PT1174524T - Camada superficial para a formação de uma superfície de apoio numa parede cilíndrica e pó de pulverização adequado para o efeito, bem como um método para a produção de camadas superficiais deste género - Google Patents

Camada superficial para a formação de uma superfície de apoio numa parede cilíndrica e pó de pulverização adequado para o efeito, bem como um método para a produção de camadas superficiais deste género Download PDF

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Description

DESCRIÇÃO "Camada superficial para a formação de uma superfície de apoie numa parede cilíndrica e pó de pulverização adequado para c efeito, bem como vim método para a produção de camadas superficiais deste género" 0 invento refere-se a uma camada superficial formada de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 para a formação de uma superfície de apoio numa parede cilíndrica, um pó de pulverização definido no preâmbulo da reivindicação 6 para a formação da camada superficial, bem como um método descrito nc preâmbulo da reivindicação 11 para a formação de camadas superficiais deste género. 0 revestimento térmico de superficies de apoio cilíndricas por meio do método de pulverização de plasma já é conhecido, por exemplo a partir da publicação EP-B1-0 716 156, "bloco de motor de combustão interna com camisas de cilindro revestidas". A possibilidade de maquinagem das camadas de pulverização de plasma por meio de retificação, polimento, mandris de esmerilagem ou polimento finos tem sido restringida até à data, de modo que os custos de processamento eram relativamente elevados, particularmente no que diz respeito ao tempo de processamento e à vida útil das ferramentas. A possibilidade de maquinagem destas camadas de pulverização de plasma pode ser aumentada por meio da adição de lubrificantes sólidos, por exemplo por meio de adição de nitretc de boro BN hexagonal, de M0S2 ou de WS2, nitreto de boro e os referidos sulfatos, os quais dificilmente podem ser integrados nas camadas, porque reagem com o oxigénio do ar ou sãc decompostos devido à elevada temperatura do plasma. Os mesmos devem ser protegidos por invólucros dispendiosos.
Além disso no pedido de patente EP 99811122.3 é descrito um método chamado "pulverização reativa", no qual por meio de adição controlada de oxigénio durante a pulverização de plasma são formados cristais FeO (wustite) e FesCh (magnetite) , deste modo são melhorados o coeficiente de atrito e a possibilidade de maquinagem.
Finalmente são conhecidas a partir da GB-A-2 297 053 camisas de inserção para superficies de apoio cilíndricas, as quais são compostas por uma liga super-eutéctica de alumínio/silício. A camisa de inserção é, após a sua inserção dentro do bloco de motor sujeita a um processamento mecânico, no qual a superfície é em primeiro lugar processada grosseiramente e depois finamente. Numa última fase de processamento a superfície é retificada. Após a retificação as partículas, as quais são mais duras do que a microestrutura da liga básica, particularmente, os cristais de silicone e as fases intermetálicas, sobressaem ligeiramente na superfície propriamente dita. Devido a estas partículas expostas a resistência ao desgaste deverá se melhorada. A partir do estado da técnica já conhecido, o objetivo dc invento consiste em criar uma camada superficial para formação de uma superfície de apoio numa parede cilíndrica de acordo corr o preâmbulo da reivindicação 1, a qual é simples de aplicar sobre a parede cilíndrica e cuja maquinagem é significativamente melhor, sem que sejam afetadas de forma negativa outras funções importantes do material da camada. Devem ser principalmente mantidas ou até serem melhoradas a resistência ao desgaste e urr baixo coeficiente de atrito em relação aos materiais dos segmentos de êmbolo.
Este objetivo é alcançado por meio das medidas mencionadas na parte caracterizadora da reivindicação 1.
De acordo com o invento, a camada superficial para a formação de uma superfície de apoio numa parede cilíndrica, a qual apresenta fases separadas de componentes, é produzida por meio da pulverização de um pó de pulverização ferroso, o qual contém todos os componentes da camada superficial a ser produzida. A camada superficial pode ser aplicada quer diretamente sobre a parede cilíndrica quer sobre uma camisa de inserção, a qual é inserida no interior do cilindro para a formação da superfície de apoio.
Além de uma quantidade predominante de ferro, os aditivos preferidos são crómio, manganésio, enxofre e carbono. Sãc adequados também bismuto, chumbo, telúrio e selénio. As substâncias mencionadas podem ser adicionadas na sua forma elementar ou na forma de compostos.
Os mencionados aditivos formam, de acordo com o invento, quando do arrefecimento da camada aplicada por meio da pulverização de plasma as fases separadas.
Naturalmente as camadas de pulverização produzidas apresentam a mesma composição como a do pó de pulverização utilizado.
Na reivindicação 6 é além disso proposto um pó de pulverização para a produção de camadas superficiais de acorde com a reivindicação 1 e na reivindicação 11 é proposto um métode para a produção de camadas superficiais de acordo com a reivindicação 1. Compostos preferidos do pó de pulverização sãc descritos nas reivindicações 7 a 10, enquanto um exemplo de realização preferido do método para a produção de camadas superficiais está definido na reivindicação 18.
Os pós de pulverização apresentam de forma conveniente urr tamanho de partícula na ordem dos 5 a 60 ym, de preferência, na ordem dos 10 a 45 ym.
Exemplo 1
Um pó de pulverização na seguinte composição é atomizade em gás e aplicado por meio de pulverização de plasma sobre a superfície de apoio cilíndrica:
Fe = diferença para 100 por cento em peso
Cr = 0,1 a 18,0 por cento em peso
Mn = 0,1 a 6,0 por cento em peso S = 0,01 a 0,5 por cento em peso C = 0,1 a 1,2 por cento em peso.
De preferência o pó de pulverização apresenta a seguinte composição:
Fe = diferença para 100 por cento em peso Cr = 0,1 a 3,0 por cento em peso Mn = 0,3 a 1,5 por cento em peso S = 0,05 a 0,3 por cento em peso C = 0,8 a 1,2 por cento em peso.
Exemplo 2
Um pó de pulverização com a seguinte composição é atomizadc em gás e por meio de pulverização de plasma aplicado sobre a superfície de apoio cilíndrica:
Fe = diferença para 100 por cento em peso Cr = 12,0 a 15,0 por cento em peso Mn = 0,3 a 1,5 por cento em peso S = 0,05 a 0,3 por cento em peso C = 0,35 a 0,6 por cento em peso.
As camadas assim produzidas são resistentes à corrosão err relação ao enxofre e ácido fórmico, isto é, condensados que se possam formar em motores de combustão interna.
As camadas superficiais propostas bem como os pós propostos são particularmente adequados para uma aplicação directa sobre a parede cilíndrica de blocos de motores, particularmente blocos de motores de metal leve. Evidentemente que também as camisas de inserção a serem inseridas ou inseridas nos furos cilíndricos podem ser equipadas com a camada superficial proposta. De preferência o pó de pulverização é aplicado por meio de urr dispositivo de pulverização de plasma com um plasmatrãc ("plasmatron") rotativo.
Lisboa, 2017-01-12

Claims (12)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1 - Camada superficial para a formação de uma superfície de apoio sobre uma parede cilíndrica, em que a camada superficial apresenta fases separadas de componentes, as quais estão separadas da fase ou das fases dos restantes materiais superficiais, caracterizado por a camada superficial ser realizada por meio de pulverização de plasma de um pó de pulverização ferroso, o qual contém todos os componentes da camada superficial a ser realizada e a camada superficial apresentar a sequinte composição: Fe = diferença para 100 por cento em peso Cr = 0,1 a 18,0 por cento em peso Mn = 0,1 a 6,0 por cento em peso S = 0,01 a 0,5 por cento em peso C = 0,1 a 1,2 por cento em peso e que apresente um ou vários dos seguintes componentes: As = 0,001 a 0,1 por cento em peso Te = 0,001 a 0,1 por cento em peso Se = 0,001 a 0,1 por cento em peso Sb = 0,001 a 0,1 por cento em peso Bi = 0,001 a 0,1 por cento em peso, ou Pb = 0,01 a 0,5 por cento em peso.
  2. 2 - Camada superficial de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por ser aplicada diretamente sobre a parede cilíndrica.
  3. 3 - Camada superficial de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por ser aplicada sobre uma camisa de inserção a ser aplicada ou que está aplicada num cilindro.
  4. 4 - Camada superficial de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada por apresentar a seguinte composição: Fe = diferença para 100 por cento em peso Cr = 0,1 a 3,0 por cento em peso Mn = 0,3 a 1,5 por cento em peso S = 0,05 a 0,3 por cento em peso C = 0,8 a 1,2 por cento em peso
  5. 5 - Camada superficial de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada por ser resistente à corrosão quantc exposta ao ácido sulfúrico e ao ácido fórmico e apresentar a seguinte composição: Fe = diferença para 100 por cento em peso Cr = 12,0 a 15,0 por cento em peso Mn = 0,3 a 1,5 por cento em peso 5 = 0,05 a 0,3 por cento em peso C = 0,35 a 0,6 por cento em peso.
  6. 6 - Pó de pulverização para a produção de camadas superficiais de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por conter todos os componentes da camada a ser realizada e apresentar a seguinte composição: Fe = diferença para 100 por cento em peso Cr = 0,1 a 18,0 por cento em peso Mn = 0,1 a 6,0 por cento em peso S = 0,01 a 0,5 por cento em peso C = 0,1 a 1,2 por cento em peso e que apresenta um ou vários dos seguintes componentes: As = 0,001 a 0,1 por cento em peso Te = 0,001 a 0,1 por cento em peso Se = 0,001 a 0,1 por cento em peso Sb = 0,001 a 0,1 por cento em peso Bi = 0,001 a 0,1 por cento em peso ou Pb = 0,01 a 0,5 por cento em peso.
  7. 7 - Pó de pulverização de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por apresentar a seguinte composição: Fe = diferença para 100 por cento em peso Cr = 0,1 a 3,0 por cento em peso Μη = 0,3 a 1,5 por cento em peso S = 0,05 a 0,3 por cento em peso C = 0,8 a 1,2 por cento em peso.
  8. 8 - Pó de pulverização de acordo com a reivindicação 6 para a produção de camadas superficiais, as quais são resistentes à corrosão quanto expostas ao ácido sulfúrico e ao ácido fórmico, caracterizado por apresentar a seguinte composição: Fe = diferença para 100 por cento em peso Cr = 12,0 a 15,0 por cento em peso Mn = 0,3 a 1,5 por cento em peso S = 0,05 a 0,3 por cento em peso C = 0,35 a 0,6 por cento em peso.
  9. 9 - Pó de pulverização de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por apresentar uma grandeza de partículas na orderr dos 5 aos 60 ym.
  10. 10 - Pó de pulverização de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por apresentar uma grandeza de partículas na orderr dos 10 aos 45 ym.
  11. 11 - Método para a realização de camadas superficiais de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o pó de pulverização ser aplicado por meio de um plasmatrãc ("plasmatron") rotativo.
  12. 12 - Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o pó de pulverização ser atomizado por meio de gás. Lisboa, 2017-01-12
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