ITUD20100134A1 - PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF AN ELEMENT SUBJECT TO WEAR, ITEM SUBJECT TO WEAR AND TEMPORARY AGGREGATION STRUCTURE FOR THE MANUFACTURE OF SUCH ITEM SUBJECT TO WEAR - Google Patents
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Description
"PROCEDIMENTO PER LA PRODUZIONE DI UN ELEMENTO SOGGETTO AD USURA, ELEMENTO SOGGETTO AD USURA E STRUTTURA DI AGGREGAZIONE TEMPORANEA PER LA REALIZZAZIONE DI TALE ELEMENTO SOGGETTO AD USURA" "PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF AN ELEMENT SUBJECT TO WEAR, ELEMENT SUBJECT TO WEAR AND TEMPORARY AGGREGATION STRUCTURE FOR THE REALIZATION OF THIS ELEMENT SUBJECT TO WEAR"
CAMPO DI APPLICAZIONE FIELD OF APPLICATION
Il presente trovato si riferisce ad un procedimento per la produzione di un elemento soggetto ad usura, quale un utensile impiegato per la frantumazione o per l'abrasione di sostanze minerali, di masse di detriti di costruzioni, di sfridi metallici, o altri trattamenti simili, e ad un elemento soggetto ad usura ottenuto mediante tale procedimento. The present invention relates to a process for the production of an element subject to wear, such as a tool used for crushing or for abrasion of mineral substances, masses of construction debris, metal scraps, or other similar treatments, and to an element subject to wear obtained by means of this process.
Il presente trovato si riferisce altresì ad una struttura di aggregazione temporanea utilizzata come base nelle fasi preliminari di realizzazione dell'elemento soggetto ad usura, ed all'anima ottenuta con tale struttura di aggregazione temporanea . The present invention also refers to a temporary aggregation structure used as a base in the preliminary stages of making the element subject to wear, and to the core obtained with this temporary aggregation structure.
STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE
Sono noti alcuni procedimenti per la produzione di un elemento soggetto ad usura, in cui tale elemento comprende sostanzialmente una matrice metallica, che conferisce una elevata rigidità e robustezza all'elemento stesso, ed una o più anime di materiale ceramico aventi un'elevata resistenza all'abrasione. Some processes are known for the production of an element subject to wear, in which this element substantially comprises a metal matrix, which confers a high rigidity and strength to the element itself, and one or more cores of ceramic material having a high resistance to 'abrasion.
Un procedimento noto, prevede di realizzare un elemento soggetto ad usura mediante una colata, o una centrifugazione, di un materiale metallico fuso, su un inserto, o biscotto, in materiale ceramico, disposto in uno stampo. A known method provides for making an element subject to wear by casting, or centrifuging, a molten metal material, on an insert, or biscuit, made of ceramic material, placed in a mold.
Questo tipo di procedimento noto non permette però di ottenere elementi aventi caratteristiche meccaniche tali da poter essere impiegati in qualunque applicazione e settore, anche quelle più gravose sia come sollecitazioni che come intensità e continuità dello sforzo, e che richiedono proprietà di durezza, tenacità e resistenza alla temperatura non ottenibili con detti procedimenti. Un altro procedimento noto, prevede di colare il materiale metallico fuso su un inserto di ceramica di ossido metallico e/o carburo metallico, il quale à ̈ preformato con una struttura perforata realizzata per sinterizzazione, o pressione a caldo, in modo che, durante la colata, il materiale metallico fuso possa penetrare nelle aperture e negli interstizi dell'inserto stesso. However, this type of known process does not allow to obtain elements having mechanical characteristics such as to be used in any application and sector, even the heaviest ones both as stresses and as intensity and continuity of the effort, and which require properties of hardness, toughness and resistance. at the temperature not obtainable with said processes. Another known process involves casting the molten metal material onto a metal oxide and / or metal carbide ceramic insert, which is preformed with a perforated structure made by sintering, or hot pressure, so that, during casting, the molten metal material can penetrate into the openings and interstices of the insert itself.
Questo secondo tipo di procedimento ha però elevati costi di realizzazione, in particolare, ma non solo, per la realizzazione e la preformatura dell'inserto ceramico, che deve essere sinterizzato secondo una voluta forma di utilizzo. This second type of process, however, has high manufacturing costs, in particular, but not limited to, for manufacturing and preforming the ceramic insert, which must be sintered according to a desired form of use.
Inoltre necessitando di un processo di sinterizzazione per mantenere le polveri ceramiche in una voluta conformazione, si ha una limitata possibilità di formatura dell'inserto, sì che vengono realizzate conformazioni eccedenti o ridotte rispetto all'ottimale. Furthermore, since a sintering process is required to keep the ceramic powders in a desired conformation, there is a limited possibility of forming the insert, so that excess or reduced conformations are created compared to the optimal one.
Tale inconveniente porta, in alcuni casi, ad un aumento dei costi di realizzazione ed, in altri casi, alla riduzione della bontà qualitativa dell'elemento realizzato. This drawback leads, in some cases, to an increase in construction costs and, in other cases, to a reduction in the quality of the element created.
È anche noto un elemento soggetto ad usura partendo da polveri, per la formazione di carburo di titanio sfruttando il calore del materiale metallico in fase di colata della matrice. An element subject to wear starting from powders is also known, for the formation of titanium carbide by exploiting the heat of the metal material during the casting of the matrix.
Scopo del presente trovato à ̈ quello di mettere a punto un procedimento per poter ottenere elementi soggetti ad usura, quali un organo meccanico, un utensile di abrasione, di frantumazione o simili, che abbiano un'elevata resistenza all'usura, un'ottima tenacità e siano in grado di resistere sia a sollecitazioni notevoli, anche termiche, sia a sforzi prolungati. The purpose of the present invention is to provide a process for obtaining elements subject to wear, such as a mechanical member, an abrasion, crushing tool or the like, which have a high resistance to wear, an excellent toughness and are able to withstand both considerable stresses, including thermal ones, and prolonged stresses.
Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di mettere a punto un procedimento per poter ottenere elementi soggetti ad usura, con costi ridotti, maggiore precisione di conformazione dell'inserto ed elevata qualità meccanica rispetto ai procedimenti noti. Another object of the present invention is to provide a method for obtaining elements subject to wear, with reduced costs, greater precision in the shape of the insert and high mechanical quality with respect to known methods.
Un ulteriore scopo à ̈ quello di realizzare una struttura che permetta di produrre un elemento soggetto ad usura che abbia sia un'elevata durezza, sia un'elevata tenacità , e che sia in grado di ovviare agli inconvenienti degli elementi realizzati secondo la tecnica nota, sia in termini di costi di realizzazione, sia in termini di qualità meccanica. A further object is to provide a structure which allows to produce an element subject to wear which has both a high hardness and a high toughness, and which is capable of obviating the drawbacks of the elements made according to the known technique, both in terms of construction costs and in terms of mechanical quality.
Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato. In order to obviate the drawbacks of the known art and to obtain these and further objects and advantages, the Applicant has studied, tested and implemented the present invention.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO EXPOSURE OF THE FOUND
Il presente trovato à ̈ espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti. The present invention is expressed and characterized in the independent claims.
Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale. The dependent claims disclose other characteristics of the present invention or variants of the main solution idea.
In accordo con i suddetti scopi, un procedimento per la produzione di un elemento soggetto ad usura comprendente una matrice metallica ed almeno un'anima di materiale duro, prevede: In accordance with the aforementioned purposes, a process for the production of an element subject to wear comprising a metal matrix and at least one core of hard material, provides:
- una prima fase in cui viene preparata una struttura di aggregazione temporanea avente una conformazione geometrica coerente con la conformazione geometrica che si vuole conferire all'anima, ed ha caratteristiche di venir volatilizzato o comunque eliminato almeno parzialmente dalla presenza del metallo fuso; - a first step in which a temporary aggregation structure is prepared having a geometric conformation consistent with the geometric conformation to be given to the core, and has the characteristics of being volatilized or in any case eliminated at least partially by the presence of the molten metal;
- una seconda fase in cui su tutta la superficie interna ed esterna di detta struttura di aggregazione temporanea viene uniformemente distribuita una miscela di un legante con polveri metalliche che contengono elementi duri o loro precursori; - a second step in which a mixture of a binder with metal powders containing hard elements or their precursors is uniformly distributed over the entire internal and external surface of said temporary aggregation structure;
- una terza fase in cui l'anima viene disposta in uno stampo in modo da occupare solo parzialmente il volume libero, dello stampo stesso; ed - a third phase in which the core is placed in a mold so as to only partially occupy the free volume of the mold itself; and
- ed una quarta fase in cui in detto stampo viene colato un materiale metallico fuso, il quale va a fondere detta struttura di aggregazione temporanea e ad occupare il volume libero e quello che rende libero, sia all'interno sia all'esterno di detta anima, in modo da ancorarsi a quest'ultima e formare così un corpo unico. - and a fourth phase in which a molten metal material is poured into said mold, which melts said temporary aggregation structure and occupies the free volume and that which makes it free, both inside and outside said core , in order to anchor itself to the latter and thus form a single body.
Secondo il trovato, l'anima presenta una conformazione geometrica coerente con le esigenze dell'elemento finito, o di tutti i settori dell'elemento finito. According to the invention, the core has a geometric conformation consistent with the requirements of the finished element, or of all sectors of the finished element.
Secondo il trovato, la struttura di aggregazione temporanea presenta una struttura a pori aperti intercomunicanti di tipo spugnoso, disposti nella struttura in modo casuale od organizzato. According to the invention, the temporary aggregation structure has a structure with intercommunicating open pores of the spongy type, arranged in the structure in a random or organized way.
In questo modo, la miscela di legante liquido con le polveri metalliche viene fatta impregnare all'interno della struttura di aggregazione temporanea andando a rivestire praticamente ogni recesso in essa presente. In this way, the mixture of liquid binder with metal powders is made to impregnate inside the temporary aggregation structure, covering practically every recess present therein.
Secondo una prima variante, l'impregnazione della miscela all'interno di detta struttura di aggregazione temporanea avviene schiacciando elasticamente la struttura stessa, immettendola nella miscela liquida e lasciandola espandere elasticamente all'interno di essa. According to a first variant, the impregnation of the mixture inside said temporary aggregation structure takes place by elastically squeezing the structure itself, introducing it into the liquid mixture and letting it expand elastically inside it.
Secondo un'altra variante, la struttura di aggregazione temporanea viene immessa in un ambiente dove prima si crea il vuoto e poi si immette la detta miscela. According to another variant, the temporary aggregation structure is introduced into an environment where the vacuum is first created and then said mixture is introduced.
Con il presente trovato si ha che il materiale metallico fuso penetra sia negli interstizi creati dai fori interconnessi sia in quelli che si generano per eliminazione della struttura di aggregazione temporanea, avvolgendo almeno parzialmente le polveri metalliche, o comunque mantenendole nella posizione reticolare originariamente prevista e definita. With the present invention, the molten metal material penetrates both into the interstices created by the interconnected holes and into those generated by eliminating the temporary aggregation structure, wrapping at least partially the metal powders, or in any case keeping them in the originally planned and defined reticular position. .
Secondo una variante, nel caso in cui gli elementi duri o loro precursori, siano carbonio o presentino anche carbonio, realizzano per reazione chimico-fisiche a contatto con il materiale metallico fuso, strutture reticolari con durezze incrementate o particelle dure. According to a variant, if the hard elements or their precursors are carbon or also have carbon, they form reticular structures with increased hardness or hard particles by chemical-physical reaction in contact with the molten metal material.
Secondo questa variante, si realizza una struttura la cui anima presenta una continuità ma con variazioni di durezza in forma reticolare definita dal materiale metallico colato. According to this variant, a structure is realized whose core has a continuity but with variations in hardness in a reticular form defined by the cast metal material.
La realizzazione della struttura di aggregazione temporanea in materiale spugnoso a pori aperti intercomunicanti, quali un reticolo, presenta sia costi, sia tempi di realizzazione notevolmente ridotti rispetto alle soluzioni note in cui l'intera anima, e non soltanto il suo supporto, Ã ̈ realizzata per sinterizzazione di polveri di ossidi e/o di carburi metallici. The realization of the temporary aggregation structure in spongy material with intercommunicating open pores, such as a lattice, has both costs and production times that are considerably reduced compared to known solutions in which the entire core, and not only its support, is made for sintering of metal oxide and / or metal carbide powders.
Secondo una prima formulazione del trovato, la struttura reticolare dei fori comunicanti può essere casuale. According to a first formulation of the invention, the reticular structure of the communicating holes can be random.
Secondo un'altra formulazione tale struttura reticolare può svilupparsi in modo organizzato secondo tre o più assi. According to another formulation, this reticular structure can develop in an organized way according to three or more axes.
Un ulteriore vantaggio della soluzione secondo il presente trovato à ̈ dato dalla possibilità di conformare l'anima in modo più semplice e preciso rispetto alle soluzioni note, sì da garantire un'elevata precisione nell'ottenimento delle zone dure dell'elemento soggetto ad usura. A further advantage of the solution according to the present invention is given by the possibility of shaping the core in a simpler and more precise way with respect to known solutions, so as to guarantee high precision in obtaining the hard areas of the element subject to wear. .
Ancora, con il trovato, la conformazione dell'anima può essere realizzata facilmente. Again, with the invention, the conformation of the core can be easily achieved.
Ancora, à ̈ possibile prevedere nello spazio la densità dei prodotti o dei composti duri anche variandone la tipologia della struttura di aggregazione temporanea, ovvero abbinando strutture con fori differenti. Furthermore, it is possible to predict the density of hard products or compounds in space also by varying the type of temporary aggregation structure, or by combining structures with different holes.
La struttura di aggregazione temporanea, come detto, Ã ̈ in materiale che in presenza del calore del materiale metallico fuso evapora o si trasforma in materiale di dimensioni molto ridotte. The temporary aggregation structure, as mentioned, is made of material that in the presence of the heat of the molten metal material evaporates or transforms into a very small material.
Secondo una variante, al termine della fase di colata à ̈ prevista una fase di trattamento termico, in cui l'elemento soggetto ad usura viene sottoposto ad almeno un trattamento termico per conferire ad esso determinate caratteristiche meccaniche e strutturali. According to a variant, at the end of the casting step a heat treatment step is provided, in which the element subject to wear is subjected to at least one heat treatment to give it certain mechanical and structural characteristics.
Il materiale metallico con cui à ̈ realizzata la matrice à ̈ vantaggiosamente a base ferrosa, anche se questa caratteristica non à ̈ essenziale per il presente trovato. Nel caso di materiale a base ferrosa vantaggiosamente esso à ̈ un acciaio al manganese, martensitico, o altri. Secondo una variante à ̈ ghisa al cromo, ovvero altro materiale analogo. The metal material with which the matrix is made is advantageously of a ferrous base, even if this characteristic is not essential for the present invention. In the case of ferrous-based material, it is advantageously a manganese, martensitic, or other steel. According to a variant it is chromium cast iron, or another similar material.
Secondo un'altra variante del presente trovato, prima che venga effettuata la colata del materiale metallico, sia lo stampo di sabbia sia l'anima interna possono essere mantenuti a temperatura ambiente e non devono essere riscaldati, ciò permettendo una notevole riduzione di costi per l'allestimento e l'alimentazione di apparecchiature di riscaldamento. According to another variant of the present invention, before the casting of the metal material is carried out, both the sand mold and the internal core can be kept at room temperature and do not need to be heated, thus allowing a considerable reduction in costs for the installation and supply of heating equipment.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI ILLUSTRATION OF DRAWINGS
Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui: These and other characteristics of the present invention will become clear from the following description of a preferential embodiment, given by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings in which:
- la fig. 1 Ã ̈ una vista in assonometria di un elemento soggetto ad usura secondo il presente trovato; - fig. 1 is an axonometric view of an element subject to wear according to the present invention;
- la fig. 2a à ̈ una sezione trasversale di uno stampo di sabbia in una prima fase del procedimento per la realizzazione dell'elemento di fig. 1; - fig. 2a is a cross section of a sand mold in a first phase of the process for making the element of fig. 1;
- la fig. 2b à ̈ una sezione schematica ingrandita di una parte della struttura di aggregazione temporanea; - fig. 2b is an enlarged schematic section of a part of the temporary aggregation structure;
- la fig. 3a à ̈ una sezione trasversale di uno stampo di sabbia in una seconda fase del procedimento per la realizzazione dell'elemento di fig. 1; - fig. 3a is a cross section of a sand mold in a second phase of the process for making the element of fig. 1;
- la fig. 3b à ̈ una sezione schematica ingrandita della stessa parte di fig. 2b dell'elemento soggetto ad usura ottenuto - fig. 3b is an enlarged schematic section of the same part of fig. 2b of the element subject to wear obtained
Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento uguali sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni sostanzialmente uguali nelle figure. To facilitate understanding, like reference numerals have been used, where possible, to identify substantially the same common elements in the figures.
DESCRIZIONE DI UNA FORMA PREFERENZIALE DI DESCRIPTION OF A PREFERENTIAL FORM OF
REALIZZAZIONE REALIZATION
Con riferimento alla fig. 1, un procedimento secondo il trovato per la produzione di un elemento 10 soggetto ad usura, quale un organo meccanico, un utensile di abrasione, di frantumazione o simili, comprendente un'anima 12, o pannello, di materiale duro ed una matrice metallica 14, prevede una fase di preparazione e formatura dell'anima 12, in cui viene predisposta una struttura di aggregazione 17 temporanea su cui viene aggregata, una miscela di un legante liquido e polveri metalliche che contengono elementi duri o loro precursori, quali ad esempio Titanio, Cromo, Tungsteno, Molibdeno od altri, in forma singola o combinata. With reference to fig. 1, a method according to the invention for the production of an element 10 subject to wear, such as a mechanical member, an abrasion, crushing tool or the like, comprising a core 12, or panel, of hard material and a metal matrix 14 , provides a step of preparation and shaping of the core 12, in which a temporary aggregation structure 17 is arranged on which a mixture of a liquid binder and metal powders containing hard elements or their precursors, such as for example Titanium, is aggregated, Chromium, Tungsten, Molybdenum or others, in single or combined form.
La miscela viene uniformemente aggregata sia alla superficie interna, sia alla superficie esterna dell'intera struttura di aggregazione 17 temporanea, la quale ha una struttura a pori aperti, intercomunicanti di tipo spugnoso. The mixture is uniformly aggregated both to the internal surface and to the external surface of the entire temporary aggregation structure 17, which has a structure with open, intercommunicating spongy pores.
Nella fattispecie, l'aggregazione della miscela alla struttura di aggregazione 17 temporanea avviene mediante una compressione elastica della struttura di aggregazione 17 temporanea all'interno di un bagno di miscela. In this case, the aggregation of the mixture to the temporary aggregation structure 17 takes place by means of an elastic compression of the temporary aggregation structure 17 inside a mixture bath.
Da tale condizione viene rilasciata la compressione della struttura di aggregazione 17 temporanea, sì che la miscela penetri nelle porosità della struttura di aggregazione 17 temporanea, distribuendosi in modo sostanzialmente uniforme sulla struttura di aggregazione 17 temporanea ed all'interno dei pori aperti ed intercomunicanti. From this condition the compression of the temporary aggregation structure 17 is released, so that the mixture penetrates into the pores of the temporary aggregation structure 17, distributing itself in a substantially uniform way on the temporary aggregation structure 17 and inside the open and intercommunicating pores.
La miscela può essere composta da due o più polveri metalliche, secondo differenti percentuali di miscelazione in peso, sì da ottenere, di volta in volta, un'anima 12 avente determinate caratteristiche di tenacità , dilatazione termica, resistenza all'abrasione ed altre, in funzione del tipo di applicazione a cui à ̈ destinato l'elemento 10. The mixture can be composed of two or more metal powders, according to different mixing percentages by weight, so as to obtain, from time to time, a core 12 having certain characteristics of toughness, thermal expansion, resistance to abrasion and others, depending on the type of application for which the element 10 is intended.
La struttura di aggregazione 17 temporanea à ̈ realizzata, nella fattispecie, con schiume polimeriche, anche se non si esclude che possa essere realizzata in un qualsiasi altro materiale simile o assimilabile, che evapora in presenza del calore del materiale metallico fuso. The temporary aggregation structure 17 is made, in this case, with polymeric foams, although it is not excluded that it can be made of any other similar or similar material, which evaporates in the presence of the heat of the molten metal material.
Inoltre, la struttura di aggregazione 17 temporanea ha una conformazione geometrica a reticolo coerente con quella da conferire all'anima 12, sì da mantenere con precisione le polveri metalliche in determinate zone del volume dello stampo 16 e, quindi, dell'elemento 10 una volta effettuata la colata. Furthermore, the temporary aggregation structure 17 has a geometric lattice conformation consistent with that to be given to the core 12, so as to accurately maintain the metal powders in certain areas of the volume of the mold 16 and, therefore, of the element 10 a once the casting has been carried out.
Nel caso di specie, la miscela prevede l'impiego di opportuni collanti, vantaggiosamente dall'1% al 3% in peso, rispetto alle polveri metalliche previsti. In this case, the mixture provides for the use of suitable adhesives, advantageously from 1% to 3% by weight, with respect to the metal powders envisaged.
Come illustrato schematicamente in fig. 2a, in questa condizione si ha che ciascun tratto di struttura di aggregazione 17 temporanea risulta esternamente avviluppata dalla miscela di polveri 13 mantenute fra loro assieme ed in aggregazione alla struttura di aggregazione 17 temporanea stessa dallo strato di collante 15. As shown schematically in fig. 2a, in this condition, each section of the temporary aggregation structure 17 is externally enveloped by the mixture of powders 13 held together and in aggregation with the temporary aggregation structure 17 itself by the layer of glue 15.
Nella fase preliminare di formatura dell'anima 12, vengono previsti di pezzo, o in corpo unico, elementi distanziali 18, i quali sono disposti uniformemente sulla superficie esterna della struttura di aggregazione 17 temporanea. In the preliminary step of forming the core 12, spacer elements 18 are provided in one piece, or in a single body, which are uniformly disposed on the external surface of the temporary aggregation structure 17.
Nella successiva prima fase, la struttura di aggregazione 17 temporanea con la miscela di polveri aggregate viene inserita all'interno dello stampo 16 di sabbia per la colata, in modo che i distanziali 18 si posizionino stabilmente in corrispondenti pareti laterali 22 dello stampo 16. In the subsequent first phase, the temporary aggregation structure 17 with the mixture of aggregated powders is inserted inside the sand mold 16 for casting, so that the spacers 18 are stably positioned in corresponding side walls 22 of the mold 16.
I distanziali 18 hanno sostanzialmente un duplice vantaggio: conferiscono alla struttura di aggregazione 17 temporanea la caratteristica di autoportanza, evitando la necessità di un'armatura portante inserita al centro della struttura di aggregazione 17 temporanea stessa, con il vantaggio di ridurre i costi e i tempi di realizzazione; definiscono una posizione corretta della struttura di aggregazione 17 temporanea, determinando un volume libero intorno all'anima 12 all'interno dello stampo 16. The spacers 18 substantially have a double advantage: they give the temporary aggregation structure 17 the characteristic of self-supporting capacity, avoiding the need for a load-bearing reinforcement inserted in the center of the temporary aggregation structure 17 itself, with the advantage of reducing costs and times of realization; define a correct position of the temporary aggregation structure 17, determining a free volume around the core 12 inside the mold 16.
II materiale metallico fuso viene quindi colato, attraverso un canale di colata non illustrato nei disegni, in modo da penetrare all'interno degli interstizi della struttura spugnosa della struttura di aggregazione 17 temporanea, sostanzialmente eliminando quest'ultima e prendendone il posto, sì da avvolgere le polveri, od eventualmente reagire con esse. The molten metal material is then poured, through a casting channel not shown in the drawings, so as to penetrate inside the interstices of the spongy structure of the temporary aggregation structure 17, substantially eliminating the latter and taking its place, yes from wrap the powders, or possibly react with them.
Tale condizione determina l'amalgama dell'anima 12 all'interno della matrice 14 formando un corpo unico fra le due parti, in cui si ha una continuità strutturale, ma con delle variazioni di durezza in corrispondenza della disposizione a reticolo delle polveri, secondo la conformazione spugnosa della struttura di aggregazione 17 temporanea. This condition determines the amalgamation of the core 12 inside the matrix 14 forming a single body between the two parts, in which there is a structural continuity, but with variations in hardness in correspondence with the lattice arrangement of the powders, according to the spongy conformation of the temporary aggregation structure 17.
A solo titolo illustrativo, in fig. 3a, Ã ̈ illustrata in linea tratteggiata un'ipotetica sagomatura dell'anima 12 all'interno della matrice 14, mentre i segni di sezione, che sono stati volutamente prolungati, vanno a definire idealmente una zona di comunione fra anima 12 e matrice 14. For illustrative purposes only, in fig. 3a, a hypothetical shaping of the core 12 within the matrix 14 is illustrated in dashed line, while the section marks, which have been deliberately extended, ideally define an area of communion between core 12 and matrix 14.
In fig. 3b à ̈ illustrata la stessa parte sezionata in fig. 2b, ma dopo la colata del materiale metallico costituente la matrice 14. In fig. 3b the same section is shown in fig. 2b, but after the casting of the metallic material constituting the matrix 14.
Come si può notare dal confronto, il materiale metallico 14 ha preso completamente il posto della struttura di aggregazione 17 temporanea e dello strato di collante 15. La posizione delle polveri 13 rimane, invece, reticolare e sostanzialmente inalterata secondo la disposizione originariamente definita dalla struttura di aggregazione 17 temporanea . As can be seen from the comparison, the metallic material 14 has completely taken the place of the temporary aggregation structure 17 and of the glue layer 15. The position of the powders 13, on the other hand, remains reticular and substantially unchanged according to the arrangement originally defined by the structure of temporary aggregation 17.
Vantaggiosamente la sabbia dello stampo 16 à ̈ costituita da olivina, ossia silicato di ferro e di magnesio, che non sviluppa silice libera, non provoca quindi la silicosi, ed à ̈ particolarmente adatta per la colata del materiale metallico fuso. La struttura di aggregazione 17 temporanea può essere anche fissata temporaneamente allo stampo 16 mediante elementi di fissaggio 24, quali chiodi, viti o simili, che sono disposti tra la struttura di aggregazione 17 temporanea stessa e le pareti 22, per ancorare saldamente la struttura di aggregazione 17 temporanea nella posizione definita dai distanziali 18. Advantageously, the sand of the mold 16 consists of olivine, that is iron and magnesium silicate, which does not develop free silica, therefore does not cause silicosis, and is particularly suitable for casting the molten metal material. The temporary aggregation structure 17 can also be temporarily fixed to the mold 16 by means of fastening elements 24, such as nails, screws or the like, which are arranged between the temporary aggregation structure 17 itself and the walls 22, to firmly anchor the aggregation structure 17 temporary in the position defined by the spacers 18.
Sia la struttura di aggregazione 17 temporanea che lo stampo 16 si trovano a temperatura ambiente prima di effettuare la colata. Both the temporary aggregation structure 17 and the mold 16 are at room temperature before casting.
Il materiale metallico fuso à ̈ nel caso di specie una miscela di acciaio martensitico Alternativamente viene utilizzata ghisa al cromo. Nella fattispecie, l'elemento 10 viene fatto raffreddare lentamente nello stampo fino ad una temperatura inferiore a 300°C, e ciò per una riduzione delle tensioni interne, viene poi sterrato e sottoposto a tempra a circa 950-1100°C, preferibilmente a 1000°C, per un determinato periodo di tempo, in funzione dello spessore dell'elemento 10 stesso, e raffreddato in aria forzata, ovvero in acqua o secondo altre metodologie note. In una soluzione preferenziale, l'elemento 10 durante la tempra viene riscaldato progressivamente per circa 10 ore fino a 950-1100°C, seguendo una determinata rampa di temperatura, e poi mantenuto in temperatura per circa 2-6 ore. The molten metal material is in this case a martensitic steel mixture. Alternatively, chromium cast iron is used. In this case, the element 10 is slowly cooled in the mold to a temperature below 300 ° C, and this for a reduction of the internal tensions, it is then earthed and subjected to quenching at about 950-1100 ° C, preferably at 1000 ° C, for a determined period of time, depending on the thickness of the element 10 itself, and cooled in forced air, or in water or according to other known methods. In a preferential solution, the element 10 during quenching is progressively heated for about 10 hours up to 950-1100 ° C, following a determined temperature ramp, and then kept at temperature for about 2-6 hours.
Dopo il raffreddamento, l'elemento 10 viene lavorato, per eseguire spianature, livellamenti o altre lavorazioni per poter essere montato su un organo di frantumazione, quale ad esempio il rotore di un mulino. L'elemento 10 illustrato nelle figure ha ad esempio una forma sostanzialmente a parallelepipedo, ma à ̈ chiaro che tale forma non à ̈ un limite per il presente trovato, in quanto essa dipende dalla successiva applicazione dell'elemento 10 stesso. After cooling, the element 10 is machined, to perform flattening, leveling or other machining in order to be mounted on a crushing member, such as for example the rotor of a mill. The element 10 illustrated in the figures has, for example, a substantially parallelepiped shape, but it is clear that this shape is not a limit for the present invention, since it depends on the subsequent application of the element 10 itself.
È chiaro che al procedimento, alla struttura di aggregazione 17 temporanea ed all'elemento soggetto ad usura 10, fin qui descritti possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di fasi o di parti, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato. It is clear that modifications and / or additions of phases or parts can be made to the process, to the temporary aggregation structure 17 and to the element subject to wear 10 described up to now, without departing from the scope of the present invention.
È anche chiaro che, sebbene il trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz'altro realizzare molte altre forme equivalenti di procedimento per la produzione di un elemento soggetto ad usura, elemento soggetto ad usura e struttura di aggregazione temporanea per la realizzazione di tale elemento soggetto ad usura, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito. It is also clear that, although the invention has been described with reference to some specific examples, a person skilled in the art will certainly be able to carry out many other equivalent forms of process for the production of an element subject to wear, element subject to wear and structure of temporary aggregation for the realization of this element subject to wear, having the characteristics expressed in the claims and therefore all falling within the scope of protection defined by them.
Claims (15)
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Also Published As
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