BRPI0807120B1 - Cooking pans and / or serving with an exterior martensitic layer - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "TALHERES DE REFEIÇÃO E/OU DE SERVIR COM UMA CAMADA EXTERNA MARTENSÍTICA" [001] A invenção refere-se a talheres de refeição e/ou de servir feito de um material de aço que é formado de um núcleo ferrítico com uma camada externa essencialmente martensítica. No caso dos talheres de refeição e/ou de servir da invenção, a dureza da superfície da camada externa, determinada de acordo com o teste de dureza conforme Vickers HV 3, é, portanto, maior em 30 a 300% que a menor dureza do núcleo, medido também conforme Vickers HV 3.

[002] No caso de talheres de refeição e/ou de servir, em particular no caso de facas, o material básico da lâmina que geralmente compreende aço normalmente é endurecido por tratamento térmico de modo a melhorar a capacidade de corte e a propriedade de retenção da borda. O tipo de tratamento térmico depende, portanto, também do aço que é usado, isto é, se é usado um aço de baixa liga ou um aço de alta liga.

[003] São, portanto, basicamente possíveis como métodos de tratamento térmico métodos padrão, tais como, por exemplo, um tratamento de temperatura em um forno. A temperatura de endurecimento que deve ser usada para tais processos depende, portanto, do tipo de aço e pode estar acima de 1000*0.

[004] Além disso, tornaram-se também conhecidos métodos de endurecimento no estágio atual, nos quais o endurecimento é implementado por meio de um raio laser e/ou feixe de elétrons.

[005] Entretanto, foi agora mostrado na prática, que esses métodos de tratamento térmico e/ou os outros métodos de endurecimento mencionados acima em relação aos talheres de refeição e/ou de servir não levam sempre a resultados satisfatórios. A principal razão reside no fato de que, como resultado dos métodos de endurecimento acima mencionados, geralmente é alcançado um endurecimento completo por todo o material de aço, entretanto, a capacidade de uso requerida no total para talheres de refeição e/ou de servir e então sofrendo de tal forma que as peças individuais, por exemplo, uma faca ou um garfo, são prejudicados em particular em suas propriedades elásticas. Foi mostrado também que, em muitos casos, a dureza de superfície que pode ser alcançada também não é consequentemente suficiente para evitar arranhões nos talheres de refeição e/ou de servir em uso constante. Em alguns casos, foi também detectado o enferrujamento da superfície.

[006] Um método de endurecimento de um aço martensítico (ASI 410) é conhecido da Corrosion Science 48 (2006) 2036-2049 de C. X. Li.

[007] Portanto, há ainda uma grande necessidade para melhorar os talheres de refeição e/ou de servir de forma que uma alta elasticidade esteja também presente em uso por longo prazo, simultaneamente com excelentes propriedades de superfície em relação à resistência aos arranhões e resistência à corrosão.

[008] Partindo daqui, é o objetivo da presente invenção indicar talheres de refeição e/ou de servir que sejam superiores ao estágio atual em sua elasticidade e que tenham ao mesmo tempo uma dureza de superfície tão alta e uma propriedade de superfície na qual os arranhões são extensivamente evitados e a resistência à corrosão é alcançada mesmo com uso por longo prazo.

[009] De acordo com a invenção, é, por conseguinte, proposto que seja usado um material de aço ferrítico para os talheres de refeição e/ou de servir que tenha uma camada externa essencialmente martensítica. A camada externa pode, portanto, ser configurada em um lado ou em vários lados ou ao redor do núcleo. A invenção, portanto, também inclui configurações nas quais a camada externa tem, além disso, uma pequena proporção de austenita residual como uma função dos teores de C e N do material de aço ali incluído. É essencial para a invenção que, entre a dureza de superfície da camada externa e a dureza mais baixa do núcleo, haja uma diferença de dureza, medida de acordo com Vickers HV 3, de pelo menos 30 a 300%. Os talheres de refeição e/ou de servir conforme a invenção são diferenciados, além disso, pelo fato de que eles têm, independentemente da diferença de dureza acima mencionada, também uma diferença em relação ao módulo de elasticidade entre a camada externa martensítica e o núcleo do material. De acordo com a invenção, a camada externa martensítica tem um módulo de elasticidade medido, em kN/mm2, que é maior em 1 a 100% que o módulo de elasticidade do material do núcleo.

[0010] Foi agora mostrado que os talheres de refeição e/ou de servir que preenchem as condições acima mencionadas, alcançam o conjunto de objetivos da presente invenção. Isto pode obviamente ser atribuído ao fato de que, de acordo com a invenção, é permitido ao núcleo ser relativamente elástico, isto é, é formado de um material fer-rítico que retém as propriedades inerentes em si do material de aço não tratado e que então meramente a camada externa é configurada de modo que a diferença de dureza ou a diferença no módulo de elasticidade, conforme descrito acima, seja ajustada aqui. Em testes, o requerente foi, portanto, capaz de mostrar que não apenas está presente uma elasticidade muito alta nos talheres de refeição e/ou de servir conforme a invenção, mas também os arranhões na superfície podem ser extensivamente evitados.

[0011] No caso de talheres de refeição e/ou de servir conforme a invenção, é portanto preferível que a diferença de dureza entre a dureza de superfície da camada externa em relação à dureza mais baixa do núcleo seja de 80 a 250%, preferivelmente 100 a 250%. Preferivelmente, a dureza de superfície da camada externa martensítica pode, portanto, estar na faixa de 320 a 650 HV 3 e a dureza mais baixa do núcleo na faixa de 160 a 260 HV 3. Em relação ao teste de dureza conforme a Vickers, é feita referência às normas conhecidas conforme a norma DIN EN ISO 6507.

[0012] É, em particular, favorável para o módulo de elasticidade se o módulo de elasticidade estiver presente aqui entre a camada externa martensítica e o material do núcleo, tendo a condição de que o módulo de elasticidade na camada externa seja maior em 1 a 50% que aquele do núcleo. A determinação do módulo de elasticidade em kN/mm2 foi, portanto, efetuada a 20Ό.

[0013] De acordo com a invenção, a camada externa dos talheres de refeição e de servir da invenção é definida por uma profundidade de penetração da dureza (HPD) que progride da dureza mais baixa do núcleo, medida conforme a HV 3, +30% até a superfície da camada externa. Na presente invenção, a profundidade de penetração da dureza (HPD) pode, portanto, estar na faixa de 0,005 mm a 1,0 mm, preferivelmente 0,01 mm a 0,4 mm e particularmente preferivelmente na faixa de 0,01 a 0,3 mm.

[0014] Uma outra característica da camada externa conforme a invenção é que, dentro da camada externa martensítica, a dureza e também o módulo de elasticidade se reduzem, começando na superfície em direção ao núcleo, conforme definido acima. A redução da dureza ou do módulo de elasticidade podem, portanto, ser efetuadas continuamente e/ou também em um gradiente. A maior quantidade para redução na dureza ou no módulo de elasticidade é, portanto, na região da própria camada externa próximo à superfície.

[0015] Nos talheres de refeição e de servir conforme a invenção é adicionalmente preferido, que a superfície da camada externa martensítica seja tornada áspera ou feita fosca. A rugosidade da superfície pode, portanto, estar na faixa de 1,5 pm ao 4,0 pm. Rugosidade de 1,9 μηι a 2,8 μηι (fita Scotch) ou 1,7 μη a 2,1 μηι (escovada) são preferidas. Em contraste, superfícies polidas têm uma rugosidade de 0,8 pm a 1,3 μηι.

[0016] Foi aqui mostrado que, mesmo talheres de refeição e/ou de servir apresentando um acabamento fosco devido ao uso contínuo, por exemplo, também em máquinas de lavar pratos, os danos à superfície por arranhões são reduzidos. Isto é atribuído à configuração da camada externa martensítica, como já descrito acima, em combinação como núcleo flexível ou elástico.

[0017] Do ponto de vista do material, em princípio todos os aços ferríticos podem ser usados nos talheres de refeição e de servir, de acordo com a invenção.

[0018] Exemplos de aços ferríticos são EN 1.4000 e EN 1.4024. Os aços EN 1.4021 e EN 1.4016 são, portanto, preferidos. Uma vantagem essencial dos talheres de refeição e de servir conforme a invenção reside agora no fato de que um aço que tenha uma dureza relativamente baixa e por conseguinte alta elasticidade pode ser selecionado e que a camada externa martensítica é então subsequentemente configurada pelo método de tratamento descrito abaixo. Devido à camada externa martensítica, resulta então um aumento significativo na dureza, enquanto mantém o núcleo elástico, com o que propriedades superiores em relação aos arranhões e à resistência à corrosão são alcançados.

[0019] Além disso, foi mostrado que a superfície da camada externa tem uma configuração texturizada que é distinguida por um maior tamanho de grão em comparação com aços não tratados, e também que não ocorre nenhuma precipitação de carboneto de cromo nos contornos de grãos.

[0020] Em relação aos talheres de refeição e de servir, a invenção inclui fundamentalmente todos os objetos correspondentes que são conhecidos do técnico no assunto. São, portanto, exemplos facas, colheres, garfos, espátulas para tortas e bolos, conchas, pinças e travessas.

[0021] Nos talheres de refeição e de servir conforme a invenção, a configuração da camada externa martensítica é alcançada por um tratamento térmico e a assim chamada "nitretação". A nitretação de materiais de aço é em si conhecida no estágio atual e é descrito, por exemplo, na EP 0 652 300 A1 ou também na DE 40 33 706.

[0022] Na nitretação de bordas, o processo, portanto ocorre de tal forma que o material de aço seja tratado a uma temperatura entre 10000 e 1200*0 em uma atmosfera de gás contendo ni trogênio e subsequente resfriamento.

[0023] Foi agora mostrado surpreendentemente que tal método (que é conhecido, por exemplo, no estágio atual também sob o termo "processo SoINit") leva a propriedades superiores em relação aos talheres de refeição e de servir. É, portanto essencial, como já descrito acima, que as condições acima mencionadas sejam mantidas nos talheres de refeição e de servir da invenção.

[0024] A invenção é descrita subsequentemente em mais detalhes em relação às Figuras 1a e 1b sem restringir o objetivo da invenção a isso.

[0025] A Figura 1 mostra tanto o percurso da dureza após o tratamento térmico no exemplo do tipo de aço ΕΝ EN 1.4016 na forma de uma representação gráfica e também na Figura 1b um polimento da seção transversal com uma magnificação de 50:1.

[0026] No caso do exemplo conforme a Figura 1, uma colher de sopa da companhia WMF feita do tipo de aço EN 1.4016 foi nitretada a temperaturas de mais de 1050*0 com nitrogênio e temperada ou resfriada profundamente e recozida. O material EN 1.4016, X7 cromo 17 é um aço ferrítico com 0,06 a 0,1% de carbono. Incluindo-se nitrogênio, o resultado é uma tensão na rede cristalina, martensita é produzida durante o recozimento, o que se reduz em direção ao núcleo correspondente às inclusões, como pode ser visto na Figura 1b.

[0027] Como pode-se observar a partir da Figura 1a, a colher de sopa tem uma dureza de superfície de 594 HV 3. A profundidade de penetração da dureza no caso do exemplo foi de 106 μm, O cálculo da profundidade de penetração da dureza é implementado conforme a invenção de modo que ele começa a partir da menor dureza do núcleo, igual mente medida em HV 3, +30%. No caso do exemplo, o valor inicial é, por conseguinte, 240 HV 3.

[0028] A Figura 1b mostra muito claramente a configuração da textura da qual a camada externa martensítica pode ser detectada e o núcleo essencial mente ferrítico. A superfície tratada tem, portanto um diâmetro médio de grão de 28 a 40 pm, medido conforme o método de medição média, O diâmetro de grão da parte tratada no núcleo é de 15 a 20 pm e o do material inicial não tratado é de 10 a 14 pm linearmente, [0029] Supreend ente mente foi agora estabelecido que talheres de refeição e/ou de servir com a configuração de superfície acima descrita têm resistência superior à corrosão e aos arranhões.

REIVINDICAÇÕES

Claims (14)

1. Talheres de refeição e/ou de servir feitos de um material de aço ferrítico com uma camada externa martensítica que é formada por um tratamento térmico com nitretação e subsequente resfriamento, caracterizados pelo fato de que a dureza de superfície da camada externa, determinada de acordo com o teste de dureza Vickers HV 3 (DIN EN ISO 6507), é maior em 30 a 300% que a menor dureza do núcleo medida conforme a HV 3.

2. Talheres de refeição e/ou de servir, de acordo com a reivindicação 1, caracterizados pelo fato de que a diferença de dureza entre a dureza de superfície da camada externa em relação à menor dureza do núcleo é 80 a 250%, preferivelmente 100 a 250%.

3. Talheres de refeição e/ou de servir, de acordo com a reivindicação 2, caracterizados pelo fato de que a dureza de superfície da camada externa está em uma faixa de 320 a 650 HV 3 e a menor dureza do núcleo está na faixa de 160 a 260 HV 3.

4. Talheres de refeição e/ou de servir, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizados pelo fato de que a camada externa é definida por uma profundidade de penetração da dureza (HPD) que progride da menor dureza do núcleo, medida conforme a HV 3, +30% até a superfície da camada externa.

5. Talheres de refeição e/ou de servir, de acordo com a reivindicação 4, caracterizados pelo fato de que a HPD está na faixa de 0,005 mm a 1,00 mm, preferivelmente 0,01 mm a 0,4 mm, particularmente preferivelmente 0,01 a 0,3 mm.

6. Talheres de refeição e/ou de servir, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a camada externa martensítica tem um módulo de elasticidade em kN/mm2 que é maior em 1 a 100% que o módulo de elasticidade em kN/mm2 do material do núcleo.

7. Talheres de refeição e/ou de servir, de acordo com a reivindicação 4, caracterizados pelo fato de que o módulo de elasticidade da camada externa martensítica é maior em 1 a 50% que o módulo de elasticidade do núcleo.

8. Talheres de refeição e/ou de servir, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizados pelo fato de que, na camada externa martensítica, a dureza e/ou o módulo de elasticidade se reduzem a partir da superfície em direção ao núcleo.

9. Talheres de refeição e/ou de servir, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizados pelo fato de que a superfície da camada externa martensítica é feita áspera e/ou fosca.

10. Talheres de refeição e/ou de servir, de acordo com a reivindicação 9, caracterizados pelo fato de que a rugosidade de superfície está na faixa de 1,5 pm a 4,0 pm, medida conforme a norma DIN EN ISO 4287.

11. Talheres de refeição e/ou de servir, de acordo com a reivindicação 10, caracterizados pelo fato de que o material de aço é selecionado entre os materiais EN 1.4016, EN 1.4000 e EN 1.4024.

12. Talheres de refeição e/ou de servir, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizados pelo fato de que a superfície da camada externa martensítica não tem precipitações de carboneto de cromo no limite da grão.

13. Talheres de refeição e/ou de servir, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizados pelo fato de que a superfície da camada externa martensítica tem um maior tamanho de grão em comparação com uma superfície não endurecida.

14. Talheres de refeição e/ou de servir, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizados pelo fato de que eles são uma faca, um garfo ou uma colher.