ITVI20120121A1 - Lega per la saldobrasatura - Google Patents
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Description
LEGA PER LA SALDOBRASATURA.
DESCRIZIONE
Campo tecnico
L’invenzione riguarda una lega per la saldobrasatura, in particolare per unire componenti di metallo duro sinterizzato con altri componenti di ferro o acciaio. La lega trova applicazione nel settore degli utensili da taglio.
Stato della tecnica
La brasatura consiste nel collegare pezzi metallici con l'ausilio di un metallo d'apporto senza la fusione dei pezzi da assemblare. Il metallo d'apporto penetra per capillarità fra i pezzi da assemblare. La brasatura à ̈ impiegata specialmente quando:
- Ã ̈ necessario contenere il riscaldamento del pezzo;
- i giunti sono costituiti da materiali difficilmente saldabili;
- i pezzi sono di natura differente e la loro saldatura à ̈ impossibile. In funzione della temperatura di fusione del metallo d'apporto, possono essere utilizzati diversi mezzi di riscaldamento. La brasatura può essere effettuata sia con mezzi simili a quelli utilizzati per la saldatura ossiacetilenica (brasatura al cannello), sia con riscaldamento elettrico (in particolare, le saldobrasature utilizzate in elettronica), sia in forno sottovuoto o in atmosfera controllata, per ottenere giunti di qualità più elevata e più controllabile.
I fenomeni fisici attraverso i quali si realizza la brasatura sono la penetrazione capillare e la bagnatura.
La prima si realizza creando adeguati meati tra i componenti da unire; la seconda invece sfrutta la capacità che ha un metallo liquido di appoggiarsi su una superficie con piccoli angoli di contatto.
La saldobrasatura à ̈ caratterizzata dall'utilizzo di materiali di apporto con temperature di fusione superiori rispetto alla brasatura forte, e comunque inferiori al punto di fusione del materiale del giunto. La preparazione dei giunti spesso à ̈ simile alla saldatura autogena.
Il processo non à ̈ basato sull’attrazione capillare, ma principalmente sulla diffusione della lega d’apporto nella struttura intergranulare del materiale di base.
Le leghe brasanti sono generalmente composti eutettici di due metalli. Per unire componenti di metallo duro sinterizzato con altre parti di ferro o acciaio, sono in uso leghe saldobrasanti con un tenore di argento alto. Una tipica lega contiene circa il 49% in peso di argento più rame e zinco come componenti principali.
L’alto contenuto in argento à ̈ svantaggioso in quanto comporta costi elevati per le materie prime.
Presentazione dell’Invenzione
Scopo della presente invenzione à ̈ proporre una lega per la saldobrasatura che abbia un tenore di argento notevolmente ridotto rispetto alle leghe note e che nello stesso momento permetta la saldobrasatura di componenti di metallo duro sinterizzato con altri componenti di ferro o acciaio ottenendo buoni risultati.
Gli scopi prima ricordati sono raggiunti da una lega per la saldobrasatura come definita nella prima rivendicazione.
Le percentuali indicati di seguito sono sempre da intendersi come percentuali in peso.
Nonostante il basso tenore in argento, la lega saldobrasante secondo l’invenzione offre caratteristiche soddisfacenti nella sua capacità di unire componenti di metallo duro sinterizzato, in particolare metalli duri che comprendono ferro e cobalto, con altri componenti di ferro o acciaio.
La lega à ̈ particolarmente utile nella produzione di utensili da taglio dove c’à ̈ la necessità di unire metalli duri sinterizzati con parti in acciaio o ferro, in particolare per inglobare i mezzi di taglio, come per esempio un diamante. La lega proposta ha ottime proprietà d’adesione sui composti metallici da collegare ed à ̈ utilizzabile con le stesse tecniche di saldobrasatura applicate con le leghe ad alto contenuto d’argento note nell’arte.
All’interno della lega, in alternativa, si può sostituire l’indio con stagno, ottenendo però risultati un po’ meno soddisfacenti.
Di seguito saranno descritte varianti preferite della lega secondo l’invenzione.
CI sono composizioni ottimizzate, all’interno della formulazione generale, che permettono migliorare ulteriormente le caratteristiche saldobrasanti e d'adesione su metalli duri sinterizzati e ferro e acciaio partendo dalla lega base come definita nella prima rivendicazione. Vantaggiosamente, la lega comprende almeno uno degli elementi seguenti, dallo 0,001 % al 6% di stagno, dallo 0,001 % al 4% di ferro, dallo 0,001 al 3% di silicio, dallo 0,001 al 2% di cromo, e dallo 0,001 al 2% di fosforo. Preferibilmente, la lega comprende tutti gli elementi prima elencati.
In una variante preferita dell’invenzione, la lega à ̈ essenzialmente costituita dal 18 al 29% di argento, dal 12 al 30% di zinco, dallo 0,2 al 5% di manganese, dallo 0,001 al 5% di nichel, dallo 0,001 al 5% di indio, opzionalmente dallo 0,001 % al 6% di stagno, dallo 0,001 % al 4% di ferro, dallo 0,001 al 3% di silicio, dallo 0,001 al 2% di cromo, e dallo 0,001 al 2% di fosforo.
Senza la presenza di ulteriori elementi nella lega finale si ottiene un ottimo mezzo di saldobrasatura per l'applicazione sopra descritta. Il termine “essenzialmente costituito da†significa che sono ammesse tracce di altri elementi che sono da considerarsi impurità o tracce di composti ausiliari utilizzati durante la produzione della lega e che però spariscono quasi completamente durante la produzione stessa.
In una variante preferita dell’invenzione, la lega comprende dal 22 al 26% di argento, dal 20 al 28% di zinco, dall’l al 2% di manganese, dall’1 al 2% di nichel, dall’ 1 al 2% di indio.
Risultati ottimali si ottengono con una lega secondo l’invenzione che comprende preferibilmente circa il 24% di argento, circa il 24% di zinco, dall’1 al 2% di manganese, da 1 al 2% di nichel, dall’1 al 2% di indio.
Vantaggiosamente, la lega comprende gli elementi stagno, ferro, silicio, cromo e fosforo in quantità inferiori allo 0,5 %.
In una variante vantaggiosa dell’invenzione, la lega secondo l’invenzione à ̈ essenzialmente costituita da circa il 24% di argento, circa il 24% di zinco, dall’ 1 al 2% di manganese, dall’ 1 al 2% di nichel, dall’ 1 al 2% di indio e dal 48 al 50 % di rame.
Preferibilmente, la lega secondo l’invenzione à ̈ una lega saldobrasante. La lega secondo l’invenzione presenta tutte le caratteristiche necessarie per essere una lega saldobrasante.
Un aspetto importante dell’invenzione à ̈ l’uso della lega secondo l’invenzione per unire componenti di metallo duro sinterizzato, preferibilmente contenente ferro e cobalto, con altri componenti di ferro o acciaio con saldobrasatura. La formulazione della lega secondo l’invenzione à ̈ particolarmente idonea per l’uso specificato, questo grazie alle sue ottime proprietà d’adesione sui materiali indicati. L’unione di tali materiali si rende necessario particolarmente nel settore di utensili da taglio.
Un ulteriore aspetto dell’invenzione riguarda quindi anche un utensile da taglio in cui componenti di metalli differenti sono stati uniti con la lega secondo l’invenzione. Preferibilmente, i metalli differenti sono metalli duri sinterizzati, come per esempio metalli contenenti ferro e cobalto, e ferro o acciaio. Vantaggiosamente, fra i metalli differenti viene inglobato un diamante da taglio.
L’invenzione ha raggiunto lo scopo di mettere a disposizione una lega per la saldobrasatura che, offrendo caratteristiche saldobrasanti e d’adesione molto soddisfacenti, presenta un tenore di argento basso. La percentuale relativamente piccola d’argento permette grandi risparmi di materie prime.
Ulteriori varianti dell’invenzione risultano dalle rivendicazioni dipendenti.
In fase esecutiva, alla lega, al suo uso e all’utensile di taglio oggetto dell’invenzione potranno essere apportate ulteriori modifiche o varianti esecutive non descritte. Qualora tali modifiche o tali varianti dovessero rientrare nell’ambito delle rivendicazioni che seguono, si dovranno ritenere tutte protette dal presente brevetto.
Descrizione di preferiti esempi di esecuzione
La produzione della lega segue i metodi noti nell’arte per produrre leghe saldobrasanti. Si possono per esempio mescolare i singoli metalli fusi; ipotizzabile à ̈ anche l'aggiunta di singoli componenti a una lega master di partenza.
La lega à ̈ utilizzabile con le tecniche di saldobrasatura note nell’arte e per brevità non vengono descritte in dettaglio.
Nella seguente tabella 1 si evidenzia un esempio per una lega secondo l’invenzione che ha ottime prestazioni saldobrasanti nel collegamento di un ferro duro sinterizzato contenente ferro e cobalto con acciaio:
Tabella 1
metallo contenuto [w %]
argento 24
rame saldo al 100 %
zinco 24
manganese 1 -2
nichel 1 -2
indio 1 -2
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1 ) Lega per la saldobrasatura, comprendente dal 18 al 29% in peso di argento, dal 12 al 30% in peso di zinco, dallo 0,2 al 5% in peso di manganese, dallo 0,001 al 5% in peso di nichel, dallo 0,001 al 5% in peso di indio, opzionalmente dallo 0,001 % al 6% in peso di stagno, dallo 0,001 % al 4% in peso di ferro, dallo 0,001 al 3% in peso di silicio, dallo 0,001 al 2% in peso di cromo, dallo 0,001 al 2% in peso di fosforo e opzionalmente altri elementi in quantità inferiori all’1 % in peso, in cui la percentuale restante necessaria al saldo del 100% in peso à ̈ costituita da rame.
- 2) Lega secondo la rivendicazione 1 ), caratterizzata dal fatto che comprende almeno uno degli elementi seguenti, dallo 0,001 % al 6% in peso di stagno, dallo 0,001 % al 4% in peso di ferro, dallo 0,001 al 3% in peso di silicio, dallo 0,001 al 2% in peso di cromo, dallo 0,001 al 2% in peso di fosforo.
- 3) Lega secondo la rivendicazione 1) o 2) caratterizzata dal fatto che à ̈ essenzialmente costituita dal 18 al 29% in peso di argento, dal 12 al 30% in peso di zinco, dallo 0,2 al 5% in peso di manganese, dallo 0,001 al 5% in peso di nichel, dallo 0,001 al 5% in peso di indio, opzionalmente dallo 0,001 % al 6% in peso di stagno, dallo 0,001 % al 4% in peso di ferro, dallo 0,001 al 3% in peso di silicio, dallo 0,001 al 2% in peso di cromo, e dallo 0,001 al 2% in peso di fosforo.
- 4) Lega secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che comprende dal 22 al 26% in peso di argento, dal 20 al 28% in peso di zinco, daN’1 al 2% in peso di manganese, dall’ 1 al 2% in peso di nichel, dall’1 al 2% in peso di indio.
- 5) Lega secondo la rivendicazione 4) caratterizzata dal fatto che comprende circa il 24% in peso di argento e circa il 24% in peso di zinco.
- 6) Lega secondo la rivendicazione 5) caratterizzata dal fatto che comprende gli elementi stagno, ferro, silicio, cromo e fosforo in quantità inferiori allo 0,5 % in peso.
- 7) Lega secondo la rivendicazione 5) caratterizzata dal fatto che à ̈ essenzialmente costituita da circa il 24% in peso di argento, circa il 24% in peso di zinco, dall’1 al 2% in peso di manganese, dall’1 al 2% in peso di nichel, dall’ 1 al 2% in peso di indio e dal 48 al 50 % in peso di rame.
- 8) Lega secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che à ̈ una lega saldobrasante.
- 9) Uso della lega secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti per unire componenti di metallo duro sinterizzato, preferibilmente contenente ferro e cobalto, con altri componenti di ferro o acciaio con saldobrasatura.
- 10) Utensile da taglio in cui componenti di metalli differenti sono stati uniti con la lega secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 ) a 8). Per incarico.
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