MX2012004858A - Dado para laminado de roscas. - Google Patents

Abstract

Un dado para laminado de roscas incluye una región para laminado de roscas que comprende una superficie de trabajo que incluye una forma de rosca. La región para laminado de roscas del dado para laminado de roscas comprende un material de carburo cimentado sinterizado que tiene una dureza en el rango de 78 HRA a 89 HRA. En ciertas modalidades, el dado para laminado de roscas puede incluir además al menos una pieza de carburo no cimentado metalúrgicamente unida a la región para laminado de roscas en un área de la región para laminado de roscas que no impide que una pieza de trabajo entre en contacto con la superficie de trabajo, y en donde la pieza de carburo no cimentado comprende al menos uno de una región metálica y una región compuesta por una matriz metálica.

Description

DADO PARA LAMINADO DE ROSCAS ANTECEDENTES DE LA TECNOLOGÍA CAMPO DE LA TECNOLOGÍA La presente descripción se dirige a los dados para laminado de roscas usados para producir roscas en un componente de máquina para sujetarlo a otro componente de máquina, y a los métodos de fabricación de los dados de laminado de roscas. Más específicamente, la descripción se dirige a los dados de laminado de roscas que comprenden laminado de roscas de carburo cimentado sintetizado, y a los métodos de fabricación de los dados de laminado de roscas.

DESCRIPCIÓN DE LOS ANTECEDENTES DE LA TECNOLOGÍA Comúnmente las roscas se utilizan como medio para sujetar un componente de máquina otro. Las técnicas de maquinado tales como el torneado, utilizando herramientas de conformado o de punto único, y el triturado, usando ruedas de contacto único o de conformado, se emplean como métodos de remoción de metal para crear la geometría de rosca deseada en un pieza de trabajo. Por lo general, estos métodos se conocen como métodos de corte de roscas.

Las técnicas de corte de roscas sufren de algunas desventajas inherentes Las técnicas de corte de roscas son generalmente lentas y costosas, y requieren del uso de máquinas herramientas caras, incluyendo herramientas especiales. Las técnicas de corte de roscas no son rentables para el procesamiento de grandes lotes de producción. Debido a que el corte de roscas implica maquinar un material en bruto, se producen desechos de materiales en forma de limallas. Además, el acabado de las roscas cortadas puede ser menos que deseable.

Un método alternativo de formación de roscas en componentes de máquina implica el uso de técnicas de formación de metales "sin limallas", es decir, técnicas de formación de metales en las cuales la pieza de trabajo no se corta y no se forman limallas. Un ejemplo de una técnica de formación de roscas sin limallas es la técnica de laminado de roscas. La técnica de laminado de roscas implica laminar las roscas en un componente metálico cilindrico colocado entre dos o más dados para laminado de roscas que incluyen una superficie de trabajo que tiene una imagen idéntica a la geometría de la rosca deseada. Tradicionalmente, los dados para laminado de roscas pueden ser circulares o planos. La geometría de la rosca se crea en una pieza de trabajo al comprimirla entre los dados y los dados se mueven uno con respecto al otro. Los dados circulares para laminado de roscas se hacen girar uno con respecto al otro. Los dados planos para laminado de roscas se mueven de manera lineal o alternativa uno con respecto al otro. Por tanto, el laminado de roscas es un método de formación en frío, o de mover en lugar de remover el material de la pieza de trabajo para formar las roscas. Esto se ilustra esquemáticamente en las Figuras 1A y I B. La Figura 1A ilustra esquemáticamente un dado para laminado de roscas colocado en una superficie lateral de un material en bruto cilindrico, y la Figura 1 (B) ilustra esquemáticamente el producto final producido haciendo girar el material en bruto con relación al dado. Como se indica en las Figuras 1 A y I B, el proceso de mover el material en bruto hacia arriba y hacia afuera para formar las roscas crea un diámetro mayor de la rosca (Figura 1 A) que es más grande que el diámetro del material en bruto (Figura IB).

El laminado de roscas ofrece varias ventajas con respecto a las técnicas de maquinado o de corte de formación roscas en una pieza de trabajo. Por ejemplo, se puede evitar que una cantidad significativa de material se convierta en desecho debido a la naturaleza "sin limallas" de la técnica de laminado de roscas. Además, debido a que el laminado de roscas forma las roscas moviendo el material hacia arriba y hacia afuera, el material en bruto puede ser más pequeño que el requerido para hacer las roscas mediante el corte de rosca, con lo que se obtiene un ahorro de material adicional. Además, el laminado de roscas puede producir roscas y formas relacionadas a altas velocidades de roscado y con una mayor vida útil del instrumento. Por tanto, el laminado de roscas es una técnica viable para grandes volúmenes de producción. El laminado de roscas también es una técnica de formación en frío en la cual no hay desgaste abrasivo, y los dados para laminado de roscas pueden funcionar durante su vida útil sin que sea necesario calibrarlos periódicamente.

El laminado de roscas también provoca un aumento significativo de la dureza y del límite de elasticidad del material en la región de la rosca de la pieza de trabajo debido al endurecimiento por deformación provocado por las fuerzas compresivas ejercidas durante la operación de laminado de roscas. El laminado de roscas puede producir roscas que son, por ejemplo, hasta 20% más fuertes que las roscas por corte. Las roscas laminadas también exhiben sensibilidad de muesca reducida y resistencia a la fatiga mejorada. Con el laminado de roscas, que es una técnica de formación en frío, típicamente se logran también roscas con una microestructura excelente, un acabado liso con superficie de espejo, y una estructura del grano mejorada para una resistencia más alta.

Las ventajas del laminado de roscas con respecto al corte de roscas se ilustran esquemáticamente en las Figuras 2A y 2B. La Figura 2A muestra esquemáticamente las líneas de flujo microestructurales en una región de rosca de un pieza de trabajo como resultado del corte de rosca. La figura 2B muestra esquemáticamente las líneas de flujo microestructurales en una región de rosca de una pieza de trabajo producida mediante laminado de roscas. Las figuras sugieren que el laminado de roscas no produce gasto de materiales, basado en el movimiento del material de la pieza de trabajo para producir las roscas. Las líneas de flujo que se muestran en la Figura 2B también sugieren una mayor dureza y un aumento de la resistencia producto del flujo del material en el laminado de roscas.

Los dados para laminado de roscas convencionales se fabrican típicamente de acero de alta velocidad así como de otros aceros de herramientas. Los dados para laminado de roscas fabricados de aceros tienen varias limitaciones. Es probable que la resistencia a la compresión de los aceros de alta velocidad y de los aceros de herramientas no sea significativamente más alta que la resistencia a la compresión de los materiales de pieza de trabajo comunes, como los aceros de aleación y otras aleaciones estructurales. De hecho, la resistencia a la compresión de los materiales de los dados para laminado de roscas convencionales puede ser menor que la de los materiales para pieza de trabajo de alta resistencia a la compresión tales como, por ejemplo, aleaciones aeroespaciales a base de níquel y a base de titanio y algunas aleaciones resistentes a la corrosión. En general, el límite de elasticidad por compresión de los aceros de herramientas usados para fabricar los dados para laminado de roscas cae por debajo de aproximadamente 275 000 psi. Cuando la resistencia a la compresión del material de los dados para laminado de roscas no excede significativamente la resistencia a la compresión del material de la pieza de trabajo, los dados sufren una deformación plástica excesiva y una rotura prematura.

Además de tener una resistencia a la compresión relativamente elevada, los materiales de los dados para laminado de roscas deberían poseer una rigidez sustancialmente mayor que la del material de pieza de trabajo. En general, sin embargo, los aceros de alta velocidad y los aceros de herramientas que se utilizan actualmente en los dados para laminado de roscas no poseen una rigidez más elevada que la de los materiales para pieza de trabajo comunes. La rigidez (es decir, el Módulo de Young) de estos aceros de herramientas cae por debajo de aproximadamente 32 x 106 psi. Los dados para laminado de roscas fabricados con estos aceros de alta velocidad y de aceros de herramientas pueden sufrir una deformación elástica excesiva durante el proceso de laminado de la roscas, lo que dificulta mantener las tolerancias próximas en la geometría de la rosca.

Además, se puede esperar que los dados para laminado de roscas fabricados de aceros de alta velocidad y de aceros de herramientas exhiban una resistencia al desgaste solo un poco más elevada en comparación con muchos materiales para pieza de trabajo comunes. Por ejemplo, el volumen de desgaste por abrasión de ciertos aceros de herramientas usados en los dados para laminado de roscas, medido según el ASTM G65 - 04, "Método estándar de prueba para medir la abrasión usando el aparato de rueda de caucho/arena seca", es aproximadamente de 100 mm3. Por lo tanto, la vida útil de los dados se puede limitar debido al desgaste excesivo.

En consecuencia, es necesario fabricar los dados para laminado de roscas a partir de materiales que exhiban combinaciones superiores de resistencia, en particular resistencia a la compresión, rigidez, y resistencia al desgaste en comparación con los aceros de alta velocidad y otros aceros de herramientas usados convencionalmente en los dados para laminado de roscas. Tales materiales proporcionarían una mayor vida útil a los dados y también pueden permitir que los dados se utilicen para hacer roscas en materiales para pieza de trabajo que no se pueden procesar fácilmente usando los dados convencionales.

Sumario En una modalidad no limitante de acuerdo con la presente invención, un dado para laminado de roscas comprende una región para el laminado de roscas que incluye una superficie de trabajo que comprende una forma de rosca. La región de laminado de roscas comprende un material de carburo cimentado sinterizado que tiene una dureza en el rango de 78 HRA a 89 HRA.

En otra modalidad no limitante de acuerdo con la presente invención, un dado para laminado de roscas comprende una región para el laminado de roscas que incluye una superficie de trabajo que comprende una forma de rosca, en donde la región de laminado de roscas incluye un material de carburo cimentado sinterizado que tiene al menos uno de un límite de elasticidad por compresión de al menos 400 000 psi; un módulo de Young en el rango de 50 x 106 psi a 80 x 106 psi; un volumen de desgaste por abrasión en el rango de 5 mm a 30 mm evaluados según el ASTM G65 - 04; una resistencia a la fractura de al menos 15 ksi pulg.1 2; y una resistencia a la ruptura transversal de al menos 300 ksi.

En otra modalidad no limitante de acuerdo con esta invención, un dado para laminado de roscas comprende una región para el laminado de roscas que incluye una superficie de trabajo que comprende una forma de rosca, en donde al menos la superficie de trabajo de la región de laminado de roscas comprende el material de carburo cimentado sinterizado. En ciertas modalidades no limitantes, los dados para laminado de roscas incluyen al menos una pieza de carburo no cimentado unida metalúrgicamente a la región de laminado de roscas en un área de la región de laminado de roscas que no impide que la superficie de trabajo entre en contacto con una pieza de trabajo. En algunas modalidades no limitantes, la pieza de carburo no cimentado comprende al menos una de una región metálica y una región compuesta por una matriz metálica.

En otra modalidad no limitante de acuerdo con la presente invención, un dado para laminado de roscas comprende una región para el laminado de roscas que incluye una superficie de trabajo que comprende una forma de rosca, y una pieza de carburo no cimentado unida metalúrgicamente a la región de laminado de roscas, en donde al menos la superficie de trabajo de la región de laminado de roscas comprende un material de carburo cimentado sinterizado que tiene al menos uno de un límite de elasticidad por compresión de al menos 400 000 psi; un módulo de Young en el rango de 50 x 106 psi a 80 x 106 psi; un volumen de desgaste por abrasión en el rango de 5 mm a 30 mm evaluado según el ASTM G65 - 04; una dureza en el rango de 78 HRA a 89 HRA; una resistencia a la fractura de al menos 15 ksi pulg.1/2; y una resistencia a la ruptura transversal de al menos 300 ksi.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las características y ventajas de los artículos y métodos descritos en la presente se pueden entender mejor con referencia a los dibujos acompañantes en los cuales: Las Figs. 1A y IB son representaciones esquemáticas que muestran ciertos aspectos de un proceso de laminado de roscas convencional; Las Figs. 2A y 2B son representaciones esquemáticas de las líneas de flujo microestructurales del material de pieza de trabajo en una región en forma de rosca de una pieza de trabajo formada mediante corte de roscas y laminado de roscas, respectivamente; La Fig. 3 es una representación esquemática de una modalidad no limitante de un dado circular para el laminado de roscas de acuerdo con la presente invención, en donde el dado incluye una región de carburo no cimentado y una superficie de trabajo de carburo cimentado sinterizado que tiene una dureza en el rango de 78 HRA a 89 HRA ("A" en la Escala de Dureza de Rockwell); La Fig. 4 es una representación esquemática de una modalidad no limitante de un dado plano para el laminado de roscas de acuerdo con la presente invención, en donde el dado incluye una región de carburo no cimentado y una superficie de trabajo de carburo cimentado sinterizado que tiene una dureza en el rango de 78 HRA a 89 HRA; La Fig. 5 es una representación esquemática de una modalidad no limitante adicional de un dado plano para el laminado de roscas de acuerdo con la presente invención, en donde el dado incluye dos regiones de carburo no cimentado y una superficie de trabajo de carburo cimentado sinterizado que tiene una dureza en el rango de 78 HRA a 89 HRA; La Fig. 6 es una representación esquemática de una modalidad no limitante adicional de un dado circular para el laminado de roscas de acuerdo con la presente invención, en donde el dado incluye la región de carburo cimentado sinterizado que tiene una construcción en capas o construcción en gradiente y una superficie de trabajo de carburo cimentado sinterizado; y La Fig. 7 es una fotografía de una modalidad no limitante de un dado circular para el laminado de roscas de acuerdo con la presente invención que comprende un material de carburo cimentado sinterizado que tiene una dureza en el rango de 78 HRA a 89 HRA.

El lector apreciará los detalles anteriores, así como otros, al leer la siguiente descripción detallada de ciertas modalidades no limitantes de acuerdo con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE CIERTAS MODALIDADES NO LIMITANTES En la presente descripción de las modalidades no limitantes, en los casos en que no se trate de ejemplos operativos o donde se indique otra cosa, se debe entender que todos los números que expresan cantidades o características se modifican en todos los casos por el término "aproximadamente". En consecuencia, a menos que se indique lo contrario, cualquiera de los parámetros numéricos establecidos en la siguiente descripción son aproximaciones que pueden variar en dependencia de las propiedades que se desean obtener en los artículos y métodos de acuerdo con la presente invención. Por lo menos, y no como un intento de limitar la aplicación de la doctrina de los equivalentes al alcance de las reivindicaciones, cada parámetro numérico descrito en la presente invención se debería interpretar al menos, a la luz del número de dígitos significativos reportado y aplicando las técnicas ordinarias de redondeo.

Cualquier patente, publicación, u otro material descriptivo, en su totalidad o en parte, que aparezca mencionado en esta descripción como referencia, se incorpora a la presente solo si el material incorporado no entra en conflicto con las definiciones, declaraciones existentes, u otro material descriptivo expuesto en esta descripción. Como tal, y en la medida en que sea necesario, la descripción expuesta aquí reemplaza cualquier material contradictorio incorporado a la presente como referencia. Cualquier material, o parte del mismo, que se mencione en la presente como referencia, pero que entre en conflicto con las definiciones, declaraciones existentes, u otro material descriptivo expuesto en esta descripción solo se incorpora si no surge ningún conflicto entre dicho material incorporado y el material descriptivo existente.

La Fig. 3 representa una modalidad no limitante de un dado circular para el laminado de roscas 10 de acuerdo con la presente invención. Las Figs. 4 y 5 representan modalidades no limitantes de un dado plano para el laminado de roscas 30 de acuerdo con la presente invención. Se entenderá que aunque las modalidades específicas de los dados para laminado de roscas nuevos e inventivos representados y descritos en la presente son dados circulares o planos para el laminado de roscas, la presente invención también abarca otras configuraciones de dados para laminado de roscas, conocido ahora o en lo adelante por un experto en la materia. Cada uno de los dados para laminado de roscas 10, 30 incluye una región de laminado de roscas 12 que comprende una superficie de trabajo 14, que es la superficie de los dados para laminado de roscas que entra en contacto con un pieza de trabajo y forma las roscas sobre la misma. Como tal, la superficie de trabajo 14 incluye una forma de rosca 16. La región de laminado de roscas 12 de cada uno de los dados 10, 30 comprende un material de carburo cimentado sinterizado. De acuerdo con ciertas modalidades, el carburo cimentado sintetizado tiene una dureza en el rango de 78 HRA a 89 HRA En una modalidad no limitante, el material de carburo cimentado sinterizado de la región de laminado de roscas 12 puede tener un límite de elasticidad por compresión de al menos 400 000 psi. En otra modalidad no limitante, el material de carburo cimentado sinterizado de la región de laminado de roscas 12 puede tener un módulo de Young de al menos 50 x 106psi. Una modalidad no limitante de los dados para laminado de roscas 10 comprende una región de carburo cimentado sinterizado para el laminado de roscas 12, en donde el material de carburo cimentado sinterizado tiene un módulo de Young en el rango de 50 x 106 psi a 80 x 106 psi. Aún en otra modalidad no limitante, el material de carburo cimentado sinterizado de la región de laminado de roscas 12 puede tener un volumen de desgaste por abrasión no mayor de 30 mm evaluado según el ASTM G65 - 04. En una modalidad no limitante, el material de carburo cimentado sinterizado de la región de laminado de roscas 12 tiene un volumen de desgaste por abrasión en el rango de 5 mm3 a 30 mm3 evaluado según el ASTM G65 - 04.

De acuerdo con una modalidad no limitante de un dado para laminado de roscas 10, 30 de acuerdo con la presente invención, el material de carburo cimentado sinterizado de la región de laminado de roscas 12 puede tener una combinación de propiedades que incluye un límite de elasticidad por compresión de al menos 400 000 psi; un módulo de Young de al menos 50 x 10 psi; y un volumen de desgaste por abrasión no mayor de 30 mm evaluados según el ASTM G65 - 04. En otra modalidad no limitante, el material de carburo cimentado sinterizado de la región de laminado de roscas 12 puede tener una resistencia a la fractura de al menos 15 ksi pulg.1/2. Aún en otra modalidad no limitante, el material de carburo cimentado sinterizado de la región de laminado de roscas 12 puede tener una resistencia a la ruptura transversal de al menos 300 ksi.

De acuerdo con ciertas otras modalidades no limitantes, el material de carburo cimentado sinterizado de la región de laminado de roscas 12 de los dados para laminado de roscas 10, 30 tiene uno o varios de un límite de elasticidad por compresión de al menos 400 000 psi; un módulo de Young en el rango de 50 x 106 psi a 80 x 106 psi; un volumen de desgaste por abrasión en el rango de 5 mm3 a 30 mm3 evaluado según el ASTM G65 - 04; una dureza en el rango de 78 HRA a 89 HRA; una resistencia a la fractura de al menos 15 ksi pulg. ; y una resistencia a la ruptura transversal de al menos 300 ksi.

De acuerdo con ciertas modalidades no limitantes de acuerdo con la presente invención, la forma de rosca 16 de la superficie de trabajo 14 de los dados para laminado de roscas 10, 30 puede incluir una de roscas tipo V, roscas Acmé, roscas Knuckle, y roscas Buttress. Sin embargo, se entenderá que tales modelos de forma de rosca no son exhaustivos y que cualquier forma de rosca conveniente conocida ahora o en lo adelante por un experto en la materia se puede incluir en un dado para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención.

En ciertas modalidades no limitantes, el carburo cimentado sinterizado incluido en la región de laminado de roscas y, opcionalmente, el material de carburo cimentado sinterizado incluido en otras regiones de los dados para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención se fabrican usando técnicas de metalurgia de polvos convencionales. Tales técnicas incluyen, por ejemplo: prensar mecánica o isostáticamente una mezcla de polvos metálicos para formar una parte "verde" que tiene una forma y tamaño deseados; opcionalmente, el tratamiento calórico o la "presinterización" de la parte verde a una temperatura en el rango de 400°C a 1200°C para proporcionar una parte "marrón"; opcionalmente, el maquinado de la parte en estado verde o marrón para impartir ciertos rasgos de forma deseados; y el calentamiento de la parte a una temperatura de sinterización, por ejemplo, en el rango de 1350°C a 1600°C. Otras técnicas y secuencias de las etapas para proporcionar el material de carburo cimentado sinterizado serán evidentes para los expertos en la materia. En circunstancias apropiadas, se pueden usar una o varias de esas otras técnicas para proporcionar el material de carburo cimentado sinterizado incluido en los dados para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención, y será evidente para los expertos en la materia, una vez que lean la presente descripción, cómo adaptar tales una o varias técnicas para utilizarlas con el objetivo de proporcionar los presentes dados para laminado de roscas.

En ciertas modalidades no limitantes de los dados para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención, el material de carburo cimentado sinterizado incluido en los dados para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención se puede maquinar usando operaciones tales como, por ejemplo, torneado, fresado, esmerilado, y maquinado por descarga eléctrica. También, en ciertas modalidades no limitantes de los dados para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención, el material acabado a máquina incluido en los dados para laminado de roscas se puede cubrir con materiales que proporcionan resistencia al desgaste y/o otras características ventajosas. Tales capas se pueden aplicar usando técnicas de revestimiento convencionales tales como, por ejemplo, deposición química al vapor (CVD) y/o deposición física al vapor (PVD). Los ejemplos no limitantes de materiales resistentes al desgaste que se pueden proporcionar como revestimiento en todas o en una región de los materiales de carburo cimentado incluidos en los dados para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención incluyen A1203, TiC, Ti (C,N), ya sea en capas simples o en combinaciones de capas múltiples. Otros materiales posibles que se pueden proporcionar como revestimiento sobre los materiales de carburo cimentado, ya sea como una capa simple o como parte de una capa múltiple, incluidos en los dados para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención serán conocidos por los expertos y están comprendidos en la presente.

En ciertas modalidades no limitantes, el material de carburo cimentado incluido en la región de laminado de roscas de los dados para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención incluye una fase dispersa discontinua y una fase aglutinante continua. La fase dispersa discontinua incluye partículas duras de un compuesto de carburo de al menos un metal seleccionado de los Grupos IVB, un Grupo VB, o un Grupo VIB de la Tabla Periódica. Tales metales incluyen, por ejemplo, titanio, circonio, hafnio, vanadio, niobio, tántalo, cromo, molibdeno, y tungsteno. La fase aglutinante continua comprende uno o varios de cobalto, una aleación de cobalto, níquel, una aleación de níquel, hierro, y una aleación de hierro. En ciertas modalidades no limitantes, el material de carburo cimentado sinterizado incluido en la región de laminado de roscas comprende 60 por ciento en peso hasta 98 por ciento en peso de la fase dispersa y 2 por ciento en peso a 40 por ciento en peso de la fase aglutinante continua. De acuerdo con cierta modalidad no limitante, las partículas duras de carburo de la fase dispersa tienen un tamaño medio del grano en el rango de 0.3 pm a 20 pm.

En una modalidad no limitante, la fase aglutinante continua del material de carburo cimentado sinterizado incluido en la región de laminado de roscas de un dado para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención comprende al menos un aditivo seleccionado de tungsteno, cromo, titanio, vanadio, niobio y carbón en una concentración hasta el límite de solubilidad del aditivo en la fase aglutinante continua. En ciertas modalidades no limitantes, la fase aglutinante continua del material de carburo cimentado sinterizado en la región de laminado de roscas comprende al menos un aditivo seleccionado de silicio, boro, cobre de aluminio, rutenio, y manganeso en una concentración total de hasta el 5% en peso, basado en el peso total de la fase aglutinante continua.

En ciertas modalidades no limitantes de los dados para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención, la superficie de trabajo de la región de laminado de roscas comprende un material de carburo cimentado sinterizado que tiene una dureza superficial en el rango de 78 HRA a 89 HRA. Los grados de cimentado sinterizado que tienen esta dureza superficial particular incluyen, pero no se limitan a, grados que incluyen una fase dispersa discontinua que incluye partículas de carburo de tungsteno y una fase aglutinante continua que comprende cobalto. Los expertos conocen varias mezclas de polvo comercialmente disponibles usadas para producir grados de materiales de carburo cimentado sinterizado y se pueden obtener de varias fuentes tales como, por ejemplo, ATI Engineered Products, Grant, Alabama, Estados Unidos. Los ejemplos no limitantes de grados de carburo cimentado comercialmente disponibles que se pueden usar en varias modalidades de los dados para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención incluyen los Primeros Grados de la ATI FL10, FL15, FL20, FL25, FL30, FL35, H20, H25, ND20, ND25, ND30, H71, R52, y R61. Los distintos grados de carburo cimentado difieren típicamente en una o varias de la composición de la partícula de carburo, el tamaño de grano de la partícula de carburo, la fracción de volumen de la fase aglutinante, y la composición de la fase aglutinante, y estas variaciones influyen en las propiedades físicas y mecánicas finales del material de carburo cimentado sinterizado.

Las Figuras 3-6 ilustran esquemáticamente ciertas modalidades no limitantes de los dados para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención. Cada uno de los dados para laminado de roscas 10, 30, 40 incluye una región de laminado de roscas 12, 42 que comprende una superficie de trabajo 14, 44 que, a su vez, incluye una forma de rosca 16 (no mostrada en la Fig. 6). Cada uno de los dados para laminado de roscas 10, 30, 40 también incluye una región que no es de trabajo 18 que soporta a la región de laminado de roscas 12. Haciendo referencia al dado para laminado de roscas 40 de la Fig. 6, en ciertas modalidades, la región que no es de trabajo 18 comprende el mismo material de carburo cimentado sinterizado que la región de laminado de roscas 42 o puede comprender una o varias capas, tales como las capas 46, 48, 50, y 52, de otros grados del material de carburo cimentado. En ciertas otras modalidades no limitantes de los dados, la región que no es de trabajo 18 puede comprender al menos un material de carburo cimentado que se diferencia en al menos una característica del material de carburo cimentado sinterizado incluido en la región de laminado de roscas de los dados. La al menos una característica diferente se puede seleccionar de, por ejemplo, la composición y una propiedad física o mecánica. Las propiedades físicas y/o mecánicas que pueden diferenciarse incluyen, pero no se limitan a, el límite de elasticidad por compresión, el módulo de Young, la dureza, la resistencia a la fractura, la resistencia al desgaste, y la resistencia a la ruptura transversal. En ciertas modalidades del dado para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención, el dado puede incluir diferentes grados del material de carburo cimentado en diferentes regiones de los dados para laminado de roscas, seleccionados para proporcionar las propiedades deseadas tales como, por ejemplo, límite de elasticidad por compresión, módulo de Young, dureza, resistencia a la fractura, resistencia al desgaste, y resistencia a la ruptura transversal, en regiones particulares de los dados.

Haciendo referencia nuevamente a la ilustración esquemática de la Fig. 6, un ejemplo no limitante de un dado circular para el laminado de roscas de acuerdo con la presente invención puede incluir varias regiones de diferentes grados del material de carburo cimentado sinterizado. El dado para laminado de roscas 40 comprende una región de laminado de roscas 42 que incluye una superficie de trabajo 44. La región de laminado de roscas 42 puede comprender un grado de carburo cimentado que tiene propiedades mecánicas convenientes para formar roscas en piezas de máquina para las cuales está previsto el dado 40. En una modalidad no limitante, la superficie de trabajo 44 de la región de laminado de roscas 42 tiene una dureza superficial en el rango de 78 HRA a 89 HRA, un límite de elasticidad por compresión mayor de 400 000 psi, una rigidez (módulo de Young) mayor de 50 x 106 psi, y un volumen de desgaste (evaluado según el ASTM G65 - 04) de menos de 30 mm . La región que no es de trabajo 18 incluye una segunda capa 46 de material de carburo cimentado sinterizado adyacente a la región de laminado de roscas 44. La región que no es de trabajo 18 también incluye capas subsecuentes 48, 50, y 52 que tienen al menos una propiedad o característica mecánica que se diferencia del material de carburo cimentado de la región de laminado de roscas 44 y de algún otro. Los ejemplos de características que pueden diferenciarse entre varias capas 46, 48, 50, 52 y la región de laminado de roscas 44 pueden ser uno o varios de tamaño medio de la partícula dura, composición de la partícula dura, concentración de la partícula dura, composición de la fase aglutinante, y concentración de la fase aglutinante. Las propiedades físicas y/o mecánicas que pueden diferenciarse entre las varias capas 46, 48, 50, 52 y la región de laminado de roscas incluyen, pero no se limitan a, el límite de elasticidad por compresión, el módulo de Young, la dureza, la resistencia a la fractura, la resistencia al desgaste, y la resistencia a la ruptura transversal.

En una modalidad no limitante del dado para laminado de roscas 40, la segunda capa 46 puede comprender un grado de carburo cimentado con una dureza menor que la dureza de la capa de la superficie de trabajo 44 a fin de transferir mejor las tensiones experimentadas durante la operación de laminado de roscas, y minimizar la desintegración del material de carburo cimentado sinterizado en la superficie de trabajo 44 y en la región de laminado de roscas 42. Las capas de carburo cimentado sinterizado 48, 50, 52 disminuyen progresivamente la dureza a fin de transferir las tensiones de la superficie de trabajo relativamente más dura 44, y así evitar la desintegración del carburo cimentado sinterizado en la superficie de trabajo 44 y en la región de laminado de roscas 42. Se observa que en la modalidad no limitante de un dado circular para el laminado de roscas representado en la Fig. 6, la capa más interior 52 define un orificio de montaje 54, que facilita el montaje de los dados para laminado de roscas en una máquina de laminado de roscas (no mostrada). La capa más interior 52 comprende material de carburo cimentado que tiene una dureza reducida con relación al material de carburo cimentado de la región de laminado de roscas 42, y esta disposición puede absorber mejor las tensiones generadas durante la operación de laminado de roscas y aumentar la vida útil de los dados para laminado de roscas 40. Al leer la presente descripción, será evidente para los expertos que se puede variar otra propiedad mecánica que no sea la dureza o además de la dureza, entre las capas del dado para laminado de roscas de carburo cimentado de múltiples capas ilustrado en la Fig. 6. La variación de esas otras propiedades mecánicas entre las capas de un dado para laminado de roscas de múltiples capas tal como un dado 40 también está comprendida dentro del alcance de las modalidades de esta invención.

En una modalidad no limitante de un dado para laminado de roscas que comprende una pluralidad de diferentes grados de carburo cimentado dispuestos en capas como el que se representa en la Fig. 6, el grosor deseado de la región de laminado de roscas 42, la segunda capa 46, y las capas subsecuentes 48, 50, 52 se pueden determinar por un experto en la materia para proporcionar y/u optimizar las propiedades deseadas. Un ejemplo no limitante de un rango mínimo de grosor para la región de laminado de roscas 42 puede ser de 10 mm a 12 mm. Además, aunque la Fig. 6 representa un dado para laminado de roscas que comprende cinco capas distintas 42, 46, 48, 50, 52 de diferentes materiales de carburo cimentado sinterizado, se conoce que un dado para laminado de roscas de esta invención puede comprender más o menos cinco capas y/o grados de material de carburo cimentado sinterizado de acuerdo con las propiedades finales deseadas. En otra modalidad no limitante, en lugar de comprender las capas distintas 42, 46, 48, 50, 52 de material de carburo cimentado sinterizado, las capas pueden ser tan finas como para proporcionar un gradiente sustancialmente continuo de la o las propiedades deseadas desde la superficie de trabajo 44 de la región de laminado de roscas 42 hasta la capa más interior 52, lo que proporciona mayor eficiencia en la transferencia de la tensión. Se entenderá que la descripción anterior de las posibles disposiciones y características de los dados para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención que incluyen una estructura multicapas o una estructura en gradiente de materiales de carburo cimentado se puede aplicar a los dados circulares para laminado de roscas, los dados planos para laminado de roscas, y los dados para laminado de roscas que tienen otras configuraciones.

Ciertos métodos no limitantes para producir artículos que comprenden áreas de materiales de carburo de cerámica sinterizada que tienen diferentes propiedades se describen en la patente de los Estados Unidos No. 6,51 1, 265, que se incorpora a la presente en su totalidad como referencia. Un método de este tipo incluye la colocación de una primera mezcla de polvo metalúrgico que comprende partículas duras y partículas aglutinantes en una primera región del vacío de un molde. El molde puede ser, por ejemplo, un molde de caucho de bolsa impermeable. Una segunda mezcla de polvo metalúrgico que tiene una composición diferente que comprende partículas duras y partículas aglutinantes se coloca en una segunda región del vacío del molde. En dependencia del número de regiones de materiales de carburo cimentado diferentes deseadas en los dados para laminado de roscas, el molde se puede dividir en regiones adicionales en las cuales se colocan las mezclas de polvo metalúrgico particulares. El molde se puede dividir en tales regiones, por ejemplo, colocando divisiones físicas en el vacío del molde para definir varias regiones. En ciertas modalidades la división física puede ser una división fugitiva, como papel, de manera que la división se descompone y se disipa durante el paso de sinterización subsecuente. Las mezclas de polvo metalúrgico se eligen para lograr las propiedades deseadas en las regiones correspondientes de los dados para laminado de roscas como se describe anteriormente. En ciertas modalidades, una parte de al menos la primera región y la segunda región y cualquier otra región adyacente dividida en el vacío del molde se ponen en contacto entre sí, y luego se comprimen isostáticamente los materiales dentro del molde para compactar las mezclas de polvo metalúrgico y formar un compacto verde de polvos consolidado. Luego el compacto se sinteriza para compactar aún más el compacto y formar una unión autógena entre la primera, la segunda, y, si la hay, cualquier otra región. El compacto sinterizado proporciona un material en bruto que se puede maquinar para cualquier geometría particular deseada del dado para laminado de roscas. Tales geometrías son conocidas por los expertos en la materia y no se describen específicamente aquí.

En una modalidad no limitante de un dado para laminado de roscas que tiene una construcción como la que se representa en la Fig. 6, una o varias de la región de carburo cimentado sinterizado para el laminado de roscas 42, la segunda capa 46, y las capas adicionales 48, 50, 52 pueden estar compuestas por material de carburo cimentado híbrido. Como conocen los expertos, un carburo cimentado híbrido comprende una fase discontinua de un primer grado de carburo cimentado dispersado completamente e introducido en una fase aglutinante continua de un segundo grado de carburo cimentado. Como tal, un carburo cimentado híbrido se puede concebir como un compuesto de carburos cimentados diferentes.

En una modalidad no limitante del dado para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención, el dado para laminado de roscas incluye un carburo cimentado híbrido en el cual la concentración aglutinante de la fase dispersa del carburo cimentado híbrido es 2 a 15 por ciento del peso de la fase dispersa, y la concentración aglutinante de la fase aglutinante continua del carburo cimentado híbrido es 6 a 30 por ciento del peso de la fase aglutinante continua.

Los carburos cimentados híbridos incluidos en ciertas modalidades no limitantes de artículos de acuerdo con la presente invención pueden tener relaciones de contigüidad relativamente bajas, mejorando así ciertas propiedades de los carburos cimentados híbridos con relación a otros carburos cimentados. Los ejemplos no limitantes de carburos cimentados híbridos que se pueden usar en modalidades de los dados para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención se describen en la patente de los Estados Unidos No. 7 384 443, que se incorpora a la presente en su totalidad como referencia. Ciertas modalidades de compuestos de carburo cimentado híbrido que se pueden incluir en artículos aquí tienen una relación de contigüidad de la fase dispersa no mayor de 0.48. En algunas modalidades, la relación de contigüidad de la fase dispersa del carburo cimentado híbrido puede ser menor de 0.4, o menor de 0.2. Los métodos de formación de carburos cimentados híbridos que tienen relaciones de contigüidad relativamente bajas incluyen, por ejemplo: sinterización parcial o total de los granulos del grado dispersado del carburo cimentado; mezcla de estos granulos "presinterizados" con un segundo grado no sinterizado o "verde" de polvo de carburo cimentado; compresión de la mezcla; y sinterización de la mezcla. Los detalles de dicho método se detallan en la patente de los Estados Unidos No. 7 384 443 incorporada y, por tanto, serán conocidos por los expertos. Una técnica metalográfica para medir las relaciones de contigüidad también se detalla en la patente de los Estados Unidos No. 7 384 443 incorporada y será conocida por los expertos.

Haciendo referencia ahora a las Figs. 3-5, de acuerdo con otro aspecto de la presente invención, un dado para laminado de roscas 10, 30 de acuerdo con la presente invención puede incluir una o varias regiones de carburo no cimentado en las regiones que no son de trabajo 18 del dado para laminado de roscas. Las regiones que no son de trabajo 18 que comprenden materiales de carburo no cimentado se pueden unir metalúrgicamente a la región de laminado de roscas 12, que sí comprende material de carburo cimentado, y se colocan de manera que no impidan a la superficie de trabajo 14 entrar en contacto con la pieza de trabajo a la que se debe hacer la rosca. En una modalidad no limitante, los materiales de carburo no cimentados en las regiones que no son de trabajo comprenden al menos uno de un metal o una aleación metálica, y un compuesto de matriz metálica. En ciertas modalidades no limitantes, un material de carburo no cimentado en la región que no es de trabajo 18 incluido en los dados para laminado de roscas 10, 30 puede ser un material metálico sólido seleccionado del hierro, aleaciones de hierro, níquel, aleaciones de níquel, cobalto, aleaciones de cobalto, cobre, aleaciones de cobre, aluminio, aleaciones de aluminio, titanio, aleaciones de titanio, tungsteno, y aleaciones de tungsteno.

En otra modalidad no limitante de dado para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención, el compuesto de matriz metálica de la pieza de carburo no cimentado comprende al menos una de partículas duras y partículas metálicas unidas por un material de matriz metálica, en donde la temperatura de fusión del material de matriz metálica es menor que la temperatura de fusión de las partículas duras y/o que las partículas metálicas del compuesto de matriz metálica.

En ciertas otras modalidades no limitantes, una pieza de carburo no cimentado incluida en una región que no es de trabajo 18 de un dado para laminado de roscas 10, 30 es un material compuesto que incluye granos metálicos o de aleación metálica, partículas, y/o polvo dispersado en un compuesto de matriz metálica o de aleación metálica continuo. En ciertas modalidades no limitantes, una pieza de carburo no cimentado en una región que no es de trabajo 18 comprende un material compuesto que incluye partículas o granos de un material metálico seleccionado de tungsteno, una aleación de tungsteno, tántalo, una aleación de tántalo, molibdeno, una aleación de molibdeno, niobio, una aleación de niobio, titanio, una aleación de titanio, níquel, una aleación de níquel, cobalto, una aleación de cobalto, hierro, y una aleación de hierro. En una modalidad no limitante particular, una pieza de carburo no cimentado en una región que no es de trabajo 18 incluida en un dado para laminado de roscas 10, 30 de acuerdo con la presente invención comprende granos de tungsteno dispersados en una matriz de un metal o una aleación metálica.

Otra modalidad no limitante de un dado para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención incluye una pieza compuesta de matriz metálica que comprende partículas duras. Una modalidad no limitante incluye una pieza de carburo no cimentado que comprende partículas duras de al menos un carburo de un metal seleccionado de los Grupos IVB, VB, y VIB de la Tabla Periódica. En una modalidad no limitante, las partículas duras del compuesto de matriz metálica comprenden partículas de al menos uno de carburos, óxidos, nitruros, boruros y siliciuros.

De acuerdo con una modalidad no limitante, el material de matriz metálica incluye al menos uno de cobre, una aleación de cobre, aluminio, una aleación de aluminio, hierro, una aleación de hierro, níquel, una aleación de níquel, cobalto, una aleación de cobalto, titanio, una aleación de titanio, una aleación de bronce, y una aleación de cobre. En una modalidad no limitante, el material de matriz metálica es una aleación de bronce compuesta esencialmente por 78 por ciento en peso de cobre, 10 por ciento en peso de níquel, 6 por ciento en peso de manganeso, 6 por ciento en peso de estaño, e impurezas secundarias. En otra modalidad no limitante, el material de matriz metálica está compuesto esencialmente por 53 por ciento en peso de cobre, 24 por ciento en peso de manganeso, 15 por ciento en peso de níquel, 8 por ciento en peso de zinc, e impurezas secundarias. En las modalidades no limitantes, el material de matriz metálica puede incluir hasta 10 por ciento en peso de un elemento que reduzca el punto de fusión del material de matriz metálica, tal como, pero no limitado a, al menos uno de boro, silicio, y cromo.

En ciertas modalidades, una pieza de carburo no cimentado incluida en un dado para laminado de roscas 10, 30 se puede maquinar para incluir roscas u otras características de modo que el dado para laminado de roscas 10, 30 se pueda unir mecánicamente a una máquina de laminado de roscas (no mostrada).

Como se representa en las Figuras 3 y 4, en una modalidad no limitante, al menos una pieza de carburo no cimentado en una región que no es de trabajo 18 se puede unir metalúrgicamente a la región de laminado de roscas 12 en un lado opuesto 56 de la región de laminado de roscas 12, es decir, frente a la superficie de trabajo 14 de la región de laminado de roscas 12. En otras modalidades, como se representa en la Figura 5, al menos una pieza de carburo no cimentado en una región que no es de trabajo 18 se puede unir metalúrgicamente a la región de laminado de roscas 12 en un lado adyacente 58 de la región de laminado de roscas 12, es decir, lateralmente adyacente a la superficie de trabajo 14 de la región de laminado de roscas 12. Se reconoce que una pieza de carburo no cimentado se puede unir metalúrgicamente a la región de carburo cimentado sinterizado para el laminado de roscas 12 en cualquier posición que no impida a la superficie de trabajo 14 que contiene la forma de rosca 16 entrar en contacto con la pieza de trabajo.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, un método no limitante para formar el dado de carburo cimentado sinterizado para el laminado de roscas que comprende una pieza o región de carburo no cimentado incluye proporcionar una región de carburo cimentado sinterizado para el laminado de roscas o dado de carburo cimentado sinterizado para el laminado de roscas. Opcionalmente, una o varias piezas de carburo no cimentado que comprenden un metal o una aleación metálica, como se describe anteriormente se pueden colocar adyacentes a un área que no es de trabajo de la región de carburo cimentado sinterizado para el laminado de roscas o del dado de carburo cimentado sinterizado para el laminado de roscas en un vacío de un molde. El espacio entre la región de laminado de roscas de cerámica sinterizada o el dado para laminado de roscas y las piezas sólidas de metal o de aleación metálica opcionales define un espacio desocupado. Una pluralidad de partículas inorgánicas se añade a al menos una parte del espacio desocupado. Las partículas inorgánicas pueden comprender uno o varios de partículas duras, granos, partículas, y polvos metálicos, el espacio vacío restante entre la pluralidad de partículas inorgánicas y la región de carburo cimentado sinterizado para el laminado de roscas o los dados para laminado de roscas y las piezas metálicas sólidas opcionales definen un espacio restante. El espacio restante se llena al menos parcialmente mediante infiltración de un material de matriz metálica o de aleación de metal fundido que tiene una temperatura de fusión inferior a la de cualquiera de las partículas inorgánicas que, junto con las partículas inorgánicas, forma un material compuesto de matriz metálica. Una vez enfriado, el metal del material compuesto de matriz metálica une las partículas inorgánicas y el dado de carburo cimentado sinterizado para el laminado de roscas y, si las hay, cualquier pieza de metal o aleación metálica de carburo no cimentado. Al retirarlo del molde, el dado de carburo cimentado sinterizado para el laminado de roscas con una pieza de carburo no cimentado que comprende al menos una de una región de metal o de aleación metálica y una región compuesta de matriz metálica se puede maquinar y proporcionar un acabado con una forma deseada. Este proceso de infiltración se describe en la solicitud patente de los Estados Unidos con no. de serie 12/196,815, que se incorpora a la presente en su totalidad como referencia.

Aún otra modalidad no limitante de un dado para laminado de roscas abarcada por esta invención comprende una región para el laminado de roscas que comprende una superficie de trabajo que tiene una forma de rosca, en donde al menos la superficie de trabajo de la región de laminado de roscas comprende el material de carburo cimentado sinterizado, y al menos una pieza de carburo no cimentado unido metalúrgicamente a la región de laminado de roscas en un área de la región de laminado de roscas que no impide el acceso de una pieza de trabajo a la superficie de trabajo. La pieza de carburo no cimentado comprende al menos una de una región metálica y una región compuesta de matriz metálica. La pieza de carburo no cimentado se puede maquinar a fin de facilitar, por ejemplo, el montaje del dado de cerámica sinterizada para laminado de roscas en una máquina de laminado de roscas.

En una modalidad no limitante, el carburo cimentado sinterizado de la región de laminado de roscas tiene un límite de elasticidad por compresión de al menos 400 000 psi, un módulo de Young en el rango de 50 x 106 psi a 80 x 106 psi, un volumen de desgaste por abrasión en el rango de 5 mm3 a 30 mm3 evaluados según el ASTM G65 - 04, una dureza en el rango de 78 HRA a 89 HRA, una resistencia a la fractura de al menos 15 ksi pulg.1/2, y una resistencia a la ruptura transversal de al menos 300 ksi.

Ejemplo 1 La FIG. 7 es una fotografía de un dado para laminado de roscas fabricado de carburo cimentado sinterizado como el que se presenta en esta invención. El dado está compuesto por un anillo cilindrico de carburo cimentado sinterizado con la forma de rosca deseada en la superficie de trabajo del dado. Primero se hizo una parte cilindrica de carburo cimentado sinterizado usando las técnicas de metalurgia de polvos convencionales mediante la compresión de polvo metalúrgico de Primer Grado ND-25 (obtenido de ATI Engineered Products, Grant, Alabama) en una prensa hidráulica usando una presión de 20 000 psi para formar un material en bruto cilindrico. La sinterización a altas temperaturas del material en bruto cilindrico se realizó a 1350°C en un horno de sobrepresión para proporcionar un material de carburo cimentado sinterizado que incluye 25% en peso de una fase aglutinante continua de cobalto y 75% en peso de partículas de carburo de tungsteno dispersadas. El material de carburo cimentado cilindrico en bruto se maquinó para proporcionar la forma de rosca deseada ilustrada en la Figura. 7 utilizando máquinas herramientas y prácticas de maquinado convencionales.

Las propiedades del dado para laminado de roscas ilustrado en la Fig. 7 incluyen una dureza de 83.0 HRA, una resistencia a la compresión de 450 000 psi, un Módulo de Young de 68 x 106 psi, y un volumen de desgaste de 23 mm3 medido mediante el ASTM G65 - 04.

Ejemplo 2 Se prepara un dado circular de carburo cimentado sinterizado para el laminado de roscas como se describe en el Ejemplo 1 y se coloca en un molde de grafito. Se añade tungsteno pulverizado al molde para cubrir el dado para laminado de roscas. Una mezcla en polvo infiltrante compuesta esencialmente por 78 por ciento en peso de cobre, 10 por ciento en peso de níquel, 6 por ciento en peso de manganeso, 6 por ciento en peso de estaño, e impurezas secundarias se pone en un embudo colocado encima del molde de grafito. El conjunto se coloca en un horno al vacío a una temperatura de 1350°C, que es mayor que el punto de fusión de la mezcla en polvo infiltrante. El material fundido formado en la fundición de la mezcla de polvo infiltrante se infiltra en el espacio entre el polvo de tungsteno y los dados para laminado de roscas. Cuando el material fundido se enfría y se solidifica, une las partículas de carburo de tungsteno formadas a partir del tungsteno pulverizado a los dados y forma una parte de carburo no cimentado que no es de trabajo. Posteriormente, el dado para el devanado se maquina para formar un dado de cerámica sinterizada para el laminado de roscas que comprende una región de carburo no cimentado que no es de trabajo 18 como se representa esquemáticamente en la Fig. 3. La región de carburo no cimentado que no es de trabajo se maquina para facilitar el montaje del dado para laminado de roscas en una máquina de laminado de roscas.

Se entenderá que la presente descripción ilustra aquellos aspectos de la invención relevantes para un entendimiento claro de los dados para laminado de roscas de acuerdo con la presente invención. Ciertos aspectos que serían evidentes para los expertos en la materia y que, por tanto, no facilitarían un mejor entendimiento de este asunto no se presentaron, a fin de simplificar la presente descripción. Aunque en la presente se describió necesariamente solo un número limitado de modalidades, al leer la anterior descripción un experto en la materia reconocerá que se pueden emplear muchas modificaciones y variaciones. Se entiende que todas esas variaciones y modificaciones están cubiertas por la descripción anterior y por las reivindicaciones siguientes.

Claims (32)

REIVINDICACIONES

1. Un dado para laminado de roscas que comprende: una región para laminado de roscas que comprende una superficie de trabajo que incluye una forma de rosca, en donde la región para laminado de roscas comprende un material de carburo cimentado sinterizado que tiene una dureza en el rango de 78 HRA a 89 HRA.

2. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 1, en donde el material de carburo cimentado sinterizado de la región para laminado de roscas tiene un límite de elasticidad a la compresión de al menos 400,000 psi.

3. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 1, en donde el material de carburo cimentado sinterizado de la región para laminado de roscas tiene un módulo de Young de al menos 50 x 106 psi.

4. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 1, en donde el material de carburo cimentado sinterizado de la región para laminado de roscas tiene un volumen de desgaste por abrasión no mayor de 30 mm3 evaluado según el ASTM G65 - 04.

5. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 1, en donde el material de carburo cimentado sinterizado de la región para laminado de roscas tiene un límite de elasticidad a la compresión de al menos 400,000 psi; un módulo de Young de al menos 50 x 10 psi; y un volumen de desgaste por abrasión no mayor de 30 mm evaluado según el ASTM G65 - 04.

6. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 1, en donde el módulo de Young del material de carburo cimentado sinterizado de la región para laminado de roscas está en el rango de 50 xlO6 psi a 80 x 106 psi.

7. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 1, en donde el volumen de desgaste por abrasión de1 material de carburo cimentado sinterizado de la región para laminado de roscas está en el rango de 5 mm3 a 30 mm3 evaluado según el ASTM G65 - 04.

8. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 1, en donde el material de carburo cimentado sinterizado de la región para laminado de roscas tiene una resistencia a la fractura de al menos 15 ksi pulg. .

9. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 1, en donde el material de carburo cimentado sinterizado de la región para laminado de roscas tiene una resistencia a la ruptura transversal de al menos 300 ksi.

10. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 1, en donde el material de carburo cimentado sinterizado de la región para laminado de roscas tiene un límite de elasticidad a la compresión de al menos 400,000 psi; un módulo de Young en el rango de 50 x 106 psi a 80 x 106 psi; un volumen de desgaste por abrasión en el rango de 5 mm3 a 30 mm3 evaluado según el ASTM G65 - 04; una resistencia a la fractura de al i ¡" menos 15 ksi pulg. ; y una resistencia a la ruptura transversal de al menos 300 ksi.

1 1. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 1, en donde el dado para laminado de roscas se selecciona del grupo consistente de un dado plano para laminado de roscas y un dado cilindrico para laminado de roscas.

12. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 1, en donde el material de carburo cimentado sinterizado de la región para laminado de roscas comprende partículas duras de al menos un carburo de un metal seleccionado de los Grupos IVB, VB, y VIB de la Tabla Periódica dispersadas en un aglutinante continuo que comprende al menos uno de cobalto, una aleación de cobalto, níquel, una aleación de níquel, hierro, y una aleación de hierro.

13. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 12, en donde el material de carburo cimentado sinterizado de la región para laminado de roscas comprende 60 por ciento en peso hasta 98 por ciento en peso de partículas duras de la fase dispersa y 2 por ciento en peso a 40 por ciento en peso del aglutinante continuo.

14. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 12, en donde el aglutinante del material de carburo cimentado sinterizado de la región para laminado de roscas comprende además al menos un aditivo seleccionado de tungsteno, cromo, titanio, vanadio, niobio y carbón en una concentración hasta el límite de solubilidad del aditivo en el aglutinante.

15. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 12, en donde el aglutinante del material de carburo cimentado sinterizado comprende además hasta 5% en peso de al menos un aditivo seleccionado de silicio, boro, cobre de aluminio, rutenio, y manganeso.

16. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 12, en donde las partículas duras tienen un tamaño medio del grano en el rango de 0.3 pm a 20 pm.

17. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 1, en donde al menos la superficie de trabajo de la región para laminado de roscas comprende a carburo cimentado híbrido.

18. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 17, en donde una fase dispersa del carburo cimentado híbrido tiene una relación de contigüidad de menos de 0.48.

19. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 1 , en donde la región para laminado de roscas comprende uno de una estructura en capas y una estructura en gradiente que comprende diferentes grados de materiales de carburo cimentado.

20. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 1, que comprende además al menos una pieza de carburo no cimentado metalúrgicamente unida a la región para laminado de roscas en un lateral de la región para laminado de roscas opuesto a la superficie de trabajo de la región para laminado de roscas.

21. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 20, en donde la al menos una pieza de carburo no cimentado comprende al menos uno de una región de metal o aleación metálica y una región compuesta por una matriz metálica.

22. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 21 , en donde la región de metal o aleación metálica de la pieza de carburo no cimentado comprende al menos uno de níquel, una aleación de níquel, cobalto, una aleación de cobalto, hierro, y una aleación de hierro, titanio, una aleación de titanio, cobre, una aleación de cobre, aluminio, y una aleación de cobre.

23. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 21, en donde el compuesto de matriz metálica de la pieza de carburo no cimentado comprende al menos uno de partículas duras y partículas metálicas unidas por un metal de matriz, y en donde una temperatura de fusión del metal de matriz es menor que una temperatura de fusión de cualquiera de las partículas duras y de las partículas metálicas del compuesto de matriz metálica.

24. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 23, en donde las partículas duras del compuesto de matriz metálica comprenden al menos un carburo de un metal seleccionado de los Grupos IVB, VB, y VIB de la Tabla Periódica.

25. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 23, en donde las partículas duras del compuesto de matriz metálica comprenden partículas de al menos uno de carburos, óxidos, nitruros, boruros y siliciuros.

26. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 23, en donde las partículas metálicas del compuesto de matriz metálica comprende granos de al menos uno de tungsteno, una aleación de tungsteno, tántalo, una aleación de tántalo, molibdeno, una aleación de molibdeno, niobio, una aleación de niobio, titanio, una aleación de titanio, níquel, una aleación de níquel, cobalto, una aleación de cobalto, hierro, y una aleación de hierro.

27. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 20, en donde la al menos una pieza de carburo no cimentado es maquinable.

28. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 23, en donde el metal de matriz comprende al menos uno de níquel, una aleación de níquel, cobalto, una aleación de cobalto, hierro, una aleación de hierro, cobre, una aleación de cobre, aluminio, una aleación de aluminio, titanio, una aleación de titanio, un bronce, y un latón.

29. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 23, en donde el metal de matriz comprende un bronce que consiste esencialmente de 78 por ciento en peso de cobre, 10 por ciento en peso de níquel, 6 por ciento en peso de manganeso, 6 por ciento en peso de estaño, y impurezas secundarias.

30. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 1, en donde la forma de rosca comprende al menos uno de roscas tipo V, roscas Acmé, roscas Knuckle, y roscas Buttress.

31. Un dado para laminado de roscas, que comprende: una región para laminado de roscas que comprende una superficie de trabajo que incluye una forma de rosca, en donde la superficie de trabajo de la región para laminado de roscas comprende un material de carburo cimentado sinterizado; y al menos una pieza de carburo no cimentado metalúrgicamente unida a la región para laminado de roscas en un área de la región para laminado de roscas que no impide que una pieza de trabajo entre en contacto con la superficie de trabajo, en donde la pieza de carburo no cimentado comprende al menos una de una región metálica y una región compuesta por una matriz metálica.

32. El dado para laminado de roscas de la reivindicación 31, en donde el carburo cimentado sinterizado de la superficie de trabajo tiene un límite de elasticidad a la compresión de al menos 400,000 psi, un módulo de Young en el rango de 50 x 106 psi a 80 x 106 psi, un volumen de desgaste por abrasión en el rango de 5 mm3 a 30 mm3 evaluado según el ASTM G65 - 04, una dureza en el rango de 78 HRA a 89 HRA, una resistencia a la fractura de al menos 15 ksi pulg.l 2, y una resistencia a la ruptura transversal de al menos 300 ksi. RESUMEN Un dado para laminado de roscas incluye una región para laminado de roscas que comprende una superficie de trabajo que incluye una forma de rosca. La región para laminado de roscas del dado para laminado de roscas comprende un material de carburo cimentado sinterizado que tiene una dureza en el rango de 78 HRA a 89 HRA. En ciertas modalidades, el dado para laminado de roscas puede incluir además al menos una pieza de carburo no cimentado metalúrgicamente unida a la región para laminado de roscas en un área de la región para laminado de roscas que no impide que una pieza de trabajo entre en contacto con la superficie de trabajo, y en donde la pieza de carburo no cimentado comprende al menos uno de una región metálica y una región compuesta por una matriz metálica.