PT799662E

PT799662E - Método para carregamento por vácuo de pó de aço para dentro de um molde

Info

Publication number: PT799662E
Application number: PT97302283T
Authority: PT
Inventors: Terry C Rhodes; Frank J Rizzo; Henry E Brinzer Jr
Original assignee: Ati Power Metals Llc
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1997-04-03
Publication date: 2010-03-17
Also published as: DE69739742D1; DK0799662T3; US5901337A; EP0799662A3; ATE455612T1; EP0799662A2; ES2356338T3; US5849244A; JPH1036903A; EP0799662B1

Description

ΕΡ Ο 799 662/ΡΤ

DESCRIÇÃO "Método para carregamento por vácuo de pó de aço para dentro de um molde" 0 presente invento refere-se a um método para carregamento de aço de ferramentas e pó de aço rápido, para dentro de um molde deformável, para compactação, estando o pó durante o transporte para o molde sob vácuo dinâmico e uniforme.

Com incidência na produção em metalurgia de pós de artigos em aço de ferramentas e em aço rápido, as partículas pré-ligadas da composição, a partir da qual o artigo vai ser feito, são carregadas para dentro de um recipiente deformável. Este recipiente deformável é vedado e as partículas pré-ligadas são consolidadas no mesmo por prensagem isostática a quente no interior de um vaso com pressão de gás. Para atingir a qualidade desejada do produto, em particular, do ponto de vista da uniformidade da microestrutura e da ausência de impurezas prejudiciais, tais como óxidos, é importante que o pó esteja isento destas impurezas no momento da compactação. Isto é, tipicamente, conseguido por desgasificação do molde deformável após o pó ter sido carregado no mesmo e antes da vedação para compactação, tal como por prensagem isostática a quente. Como um resultado significativo do tamanho e da quantidade de pó no interior do molde, é difícil conseguir a remoção das impurezas durante a desgasificação uniforme em relação ao pó desde o topo até ao fundo do molde. Tipicamente, o pó no topo do molde, o qual está próximo da coluna através da qual é realizada a desgasificação, está num nível de impurezas muito mais baixo do que o pó no fundo do molde. Consequentemente, após a consolidação, o nível de impurezas e, assim, as propriedades do artigo consolidado podem variar ao longo do comprimento do mesmo. 0 documento JP 01219 106 apresenta um aparelho para preparação de produtos em pó metálicos, que compreende dois recipientes, duas condutas, um molde e duas bombas.

De acordo com o método do invento é proporcionada uma quantidade desejada de partículas pré-ligadas de aço de 2 ΕΡ Ο 799 662/ΡΤ ferramentas ou de aço rápido no interior de um recipiente vedado. Este recipiente funciona como uma fonte de partículas em pó pré-ligadas para transferência para o molde deformável, utilizado para a consolidação por prensagem isostática a quente. 0 recipiente é vedado e evacuado para proporcionar um vácuo no mesmo. Do mesmo modo, o molde, o qual é feito a partir de um material compressível, é vedado e evacuado para fornecer do mesmo modo um vácuo no mesmo. As partículas pré-ligadas são introduzidas a partir do recipiente no molde evacuado, através de uma conduta vedada e evacuada. A evacuação selectiva do recipiente e do molde é conseguida pela utilização de uma única bomba de vácuo. É, por conseguinte, uma vantagem do presente invento ultrapassar as dificuldades da técnica anterior, no que se refere ao carregamento convencional dos pós de aço de ferramentas e de aço rápido para consolidação e para proporcionar um método e um aparelho, em que as partículas são uniformes através de todo o recipiente e substancialmente isentas de impurezas, sem requerem a desgasificação convencional. A evacuação do recipiente e do molde pode ser executada selectivamente quer sequencial quer simultaneamente, utilizando o comando selectivo por válvulas. A compactação das partículas pré-ligadas dentro do recipiente deformável pode ser executada sem a desgasif icação do molde após a evacuação do mesmo e o carregamento das partículas no mesmo. A bomba de vácuo está, de preferência, isolada das partículas pré-ligadas.

De preferência, é mantido com o recipiente um vácuo dinâmico, no recipiente, no molde e na conduta durante a introdução das partículas pré-ligadas, vindas do recipiente para o molde. Isto estabelece um nível de vácuo substancialmente uniforme para as partículas pré-ligadas introduzidas através da conduta vedada e evacuada. Portanto, as partículas pré-ligadas através de todo o recipiente foram expostas a um nível uniforme de vácuo, durante a operação de carregamento e apresentam, assim, limpeza uniforme ao longo de todo o comprimento do molde. 3 ΕΡ Ο 799 662/ΡΤ Ο aparelho, para utilização na prática do invento, inclui um recipiente vedável, que tem dentro uma quantidade de partículas pré-ligadas. São utilizados meios que incluem uma bomba de vácuo, para a evacuação do recipiente para proporcionar vácuo no seu interior. Um molde vedável e compressivel, o qual pode ser, do mesmo modo, evacuado pela mesma bomba, para proporcionar um vácuo na mesma, está adaptado para vedação. Está prevista uma conduta para a transferência das partículas pré-ligadas do recipiente para o molde, expondo ao mesmo tempo as partículas a um nível uniforme de vácuo durante esta operação de transferência. Desta maneira, as partículas são protegidas da contaminação antes e durante a compactação e apresentam limpeza uniforme. Podem ser proporcionados meios, que incluem uma bomba, para a evacuação selectiva do recipiente e do molde, de modo quer sequencial quer simultâneo. É empregue, em relação a isto, uma única bomba de vácuo para a evacuação do recipiente, do molde, e dos meios de conduta. A bomba de vácuo está, de preferência, isolada das partículas pré-ligadas.

Convenientemente são proporcionadas válvulas dentro da conduta, para permitir a evacuação do recipiente e do molde através da conduta por meio da bomba, ao mesmo tempo que isolam a bomba das partículas pré-ligadas no interior da conduta.

Opcionalmente é proporcionada vibração do molde, durante a transferência das partículas para o molde, para fins de aumentar a densidade de acomodação das partículas no interior do molde. A transferência das partículas pode ser efectuada por um alimentador vibratório integrado na conduta.

Pode ser proporcionada uma balança para a determinação do peso das partículas transferidas do recipiente para o molde. Esta balança está, de preferência, associada ao recipiente das partículas pré-ligadas. 4 ΕΡ Ο 799 662/ΡΤ

Pode ser proporcionado um indicador de nivel associado ao molde, para a determinação do nivel das partículas no interior do molde.

Segue-se agora uma descrição, a titulo de exemplo, das concretizações preferidas do invento, sendo feita referência à única figura do desenho, que é um conjunto algo esquemático de uma concretização de um aparelho para utilização na prática do invento.

Com referência à figura, é mostrado um exemplo do aparelho de acordo com o invento. É proporcionado um recipiente de armazenamento de partículas pré-ligadas indicado por 10, como uma fonte de partículas em pó, para transmissão através do sistema de condutas 12 para o molde compressível 14. É proporcionada uma bomba de vácuo 16 associada ao sistema de condutas 12 e ao colector de vácuo 32, para evacuar o sistema de condutas, bem como o recipiente de armazenamento 10 e o molde 14. A bomba de vácuo 16 está isolada das partículas em pó por um sistema de filtração de ciclone e filtros elementares 18. O comando selectivo de válvulas 20 é empregue para permitir à bomba de vácuo evacuar sequencialmente o recipiente 10 e o molde 14, evacuando um depois o outro ou, em alternativa, simultaneamente. Os medidores de compostos 22 e os medidores de térmistor 26, monitorizam a pressão das condutas, e os amortecedores de pressão 28 são utilizados para regular o caudal de gás. O sistema de condutas 12 é feito a partir de tubagem em aço inoxidável que termina em cada extremidade com acessórios com juntas tóricas 30 que ligam o colector de vácuo 32, porção do sistema de condutas 12, ao recipiente e ao molde.

As mangueiras flexíveis de aço inoxidável 34 isolam o recipiente e o molde da vibração e das forças de compressão provocadas pelas mudanças de pressão para permitir a pesagem dinâmica das partículas pré-ligadas, fornecidas a partir do recipiente para o molde. Para esta finalidade é proporcionada uma balança 36 associada ao recipiente 10. Esta balança determina o peso das partículas transferido do recipiente para o molde. 5 ΕΡ Ο 799 662/ΡΤ Ο caudal das partículas que são transferidas através do sistema de condutas 12 é regulado pela operação da válvula 38 e do alimentador de amplitude 40. O alimentador de amplitude 40 pode ser um alimentador convencional vibratório, como um vibrador "Syntron". O nível do pó no interior do molde 14 é determinado por um detector de nível 42. Quando o molde é enchido ao nível desejado, o detector de nível é removido e a coluna 44 é aquecida, engastada, ou comprimida para se obter uma vedação mecânica. A porção de corte é soldada para se obter uma vedação fiável. Uma vez que as partículas, que se deslocam do recipiente 10, através do sistema de condutas 12, para o recipiente 14, são continuamente sujeitas a evacuação pela acção da bomba de 16 através do colector 32, cada partícula é exposta substancialmente ao mesmo nível de vácuo e, assim, as partículas são uniformes desde o topo até ao fundo do recipiente 14.

Para facilitar a densidade de acomodação das partículas no interior do recipiente 14, é utilizada uma mesa vibratória 46 associada ao molde 14, para vibrar o mesmo, durante o carregamento do pó para dentro do molde.

Lisboa, 2010-03-10

Claims

ΕΡ Ο 799 662/ΡΤ 1/3 REIVINDICAÇÕES 1 - Método para produção em metalurgia de pós de artigos em aço de ferramentas e em aço rápido a partir das suas partículas pré-ligadas, compreendendo referido método o fornecimento de uma determinada quantidade de partículas pré-ligadas no interior de um recipiente vedável, a vedação e a evacuação do referido recipiente, para proporcionar um vácuo no mesmo, a vedação e a evacuação de um molde compressivel para produzir um vácuo no mesmo, e a introdução das referidas partículas pré-ligadas a partir do referido recipiente evacuado no referido molde evacuado, através de uma conduta evacuada e vedada, e a compactação das referidas partículas pré-ligadas no interior do referido molde vedado e evacuado, pelo que é impedida a contaminação das referidas partículas pré-ligadas antes e durante a compactação e em que a referida evacuação dos referidos recipiente, molde e conduta é obtida pela utilização de uma única bomba de vácuo.
2 - Método de acordo com a reivindicação 1, em que a referida evacuação do referido recipiente e a referida evacuação do referido molde são selectivamente executadas, de modo quer sequencial quer simultâneo, utilizando o comando selectivo de válvulas.
3 - Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que a referida compactação das referidas partículas pré-ligadas é executada sem desgasificação do referido molde, após a referida evacuação do mesmo.
4 - Método de acordo com a reivindicação 1, em que a referida bomba de vácuo está isolada das referidas partículas pré-ligadas.
5 - Método de acordo com qualquer reivindicação anterior, em que é mantido, dentro dos referidos recipiente, molde e conduta, um vácuo dinâmico, durante a referida introdução das referidas partículas pré-ligadas do dito recipiente para o referido molde.
6 - Método de acordo com a reivindicação 5, em que o referido vácuo dinâmico, mantido no interior dos referidos ΕΡ Ο 799 662/ΡΤ 2/3 recipiente, molde e conduta, durante a referida introdução das referidas partículas pré-ligadas do referido recipiente para o referido molde, estabelece um nível de vácuo substancialmente uniforme para as referidas partículas pré-ligadas, introduzidas através referida conduta vedada e evacuada, pelo que as referidas partículas pré-ligadas através de todo o referido recipiente foram expostas a um nível de vácuo uniforme e apresentam, assim, limpeza uniforme.
7 - Aparelho para a produção em metalurgia de pós de artigos em aço de ferramentas e em aço rápido, compreendendo o referido aparelho um recipiente vedável, que tem uma determinada quantidade de partículas pré-ligadas no mesmo, meios para evacuação do referido recipiente, para proporcionar um vácuo no mesmo, um molde vedável e compressível, meios para evacuação do referido molde para proporcionar um vácuo no mesmo, os meios para vedação do referido molde, e os meios de conduta para a transferência das referidas partículas pré-ligadas do dito recipiente para o referido molde, expondo ao mesmo tempo as referidas partículas a um nível uniforme de vácuo, durante a referida transferência, pelo que as referidas partículas são protegidas de contaminação antes e durante a compactação e apresentam limpeza uniforme, o incluindo ainda o aparelho uma única bomba de vácuo para evacuação dos referidos recipiente, molde e meios de conduta.
8 - Aparelho de acordo com a reivindicação 7, que inclui ainda meios de comando selectivo de válvula para evacuação selectiva do referido recipiente e do referido molde de modo quer sequencial quer simultâneo.
9 - Aparelho de acordo com a reivindicação 7 ou 8, que inclui ainda meios para isolamento da referida bomba de vácuo das referidas partículas pré-ligadas.
10 - Aparelho de acordo com a reivindicação 9, que inclui ainda válvulas proporcionadas nos referidos meios conduta para permissão da evacuação dos referidos recipiente e molde através dos referidos meios de conduta por meio da referida bomba, isolando ao mesmo tempo a referida bomba das ΕΡ Ο 799 662/ΡΤ 3/3 referidas partículas pré-ligadas no interior dos referidos meios de conduta.
11 - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 7 a 10, que inclui ainda meios para vibração do referido molde durante a referida transferência das referidas partículas para o referido molde, para aumentar a densidade acomodação das referidas partículas no interior do referido molde.
12 - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 7 a 11, que inclui ainda um alimentador vibratório, que constitui uma porção dos referidos meios de conduta.
13 - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 7 a 12, que inclui ainda uma balança para determinação do peso das referidas partículas transferidas do referido recipiente para o referido molde.
14 - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 7 a 13, que inclui ainda um indicador de nível para determinação do nível das referidas partículas no referido molde. Lisboa, 2010-03-10