PT1013785E - Processo para a produção de uma peça a partir de uma tira de chapa de aço laminada a quente - Google Patents
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Description
DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE UMA PEÇA A PARTIR DE UMA TIRA DE CHAPA DE AÇO LAMINADA A QUENTE" A invenção refere-se a um processo para a produção de uma peça a partir de uma tira de chapa de aço laminada a quente.
As chapas de aço que têm de sofrer enformação a alta temperatura e/ou um tratamento térmico não são disponibilizadas revestidas por considerandos de conservação do revestimento durante o tratamento térmico. 0 revestimento é, por isso, efectuado na peça acabada o que implica uma limpeza cuidada das superfícies e das partes ocas. Esta limpeza requer a utilização de ácidos e/ou de bases cuja reciclagem e armazenagem constituem uma sobrecarga financeira importante e apresentam riscos para os operadores e para o ambiente. Além disso, o tratamento térmico deve ser efectuado em atmosfera controlada para evitar qualquer descarburação e oxidação do aço. Depois, no caso da enformação a quente, a calamina, devido ao seu poder abrasivo, danifica as ferramentas de enformação, o que diminui a qualidade das peças obtidas do ponto de vista dimensional e estético, ou obriga a reparações frequentes e dispendiosas das ferramentas. Por fim, para aumentar a sua resistência à corrosão, as peças assim obtidas devem receber um pós tratamento dispendioso, cuja aplicação é difícil, se não impossível, em particular no caso de peças com partes ocas. 0 objectivo da invenção é proporcionar chapas de aço laminadas de 0,2 mm a cerca de 20 mm de espessura, revestidas após laminagem a quente, e que devem sofrer uma enformação, seja 1 a quente, seja a frio, seguida por um tratamento térmico, devendo a elevação de temperatura ser assegurada sem descarburação do aço da chapa, sem oxidação da superfície da referida chapa, antes, durante e depois da enformação a quente e/ou do tratamento térmico. A invenção tem como objecto um processo de produção de uma peça a partir de uma tira de chapa de aço laminada a quente e que é caracterizado por se: revestir a chapa laminada com um metal ou com uma liga m etálica, assegurando uma protecção da superfície e do aço, submeter a chapa revestida a uma elevação de temperatura para a sua enformação, realizar, desta forma, um compósito de liga intermetálica, na superfície, assegurando uma protecção contra a corrosão, contra a descarburação do aço, podendo o compósito intermetálico assegurar uma função de lubrificação, efectuar a enformação por prensagem, arrefecer a peça formada para conferir características mecânicas de dureza elevadas ao aço e uma dureza superficial elevada do revestimento.
As outras características da invenção são: reveste-se a chapa laminada a quente após laminagem a quente e decapagem, o metal ou a liga metálica de revestimento é de alumínio ou de uma liga de alumínio, 2 a liga intermetálica é um compósito à base, principalmente, de alumínio, de ferro e de silício, o revestimento de metal ou de liga metálica é realizado por imersão a guente, a chapa revestida é submetida a uma elevação de temperatura superior a 700 °C antes da enformação, a chapa revestida é prensada a guente, a peça obtida por prensagem é arrefecida para sofrer uma têmpera, a uma velocidade superior à velocidade crítica de têmpera. A invenção também se refere a uma chapa laminada a quente tendo um revestimento de metal ou de liga metálica depositado na superfície, para a produção a quente de um compósito intermetálico, compósito intermetálico esse que assegura uma protecção contra a corrosão, uma barreira contra a descarburação do aço da chapa, uma lubrificação quando da enformação a quente da chapa, e na peça acabada, após a enformação e arrefecimento, características mecânicas de dureza do aço elevadas, bem como uma dureza superficial elevada da superfície da referida peça acabada.
Uma outra característica de invenção é: a chapa tem um depósito na superfície de alumínio ou de uma liga de alumínio. A invenção refere-se ainda à utilização da chapa na enformação a quente por prensagem de peças de características 3 mecânicas elevadas de dureza e características elevadas de dureza à superfície assegurando uma resistência muito boa à abrasão. A descrição que se segue permitirá compreender bem a invenção. 0 processo de acordo com a invenção consiste em revestir um aço laminado a quente, para tratamento térmico e/ou enformação a quente, com um metal ou uma liga metálica, tais como alumínio ou uma liga de alumínio composta por exemplo por alumínio e silício. 0 revestimento de metal ou de liga metálica é escolhido de modo a ter uma protecção contra a corrosão e de modo a resistir a uma temperatura elevada. Durante o tratamento térmico, ou numa elevação de temperatura durante a enformação, o revestimento forma uma camada de liga que apresenta grande resistência à corrosão, à abrasão, ao desgaste e à fadiga. 0 revestimento não modifica as propriedades de enformação do aço e permite, assim, uma grande variedade de enformação a frio e a quente.
Após a laminagem a quente a faixa pode ser decapada e laminada a frio antes de ser revestida.
Pode revestir-se a chapa laminada com, por exemplo, os dois tipos seguintes de liga metálica:
Liga N° 1: Si: 9% a 10%; Fe: 2% a 3,5%; Balanço: AI e impurezas. Liga N° 2: Fe: 2% a 4%; Balanço: AI e impurezas.
Para a liga N° 1 a espessura do revestimento está compreendida entre 5 ym e 100 ym e de um modo preferido entre 10 4 ym e 25 ym. Para a liga N °2 a espessura está compreendida entre 15 ym e 100 ym e, de um modo preferido, entre 30 ym e 50 ym.
Para a enformação ou o tratamento térmico, a chapa é submetida a uma elevação de temperatura compreendida, de um modo preferido, entre 750 °C e 1200 °C num forno com uma atmosfera que já não necessita de controlo devido à barreira à oxidação formada pelo revestimento. Durante a elevação da temperatura, o revestimento à base de alumínio transforma-se numa camada de liga à superfície, tendo diferentes fases dependendo do tratamento em temperatura e apresentando uma grande dureza que pode ultrapassar os 600 HV 100 g.
Segundo o processo da invenção, pode-se produzir chapas cuja espessura está compreendida entre 0,2 mm e 20 mm, tendo boas propriedades de enformação, bem como uma boa resistência à corrosão.
As chapas produzidas revestidas, apresentam uma resistência importante à corrosão durante as elevações de temperatura, a enformação, os tratamentos térmicos e durante a utilização das peças enformadas acabadas. A presença do revestimento durante os tratamentos térmicos ou de enformações a quente permite evitar, além disso, a corrosão, a descarburação do aço de base. Isto tem uma vantagem inegável no caso de uma enformação a quente numa prensa de embutidura. De facto, a liga intermetálica formada evita a formação da calamina, o desgaste das ferramentas pela calamina, e permite assim um prolongamento da vida média das referidas ferramentas. Observou-se que a liga intermetálica formada a quente tem uma função de lubrificante a alta temperatura. Além disso, o efeito de protecção contra a descarburação da liga intermetálica permite a utilização do forno de alta temperatura 5 ultrapassando 900 °C com uma atmosfera não controlada, e isto mesmo para tempos de aquecimento de várias horas. À saída do forno, já não é necessário decapar a peça obtida, do que resulta uma economia devida à supressão do banho de decapagem das peças acabadas.
Devido às características do revestimento após a elevação de temperatura, as peças obtidas têm uma resistência acrescida à fadiga, ao desgaste, à abrasão e à corrosão. Além disso, o revestimento é soldável antes e depois da elevação de temperatura. O aço da chapa assegura, por efeito da têmpera no arrefecimento, características mecânicas elevadas da peça obtida após enformação, assegurando o revestimento transformado numa liga intermetálica a quente por seu lado, devido às suas qualidades de lubrificante e de resistência à fricção, um melhoramento da enformação no domínio da prensagem a quente.
Num exemplo de realização, utiliza-se uma tira de chapa de aço laminada a quente com a seguinte composição ponderai: carbono: 0,15% a 0,25%, manganês: 0,8% a 1,5%, silício: 0,1% a 0,35%, crómio: 0,01% a 0,2%, titânio: menos de 0,1%, alumínio: menos de 0,1%, fósforo: menos de 0,05%, enxofre: menos de 0,03%, boro: 0,0005% à 0,01%, 6 reveste-se a tira de chapa com um revestimento do tipo da liga N °1 ou 2, austenitiza-se a chapa a 950 °C antes da enformação e têmpera na ferramenta, assegurando o revestimento um papel de lubrificante durante a enformação, além das suas funções de protecção contra a corrosão a frio, a quente e contra a descarburação. Durante a têmpera, o revestimento de liga não impede a extracção do calor pela ferramenta e pode favorecê-la. Após a enformação e têmpera, já não é necessário decapar ou proteger a peça, assegurando o revestimento de base a protecção ao longo de todo o processo.
Lisboa, 6 de Dezembro de 2006 7
Claims (2)
- REIVINDICAÇÕES 1. Processo de produção de uma peça a partir de uma tira de chapa de aço laminada e laminada a quente, caracterizado por: se revestir a chapa laminada com uma liga de aluminio compreendendo de 9 a 10% de silício e de 2 a 3,5% de ferro, sendo o balanço constituído por alumínio e impurezas, numa camada com espessura compreendida entre 5 e 100 ym, ou com uma liga de alumínio compreendendo de 2 a 4% de ferro, sendo o balanço constituído por alumínio e impurezas, num camada com espessura compreendida entre 15 e 100 ym, sendo o revestimento de liga de alumínio efectuado por imersão a quente, imediatamente após laminagem a quente, e decapagem, se submeter a chapa revestida a uma elevação de temperatura superior a 700 °C antes da enformação até se obter na superfície um compósito de liga intermetálica à base de alumínio, de ferro e de silício, assegurando uma protecção contra a corrosão, contra a descarburação do aço, podendo o compósito intermetálico assegurar uma função de lubrificação, se prensar a peça a quente, se arrefecer a referida peça formada por têmpera, a uma velocidade superior à velocidade crítica de têmpera.
- 2. Chapa de aço laminada a quente tendo um revestimento constituído por um compósito de liga intermetálica a base de alumínio, de ferro e de silício na superfície, sendo o referido revestimento obtido por tratamento térmico da 1 referida chapa previamente revestida com uma liga de aluminio compreendendo de 9 a 10% de silicio e de 2 a 3,5% de ferro, sendo o balanço constituído por aluminio e impurezas, numa camada com uma espessura compreendida entre 5 e 100 ym, ou com uma liga de aluminio compreendendo de 2 a 4% de ferro, sendo o balanço constituído por aluminio e impurezas, numa camada com espessura compreendida entre 15 e 100 ym, sendo o referido revestimento depositado por imersão a quente, imediatamente após laminagem a quente e decapagem, e sendo o referido tratamento térmico efectuado a uma temperatura superior a 700 °C. Peça obtida por prensagem a quente de uma chapa de acordo com a reivindicação 2, seguida por têmpera, a uma velocidade superior à velocidade critica de têmpera. Lisboa, 6 de Dezembro de 2006
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