ES2224787B1 - CONTINUOUS PROCESSING OF METAL MATERIALS THROUGH PLASTIC DEFORMATION IN POLIANGULAR CHANNEL. - Google Patents
CONTINUOUS PROCESSING OF METAL MATERIALS THROUGH PLASTIC DEFORMATION IN POLIANGULAR CHANNEL.Info
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Abstract
Procesado continuo de materiales metálicos mediante deformación plástica en canal poliangular que comprende la compresión del material, por ejemplo mediante rodillos laminadores a la entrada de la matriz que conforma el canal poliangular, junto con un sistema de tracción a la salida de dicha matriz. Ambos esfuerzos se combinan en el arrastre en continuo del material, manteniendo constante la sección del material de partida. El canal poliangular por el que se obliga a pasar al material produce un efecto de tensión cortante que afina notablemente el tamaño de grano del material, y mejora sustancialmente las propiedades mecánicas del mismo sin alterar sus dimensiones.Continuous processing of metallic materials by means of plastic deformation in a polyiangular channel that comprises the compression of the material, for example by means of rolling rollers at the entrance of the matrix that forms the polyiangular channel, together with a traction system at the exit of said matrix. Both efforts are combined in the continuous drag of the material, keeping the section of the starting material constant. The polyiangular channel through which the material is forced to pass produces a shear stress effect that significantly refines the grain size of the material, and substantially improves its mechanical properties without altering its dimensions.
Description
Procesado continuo de materiales metálicos mediante deformación plástica en canal poliangular.Continuous processing of metallic materials by means of plastic deformation in a polygonal channel.
La invención se refiere al sector metalmecánico, específicamente al área de procesado de materiales metálicos para mejorar sus propiedades mecánicas, por ejemplo la resistencia a la tensión, dureza, tenacidad y límite de fatiga entre otras. En la presente invención el procesado se realiza en continuo, y comprende un proceso de deformación plástica en canal poliangular.The invention relates to the metalworking sector, specifically to the area of processing of metallic materials for improve its mechanical properties, for example resistance to tension, hardness, toughness and fatigue limit among others. In the present invention the processing is carried out continuously, and comprises a process of plastic deformation in a polygonal canal.
El tamaño de grano de los metales tiene una gran influencia en las propiedades mecánicas de los mismos, por lo que su afinamiento proporciona importantes beneficios tecnológicos. A bajas temperaturas, un tamaño de grano fino aumenta la resistencia, la dureza, la tenacidad y el límite de fatiga del material. A temperaturas altas, las aleaciones de grano ultrafino pueden ser superplásticas, con capacidad para experimentar grandes deformaciones.The grain size of metals has a large influence on their mechanical properties, so Its refinement provides important technological benefits. TO low temperatures, a fine grain size increases resistance, the hardness, toughness and fatigue limit of the material. TO high temperatures, ultrafine grain alloys can be superplastic, with the ability to experience large deformations
Actualmente, existe un gran número de procesos de fabricación que permiten la obtención de materiales metálicos con grano submicrométrico, incluyendo la solidificación rápida, la pulvimetalurgia y los métodos de condensación de vapor (P. Sanders, G. Fougere, L. Thompson, J. Eastman y J. Weertman, Nanostructured Materials, 8, nº 3, 1997, 243-252; C, Koch, Y. Cho, Nanostructured Materials, 1, 1992, 207-212). Estos métodos, que se aplican a menudo a aleaciones de composición poco frecuente, van encaminados a la producción de cantidades muy pequeñas de material, y mantienen una cierta porosidad residual en los materiales después de su obtención. Estos procesos de alta deformación plástica producen materiales de grano ultrafino por recristalización continua.Currently, there are a large number of processes of manufacturing that allow obtaining metallic materials with submicron grain, including rapid solidification, the powder metallurgy and steam condensation methods (P. Sanders, G. Fougere, L. Thompson, J. Eastman and J. Weertman, Nanostructured Materials, 8, No. 3, 1997, 243-252; C, Koch, Y. Cho, Nanostructured Materials, 1, 1992, 207-212). These methods, which are often applied to alloys of little composition Frequently, they are aimed at producing very large quantities small material, and maintain a certain residual porosity in the materials after obtaining it. These high processes plastic deformation produce ultrafine grain materials by continuous recrystallization.
Otro ejemplo son los procesos de fabricación convencionales como la laminación, forja y trefilado, entre otros. Sin embargo, una o más dimensiones de la pieza se reducen como consecuencia del proceso, por lo que existe un límite a las deformaciones que se pueden alcanzar. En estos procesos, es posible obtener deformaciones reales mayores que 4 (\varepsilon > 4) para materiales en forma de filamentos o películas, que tienen una utilidad limitada.Another example is the manufacturing processes Conventional lamination, forging and wire drawing, among others. However, one or more dimensions of the piece are reduced as consequence of the process, so there is a limit to deformations that can be achieved. In these processes, it is possible get real deformations greater than 4 (\ varepsilon> 4) for materials in the form of filaments or films, which have a limited utility
En los últimos años se han desarrollado algunas técnicas nuevas para alcanzar muy altas deformaciones (\varepsilon > 10) con cambios mínimos en las dimensiones de las piezas. Este mantenimiento de las dimensiones de las piezas hace que no haya un límite definido a la deformación que se puede alcanzar, siempre y cuando el material tenga suficiente ductilidad.In recent years some have been developed new techniques to achieve very high deformations (\ varepsilon> 10) with minimal changes in the dimensions of The pieces. This maintenance of the dimensions of the pieces makes that there is no defined limit to the deformation that can be reach, as long as the material has enough ductility.
Las técnicas que se han desarrollado actualmente pueden englobarse en: deformación por torsión a alta presión, y extrusión en canal angular constante (ECAE). En la primera, un disco delgado es deformado en torsión mediante la fricción proporcionada por una gran presión hidrostática (del orden de 5 GPa), obteniéndose a temperatura ambiente deformaciones de aproximadamente 7 o superiores (\varepsilon > 7) y tamaños de grano de 0,2 \mum. Esta técnica no puede ser fácilmente escalable y por tanto su principal aplicación está en las investigaciones de laboratorio a pequeña escala (I. Saunders, J. Nutting, Metal Science, 18, 1984).The techniques that have been developed today they can be included in: high pressure torsion deformation, and constant angular channel extrusion (ECAE). In the first, a thin disc is distorted in torsion by friction provided by a high hydrostatic pressure (of the order of 5 GPa), obtaining at room temperature deformations of approximately 7 or higher (ε> 7) and sizes of 0.2 µm grain. This technique cannot be easily scalable. and therefore its main application is in the investigations of Small-scale laboratory (I. Saunders, J. Nutting, Metal Science, 18, 1984).
El segundo proceso, conocido como “Equal Channel Angular Extrussion” (ECAE), se desarrolló en 1971, en la antigua Unión Soviética, por Segal y sus colaboradores (V. Segal, Mat. Sci. Eng., 1995, 157-164; V. Segal, V. Reznikov, A. Drobyshevskiy, V. Kopylov, Russian Metally, 1, 1981, 99-105). Esta técnica permite obtener grandes deformaciones en los metales, habiéndose aplicado a muchos tipos de aleaciones: de cobre, de niquel, y a aleaciones de aluminio (Y. Wu, I. Baker, Scripta Materialia, 37, nº 4, 1997, 437-442; P. Prangnell, C. Harris, S. Roberts, Scripta Materialia, 37, nº 7, 1997, 983-989), entre otras, posibilitando la obtención de tamaño de grano submicrométrico. Además, la sección transversal del material no se modifica, al contrario que en otros métodos de deformación. Sin embargo, presenta los inconvenientes de que el tamaño de los materiales de partida es reducido, de que no puede utilizarse en continuo, y de que precisa sucesivos pases por el canal angular para lograr resultados satisfactorios, dado que el canal utilizado sólo puede comprender un ángulo.The second process, known as “Equal Channel Angular Extrussion ”(ECAE), was developed in 1971, in the former Soviet Union, by Segal and his collaborators (V. Segal, Mat. Sci. Eng., 1995, 157-164; V. Segal, V. Reznikov, A. Drobyshevskiy, V. Kopylov, Russian Metally, 1, 1981, 99-105). This technique allows to obtain large deformations in metals, having been applied to many types of alloys: copper, nickel, and aluminum alloys (Y. Wu, I. Baker, Scripta Materialia, 37, No. 4, 1997, 437-442; P. Prangnell, C. Harris, S. Roberts, Scripta Materialia, 37, No. 7, 1997, 983-989), between others, making it possible to obtain grain size submicrometric In addition, the cross section of the material is not modifies, unlike in other deformation methods. Without However, it has the disadvantages that the size of the Starting materials is reduced, that cannot be used in continuous, and that requires successive passes through the angular channel to achieve satisfactory results, since the channel used only You can understand an angle.
Una de las razones fundamentales para estas limitaciones se encuentra en el pandeo que experimenta el punzón empleado para empujar la probeta, lo que provoca que dicho punzón, y en consecuencia la probeta, no puedan exceder de determinado tamaño, a partir del cual la amplitud del pandeo imposibilita el funcionamiento del dispositivo. Otra limitación debida al uso de un punzón o émbolo para empujar la probeta de material es la imposibilidad de procesar un material en continuo por una secuencia de ángulos, ya que un mismo punzón o émbolo no puede hacer que la probeta complete el recorrido por un canal poliangular.One of the fundamental reasons for these limitations are found in the buckling that the punch experiences used to push the specimen, which causes that punch, and consequently the test tube, cannot exceed a certain size, from which the amplitude of the buckling makes impossible the device operation. Another limitation due to the use of a punch or plunger to push the material specimen is the inability to process a material continuously by a sequence of angles, since the same punch or plunger cannot make the test tube complete the route through a polyiangular channel.
Mediante la técnica ECAE la probeta de material es forzada a pasar por una matriz que contiene dos canales de igual sección (circular, cuadrada o poligonal) que se intersecan formando un ángulo generalmente de 90º. Al llegar el punzón a dicho ángulo, la probeta ya esta completamente situada en el segmento posterior al codo, de donde se extrae. El material es así deformado mediante un mecanismo de tensión cortante pura, al atravesar el canal angular. Una vez que la probeta ha sido procesada, se vuelve a introducir por la entrada del canal y se repite el proceso de deformación. Es posible emplear diferentes rutas en el proceso de deformación aplicado: por ejemplo, ruta A, en la que la orientación de la probeta permanece invariable en las sucesivas pasadas; ruta B, en la que la probeta se rota 90º en los sucesivos pases; y ruta C, en la que la probeta se rota 180º. Las características microestructurales resultantes varían en función de la ruta de proceso. El proceso se repite un número N de veces, dependiendo del tipo de material y de las deformaciones que se quieran obtener.Using the ECAE technique, the material specimen it is forced to go through an array that contains two equal channels section (circular, square or polygonal) that intersect forming An angle generally of 90º. When the punch reaches that angle, the specimen is already completely located in the posterior segment to the elbow, where it is extracted. The material is thus deformed by a pure shear tension mechanism, when crossing the channel angular. Once the specimen has been processed, it is returned to enter through the channel entrance and repeat the process of deformation. It is possible to use different routes in the process of applied deformation: for example, route A, in which the orientation of the test tube remains unchanged in the successive passes; route B, in which the specimen is rotated 90º in successive passes; and route C, in which the test tube is rotated 180º. The characteristics resulting microstructural vary depending on the route of process. The process is repeated a number N times, depending on the type of material and the deformations that you want to obtain.
El proceso ECAE está influenciado por diversos factores como la velocidad de extrusión, generalmente entre 10^{-2} y 10 mm/s, y las condiciones de rozamiento. Asimismo, la temperatura de extrusión afecta a las características de las aleaciones procesadas. Existe una buena correlación entre los resultados de la simulación por elementos finitos y los resultado experimentales al aplicar la técnica ECAE (Y. Garcés, C. J. Luis, C. Berlanga, P. González, aceptado en International Conference in Advances in Materials and Processing Technologies, AMPT'01, Madrid, 2001).The ECAE process is influenced by various factors such as extrusion speed, usually between 10-2 and 10 mm / s, and the friction conditions. Also, the extrusion temperature affects the characteristics of the processed alloys. There is a good correlation between simulation results by finite elements and the results experimental when applying the ECAE technique (Y. Garcés, C. J. Luis, C. Berlanga, P. González, accepted at International Conference in Advances in Materials and Processing Technologies, AMPT'01, Madrid, 2001).
En definitiva, si bien el proceso ECAE presenta interés debido a que posibilita el impartir muy altas deformaciones, su aplicación industrial se ve limitada tanto por el tamaño reducido de las probetas, a causa del pandeo del punzón que comprime la probeta, como por la productividad del mismo ya que es un proceso discreto en el que es necesario extraer la probeta y volver a introducirla al proceso por el canal de entrada, y por la imposibilidad de procesar el material por un canal poliangular.In short, although the ECAE process presents interest because it makes it possible to impart very high deformations, its industrial application is limited both by the small size of the specimens, because of the buckling of the punch that compress the specimen, as per the productivity of it as it is a discrete process in which it is necessary to extract the specimen and re-introduce it to the process through the input channel, and through the inability to process the material through a polyiangular channel.
Otro proceso conocido, aunque estudiado en mucha menor medida, es el denominado trefilado de materiales en canal angular o ECAD (“Equal Channel Angular Drawing”) (C. J. Luis, P. González, Y. Garcés, C. Berlanga, J. Pérez, aceptado en International Conference in Advances in Materials and Processing Technologies, AMPT'01, Madrid, 2001). En este proceso, el material es estirado obligándole a atravesar una matriz con un canal angular constante. Así, este proceso posibilita un procesado en continuo de los materiales, por lo que presenta un mayor interés industrial. Sin embargo, no proporciona grandes deformaciones, las cuales son muy inferiores a las producidas por el proceso ECAE, predominando el efecto de estirado sobre el de cortante. Igualmente, la sección tansversal sufre un adelgazamiento durante el procesado. Esto es puesto de manifiesto tanto por resultados experimentales como por simulación por elementos finitos. Ambos motivos, es decir, menores deformaciones y disminución de la sección transversal, pueden haber ocasionado un menor estudio del proceso en relación al ECAE, siendo escasas las referencias al respecto (U. Chakkingal, A.B. Suriadi and P.F. Thomson Scripta Materialia, 39 nº 6, 1998; U. Chakkingal, A.B. Suriadi and P.F. Thomson Mater Sci. Eng., A266, 1999). Además, la estructura resultante en los materiales procesados por ECAD no es homogénea en cuanto al tamaño de grano producido.Another known process, although studied in many lesser extent, is the so-called drawing of channel materials angular or ECAD (“Equal Channel Angular Drawing”) (C. J. Luis, P. González, Y. Garcés, C. Berlanga, J. Pérez, accepted in International Conference in Advances in Materials and Processing Technologies, AMPT'01, Madrid, 2001). In this process, the material it is stretched by forcing it through a matrix with an angular channel constant. Thus, this process enables continuous processing of the materials, so it presents a greater industrial interest. However, it does not provide large deformations, which are far inferior to those produced by the ECAE process, predominantly the stretching effect on the shear. Likewise, the section Tansversal suffers a thinning during processing. This is revealed both by experimental results and by simulation by finite elements. Both reasons, that is, minor deformations and decrease in cross section, there may be caused a smaller study of the process in relation to the ECAE, being few references in this regard (U. Chakkingal, A.B. Suriadi and P.F. Thomson Scripta Materialia, 39 No. 6, 1998; U. Chakkingal, A.B. Suriadi and P.F. Thomson Mater Sci. Eng., A266, 1999). Further, the resulting structure in materials processed by ECAD does not It is homogeneous in terms of the grain size produced.
Se han desarrollado algunas patentes relativas al proceso ECAE (M. Jarret, W. Dixon, May 1994, US Patent nº 5309748; V. Segal, R. Goforth, K. Hartwing, Mar 1995, US Patent nº 5400633; V. Segal, L. Segal, Feb 1997, US Patent nº 5600989; V. Segal, May 1996, US Patent nº 5513512; L. Semiatin, D. Delo, May 1999, US Patent nº 5904062), pero no se ha encontrado ninguna relativa al proceso ECAD.Some patents related to ECAE process (M. Jarret, W. Dixon, May 1994, US Patent No. 5309748; V. Segal, R. Goforth, K. Hartwing, Mar 1995, US Patent No. 5400633; V. Segal, L. Segal, Feb 1997, US Patent No. 5600989; V. Segal, May 1996, US Patent No. 5513512; L. Semiatin, D. Delo, May 1999, US Patent No. 5904062), but none related to ECAD process.
La presente invención permite obtener grandes deformaciones en el material, con la consiguiente disminución del tamaño de grano y una sustancial mejora de las propiedades mecánicas de los metales, sin modificar la sección transversal del material y permitiendo su realización en continuo. Comprende un proceso de deformación en canal poliangular realizable en continuo, sin limitación de tamaño del material de partida, y que no modifica la sección transversal del material procesado, aplicable a secciones muy diversas (cuadrada, rectangular, circular, poligonal), resultando materiales tanto enrollables como no enrollables.The present invention allows to obtain large deformations in the material, with the consequent decrease in grain size and a substantial improvement in properties mechanics of metals, without modifying the cross section of the material and allowing its realization in continuous. It includes a deformation process in a continuous polyangular channel, without limitation of starting material size, and that does not change the cross section of the processed material, applicable to very diverse sections (square, rectangular, circular, polygonal), resulting in both rolling and non-rolling materials roller.
La invención comprende, por una parte, un sistema que genera una fuerza de compresión sobre el material metálico continuo, a la entrada de una matriz en canal angular o poliangular, que lo empuja a través de ella, y que incluye un conjunto de rodillos de laminación. Al mismo tiempo, y simultáneamente al proceso de laminación que genera la fuerza de compresión, la invención comprende un proceso de tracción que desarrolla una fuerza que tira del material a la salida de la matriz, ajustándose de manera que la velocidad de entrada del material en la matriz coincide generalmente con la de salida de ésta. La matriz por la que el material es obligado a pasar contiene un canal angular que incluye uno o varios ángulos de cualquier valor eficaz para producir un efecto de tensión cortante al material metálico. Uno de los valores preferidos para alguno de los ángulos de dicho canal es 90º, pero el proceso es igualmente eficaz empleando canales angulares con ángulos de otros valores.The invention comprises, on the one hand, a system which generates a compression force on the metallic material continuous, at the input of an array in angular channel or polyiangular, which pushes it through it, and that includes a Rolling roller assembly. At the same time, and simultaneously to the lamination process that generates the force of compression, the invention comprises a tensile process that develops a force that pulls the material at the exit of the matrix, adjusting so that the input speed of the material in the matrix generally matches the output of is. The matrix through which the material is forced to pass contains an angular channel that includes one or more angles of any effective value to produce a shear stress effect at metallic material One of the preferred values for any of the angles of said channel is 90º, but the process is equally effective using angular channels with angles of other values.
El proceso objeto de la presente invención es aplicable a materiales de partida con secciones muy diversas, por ejemplo preformas con sección cuadrada o rectangular, preformas con sección circular u ovalada, o preformas con sección poligonal. Tales materiales pueden presentar conformaciones de dimensiones predominantemente longitudinales, de diversas posibles secciones, como por ejemplo barras o alambres, enrollables o no; o conformaciones predominantementes bidimensionales, como chapas o láminas, sean bobinables o no.The process object of the present invention is applicable to starting materials with very different sections, for example preforms with square or rectangular section, preforms with circular or oval section, or preforms with polygonal section. Such materials may have conformations of dimensions predominantly longitudinal, of various possible sections, such as bars or wires, roller or not; or predominantly two-dimensional conformations, such as veneers or sheets, whether or not winding.
Posteriormente, el material procesado se somete a un tratamiento térmico que produce un afinamiento y homogeneización del tamaño de grano, con la consiguiente mejora en las propiedades mecánicas del material.Subsequently, the processed material is subjected to a heat treatment that produces a refinement and homogenization of the grain size, with the consequent improvement in the properties Material mechanics.
Para una mejor comprensión de la descripción, se acompañan unos dibujos en los que se representa, por una parte, el esquema del sistema de procesado objeto de la invención, y, por otra parte, un caso práctico de realización del procesado continuo en canal poliangular.For a better understanding of the description, it they accompany some drawings in which the scheme of the processing system object of the invention, and, by other part, a practical case of continuous processing in polyiangular canal.
La figura 1 es una representación del esquema del proceso, en el que F_{2} es la fuerza ejercida por el accionamiento a la salida de la matriz, con canal de doble ángulo. Asimismo, se muestra que la fuerza de compresión a la entrada (F_{1}) se genera a partir de los rodillos de laminación. En el caso de la figura se muestran dos pares de rodillos.Figure 1 is a representation of the scheme of process, in which F_ {2} is the force exerted by the drive at the exit of the die, with double angle channel. It also shows that the compressive force at the entrance (F1) is generated from the rolling rollers. At In the case of the figure, two pairs of rollers are shown.
En la figura 2 se muestra la estructura del material, empleando simulación por elementos finitos. Como puede observarse, tras el segundo ángulo aparece una zona central en la que las deformaciones son homogéneas, alcanzando un valor máximo en dicha zona. Por lo tanto, se obtendrá un material con sección transversal constante y con grandes deformaciones acumuladas, en el que los tratamientos térmicos posteriores conducirán a un afinamiento del tamaño de grano y a una mejora sustancial de las propiedades mecánicas del material.Figure 2 shows the structure of the material, using simulation by finite elements. How can observed, after the second angle a central area appears in the that the deformations are homogeneous, reaching a maximum value in said area. Therefore, a material with section will be obtained constant transverse and with large accumulated deformations, in the that subsequent heat treatments will lead to a refinement of grain size and a substantial improvement of mechanical properties of the material.
La figura 3 muestra la evolución de las deformaciones en el material al atravesar los ángulos de la matriz. Dichas deformaciones se han obtenido para un punto situado en el centro del material. Puede observarse que al atravesar cada ángulo las deformaciones aumentan, y alcanzan un valor máximo tras el segundo ángulo.Figure 3 shows the evolution of the deformations in the material when crossing the angles of the matrix. These deformations have been obtained for a point located in the center of the material It can be seen that crossing each angle deformations increase, and reach a maximum value after second angle
Se parte de alambrón laminado en caliente, con enfriamiento controlado, con diámetro de 18 mm. Dicho material se procesa mediante el empleo de dos pares de rodillos perfiladores, de 150 mm de diámetro y 300 mm de longitud y con una potencia de 10 kW, obligándole a atravesar una matriz en canal angular, con sección circular, situada a la salida de dichos rodillos. La velocidad de proceso es de 50 mm/s, a la salida del segundo laminador. Simultáneamente, a la salida de la matriz, se ejerce una fuerza de tracción mediante un único motor monobloque que, al girar, permite el enrollado del alambre en un tambor de arrastre, consistente en un cilindro de 300 mm de diámetro al cual se acopla el par motor, ejerciendo sobre el material, una fuerza de aproximadamente 10 kN, enrollando el alambre según va siendo procesado, el cual sale de la matriz con una velocidad de aproximadamente 50 mm/s. Se ajustan los parámetros de proceso de manera que no se produzca adelgazamiento significativo en el material y no varíe su sección transversal. Para ello, se regulará la velocidad de giro del motor de manera que la velocidad de salida del segundo par de rodillos sea igual a la velocidad de salida de la matriz en canal angular. De esta manera se combinan los dos efectos. Es decir, por una parte se tiene el efecto de empuje, a la entrada de la matriz, como consecuencia del proceso de laminación, y a la salida se tiene un efecto de estirado, como consecuencia del proceso de tracción. Al mismo tiempo, es posible obligar al alambre a atravesar una hilera de diámetro ligeramente inferior al inicial, de manera que se produzca un calibrado sobre el mismo.It starts from hot rolled wire rod, with controlled cooling, with a diameter of 18 mm. This material is processes by employing two pairs of roll rollers, 150 mm in diameter and 300 mm in length and with a power of 10 kW, forcing it to cross a matrix in angular channel, with circular section, located at the exit of said rollers. The process speed is 50 mm / s, at the exit of the second rolling mill Simultaneously, at the exit of the matrix, a traction force by means of a single monobloc motor that, when rotate, allows the winding of the wire in a drag drum, consisting of a 300 mm diameter cylinder to which it is attached the torque, exerting on the material, a force of approximately 10 kN, winding the wire as it is processed, which leaves the matrix with a speed of approximately 50 mm / s. The process parameters of so that there is no significant thinning in the material and do not vary its cross section. To do this, it will be regulated the speed of rotation of the motor so that the output speed of the second pair of rollers is equal to the output speed of the matrix in angular channel. In this way the two are combined effects. That is, on the one hand you have the effect of pushing, to the matrix entry, as a consequence of the lamination process, and at the exit there is a stretching effect, as a result of tensile process At the same time, it is possible to force the wire to cross a row of diameter slightly smaller than the initial one, so that there is a calibration on it.
Se parte de un producto laminado en colada continua con sección cuadrada de 100x100 mm. Dicho material se lamina mediante el empleo de un par de rodillos perfiladores, de 1000 mm de diámetro y 1500 mm de longitud que no modifiquen significativamente la forma de su sección inicial, obligándole a atravesar una matriz en canal angular con sección cuadrada. La velocidad de proceso es de 10 mm/s y la potencia de los rodillos laminadores de 20 kW/rodillo. Simultáneamente, a la salida de la matriz en canal angular, se ejerce una fuerza de tracción sobre el material de 400 kN, mediante un sistema de fijación mecánica que es movido por un sistema de arrastre lineal, empleando, para ello, una cadena y un banco de estirado. Se ajustará la velocidad de desplazamiento lineal, a la salida de la matriz, de forma que la velocidad de salida de la matriz sea igual a la de entrada a dicha matriz (10 mm/s). De esta manera se combinan los dos efectos: el de empuje a la entrada de la matriz, y el de estirado a la salida de la misma.Be part of a rolled product in laundry continuous with square section of 100x100 mm. This material is laminate by using a pair of profile rollers, of 1000 mm in diameter and 1500 mm in length that do not change significantly the shape of your initial section, forcing you to cross a matrix in angular channel with square section. The process speed is 10 mm / s and the power of the rollers 20 kW laminators / roller. Simultaneously, at the exit of the matrix in angular channel, a tensile force is exerted on the 400 kN material, through a mechanical fixing system that is moved by a linear drag system, using, for this, a chain and a stretch bench. The speed of linear displacement, at the exit of the matrix, so that the matrix output speed is equal to that of said input matrix (10 mm / s). In this way the two effects are combined: that of push at the entrance of the die, and the one at the exit of the same.
Se parte de flejes laminados en caliente, para el
conformado directo o laminación en frío con anchos de 300 mm y 2.0
mm de espesor. Dicho material se lamina mediante el empleo de dos
pares de rodillos laminadores, de 500 mm de diámetro y 1000 mm de
longitud obligándole a atravesar una matriz en canal angular con
sección rectangular, situada a la salida de dichos rodillos. La
velocidad de proceso es de 200 mm/s y la potencia de 4 kW/cilindro.
Simultáneamente, a la salida de la matriz en canal angular, se
ejercerá una fuerza de tracción sobre el material de 20 kN mediante
un sistema de fijación mecánica que es movido por un sistema de
arrastre giratorio, empleando, para ello, rodillo de 400 mm de
diámetro al que se acopla un motor. Se ajustará la velocidad de
desplazamiento lineal, a la salida de la matriz, de forma que la
velocidad de salida de la matriz sea igual a la de entrada a dicha
matriz ( 200 mm/s). De esta manera se combinan los dos efectos: el
de empuje a la entrada de la matriz, y el de estirado a la salida
de la misma, de acuerdo con la
invención.It starts from hot rolled strips, for direct forming or cold rolling with widths of 300 mm and 2.0 mm thick. Said material is laminated by means of the use of two pairs of rolling rollers, 500 mm in diameter and 1000 mm in length, forcing it to pass through an angular channel matrix with a rectangular section, located at the exit of said rollers. The process speed is 200 mm / s and the power of 4 kW / cylinder. Simultaneously, at the exit of the die in the angular channel, a tensile force will be exerted on the material of 20 kN by means of a mechanical fixing system that is moved by a rotating drag system, using, for this, a 400 mm roller diameter to which a motor is coupled. The linear displacement speed will be adjusted, at the exit of the matrix, so that the exit speed of the matrix is equal to that of the entrance to said matrix (200 mm / s). In this way the two effects are combined: the push at the entrance of the matrix, and the one at the exit of the same, according to the
invention.
Se parte de lámina de acero al carbono enrollada
en frío, para troquelado profundo de 500 mm de ancho y 2 mm de
espesor, destinada a la fabricación de piezas en las que se aplica
el troquelado o conformado severo, como por ejemplo en piezas
automotrices. Dicho material se lamina mediante el empleo de un par
de rodillos laminadores de 400 mm de diámetro y 1000 mm de
longitud, con potencia de 8kW/rodillo, obligándole a atravesar una
matriz en canal angular con sección rectangular, situada a la
salida de dichos rodillos, siendo la velocidad de salida de los
rodillos de 150 mm/s. Simultáneamente, a la salida de la matriz en
canal angular, se ejercerá una fuerza de tracción sobre el material
de 20 kN, mediante un sistema de fijación mecánica que es movido
por un sistema de arrastre giratorio, empleando, para ello, rodillo
de 450 mm de diámetro al que se acopla un motor. Se ajustará la
velocidad de desplazamiento lineal, a la salida de la matriz, de
forma que la velocidad de salida de la matriz sea igual a la de
entrada a dicha matriz (150 mm/s). De esta manera se combinan los
dos efectos: el de empuje a la entrada de la matriz, y el de
estirado a la salida de la misma, aplicando así la invención
descrita en la presente
memoria.It is part of cold rolled carbon steel sheet, for deep die cutting of 500 mm wide and 2 mm thick, intended for the manufacture of parts in which severe die cutting or shaping is applied, such as in automotive parts. Said material is laminated by using a pair of rolling mills of 400 mm in diameter and 1000 mm in length, with power of 8kW / roller, forcing it to pass through a matrix in angular channel with rectangular section, located at the exit of said rollers , the output speed of the rollers being 150 mm / s. Simultaneously, at the exit of the die in the angular channel, a tensile force will be exerted on the 20 kN material, by means of a mechanical fixing system that is moved by a rotating drag system, using, for this, a 450 mm roller in diameter to which a motor is coupled. The linear travel speed will be adjusted, at the exit of the matrix, so that the output speed of the matrix is equal to that of the input to said matrix (150 mm / s). In this way the two effects are combined: that of thrust at the entrance of the die, and that of stretching at the exit thereof, thus applying the invention described herein.
memory.
Claims (10)
partida.1. Continuous processing of metallic materials by means of plastic deformation in a polyiangular channel characterized in that it comprises a compression system of said material capable of forcing it to pass continuously through a matrix that configures a polyiangular channel, together with a traction system of the continuous material to the exit of the polyiangular channel, so that both efforts are combined simultaneously in the continuous drag of the material, resulting that the section of the processed material is substantially the same as that of the material of
departure.
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