ES2289178T3 - Metodo de fabricacion de un perno en u aplanado. - Google Patents
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Abstract
Un método para fabricar un perno en U que comprende los pasos de: proporcionar una varilla (10) de acero de alta resistencia con extremos espaciados, una microestructura de ferritaperlita y una resistencia a la tracción de al menos alrededor de 120.000 psi (827, 36 MPa) y un límite de elasticidad de al menos alrededor de 90.000 psi (620, 52 MPa) que comprende en peso: carbono alrededor de 0, 30 a alrededor de 0, 65% manganeso de alrededor de 0, 30 a alrededor del 2, 5%, aluminio, niobio, titanio y/o vanadio y mezclas de ellos, en una cantidad efectiva de hasta y alrededor de 0, 35% equilibrio de hierro; roscando cada uno de los extremos espaciados; y conformando en frío la varilla en un perno en U, en donde las propiedades mecánicas de la resistencia a la tracción y el límite de elasticidad de dicho perno en U son sustancialmente iguales o superiores que dicha varilla; caracterizada por el hecho de que antes del conformado en frío, una porción (16) de los extremos espaciados intermedios de la varilla está aplanada, y por el hecho de que el aplanado y doblado se realizan de modo que la relación del radio del perno en U respecto al espesor de la porción aplanada y/o del espesor de la porción aplanada respecto al diámetro de la varilla es tal como para permitir el conformado correcto sin que se produzcan fracturas y grietas en la varilla.
Description
Método de fabricación de un perno en U
aplanado.
La presente invención se refiere a un método
para fabricar pernos en U de acero de alta resistencia a partir de
varillas con extremos roscados aplanadas por su sección central.
Más especialmente, se refiere a un método mediante el cual se
conforma en frío una varilla aplanada con extremos roscados de
acero de alta resistencia en un perno en U con una forma geométrica
deseada, de modo que la resistencia del perno en U signa siendo
sustancialmente la misma o mayor que la varilla aplanada con
extremo roscado.
Existen muchos métodos para la producción de
partes de acero de alta resistencia y otros elementos. En
especial, las patentes estadounidenses núms. 5.236.520; 5.330.594;
5.496.425; 5.538.566; 5.094.698; 5.704.998; 5.454.888; y 5.453.139
describen un método para formar dichas piezas u otros
elementos.
Una de dichas partes es un perno en U
aplanado.
Muchos fabricantes de equipos originales (FEO)
del sector del automóvil y del camión actualmente usan pernos en U
aplanados por una serie de motivos. Dos de esos motivos son para
aumentar el área de contacto entre el eje y el perno en U, y para
aumentar la separación entre otras partes el conjunto de suspensión
y el perno en U. El aumento del área de contacto se considera
necesario ya que los FEO han ahorrado en coste de material y han
reducido el peso reduciendo el grosor de los materiales usados en
sus ejes. Con el cambio por dichos ejes más finos y de peso más
ligero, un perno en U no aplanado tiene el potencial de colapsar el
eje. El área superficial de contacto entre el perno en U no
aplanado y el eje se limita a la porción circunferencial,
redondeada del perno en U, concentrando así la carga aplicada en un
área más pequeña del eje y aumentando la posibilidad de deformación
o fallo del eje. Por lo tanto, se prefieren pernos en U aplanados
porque la porción aplanada aumenta el área de contacto superficial
entre el perno en U y el eje, distribuyendo así la carga y
disminuyendo la probabilidad de dañar el eje.
Con frecuencia los vehículos que utilizan dichas
pernos en U aplanados se modifican tras abandonar la fábrica. La
modificación requiere normalmente un perno en U de sustitución. Con
frecuencia las suspensiones se modifican para satisfacer los
requisitos del cliente o para aumentar la capacidad de carga del
vehículo. En la mayoría de modificaciones, se añaden uno o más
muelles a la suspensión existente y es necesaria un perno en U más
larga para sujetar la suspensión.
Fuentes conocidas para el suministro de pernos
en U de sustitución no pueden producen pernos en U aplanados.
Normalmente, unas instalaciones de reparación de muelles y
suspensiones tendrán el equipo y el material para doblar en frío un
perno en U de sustitución de alta resistencia.
Dichas instalaciones doblan en frío varillas de
alta resistencia con extremos roscados en pernos en U que
satisfacen los requisitos de longitud de la reparación o
modificación.
Sin embargo, las instalaciones de reparación de
muelles y suspensiones no tienen acceso a un inventario de acero
aplanado de alta resistencia, varillas aplanadas con extremos
roscados. Por lo tanto, cuando se modifica un vehículo que posee un
perno en U aplanado de FEO y son necesarias pernos en U más largas
como resultado de la modificación, el perno en U de sustitución se
fabrica actualmente a partir de material no aplanado. Las pernos
en U no aplanados, doblados en frío, resultantes no satisfacen las
especificaciones del diseño del FEO y tienen la posibilidad de
dañar el eje.
Actualmente se producen pernos en U aplanados
mediante conformado en tibio. En el conformado en tibio, se
calienta una pieza bruta o varilla hasta una temperatura inferior a
la temperatura de recristalización del acero y lo suficientemente
baja como para no reducir la resistencia de la pieza bruta o
varilla, aunque lo suficientemente elevada como para mejorar el
conformado. En relación con las Fig. 2A-2C, la
pieza bruta o varilla de acero de alta resistencia 11 posee
extremos roscados 13 y está aplanada y doblada en un perno en U 15
mediante una operación de uno o dos tiempos.
En la operación actual de un tiempo, se forma
inicialmente un aplanado 17 en la varilla o pieza bruta 11
generando calor y calentando la porción central o aplanada 17 de la
varilla o pieza bruta 11. Inmediatamente después en la carrera
restante de la máquina, la varilla 11 aplanada y calentada se dobla
en una forma en U. En la operación actual de dos carreras la
varilla o pieza bruta 11 con extremos roscados 13 de acero de alta
resistencia se aplana con la primera carrera y luego, en una
herramienta o máquina independiente, se dobla la varilla aplanada
11 con una segunda carrera inmediatamente después (es decir, en
3-10 segundos) de ser aplanada en la primera
carrera.
La porción aplanada de ambas operaciones de un y
dos carreras hace que la sección aplanada 17 de la pieza bruta o
varilla 11 aumente de temperatura. Este aumento de temperatura en
la operación de uno o dos carreras mejora la formabilidad de la
sección aplanada 17 de la varilla 11. Normalmente, el paso de
aplanado de la operación de uno o dos formabilidad aumenta la
temperatura de la varilla 11, al menos en la sección aplanada 17,
desde la temperatura ambiental hasta alrededor de 250ºF. Sin el
aumento de temperatura que se produce durante la operación de
aplanado, antes de esta invención no era posible formar pernos en U
15 a partir de varillas o piezas brutas aplanadas 11 debido a que
al doblar en frío la varilla aplanada con extremos roscados 11
tenía comúnmente como resultado la rotura de la varilla.
Por lo tanto, en unas instalaciones de
reparación de muelles y suspensiones, a pesar de contar con el
equipo para doblar en frío un perno en U de sustitución de alta
resistencia, no posee los recursos para o las ventajas del
conformado en tibio de una varilla o pieza bruta en un perno en
U.
Debido al cambio significativo en la geometría
de la varilla aplanada con extremo roscado en relación con la
varilla no aplanada con extremo roscado, las varillas aplanadas
normalmente se rompen, agrietan o fracturan al conformarse en frío
en un perno en U. Por lo tanto, las instalaciones de reparación de
muelles y suspensiones simplemente conforman en frío una varilla no
aplanada con extremos roscados para su utilización en el sistema de
suspensión modificado contraviniendo las especificaciones del FEO.
El sector necesita una solución a este problema de incapacidad de
conformar en frío de forma constante y fiable una varilla aplanada
con extremos roscados en un perno en U aplanado. Perno en U.
La patente estadounidense núm. 5094698 relaciona
un método que se describe mediante un ejemplo que implica formar
un perno en U aplanado. El método implica calentar la barra hasta
aproximadamente 850ºF y a continuación aplanar una sección media de
cada segmento de la barra.
La solicitud de patente internacional
PCT/US93/00519 describe de forma similar en el Ejemplo 1 formar un
perno en U aplanado mediante calentamiento a 850ºF. Los ejemplos 7
a 11 se refieren al conformado de barras aplanadas y en este
ejemplo el calentamiento fue hasta aproximadamente 550ºF.
La invención proporciona un método para fabricar
un perno en U que comprende los pasos de proporcionar una varilla
de acero de alta resistencia con extremos espaciados, una
microestructura de ferrita-perlita y una
resistencia a la tracción de al menos alrededor de 120.000 psi
(827,36 MPa) y un límite de elasticidad de al menos alrededor de
90.000 psi (620,52 MPa) que comprende en peso:
carbono alrededor de 0,30 a alrededor de 0,65%,
manganeso de alrededor de 0,30 a alrededor del 2,5%, aluminio,
niobio, titanio y/o vanadio y mezclas de ellos, en una cantidad
efectiva de hasta y alrededor de 0,35%, equilibrio de hierro;
roscando cada uno de los extremos espaciados; y conformando en frío
la varilla en un perno en U, en donde las propiedades mecánicas de
la resistencia a la tracción y el límite de elasticidad de dicho
perno en U son sustancialmente iguales o superiores que dicha
varilla, caracterizada por el hecho de que antes del conformado en
frío, una porción de los extremos espaciados intermedios de la
varilla está aplanada, y en que el aplanado y doblado se realizan
de modo que la relación del radio del perno en U respecto al
espesor de la porción aplanada y/o del espesor de la porción
aplanada respecto al diámetro de la varilla es tal como para
permitir el conformado correcto sin que se produzcan fracturas y
grietas en la varilla.
Esta invención responde a la necesidad de contar
con varillas aplanadas con extremos roscados, de acero de alta
resistencia que pueden doblarse en frío en pernos en U aplanados de
alta resistencia. Dichas piezas brutas o varillas aplanadas con
extremos roscados están fabricadas a partir de acero de alta
resistencia y roscadas en sus dos extremos. A continuación se
aplana el centro de la pieza bruta. Dicha área aplanada posee una
dimensión longitudinal que es al menos igual a la porción
circunferencial o arco del eje en el que va a ser instalada.
La sección transversal del área aplanada
consiste en al menos una plana, que es la superficie, que estará en
contacto con el eje. Alternativamente, las superficies superior e
inferior opuestas están aplanadas para proporcionar una superficie
de contacto plana en el eje y una separación reducida para el perno
en U en el eje ofreciendo así espacio disponible para los
componentes cercanos.
El solicitante ha descubierto que al controlar
la cantidad de trabajo en frío aplicado en el material durante el
doblado, es posible fabricar una varilla aplanada con extremos
roscados, a partir de un acero de alta resistencia que puede
entonces doblarse en un perno en U. Al controlar la cantidad o
grado de aplanado y el radio del perno en U, es posible doblar en
frío una pieza bruta de alta resistencia tras ser aplanada y debe
dejarse enfriar. Por lo tanto, la instalación de reparación de
muelles y suspensiones evita la necesidad de calentar las varillas
aplanadas para su conformado en tibio y, en su lugar, puede
mantener un inventario de las varillas aplanadas y con extremos
roscados para el conformado en frío de pernos en U aplanados y
cumplir con los diseños del FEO al modificar o reparar
vehículos.
Los objetivos y características de la presente
invención se apreciarán de una forma más evidente a partir de la
siguiente descripción detallada junto con los dibujos que la
acompañan en los que:
La Fig. 1A es una vista en planta de una varilla
o pieza bruta usada como material de partida según una realización
preferida actualmente de la invención;
La Fig. 1B es una vista en planta de la varilla
de la Fig. 1A con los extremos espaciados roscados.
La Fig. 1C es una vista en planta de la varilla
de la Fig. 1B con la región central aplanada en las caras opuestas
de la misma.
La Fig. 1D es una vista en planta de un perno en
U aplanado que se ha formado en frío a partir de la varilla
aplanada y con los extremos roscados de la Fig. 1C;
La Fig. 1E es una vista en planta de una
configuración alternativa de un perno en U aplanado que se ha
formado en frío a partir de la varilla aplanada y con los extremos
roscados de la Fig. 1C;
La Fig. 1F es una vista en planta de otra
configuración alternativa de un perno en U aplanado que se ha
formado en frío a partir de la varilla aplanada y con los extremos
roscados de la Fig. 1C;
La Fig. 2A es una vista en planta de una varilla
o pieza bruta usada como material de partida según un método de la
técnica anterior para formar un perno en U aplanado;
La Fig. 2B es una vista en planta de la varilla
de la Fig. 2A con los extremos espaciados roscados.
La Fig. 2C es una vista en planta de un perno en
U aplanado que se ha conformado en tibio a partir de la varilla
con extremos roscados de la Fig. 2B;
La Fig. 3 es un dibujo esquemático de un perno
en U aplanado según la presente invención instalada en un eje
automotriz; y
La Fig. 4 es un esquema del grado o cantidad de
aplanamiento de la varilla como porcentaje del diámetro de la
varilla original respecto a la relación del radio de la curvatura
del perno en U y el grosor de la porción aplanada del perno en U
según esta invención.
Un método de la técnica anterior para formar un
perno en U aplanado 15 se muestra por lo general de forma
secuencial en las Fig. 2A-2C.
De igual modo, los métodos de la técnica
anterior emplean conformado en tibio para doblar la varilla con
extremos roscados 11 en la configuración con forma en U mientras se
aplana la porción central 17 de la varilla 11 en la operación de
una o dos carreras descrita anteriormente en los "Antecedentes de
la invención". Concretamente, el método de la técnica anterior
implica una pieza bruta o varilla 11 con una configuración
generalmente circular y un diámetro D tal y como se muestra en la
Fig. 2A. Los extremos opuestos 13 de la varilla 11 se roscan
mediante cualquier método conocido en la técnica para producir
secciones finales roscadas 13 de la varilla 11 tal y como se
muestra en la Fig. 2B. Posteriormente, la varilla con extremos
roscados 11 se conforma en un perno en U aplanado 15 en una
operación de una o dos carreras tal y como se ha descrito
anteriormente. El paso inicial en la operación de una y dos
carreras es aplanar una porción central 17 de la varilla 11 entre
los extremos roscados 13 para que tenga un grosor t. El paso de
aplanado del método de la técnica anterior genera calor cuando la
varilla 11 se aplana elevando así la temperatura del acero de alta
resistencia hasta los 250ºF (121,11ºC). Cuando la varilla aplanada
con extremos roscados 11 se conforma de inmediato en la forma en
U, una porción de la varilla 11 que se dobla ya se ha calentado por
el procedimiento de aplanamiento lo cual tiene como resultado
esencialmente en el conformado en tibio del perno en U 15 tal y
como se muestra en la Fig. 2C.
En relación con las Figs. 1A-1F,
se muestra y describe una realización actualmente preferida de la
presente invención.
Inicialmente, la varilla o pieza bruta de acero
de alta resistencia 10 con una configuración transversal
generalmente circular con un diámetro D (Fig. 1A) posee roscas 12
formadas en los extremos opuestos para producir secciones finales
roscadas 14 (Fig. 1B).
Sin embargo, a diferencia de los métodos de la
técnica anterior, la varilla de acero de alta resistencia con
extremos roscados 10 de la Fig. 10 se aplana a lo largo de su
sección central 16 hasta un grosor t. En una realización, la
sección aplanada 16 de la varilla con extremo roscado 10 posee
caras opuestas 18, 18 que están aplanadas; mientras que, en una
realización alternativa, solo una cara 18 de la varilla 10 está
aplanada para producir el diámetro de varilla 10 hasta el grosor t
(véase Fig. 3).
A diferencia del método de la técnica anterior,
la varilla aplanada con extremo roscado 10 se deja enfriar a
temperatura ambiente antes de doblar la varilla aplanada con
extremos roscados en un perno en U 20. Por ejemplo, el fabricante
enviaría la varilla aplanada con extremos roscados 20 a un taller
de reparación de muelles y suspensiones u otras instalaciones. En
este escenario, la varilla aplanada con extremos roscados 10 se
enfría después del procedimiento de aplanado a temperatura
ambiente.
Por lo tanto, la última operación de doblado
para formar el perno en U 20 se consigue a través de un
procedimiento de conformado en frío.
El conformado en frío se describe generalmente
como doblar la varilla aplanada con extremos roscados 10 a una
temperatura entre la temperatura ambiental hasta una temperatura
inferior a alrededor de 250ºF (121,11ºC). Previamente, los intentos
de conformado en frío de varillas aplanadas con extremos roscados
10 en pernos en U aplanados 20 han tenido como resultado en fallo,
rotura o agrietado durante la operación de doblado. Sin embargo,
según esta invención, controlar la cantidad de trabajo en frío de
la varilla de acero de alta resistencia 10 durante el doblado en
relación con el grado de aplanad de la varilla 10 en relación con
el radio del perno en U 20 resultante, se consigue el aplanado en
frío de una pieza bruta o varilla de acero de alta resistencia 10
tras aplanarla y dejarla enfriar. Como resultado de ello, unas
instalaciones de reparación de muelles y suspensiones o de un tipo
similar evita la necesidad de calentar varillas aplanadas para el
conformado en caliente con éxito de pernos en U 20 y en lugar de
eso, puede mantenerse un inventario de varillas aplanadas y con
extremos roscados 10 para conformar en frío pernos en U 20 según
los diseños del FEO para vehículos modificados o reparados según se
ha descrito anteriormente.
El solicitante ha efectuado la comprobación y
análisis para demostrar la relación entre el grado de aplanamiento,
el diámetro original de la varilla o pieza en bruto, y el radio de
la curvatura inducida en la varilla aplanada y con extremos
roscados para operaciones de conformado en frío con éxito del perno
en U aplanado. Los resultados de las comprobaciones efectuadas
según la invención se resumen en las siguientes tablas
1-5 así como el esquema de la Fig. 4. Las muestras
comprobadas según los resultados mostrados en las tablas fueron
todas varillas de acero 1552 cada una con el diámetro D indicado
con una configuración transversal circular aplanadas hasta un
grosor t según se indica en las tablas respectivas y conformadas en
frío en un perno en U con curvatura cuadrada con un radio r similar
a la configuración mostrada en la Fig. 1E.
\vskip1.000000\baselineskip
El perno en U resultante según las realizaciones
de la presente invención pueden tener una curvatura totalmente
redonda con un radio r (Fig. 1D), una curvatura cuadrada teniendo
cada esquina del perno en U un radio r (Fig. 1E), o una curvatura
semicircular teniendo cada codo del perno en U un radio r (Fig.
1F). En una realización preferida, el método de la presente
invención para fabricar un perno en U aplanado de acero de alta
resistencia incluye proporcionar una pieza bruta o varilla de acero
de alta resistencia con una microestructura de perlita fina en una
matriz ferrítica, una resistencia a la tracción de al menos
alrededor de 120.000 psi (827,36 MPa) y preferiblemente de al menos
alrededor de 150.000 psi (1034,21 MPa) y un límite de elasticidad
de al menos alrededor de 90.000 psi (620,52 MPa) y preferiblemente
de al menos 130.000 psi (896,31 MPa) Por lo general, se considera
que los constituyentes perlíticos son "finos" cuando sus
laminillas no son resolubles con una magnificación óptica de
alrededor de 1000 aumentos. En una forma, el material de acero de
alta resistencia utilizado como pieza bruta no se ha reducido ni
estirado en frío para proporcionar una pieza bruta o varilla con
las propiedades mecánicas de resistencia a la tracción y límite de
elasticidad indicadas anteriormente.
El material de acero de alta resistencia usado
para fabricar la pieza bruta o varilla posee la siguiente
composición, en porcentaje en peso:
carbono alrededor de 0,30 a alrededor de
0,65%
manganeso de alrededor de 0,30 a alrededor del
2,5%
aluminio, niobio, titanio y/o vanadio y mezclas
de ellos, en una cantidad efectiva de hasta y alrededor de 0,35%;
y
equilibrio de hierro.
\vskip1.000000\baselineskip
En una forma más preferida, el material de acero
de alta resistencia posee la siguiente composición, en porcentaje
en peso:
carbono alrededor de 0,40 a alrededor de
0,55%
manganeso de alrededor de 0,30 a alrededor del
2,5%
aluminio, niobio, titanio y/o vanadio y mezclas
de ellos, en una cantidad efectiva de hasta y alrededor de 0,20%;
y
equilibrio de hierro.
\vskip1.000000\baselineskip
En una forma aún más preferida, el material de
acero de alta resistencia posee la siguiente composición, en
porcentaje en peso:
carbono alrededor de 0,50 a alrededor de
0,55%
manganeso de alrededor de 1,20 a alrededor del
1,65%
aluminio, niobio, titanio y/o vanadio y mezclas
de ellos, en una cantidad efectiva de alrededor de 0,03% a
alrededor de 0,20%; y
equilibrio de hierro.
\vskip1.000000\baselineskip
Mientras que el aluminio, niobio (es decir,
columbio), titanio y vanadio actúan normalmente como refinadores de
grano para producir un acero de grano fino, en esta invención
dichos elementos no se incluyen para dicho propósito, sino para
ayudar a mantener la resistencia del perno en U formando nitritos
en el acero de alta resistencia. Además, debe entenderse que las
composiciones descritas y reivindicadas en la presente memoria
pueden incluir otros elementos que no tienen impacto alguno en la
práctica de la presente invención.
La pieza bruta o varilla, con una composición y
propiedades mecánicas de resistencia elástica y límite de
elasticidad descritas anteriormente se forman roscas en sus
extremos opuestos como es bien conocido en la técnica.
Posteriormente, la varilla con extremos roscados se conforma
preferiblemente en frío utilizando técnicas tales como estampado,
prensado, u otras similares a una temperatura entre la temperatura
amiente hasta una temperatura inferior a alrededor de 250ºF
(121,11ºC) y preferiblemente a alrededor de temperatura ambiente,
para proporcionar una varilla con una configuración geométrica
deseada que incluye al menos una y alternativamente dos superficies
planas, en donde las propiedades mecánicas de resistencia a la
tracción y límite de elasticidad de la varilla aplanada son
sustancialmente iguales o superiores a los de la pieza bruta.
Alternativamente, las superficies planas puede
conformarse no mediante conformado en frío, sino mediante cualquier
otro método conocido para aplanar una varilla. A continuación, la
varilla aplanada con extremos roscados se deja enfriar del
procedimiento de aplanado.
Posteriormente, la varilla aplanada con extremos
roscados se conforma en frío en un perno en U en unas
instalaciones de reparación de muelles y suspensiones o de otro
tipo como es bien conocido en la técnica. Un método para doblar en
frío un perno en U se describe en la solicitud de patente
estadounidense con número de serie 09/658.810, presentada el 11 de
septiembre de 2000. El perno en U formado, con las propiedades
mecánicas de resistencia a la tracción y de límite de elasticidad,
se produce preferiblemente sin necesidad de más pasos de
procesamiento, tales como un paso final de eliminación de las
tensiones internas, para mejorar su dureza. Sin embargo, en
determinadas configuraciones geométricas y aplicaciones, puede ser
necesario un paso de eliminación de las tensiones internas.
La pieza bruta de acero de alta resistencia con
una resistencia a la tracción de al menos alrededor de 120.000 psi
(827,36 MPa) y un límite de elasticidad de al menos 90.000 (620,52
MPa), que se utiliza como pieza de partida en el método de la
presente invención, se produce mediante cualquier método adecuado
conocido en la técnica. Uno de dichos métodos se describe en la
Patente estadounidense núm. 3.904.445 cesionaria a la presente. La
patente 3.904.445 describe una secuencia de procesamiento para
producir una barra de acero de alta resistencia del tipo
especialmente útil para producir sujeciones roscadas. En el proceso
descrito, la barra de acero producida posee una estructura de grano
fino entre alrededor de ASTM núm. 5-8. En el
proceso descrito, un acero, con una composición comprendida dentro
de determinados intervalos descritos, se somete a una operación
reductora en caliente estándar hasta un 10%-15% del calibre final.
La barra de acero reducida en caliente se corta o divide en
longitudes individuales para que el enfriamiento al aire sea
rápido. A continuación, las longitudes individuales de barra de
acero reducida en caliente se someten a un acabado en frío para
obtener un calibre final. El último paso es un paso controlado de
eliminación de las tensiones internas para aumentar las propiedades
de resistencia mecánica. Este paso de eliminación de las tensiones
internas comprende calentar las longitudes de barra de acero hasta
entre alrededor de 500ºF - 850ºF (260ºC - 454,44ºC) durante
alrededor de una hora, aunque puede ser necesario o no. De este
modo, puede usarse dicha barra de acero, con y sin alivio de las
tensiones internas para formar la pieza bruta o varilla de acero de
alta resistencia de partida.
A partir de la descripción anterior de los
principios generales de la presente invención y la anterior
descripción detallada de al menos una realización preferida, los
expertos en la técnica apreciarán las diversas modificaciones a las
que esta invención es susceptible.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de documentos mencionados por el
solicitante ha sido incorporada exclusivamente para la información
del lector. Pero no forma parte integrante del documento de
patente europea. Aunque se haya puesto el máximo esmero en la
recopilación de los documentos, no pueden excluirse errores u
omisiones, no asumiendo la EPO ninguna responsabilidad a este
respecto.
\bullet US 5236520 A
\bullet US 5330594 A
\bullet US 5496425 A
\bullet US 5538566 A
\bullet US 5094698 A
\bullet US 5704998 A
\bullet US 5454888 A
\bullet US 5453139 A
\bullet US 9300519 W
\bullet US 65881000 A
\bullet US 3904445 A
Claims (11)
1. Un método para fabricar un perno en U que
comprende los pasos de:
proporcionar una varilla (10) de acero de alta
resistencia con extremos espaciados, una microestructura de
ferrita-perlita y una resistencia a la tracción de
al menos alrededor de 120.000 psi (827,36 MPa) y un límite de
elasticidad de al menos alrededor de 90.000 psi (620,52 MPa) que
comprende en peso:
carbono alrededor de 0,30 a alrededor de
0,65%
manganeso de alrededor de 0,30 a alrededor del
2,5%, aluminio, niobio, titanio y/o vanadio y mezclas de ellos, en
una cantidad efectiva de hasta y alrededor de 0,35%
equilibrio de hierro;
roscando cada uno de los extremos espaciados;
y
conformando en frío la varilla en un perno en U,
en donde las propiedades mecánicas de la resistencia a la tracción
y el límite de elasticidad de dicho perno en U son sustancialmente
iguales o superiores que dicha varilla;
caracterizada por el hecho de que antes
del conformado en frío, una porción (16) de los extremos espaciados
intermedios de la varilla está aplanada, y por el hecho de que el
aplanado y doblado se realizan de modo que la relación del radio
del perno en U respecto al espesor de la porción aplanada y/o del
espesor de la porción aplanada respecto al diámetro de la varilla
es tal como para permitir el conformado correcto sin que se
produzcan fracturas y grietas en la varilla.
2. El método de la Reivindicación 1 en donde
dicho perno en U con dichas propiedades mecánicas se produce
preferiblemente sin necesidad de más pasos de procesamiento para
mejorar su dureza.
3. El método de la Reivindicación 1 en donde
dicho perno en U con dichas propiedades mecánicas se somete a
eliminación de las tensiones internas dentro de un intervalo de
temperatura de entre alrededor de 450ºF (232,22ºC) a alrededor de
1200ºF (648,89ºC) para modificar las características físicas de
dicha perno en U.
4. El método de cualquiera de las
Reivindicaciones precedentes en donde el acero de alta resistencia
se ha reducido en caliente previamente y se ha estirado en frío
para obtener dicha varilla (10).
5. El método de cualquiera de las
Reivindicaciones precedentes en donde la varilla (10) de acero de
alta resistencia posee una resistencia a la tracción de al menos
alrededor de 150.000 psi (1034,21 MPa) y un límite de elasticidad
de al menos alrededor de 130.000 psi (896,31 MPa).
6. El método de cualquiera de las
Reivindicaciones precedentes en donde el material de acero de alta
resistencia comprende, en porcentaje en peso:
carbono alrededor de 0,40 a alrededor de
0,55%
manganeso de alrededor de 0,30 a alrededor del
2,5%
aluminio, niobio, titanio y/o vanadio y mezclas
de ellos, en una cantidad efectiva de hasta y alrededor de 0,03% a
alrededor de 0,20% equilibrio de hierro.
7. El método de cualquiera de las
Reivindicaciones precedentes en donde el material de acero de alta
resistencia comprende, en porcentaje en peso:
carbono alrededor de 0,50 a alrededor de
0,55%
manganeso de alrededor de 1,20 a alrededor del
1,65%
aluminio, niobio, titanio y/o vanadio y
mezclas de ellos, en una cantidad efectiva de
hasta y alrededor de 0,20%, equilibrio de hierro.
8. El método de cualquiera de las
Reivindicaciones precedentes en donde dicho conformado en frío se
realiza a una temperatura ambiente de hasta e inferior de alrededor
de 250ºF (121,11ºC).
9. El método de cualquiera de las
Reivindicaciones precedentes en donde el conformado en frío
comprende además conformar la varilla en un perno en U totalmente
redondo, un perno en U redondo de forma cuadrada o un perno en U
semiredondo.
10. El método de cualquiera de las
Reivindicaciones precedentes en donde el aplanamiento comprende
además aplanar una cara (18) de la porción intermedia (16) de la
varilla.
11. El método de cualquiera de las
Reivindicaciones 1 a 10 en donde el aplanamiento comprende además
aplanar dos caras espaciadas (18) de la porción intermedia (16) de
la varilla.
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