MXPA00012159A

MXPA00012159A - Procedimiento de fabricacion de perfiles metalicos de seccion poligonal por colada continua en una rueda de garganta y laminado continuo.

Info

Publication number: MXPA00012159A
Application number: MXPA00012159A
Authority: MX
Inventors: Christian Gourdet
Original assignee: Pechiney Aluminium
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2002-04-17
Also published as: ES2167117T3; CN1309591A; JP2002517316A; KR20010052690A; FR2779672B1; BR9911085A; FR2779672A1; WO1999064176A1; ATE209975T1; CN1155446C; US6584669B1; EP1085949B1; DE69900558D1; EP1085949A1; UA57618C2; DK1085949T3; DE69900558T2; RU2217250C2; AU4147999A; CA2334851A1

Abstract

La presente invencion se refiere a un procedimiento de fabricacion de perfiles metalicos de seccion parcial o totalmente poligonal por colada continua en una rueda de garganta y por laminado de continuo gracias a una serie de por lo menos 3 pares de rodillos provistos de una garganta periferica y colocados en forma simetrica con respecto al perfil y alternativamente en posicion horizontal y vertical. Este procedimiento esta caracterizado porque las gargantas de los primeros pares de rodillos son identicas a las de los rodillos utilizados para la fabricacion de perfiles de seccion circular; el ultimo par de rodillos incluye gargantas que delimitan una seccion que corresponde sensiblemente a la del perfil deseado; la seccion formada por las gargantas del ultimo par de rodillos presenta en los vertices del poligono radios de curvatura incluidos entre 1 y 5 mm; los lados del poligono no paralelos al entrehierro del ultimo par de rodillos presentan con respecto a los lados correspondientes de la seccion del perfil final un destalonado incluido entre ° y 3°. La invencion puede aplicarse para producir perfiles de cobre o aleaciones de aluminio destinados a un trefilado y/o estirado posterior.

Description

PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN DE PERFILES METÁLICOS DE SECCIÓN POLIGONAL POR COLADA CONTINUA EN UNA RUEDA DE GARGANTA Y LAMINADO CONTINUO MBITO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un procedimiento de fabricación de perfiles metálicos, en particular de aleaciones de aluminio, laminados de continuo por una serie de pares de rodillos a partir de una pieza en bruto obtenida por colada continua en una rueda de garganta, al que sucede eventualmente una o varias etapas de estirado o de trefilado y de recocido.

SITUACIÓN DE LA TÉCNICA Hace muchos años que se fabrica fermachin de aleaciones no ferrosas, particularmente de aleaciones de aluminio, a partir de una pieza en bruto colada de continuo en la garganta de una rueda que se hace girar, la garganta siendo obturada por un fleje accionado por la rueda. Se conocen sistemas de colada de 2 ruedas con una pequeña rueda de apoyo, sistemas de 3 ruedas, como la colada Properzi descrita en la patente GB 1143264, sistemas de 4 ruedas como la colada 4R de Pechiney descrita en FR 1178580, y sistemas de 5 ruedas como el descrito en US 3416596.

Refs 125574 La pieza en bruto de sección generalmente triangular o trapezoidal, se lamina de continuo después a través de una serie de bastidores sucesivos formados por dos rodillos y alternativamente en posición horizontal y vertical, para obtener un alambre de sección circular, que se puede utilizar como tal o transformado por trefilado. En el caso de aleaciones de aluminio, el procedimiento es ampliamente utilizado para aleaciones poco cargadas, destinadas particularmente a conductores eléctricos. Mediante ciertas adaptaciones, descritas por ejemplo en las patentes FR 2234936 (Seci y Aluminium Pechiney), FR 2304414 (Secim) y FR 2359613 (Aluminium Pechiney) , resultó posible colar y laminar, evitando provocar porosidades, aleaciones más cargadas con intervalo de solidificación más elevado, tal como las aleaciones de las series 2000, 5000 y 7000 según las designaciones de la Aluminum Association, utilizables para aplicaciones mecánicas. Que sepa la demandante, ninguna de las máquinas de colada y laminado continuos que existen ha fabricado productos de sección no circular. Por cierto es normal utilizar fermachin redondo cuando el producto final trefilado en si es un alambre redondo, como en el caso por ejemplo de los conductores eléctricos o del alambre para enrejados. Existen sin embargo, particularmente para las aplicaciones mecánicas, productos trefilados de sección no circular, por ejemplo rectangular, triangular, poligonal o en forma de T. Para éstos resultarla más económico partir de un fermachin de forma semejante, lo que limitarla las pasadas de trefilado, o que tenga las cotas finales al salir de la máquina de colada y laminado sin que necesite un trefilado ulterior. Una de las razones que pueden explicar la ausencia de fermachin de sección no circular en el mercado se debe a la dificultad de controlar la geometría del perfil durante el laminado. Para una sección 'circular, en efecto, el producto que sale del último bastidor de laminado descansa sobre la garganta de los rodillos sólo por una generatriz, y al salir no hay problema con su desprendimiento. No es igual para los productos cuya sección incluye una parte plana, por ejemplo una sección rectangular, triangular o en forma de T. Descansan sobre la garganta de los rodillos del último bastidor por una banda más o menos ancha, cuyo desprendimiento irregular provoca distorsiones en la geometría del producto laminado, así como defectos de superficie .

OBJETO DE LA INVENCIÓN La invención tiene por objeto terminar con este inconveniente y permitir un control preciso de la geometría de la sección del producto laminado, cuando esta sección incluye una parte poligonal, es decir por lo menos dos partes rectas secantes. Entonces el perfil laminado se puede utilizar directamente en estas condiciones, o trefilado o estirado para obtener un alambre de sección no circular, con un número de pasadas más reducido que a partir de una sección circular. La invención tiene por objeto un procedimiento de fabricación de perfiles metálicos de sección parcial o totalmente poligonal por colada continua en una rueda de garganta y por laminado de continuo gracias a una serie de por lo menos 3 y preferentemente de 3 a 8 pares de rodillos provistos de una garganta periférica, colocándose estos rodillos simétricamente con respecto al perfil, y alternativamente en posición horizontal y vertical, procedimiento que se caracteriza porque: - las gargantas de los primeros pares de rodillos son idénticas a las de los rodillos utilizados para la fabricación de perfiles de sección circular, - el último par de rodillos incluye gargantas que delimitan una sección que corresponde sensiblemente a la del perfil deseado, la sección formada por las gargantas del último par de rodillos presenta en los vértices del polígono radios de curvatura incluidos entre 1 y 5 mm, - los lados del polígono no paralelos al entrehierro del último par de rodillos presentan, con respecto a los lados correspondientes a l'a sección del perfil final, un destalonado incluido entre 1/2 y 3°. La invención tiene igualmente por objeto un procedimiento de fabricación de perfiles metálicos estirados o trefilados de sección parcial o totalmente poligonal, a partir de piezas en bruto de sección parcial o totalmente poligonal, obtenidos por colada continua en una rueda de garganta y por laminado de continuo", caracterizado porque el número de pasadas de estirado o de trefilado y el número de recocidos se reducen cada uno de por lo menos una tercera parte con respecto al procedimiento del arte anterior que parte de una pieza en bruto de sección sensiblemente circular.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La figura 1 representa una máquina de colada continua en una rueda de garganta y el tren de laminado continuo de la pieza en bruto. Las figuras 2 a 5 representan, en corte por el plano de sus ejes de rotación, el último par de rodillos utilizados para el laminado de los perfiles descritos en los ejemplos 1 a 4.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El procedimiento de fabricación según la invención utiliza una máquina de colada que incluye una boquilla de alimentación 1 de metal líquido, una rueda de colada 2 que se hace girar, provista de una garganta periférica, obturada por un fleje metálico 3 accionado por la rueda. La máquina puede ser una máquina de dos ruedas y una ruedecilla como la que viene representada en la figura 1, la segunda rueda 4 sirve para la tensión del fleje, y la ruedecilla 5 está destinada a mantener el fleje sobre la rueda de colada a proximidad de la zona de colada. La máquina también puede ser una máquina de tres, cuatro o cinco ruedas. La sección de la pieza en bruto 6, de forma generalmente trapezoidal, varía según las instalaciones entre 900 y más de 3000 mm El número de bastidores de laminado 7, que incluyen cada uno un par de rodillos, es superior a dos y preferentemente incluido entre 3 y 8. Este número depende de la sección final que se debe obtener, puesto que la sección inicial está vinculada a la máquina de colada y así pues no se puede modificar fácilmente. En general, la reducción de sección en cada bastidor está comprendida entre 10 y 40%. La precisión de la geometría se mejora con el número de bastidores, pero a la inversa un número elevado de bastidores tiende a martillear el metal, lo que hace más difícil el trefilado ulterior. Los primeros bastidores utilizan rodillos con las mismas gargantas que los que se utilÍ2;an para el laminado del alambre de sección circular. El penúltimo bastidor puede incluir, según el caso, rodillos idénticos a los primeros, sea rodillos pianos, sea rodillos de forma semejante a los rodillos del último bastidor que tienen en todo caso gargantas que delimitan una sección correspondiente a la sección final deseada. Sin embargo, la experiencia ha mostrado que si esta ^sección se parece demasiado a la sección final, no se consigue respetar tolerancias dimensionales aceptables. Igualmente, la experiencia ha mostrado que si los radios de curvatura entre las caras planas son demasiado pequeños, e*L metal tiende a pegarse a los rodillos, lo que provoca incidentes en la línea y obliga a efectuar paradas. Según la invención, estos inconvenientes se evitan por una adaptación de la forma de la garganta de los rodillos de acabado, lo que garantiza una extracción fácil y un buen relleno de las formas de ias gargantas. Esta adaptación se obtiene previendo radios de curvatura entre las caras planas incluidos entre 1 y 5 mm, y, para las caras no paralelas al entrehierro de los rodillos, destalonados, es decir ángulos entre la garganta y la cara correspondiente al perfil, incluidos entre 1/2 y 3°. Han de tomarse precauciones particulares al enrollar ei perfil al final del laminado. A la inversa del arrollamiento del alambre de sección circular, se ha de prever un pequeño espacio entre las espiras y procurar que no se superpongan. El procedimiento de colada continua según la invención permite realizar perfiles metálicos, en particular de aleación de aluminio o de cobre, de sección cuadrada, rectangular, triangular, y más generalmente, parcial o totalmente poligonal, con buenas tolerancias dimensionales, de más o menos 0,1 mm, y con un buen desprendimiento del metal del último bastidor de laminado . Estos perfiles se pueden utilizar tal y como son en numerosas aplicaciones mecánicas o eléctricas, o para la fabricación de alambre de soldar. También se pueden transformar por estirado o trefilado de una o varias pasadas, con el fin de conferirlos dimensiones, tolerancias de dimensiones y forma, o características mecánicas particulares. Se conocen algunos de estos productos, obtenidos a partir de fermachín de sección circular. El hecho de utilizar como pieza en bruto para el trefilado o _ el estirado un fermachín de sección parcial o totalmente poligonal según la invención, simplifica considerablemente ei procedimiento de fabricación porque la forma de la sección transversal de la pieza en bruto puede ser muy semejante a la del producto trefilado deseado. Además, se evitan los derrames de lubrificante entre el metal y la hilera que se producen cuando las geometrías de la pieza en bruto y de la hilera son demasiado diferentes. El procedimiento de fabricación de alambre estirado o trefilado de sección * parcial o totalmente poligonal según la invención se caracteriza porque se selecciona, para una sección determinada del perfil final, una sección de pieza en bruto tal que el número de pasadas de estirado o de trefilado y de recocidos se pueda minimizar. Respecto a un fermachín de sección sensiblemente circular, y seleccionando para cada pasada de estirado o de trefilado, un porcentaje de endurecimiento E = (sección de entrada - sección de salida) /sección de salida semejante al valor máximo (de unos 80% para las aleaciones de aluminio) que el alambre puede soportar sin desarrollar defectos redhibitorios, el especialista puede definir, para un alambre de aleación de aluminio o de cobre, una gama de fabricación tal que el número de pasadas de estirado o de trefilado y el número de recocidos resulten cada uno reducidos de por lo menos una tercera parte. Este beneficio es más grande para las secc ones que, por lo menos localmente, difieren lo más de una sección circular (secciones en V o en T, talones muy alargados y particularmente los que tienen una sección tal que la relación entre la anchura y el espesor es superior a 2). El número exacto de pasadas de estirado o de trefilado depende del tipo de aleación utilizada, así como de los parámetros del procedimiento de estirado o de trefilado. Para aleaciones de aluminio y perfiles de sección cuadrada o triangular, las más de las veces se puede limitar el estirado o el perfilado a una sola pasada con un recocido, en vez de por lo menos dos pasadas y dos recocidos partiendo de una pieza e?* bruto circular. Para perfiles de sección rectangular con una relación entre anchura y espesor incluida entre 1 y 2, se puede limitar ei estirado o el trefilado a dos pasadas y un recocido y para las relaciones entre anchura y espesor inclµidas entre 2 y 5, a tres pasadas y dos recocidos. Los perfiles de sección rectangular con una relación entre anchura y espesor superior a 4 son sin embargo muy difícilmente realizables por trefilado a partir de una pieza en bruto de sección redonda, de manera que el procedimiento según la invención permite una ampliación de las posibilidades de fabricación de las trefilerías. El procedimiento según la invención se puede utilizar para una gran variedad de aleaciones metálicas, en particular para las aleaciones de aluminio, incluso para las aleaciones con tratamiento térmico (series 2000, 6000 y 7000), y para las aleaciones cuprosas. Ej e pios Para el conjunto de los ejemplos, el metal ha sido colado con una máquina de colada continua del tipo de 3 ruedas, en una rueda de garganta que conduce a una pieza en bruto de forma trapezoidal, con una anchura de 41 mm como máximo y una altura de 29 mm, o sea una sección de pieza en bruto de 1050 mmA Ejemplo 1 A partir de una pieza en bruto de sección 1050 mm2, de aleación de aluminio 5754 según la designación de la Aluminum Association, se realiza un perfil de sección cuadrada 13 x 13 mm, por laminado a través de 6 bastidores, que comportan cada uno una pareja de rodillos de forma circular de acero Z38CDV5 tratado a 52 HRC. A ia salida de cada bastidor, se obtienen las velocidades mencionadas en el cuadro 1, así como las secciones que se inscriben en los formatos indicados en el mismo cuadro: Cuadro 1 Los 4 primeros pares de rodillos tienen una garganta que delimita una sección circular, como en el caso del laminado continuo de perfiles de forma circular. El quinto par de rodillos delimita un entrehierro plano y el sexto delimita una sección cuadrada muy semejante a la del producto final. El entrehierro entre los rodillos de este sexto par es de 2 mm. Los radios de curvatura de la sección de las gargantas de los rodillos en los 4 vértices del cuadrado son de 3 mm. Los destalonados de los lados del cuadrado perpendiculares al entrehierro de los rodillos son de Io.

No se obtiene ninguna adhesión del perfil a los rodillos de salida y las tolerancias de la sección del perfil son inferiores a 0, 1 mm. Ejemplo 2 A partir de una pieza en bruto de misma sección que en el ejemplo precedente se realiza un talón de una sección rectangular de 16,5 x 8,1 mm de aleación de aluminio 2017, por laminado continuo a través de 6 bastidores. Los tipos de rodillos utilizados, los formatos y las velocidades a la salida de cada bastidor vienen mencionados en el cuadro 2. Cuadro 2 Los 5 primeros pares de rodillos tienen gargantas estándar análogas a las que se utilizan para el laminado de perfiles de sección circular. El sexto par presenta un entrehierro de 1,5 mm y sus gargantas delimitan un rectángulo cuyos vértices presentan un radio de curvatura de 2 mm y los lados perpendiculares al entrehierro, un destalonado de 1 ° . No se observa ninguna adhesión del perfil a la salida del último bastidor y las tolerancias para las dimensiones del perfil son inferiores a 0, 1 mm. Ejemplo 3 Se realiza un perfil de aleación de aluminio 1370 con una sección en forma general de sector circular, delimitada por un triángulo abajo y un arco de circulo arriba, que se inscribe en un rectángulo de 16,2 x 12,2 mm, y con una .sección de 150 mm2. Los tipos de rodillos, los formatos y las velocidades a la salida de cada bastidor vienen indicados en el cuadro 3. Cuadro 3 Los 4 primeros pares de rodillos tienen gargantas estándar análogas a las de los rodillos que se utilizan para el laminado continuo de los perfiles de sección circular. Las gargantas del quinto par delimitan una sección en forma de sector. El sexto par tiene unas gargantas que delimitan una sección en forma de sector circular, con un radio de curvatura de 3 mm entre las 2 partes planas, un destalonado de 1° en estas partes planas y un entrehierro entre los 2 rodillos de 1,5 mm. La parte superior de la sección, en forma de arco de círculo es pulida cuidadosamente. No se observa ninguna adhesión del perfil a la salida del último bastidor y las tolerancias para las dimensiones del perfil son inferiores a 0, 1 mm. Ejemplo 4 Se realiza un perfil, destinado a aplicaciones eléctricas, de aleación de aluminio 1370 con la forma representada en la figura 4 con una sección de 490 mm2. Los tipos de rodillos, los formatos y las velocidades a la salida de cada bastidor vienen indicados en el cuadro 4. Cuadro 4 Sólo se utilizan 3 bastidores, de los que sólo el primero lleva rodillos estándar. El segundo bastidor lleva rodillos planos y el tercero lleva rodillos cuyas -gargantas delimitan la sección deseada. Para este último par, los radios de curvatura de los vértices de los ángulos vivos son de 1, 1 mm y los destalonados de las caras verticales de 1,5°. Las gargantas son pulidas muy cuidadosamente. El entrehierro utilizado es de 2 mm. Ejemplo 5 Se realiza un alambre cuadrado de sección cuadrada 10 x 10 mm de aleación de aluminio 5754, destinado a la fabricación de clavijas para la fijación de mangos de ba eiita en utensilios culinarios de aluminio, por trefilado de una sola pasada a partir del perfil de sección cuadrada 13 x 13 mm descrito en el ejemplo 1. La gama habitual según el arte anterior partía de una pieza en bruto de sección circular de diámetro 18 mm e incluía dos pasadas de trefilado, separadas por un recocido y engrase en formato 13 x 13 mm. Ejemplo 6 Se realiza un alambre talón de sección 15, 0 x 4,0 mm de aleación de aluminio 2017 a partir de un perfil talón de sección rectangular 16,5 x 8,1 mm descrito en el ejemplo 2, por trefilado en unas tres pasadas de trefilado, separadas por un recocido y engrase en formatos intermedios 16,0 x 6, 3 mm y 15,65 x 4,45 mm. La gama habitual según el arte anterior partía de una pieza en bruto de sección circular de diámetro 18 mm, e incluía 6 pasadas de trefilado separadas cada vez por un recocido y engrase en formatos intermedios: 17,3 x 13,8 mm, 16,6 x 10,7 mm, 16,2 x 8,2 mm, 16,0 x 16,3 mm, 15,65 x 4,85 mm.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos o productos a que la misma se refiere.

Claims

REIVINDICACIONES
Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedades lo contenido en ias siguientes reivindicaciones: 1. Procedimiento de fabricación de perfiles metálicos de sección parcial o totalmente poligonal por colada continua en una rueda de garganta y por laminado de continuo gracias a una serie de por lo menos 3 y preferentemente de 3 a 8 pares de rodillos provistos de una garganta periférica, colocándose estos rodillos simétricamente __ con respecto al perfil, y alternativamente en posición horizontal y vertical, caracterizado porque: - las gargantas de los primeros pares de rodillos son idénticas a las de los rodillos utilizados para la fabricación de perfiles de sección circular, - el ultimo par de rodillos incluye gargantas que delimitan una sección que corresponde sensiblemente a la del perfil deseado, - la sección formada por gargantas del último par de rodillos presenta en los vértices del polígono radios de curvatura incluidos entre 1 y 5 mm, - los lados del polígono no paralelos al entrehierro del último par de rodillos presentan, con respecto a ios lados correspondientes de la sección del perfil final, un destalonado incluido entre 1/2 y 3°. ' 2. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque ei perfil tiene una sección cuadrada o rectangular.
3. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el perfil tiene una sección rectangular con una relación anchura/espesor > 4.
4. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el perfil tiene una sección triangular.
5. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el perfil tiene una sección en forma de T o de V.
6. Procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los rodillos del penúltimo par tienen una superficie plana
7. Procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque está sucedido de por lo menos una pasada de estirado o de trefilado y eventualmente de por lo menos un recocido.
8. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el número de pasadas de trefilado y el número de recocidos se reducen cada uno de por lo meros una tercera parte con respecto a un procedimiento que utilizaría como pieza en bruto de estirado o de trefilado un fermachín de sección sensiblemente circular para obtener un producto semejante.
9. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 8 , caracterizado porque el perfil es de aleación de aluminio, de sección cuadrada o triangular y que el procedimiento incluye sólo una pasada de estirado o de trefilado y un sólo recocido.
10. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la aleación de aluminio es una aleación de la serie 5000.
11. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la aleación de aluminio es una aleación 5756.
12. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el perfil es de aleación de aluminio de sección rectangular con una relación entre la anchura y el espesor comprendida entre 2 y 5, y que el procedimiento comprende cuando más 3 pasadas de estirado o de trefilado y 2 recocidos,
13. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la aleación de aluminio es una aleación de la serie 2000.
14. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la aleación de aluminio es una aleación 2017.
15. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el perfil es de aleación de aluminio de sección rectangular con una relación entre la anchura y el espesor comprendida entre 1 Y 2, y que el procedimiento comprende cuando más 2 pasadas de estirado o de trefilado y un recocido. SECCIÓN POLIGONAL POR COLADA CONTINUA EN - GARGANTA "í" LAMI ADO CONTINUO RESUMEN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un procedimiento de 'fabricación de perfiles metálicos de sección parcial o totalmente poligonal por colada continua en una rueda de garganta y por laminado de continuo gracias a una serie de por lo menos 3 pares de rodillos provistos de una garganta periférica y colocados en forma simétrica con respecto al perfil y alternativamente en posición horizontal y vertical. Este procedimiento está caracterizado porque las gargantas de los primeros pares de rodillos son idénticas a las de los rodillos utilizados para la fabricación de perfiles de sección circular; el último par de rodillos incluye gargantas que delimitan una sección que corresponde sensiblemente a la del perfil deseado; la sección formada por las gargantas del último par de rodillos presenta en los vértices del polígono radios de curvatura incluidos entre 1 y 5 mm; los lados del polígono no paralelos al entrehierro del último par de rodillos presentan con respecto a los lados correspondientes de la sección del perfil final un destalonado incluido entre y 3o . La invención puede aplicarse para producir perfiles de cobre o aleaciones de aluminio destinados a un trefilado y/o estirado posterior.