19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 Número de publicación: 1 06 469 21 Número de solicitud: U 027 1 Int. Cl. 7 : B28B 3/02 12 SOLICITUD DE MODELO DE UTILIDAD U 22 Fecha de presentación: 28.11.03 71 Solicitante/s: MACER S.L. Ctra. Estación, s/n 1 Almazora, Castellón, ES 43 Fecha de publicación de la solicitud: 01.04.04 72 Inventor/es: Poyatos Mora, Agustín y Rodríguez, Miguel Ángel 74 Agente: No consta 4 Título: Matrices para el prensado de pavimento y revestimiento cerámico. ES 1 06 469 U Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 28036 Madrid
1 ES 1 06 469 U 2 DESCRIPCIÓN Matrices para el prensado de pavimento y revestimiento cerámico. Objeto de la invención La presente invención, según se expresa en la memoria descriptiva, se refiere a las matrices (ya sean de formadas por un solo componente o por varios, denominados estos como cuchillas) empleadas en el prensado de pavimento y revestimiento cerámico, las cuales se han diseñado y realizado en orden a obtener numerosas ventajas, entre las que destacan la de ampliar su vida útil, y la posibilidad de su reparación y posterior reutilización. Las matrices, bien convencionales o extraíbles, constituidas por una o varias piezas ensambladas, se recubren de un material compuesto metal-cerámico mediante proyección térmica. Como método de proyección se seleccionará el más adecuado a la temperatura de fusión de la matriz metálica, para asegurar la buena adherencia y densidad del recubrimiento. Los métodos más adecuados son, a priori, la proyección por Plasma, la conocida como HVOF (Hiper Velocity Oxi-Fuel spraying) y la de Detonación. Antecedentes de la invención La elevada dureza de las materias primas empleadas para la producción de los pavimentos y revestimientos cerámicos hace que las matrices sufran un gran desgaste, y dado el elevado nivel de exigencias dimensionales del producto, obliga a su sustitución tras un número de ciclos de prensado relativamente bajo. Se han empleado muchos tipos de materiales para ampliar su vida útil, diferentes tipos de acero, configuraciones en las que las matrices, propiamente dichas, van insertadas en portamatrices, con objeto de solo tener que sustituir una pequeña cantidad de material, tratamientos para el endurecimiento de los aceros (templado) y hasta algunas pruebas de revestimiento con placas cerámicas. Las basadas en el empleo de aceros templados en matrices insertadas en portamatrices, son las que mejor rendimiento proporcionan actualmente, no obstante adolecen de una relativamente baja dureza, lo que provoca que deban ser retiradas tras su, relativamente breve, vida útil. Hay que indicar que durante el templado se pueden provocar variaciones en la geometría de la matriz, lo que provoca un relativamente alto nivel de rechazo por razones dimensionales tras esta etapa. A veces es posible mecanizar estas matrices y reutilizarlas, pero para ello es necesario su montaje en un taller de precisión con objeto de ajustar las dimensiones a las especificaciones del producto final. No obstante su templado previo dificulta el posterior proceso de recuperación mediante mecanizado. El empleo de placas cerámicas o de metal duro, aparte de su e levado coste, tiene un problema que es su estabilidad dimensional. Dichas placas deben ir adheridas al portamatriz y asegurar su posicionamiento en las condiciones de trabajo tan exigentes como las que se dan en el sector industrial para el que van dirigidas. Debido a su baja resistencia a la flexión las dimensiones de estas placas deben ser pequeñas, por lo que el número necesario es muy elevado y además su espesor relativamente gruesas, ello hace que un pequeño defecto en el posicionamiento de una de ellas requiera un elevado esfuerzo de mecanizado. Tal vez lo más negativo para esta vía es que con su elevado coste, tras un desgaste de 0.1 mm. finalizan su vida 2 1 2 3 4 0 6 útil, por lo que el rendimiento del material es muy bajo. Un antecedente importante es el empleo de recubrimientos mediante proyección térmica en distintas aplicaciones, desde la industria aeronáutica, ya sea como barreras térmicas o como recubrimientos antidesgaste, hasta la industria papelera, desde la siderurgia a la automoción. Las técnicas mas empleadas de proyección son la proyección por Plasma, la conocida normalmente como Hipervelocidad (HVOF) y la proyección mediante detonación. En este tipo de recubrimientos se emplean desde materiales cerámicos, materiales metálicos a diversos compuestos metal-cerámica. La utilización de Carburos de Cromo, Titanio o de Wolframio, Oxidos de Circonio o de Aluminio está ampliamente documentada, tanto en trabajos como en patentes. Debido a la elevada dureza de estos materiales se minimiza el desgaste de componentes sometidos a fricción. No obstante, dado el carácter covalente de algunos de estos compuestos y su elevado punto de fusión, su empleo para la obtención de recubrimientos antidesgaste mediante proyección térmica seria casi imposible, si no se emplearan aditivos (metales o aleaciones metálicas) que van a formar una matriz continua que sirve de soporte a las partículas cerámicas y así permitir la obtención de capas libres de porosidad. En este sentido se emplean metales como Ni, Co, intermetálicos cono NiAl, NiTi o diferentes aleaciones, ya sea de los anteriores o diferentes tipos de acero. La proporción entre fase metálica y fase cerámica es muy importante en función del carácter que se desee dar al recubrimiento, ya sea el de aumentar la resistencia al desgaste o manteniendo ésta dentro de un nivel, incrementar la tenacidad del recubrimiento. Descripción de la invención La invención consiste en la fabricación de matrices, convencionales o extraíbles, formadas por una o varias piezas ensambladas, según el diseño utilizado, fabricadas por métodos convencionales en aceros estándar, realizando un rebaje, o cajeado, en las zonas sometidas a fricción, de profundidad igual o superior al máximo desgaste admisible en estos componentes empleados en el prensado de pavimento y revestimiento cerámico. Las piezas se someten a un desengrasado y un posterior granallado para mejorar la adherencia del recubrimiento. Posteriormente se procede al recubrimiento de las correspondientes zonas de cada pieza, con un espesor ligeramente superior al rebaje realizado, para que exista material de aporte suficiente para un mecanizado final que elimine las posibles diferencias de nivel entre la superficie de la pieza y el recubrimiento y permita poner en tolerancia el componente. Las matrices utilizadas y llegadas al fin de su vida útil se pueden mecanizar para eliminar los restos del recubrimiento y tras su desengrasado y granallado se puede proceder de nuevo a su recubrimiento y mecanizado final para su nueva utilización. A continuación, para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompañan unas figuras que representan el objeto de la invención. Breve descripción de los dibujos Figura 1.- Sección de matriz con el cajeado. Figura 2.- Sección de matriz con el cajeado y el recubrimiento.
3 ES 1 06 469 U 4 Figura 3.- Sección de matriz con el cajeado y el recubrimiento tras el mecanizado. Descripción de una forma de realización preferida Para el caso de las cuchillas se preparan éstas, con las dimensiones adecuadas según el esquema de la figura 1 y se procede a su desengrasado y granallado. Tras esta etapa se recubre con una composición de Carburo de Titanio con Co en las proporciones 70: en peso. Para ello se emplea el sistema denominado como HVOF, que asegura un recubrimiento con un nivel de porosidad inferior al 1%. La pieza así recubierta (fig. 2) se mecaniza para alcanzar las cotas adecuadas y obtener la pieza con las características dimensionales, de rugosidad y de dureza adecuada para su empleo en el prensado de pavimento y revestimiento cerámico (fig. 3). De esta forma los componentes de la matriz quedan preparados para su utilización, teniendo una vida útil mucho mayor que con matrices convencionales, evitando el uso de tratamientos de endurecimiento (templado) y posibilitando su reutilización, disminuyendo así la cantidad de residuos generados por este sector industrial. 1 2 3 4 0 6 3
ES 1 06 469 U 6 REIVINDICACIONES 1. Matrices (1) para el prensado de pavimento y revestimiento cerámico, bien convencionales o extraíbles, constituidas por una o varias piezas ensambladas (cuchillas), caracterizadas por que han sido recubiertas (2) mediante técnicas de proyección térmica, fundamentalmente proyección mediante HVOF, mediante plasma o mediante detonación. 2. Matrices para el prensado de pavimento y revestimiento cerámico, según la reivindicación 1, caracterizadas por estar recubiertas con materiales compuestos constituidos por una fase cerámica, ya sean carburos metálicos u óxidos cerámicos, y una matriz de carácter metálico, ya sean metales como el Ni, Co, aleaciones de estos o aceros, o intermetálicos. 3. Matrices para el prensado de pavimento y revestimiento cerámico, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizadas por estar recubiertas con materiales compuestos constituidos por una fase cerámica y una matriz de carácter metálico, con un rango de composición que varia entre % y 90% en peso de fase cerámica y entre % y 90% en peso de matriz de carácter metálico, la suma de los cuales sea del 0%. 1 2 3 4 0 6 4
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