di provvedere ad un rullo di laminazione al quale à ̈ fissato un inserto in materiale sinterizzato in carburo di tungsteno mediante materiali che superano gli inconvenienti dell’arte nota.

Altro scopo à ̈ quello di provvedere ad un rullo di laminazione che sia di semplice realizzazione.

In accordo con la presente invenzione, tali scopi ed altri ancora vengono raggiunti da un rullo di laminazione comprendente almeno un inserto in materiale sinterizzato caratterizzato dal fatto di essere circondato almeno in parte da un supporto comprendente un materiale composito contenente fibre di carbonio o fibre di vetro.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono descritte nelle rivendicazioni dipendenti.

I vantaggi di questa soluzione rispetto alle soluzioni dell’arte nota sono diversi.

La moderna tecnologia dei compositi à ̈ oggi in grado di fornire materiali e parti finite il cui comportamento strutturale può superare quello di molte leghe metalliche.

I vantaggi principali di questa sostituzione sono molteplici. La possibilità di creare l'accoppiamento a basse temperature e di poter azzerare i ritiri risolve i problemi legati alla perfetta aderenza dei due materiali.

II supporto in composito ha il notevole vantaggio di essere molto più leggero dei tradizionali supporti in acciaio, cosa che si traduce positivamente nei particolari soggetti a rotazione come i rulli di laminazione ad alte velocità.

Un altro vantaggio à ̈ legato alla possibilità dì avere un coefficiente di dilatazione termica equivalente tra i due materiali, che dal punto di vista delle deformazioni termiche permette al composto di comportarsi come fosse un corpo unico.

L’ancoraggio tra il supporto in composito e l’inserto in carburo à ̈ ottenuto oltre alla perfetta aderenza tra i due materiali, dovuti al ritiro praticamente nullo durante il processo di stampaggio, anche tramite appositi intagli creati nell’anello.

Non à ̈ necessario un terzo materiale di fissaggio dell’inserto sul supporto.

Il processo à ̈ ottenuto mediante co-stampaggio ad iniezione a bassa temperatura e presenta notevoli vantaggi in termini economici e produttivi.

La bassa temperatura con la quale viene eseguito il processo esclude ogni tipo di problema sul materiale sinterizzato che viene ottenuto a temperature superiori ai 1300°C.

Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una sua forma di realizzazione pratica, illustrata a titolo di esempio non limitativo negli uniti disegni, nei quali:

la figura 1 mostra schematicamente un rullo di laminazione, visto in prospettiva, in accordo alla presente invenzione;

la figura 2 mostra schematicamente un rullo di laminazione, visto in sezione, in accordo alla presente invenzione.

Riferendosi alle figure allegate, un rullo di laminazione, in accordo alla presente invenzione, comprendente un supporto 10 in materiale composito che circonda un inserto 11 in materiale sinterizzato, come carburo di tungsteno.

Il materiale composito del supporto 10 Ã ̈ un materiale termoindurente avente come matrice una resina epossidica e come rinforzo la fibra di vetro o di carbonio, (o altre fibre) con lunghezze delle fibre comprese tra 3 e 24 mm.

L’inserto 11 , ha una forma toroidale con sezione avente forme diverse. Il suo lato esterno 12 può avere diversi tipi di profilo secondo l’impiego dello stesso, e ad esempio può essere un inserto con il lato esterno a punta, come mostrato in figura, un inserto con il lato esterno piatto o un inserto con il lato esterno concavo.

Normalmente esso à ̈ simmetrico rispetto ad un asse centrale trasversale e le sue pareti laterali 13 hanno preferibilmente una inclinazione che portano aM’aumento della sua dimensione andando verso l'interno dell’inserto, per un migliore assicurazione al supporto 10 e garantire un migliore contrasto alla forza centrifuga.

Il supporto 10 circonda l’inserto 11 su tre lati fino ad arrivare al suo lato esterno 12.

Per una migliore assicurazione dell’inserto 11 al supporto 10 si può prevedere la realizzazione sulle pareti laterali dell’inserto 11 , di incavi 14, realizzati in fase di stampaggio.

La forma della sezione degli incavi 14 Ã ̈ preferibilmente quella di una semisfera o di un semiellissoide, per evitare cricche ed inneschi di cricca.

Il processo di inserimento dell'inserto 11 sul supporto 10 à ̈ ottenuto mediante co-stampaggio inserendo l’inserto in materiale sinterizzato in un apposito stampo. Il materiale composito viene iniettato con pressione attraverso lo stampo, ottenendo così la forma desiderata.

In un esempio di realizzazione del rullo, in accordo alla presente invenzione à ̈ stata usata come supporto la resina Epox-BMC.

I parametri di lavoro sono stati i seguenti. Pressione di stampaggio: 110 - 160 bar. Temperatura di stampaggio: 135 - 180 °C. Tempo di vulcanizzazione/compattazione: 12 - 200 s/mm.

Quindi si hanno temperature di fusione inferiori ai 200°C.

Le dimensioni, del rullo e dell’inserto potranno essere qualsiasi a secondo delle esigenze e dello stato della tecnica.

In una forma alternativa di realizzazione, il supporto può essere di un altro materiale, come ad esempio acciaio, ed avere una porzione esterna dello stesso, o parti di esso, di materiale composito contenente fibre di carbonio o fibre di vetro per poter fissare l’inserto di tungsteno sul supporto.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Rullo di laminazione comprendente almeno un inserto in materiale sinterizzato caratterizzato dal fatto di essere circondato almeno in parte da un supporto comprendente un materiale composito contenente fibre di carbonio o fibre di vetro.
2. 2. Rullo in accordo alla rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto materiale composito à ̈ una resina epossidica.
3. 3. Rullo in accordo ad una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che dette fibre di carbonio o fibre di vetro hanno una lunghezza delle fibre comprese tra 3 e 24 mm.
4. 4. Rullo in accordo ad una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto inserto à ̈ realizzato in carburo di tungsteno.
5. 5. Rullo in accordo ad una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto inserto comprende almeno un incavo sulla sua parete laterale o sulla sua parete interna.
6. 6. Rullo in accordo ad una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto inserto ha i lati laterali inclinati e la sua dimensione aumenta spostandosi verso l'interno di detto inserto.
7. 7. Rullo in accordo ad una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto materiale composito ha un temperatura di fusione inferiore a 200°C.