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METHODE & APPAREIL POUR CHANGER LA FORME & AMELIORER LA TEXTURE DE CORPS CREUX METALLIQUES
La présente invention a trait à une méthode et un appareil permettant de changer rapidement et économiquement la forme de corps creux métalliques et en même temps d'améliorer la structure interne de l'acier ou autre métal constitutif. Elle consiste à soumettre ces corps à la pression externed'un fluide qui simultanément les contracte suivant leur rayon, les allonge suivant leur axe et change leur structure, de façon à accroître en,fait leur solidité et autres propriétés utiles du métal telle: que la résistance à l'usure.
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La nature des perfectionnements sera mieux comprise à l'aide des dessin: annexés.
La figure 1 est la coupe en élévation d'un ap- pareil conforme à l'invention, et montre un moule d'acier tubulaire logé dans l'appareil et prêt à être soumis au procédé, un mandrin sur lequel cette ébauche doit être contractée, des anneaux d'étan- chéité placés pour retenir le fluide sous pression, et un dispositif spécial qui a pour but de permet- tre au dit fluide d'exercer son effort à la fois de contraction et d'allongement sur l'ébauche ou le moule dont la forme est à changer.
La figure 2 montre une modification du dispc- sitif tel qu'il est montré sur la gauche de la figure 1 : le joint d'étanchéité est fixé de telle sorte que le moule ou l'ébauche ne soit pas soumis directement à un effort axial.
Enfin, la figure 3 est une coupe en élévation montrant une modification du dispositif dans lequel le moule ou l'ébauche étant de forme cylindrique d'-un bout à l'autre peut s'allonger axialement dans les deux sens.
Sur la figure 1, A représente le récipient qui doit avoir, bien entendu, une grande résistance pour supporter la pression à laquelle il est soumis; A1 est la paroi intérieure de ce récipient; a1 un évasement de l'extrémité à droite du récipient prévu pour contenir l'emboîtement en forme de cloche d'un moule pour tuyaux et A2 un conduit d'amenée du fluide sous pression; B est une plaque terminale solidement
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fixée à l'extrémité du récipient, à droite; C est un mandrin logé à l'intérieur du moule ou de l'ébauche et sur lequel cette dernière doit se contracter; C1 montre une extrémité évasée de ce mandrin qui, comme figuré, s'ajuste dans la partie évasée de l'em- boitement en cloche de la pièce en traitement;
D représente le moule ou l'ébauche constitué ici par un moule d'acier pour centrifugation déjà formé qui doit au moyen du procédé être simultanément contracté suivant son rayon et allongé suivant son axe par la pression à laquelle il est soumis de la part du fluide; Dl représente l'extrémité en cloche de ce moule et D2,D2 des fentes périphériques for- mées à l'extrémité du moule donnant la partie emboîtée du tuyau, telles qu'on les prévoit d'ordinaire pour recevoir les garnitures d'étanchéité quand le tuyau est en usage; D3 représente la surface, interne qui en cas où la pièce traitée a déjà été en usage se présentera craquelée et rugueuse;
E représente un anneau de joint serré entre la partie évasée e1 du récipient et l'extrémité en cloche du tube.-l'anneau de joint s'appuyant contre un anneau support F est de plus garni d'une pièce d'écartement G engagée entre les branches de l'U formé par sa section; H,H représentent des anneaux logés dans les fentes périphériques D2; 1 est un bloc appuyé contre l'anneau arrière H et Fi un autre bloc appuyé contre l'anneau avant H, et, à l'extrémité de l'anneau formé par I et E1 est un anneau d'étanchéité reposant contre le bloc ou anneau F1.
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Pour être traité, l'ébauche ou le moule est placé dans le récipient, comme figuré, avec le man- drin C mis en place et les anneaux d'étanchéité F et F1 calés entre l'intérieur du récipient et l'exté- rieur de l'ébauche ou du moule, et tenus en place par les moyens que l'on vient de décrire; les pièces ainsi assemblées, le fluide sous pression est injecté par le conduit A2 et agissant sur l'extérieur du moule ou de l'ébauche, contracte radialement cette pièce qu'il allonge en même temps suivant l'axe; dans le montage de la figure 1, cet allongement de l'ébauche qui a lieu par simple pression exercée sur sa surface externe quand elle est contractée radialement, est facilité par l'application directe de cette pression à l'ébauche ou à l'extrémité du moule qui donne 1.'emboîtement, par l'intermédiaire de l'anneau d'étanchéité F1 et de ses supports.
Il faut veiller cependant à ce que la surface de l'anneau d'étanchéité F1 soumise à la pression du fluide, ne soit pas tellement grande qu'une traction longitu- dinale anormale soit exercée sur l'ébauche, ce qui tendrait à la briser en deux. La pression doit sim- plement aider et faciliter l'allongement.
L'effet de la contraction radiale et de l'al- longement axial est à la fois de changer et de rendre compacte la forme des cristaux ou éléments composant du métal en sorte que sa densité, sa résistance et sa dureté soient accrues.
Dans la modification de montage montrée fig.2, le récipient est muni d'une plaque terminale J
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contre laquelle s'appuie une pièce intermédiaire K laquelle maintient à son tour l'anneau F3 qui supporte directement l'anneau d'étanchéité E2.
Avec cette construction, cet anneau E2 n'exerce aucun effort axial sur le moule ou l'ébauche dont la dilatation axiale a lieu simplement par l'effet de la pression du fluide agissant à la périphérie.
Dans la modification représentée figure 3, la pièce à façonner D D est de forme cylindrique et des intercalaires K et K1 sont adaptés aux deux bouts du récipient pour maintenir les joints E et E1. Par ce procédé, la pression du fluide appliquéeà l'ébauche a. pour résultat, non seule- ment de la contracter sur le mandrin, mais aussi de l'allonger axialement dans les deux sens.
Il va de soi que beaucoup des avantages de l'invention peuvent être conservés en contractant une ébauche jusqu'à un certain point réglé par la quantité de fluide admise et en se passant de mandrin, quoique évidemment ce dernier constitue un facteur très important de l'opération puisqu'il sert à la fois à limiter la contraction et à'donner une forme précise à la surface intérieure de l'é- bauche.
On peut avantageusement soumettre le corps cylindrique, après contraction, à un traitement thermique à basse température entre 2000 0 et 400 C, qui sans aucun doute élimine certaines tensions intérieures, tout en augmentant notablement dureté
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et résistance du métal. La température à employer varie naturellement avec la nature du métal, celle mentionnée ci-dessus s'appliquant à l'acier marchand ordinaire.
Pour une application iructueuse de la méthode, il faut que l'épaisseur de la paroi du corps cylindrique à traiter soit suffisante pour que le métal n'ait pas tendance à se froisser au lieu de se contracter radialement sous l'influence de la pression du fluide appliquée à sa surface externe. L'épaisseur nécessaire pour s'opposer à cette tendance varie quelque peu avec le dia- mètre du corps cylindrique à traiter tirais on peut indiquer à titre d'exemple non limitatif que pour un tube d'acier de 50 m/m de diamètre intérieur, l'épaisseur de paroine doitpas être inférieure à 0.7 m/m.
Bien que la méthode faisant l'objet de l'in- vention doive être le plus usuellement appliquée au traitement de corps creux d'acier, on l'a aussi employée avantageusement pour des corps creux de laiton et de bronze et l'amélioration de la structure du métal est notable avec de tels métaux; toutefois, bien que l'on estime qu'une amélioration de ce genre résulte toujours du traitement, il faut bien remarquer que l'in- vention conserve sa valeur si on l'utilise exclu- sivement pour obtenir un changement de forme.