ES2317263T3 - Pieza con un encaje de rosca de alambre de aleacion de magnesio o aluminio. - Google Patents
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Abstract
Pieza con un encaje de rosca de alambre formado por un cuerpo de alambre enrollado en forma de hélice, que se aloja en un taladro (6) roscado de la pieza (4), componiéndose el cuerpo de alambre de una aleación maleable de aluminio de alta resistencia y endurecible de la serie 6000 Al-Mg-Si sin un recubrimiento de la superficie, que influya en la corrosión por contacto, y siendo la pieza (4) de una aleación de magnesio o de aluminio.
Description
Pieza con un encaje de rosca de alambre de
aleación de magnesio o aluminio.
El presente invento se refiere a un encaje de
rosca de alambre formado por un cuerpo de alambre enrollado en
hélice para su alojamiento en un taladro roscado de una pieza.
Estos encajes de rosca de alambre se utilizan
para incrementar la capacidad portante de las roscas en piezas con
una resistencia reducida o para reparaciones para sanear roscas
deterioradas. Por ello deben poseer una resistencia
correspondientemente alta y son usualmente de acero. Una de las
dificultades de la utilización de encajes de rosca de alambre
reside en la tendencia del acero a la corrosión por contacto frente
a determinados materiales de las roscas de alojamiento y a la
soldadura fría (Galling) frente a determinados materiales de los
tornillos.
A través del documento EP 1 070 860 se conoce
el procedimiento de proveer los encajes de rosca de alambre de
acero de recubrimientos de polímeros fluorados para incrementar su
resistencia a la corrosión por contacto. El documento EP 1 122 449
propone la utilización de aleaciones de acero especiales templadas
con nitrógeno como material para el encaje de rosca de alambre para
mejorar su resistencia a la soldadura fría (Galling).
Para evitar la corrosión por contacto entre los
encajes de rosca de alambre y las piezas de aleaciones de magnesio
ya se conoce el procedimiento de anodizar, respectivamente eloxar la
superficie de una aleación de aluminio maleable (AlZnMgCu 1,5), de
manera, que en la superficie se forme una capa de óxido de aluminio
(Hardcoat). La superficie "Hardcoat" actúa de manera
eléctricamente aislante con lo que se evita la corrosión por
contacto entre el material de base del encaje de rosca de alambre y
la aleación de magnesio de la pieza. Además, esta solución tiene
la ventaja de que la superficie "Hardcoat" se encarga de una
separación galvánica entre un tornillo de acero y la pieza de
aleación de magnesio.
El inconveniente de las soluciones expuestas más
arriba es el coste relativamente elevado del tratamiento de la
superficie, respectivamente del recubrimiento de los encajes de
rosca de alambre para incrementar su resistencia a la corrosión por
contacto.
El presente invento se basa en el problema de
crear un encaje de rosca de alambre de materiales, que no exijan un
tratamiento final costoso y que, a pesar de ello, sean resistentes
a la corrosión por contacto, en especial en piezas de aleaciones de
magnesio y de aluminio.
Este problema se soluciona con una pieza según
la reivindicación 1 o 5.
El cuerpo de alambre se compone, de acuerdo con
una solución del invento de una aleación maleable de aluminio
altamente resistente y endurecible de la serie 6000
Al-Mg-Si sin un tratamiento, que
influya en la corrosión por contacto, de la superficie. Con
preferencia entrarán en consideración aleaciones maleables de
aluminio tales como AlSi1MgCuMn (EN AW6056), si bien también entran
en consideración otras aleaciones maleables de aluminio altamente
resistentes y endurecibles de la serie 6000.
Sorprendentemente se comprobó, que estos
materiales se prestan para encajes de rosca de alambre utilizables
en piezas, en especial de aleaciones de magnesio, pero también de
aleaciones de aluminio. Tienen la ventaja de que en su conjunto son
insensibles a la corrosión y en especial insensibles a la corrosión
por tensión, sin que sea necesario proveerlos de un recubrimiento
especial, que influya en la corrosión por contacto, de la
superficie. Frente a los encajes de rosca de alambre descritos más
arriba de aleaciones de aluminio con una superficie
"Hardcoat", estos encajes de rosca de alambre construidos según
el invento poseen el inconveniente de que no se produce una
separación galvánica entre las piezas de una aleación de magnesio y
los tornillos de aleaciones de acero. Sin embargo, en su conjunto,
los encajes de rosca de alambre según el invento se caracterizan
por una rentabilidad elevada, ya que no es preciso proveerlos de un
recubrimiento, que influya en la corrosión por contacto, de la
superficie. Además, estas aleaciones maleables de aluminio poseen
una conductividad térmica elevada en comparación, por ejemplo con
acero, lo que es especialmente ventajoso para determinadas
aplicaciones, como se expondrá todavía con detalle.
De acuerdo con otra solución del invento, el
cuerpo de alambre del encaje de rosca de alambre es de una aleación
maleable de magnesio sin recubrimiento, que influya en la corrosión
por contacto, de la superficie. Aquí entran especialmente en
consideración aleaciones de magnesio tales como MgAl3Zn (AZ31) y
MGAl6Zn (Az61).
Sorprendentemente se comprobó, que las
aleaciones maleables de magnesio se prestan, a pesar de la conocida
fragilidad del magnesio, para su utilización en encaje de rosca de
alambre en piezas, en especial de magnesio. Las aleaciones
maleables de magnesio poseen en especial la ventaja de que en su
conjunto son insensibles a la corrosión por contacto y en especial
insensibles a la corrosión por tensión, sin que sea necesario un
tratamiento o un recubrimiento especial de la superficie. Otra
ventaja de las aleaciones maleables de magnesio reside en el hecho
de que, sólo con un compactado en frío durante la fabricación de los
encajes de rosca de alambre, se puede obtener una resistencia de
tracción suficiente del cuerpo de alambre, sin que sea necesario un
tratamiento térmico del encaje de rosca de alambre. Además, las
aleaciones maleables de magnesio poseen las ventajas de un peso
reducido así como de una elevada conductividad térmica, lo que es
ventajoso para determinadas aplicaciones.
Los perfeccionamientos y las configuraciones
ventajosas del invento se desprenden de las reivindicaciones
subordinadas.
Por medio de la figura única del dibujo, que
representa de manera esquemática una unión con tornillo con un
encaje de rosca de alambre, se describen con detalle ejemplos de
ejecución del invento.
El filete 2 inserto representado en la figura se
compone usualmente de un cuerpo de alambre enrollado con forma de
hélice alojado en el taladro 6 roscado de una pieza 4 para
incrementar la capacidad portante de la rosca del taladro 6
roscado. En el filete 2 inserto está alojado un tornillo 10, que
sirve para unir la pieza 8 con la pieza 4.
Como ya se expuso, el cuerpo de alambre del
filete 2 inserto según el invento se compone de una aleación
maleable de aluminio altamente resistente y endurecible de la serie
6000 Al-Mg-Si sin un recubrimiento,
que influya en la corrosión por contacto, de la superficie. Con
preferencia se utilizan aleaciones maleables de aluminio de alta
resistencia y endurecibles tales como AlSi1MgCuMn (EN AW6056). En el
caso de estas aleaciones maleables de aluminio de la serie 6000 se
trata de aleaciones con un contenido bajo en cobre (Cu<1%), que
son insensibles a corrosión, en especial frente a aleaciones de
magnesio de fundición inyectada, como por ejemplo AZ91.
Para incrementar la resistencia de tracción del
filete 2 inserto hasta valores superiores de 400 N/mm^{2} se
somete el filete 2 inserto a un tratamiento térmico correspondiente.
Antes de alojar el filete 2 inserto en el taladro 6 de alojamiento
se provee convenientemente de una película lubricante seca. En este
caso se trata de sustancias análogas a ceras, en especial
sustancias con contenido en polietileno, que reducen la fricción
entre el filete 2 inserto y la rosca del taladro 6 roscado, por un
lado, y, por otro, la rosca del tornillo 10 durante el montaje.
Como ya se expuso más arriba, los encajes de
rosca de alambre de estas aleaciones maleables de magnesio se
prestan en especial para incrementar la capacidad portante de roscas
de piezas de aleaciones de magnesio fundidas, como por ejemplo
AZ91. Por un lado, la resistencia de tracción de estos encajes de
rosca de alambre de aleaciones maleables de aluminio (>400
N/mm^{2}) es manifiestamente mayor que la resistencia de las
aleaciones de magnesio fundidas usuales. Por otro, estas aleaciones
maleables de aluminio poseen frente al magnesio una elevada
resistencia a corrosión, ya que el aluminio se halla cerca del
magnesio en la tabla de tensiones de los elementos.
Los encajes de rosca de alambre de las
aleaciones maleables de aluminio indicadas no sólo se pueden
utilizar para incrementar la capacidad portante de roscas, sino
también para la reparación de roscas dañadas.
Cuando, en el estado de la técnica, se
deterioraban los taladros roscados de esta clase de una culata, se
alojaba para su reparación un encaje de rosca de alambre de un acero
especial en taladro roscado taladrado a mayor tamaño. Dado que el
acero posee una conductividad térmica pequeña, se produce
eventualmente en estos casos después de la reparación una
modificación no deseada del comportamiento térmico de las
bujías.
Si, de acuerdo con el invento se utilizan en
lugar de encajes de rosca de alambre de acero encajes de rosca de
alambre de una de las aleaciones maleables de aluminio mencionadas
más arriba, se soluciona el problema expuesto debido a la elevada
conductividad térmica de las aleaciones de aluminio. Por ello, ya no
se producen variaciones en el comportamiento térmico de las
bujías.
Los encajes de rosca de alambre de aleaciones de
aluminio aprovechan por ello en esta aplicación no sólo las
ventajas de una elevada resistencia a corrosión por contacto y de
un peso reducido, sino también la ventaja de una elevada
conductividad térmica.
Como material para los tornillos a utilizar con
estos encajes de rosca de alambre entra con preferencia en
consideración una aleación de aluminio, si bien para determinadas
aplicaciones se puedan utilizar otros materiales, como en
particular aceros especiales.
De acuerdo con la segunda solución del invento,
el cuerpo de alambre del filete 2 inserto se compone de una
aleación maleable de magnesio sin recubrimiento, que influya en la
corrosión por contacto, de la superficie. Con preferencia se
utilizan aleaciones maleables de magnesio como MgAl3Zn (AZ31) y
MgAl6Zn (AZ61).
En estos materiales se puede obtener una
resistencia a tracción superior a 350 N/mm^{2} recurriendo
únicamente a un compactado en frío durante la fabricación del
encaje de rosca de alambre, sin que sea necesario un tratamiento
térmico. También en esta solución del invento se provee el encaje de
rosca de alambre durante el montaje de una película lubricante seca
pata obtener unas propiedades de fricción óptimas de la rosca del
encaje de rosca de alambre.
De manera sorprendente se comprobó, que, a pesar
de la fragilidad innata del magnesio, los encajes de rosca de
alambre de las aleaciones maleables de magnesio indicadas se presta
como material para los encajes de rosca de alambre. Con especial
ventaja se utilizan los encajes de rosca de alambre de estas
aleaciones maleables de magnesio en combinación con piezas de
magnesio, como por ejemplo AZ91, que se utilizan actualmente en
numerosos sectores de la técnica. En esta combinación de materiales
se evita por naturaleza de manera completa el problema de la
corrosión por contacto. Dado además, que para estos encajes de rosca
de alambre no se necesita un recubrimiento de la superficie ni un
tratamiento térmico, esta solución del invento se caracteriza por
una rentabilidad grande.
Los encajes de rosca de alambre de las
aleaciones maleables de magnesio mencionadas pueden ser utilizados
nuevamente tanto para incrementar la resistencia portante de roscas
de piezas de un material con una resistencia pequeña, como también
para sanear taladros roscados dañados.
Como material para los torillos utilizables en
combinación con estos encajes de rosca de alambre entran en
consideración en primera línea las aleaciones de aluminio, si bien
también se pueden utilizar otros materiales como el acero.
Claims (8)
1. Pieza con un encaje de rosca de alambre
formado por un cuerpo de alambre enrollado en forma de hélice, que
se aloja en un taladro (6) roscado de la pieza (4), componiéndose
el cuerpo de alambre de una aleación maleable de aluminio de alta
resistencia y endurecible de la serie 6000
Al-Mg-Si sin un recubrimiento de la
superficie, que influya en la corrosión por contacto, y siendo la
pieza (4) de una aleación de magnesio o de aluminio.
2. Pieza con un encaje de rosca de alambre según
la reivindicación 1, caracterizada porque la aleación
maleable de aluminio altamente resistente y endurecible es
AlSi1MgCuMn.
3. Pieza con un encaje de rosca de alambre según
la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el cuerpo de
alambre es tratado con calor para incrementar la resistencia de
tracción.
4. Pieza con un encaje de rosca de alambre según
una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada
porque el cuerpo de alambre se provee de una película lubricante
seca.
5. Pieza con un encaje de rosca de alambre
formado por un cuerpo de alambre enrollado en forma de hélice, que
se aloja en un taladro (6) roscado de la pieza (4), componiéndose
el cuerpo de alambre de una aleación maleable de magnesio sin
recubrimiento, que influya en la corrosión por contacto, de la
superficie y componiéndose la pieza (4) de una aleación de
magnesio o de aluminio.
6. Pieza con un encaje de rosca de alambre según
la reivindicación 5, caracterizada porque la aleación
maleable de magnesio es MgAl3Zn o MgAl6Zn.
7. Pieza con un encaje de rosca de alambre según
la reivindicación 5 o 6, caracterizada porque el cuerpo de
alambre es utilizado sin un tratamiento térmico.
8. Pieza con un encaje de rosca de alambre según
una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada porque el
cuerpo de alambre se provee de una película lubricante seca.
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