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Procédé de fabrication d'objets à travailler sur machines - outils enlevant des copeaux.
La présente invention a pour but d'améliorer la capacité,, la faculté de se laisser travailler de pièces de machines et de tous produits en acier, en vue de pouvoir travailler les dits objets sur machines-outils enlevant des copeaux sous une plus grande vitesse de coupe et sous une moindre sollicitation (émoussage) des outils, ainsi que sous une moindre formation de chaleur par suite du frottement interne et externe. Suivant l'invention, les pièces de machines et autres produits sont fabriqués en types d'aciers qui se distinguent des aciers leur comparables et utilisés jusqu'ici en vue de leurs propriétés spéciales (solidité, résistance aux acides ) par une teneur en soufre extraordinairement élevée.
La notion de teneur en soufre extraordinairement élevée doit s'entendre relativement. S'il s'agit d'aciers sans autres
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métaux ou a faible teneur en autres métaux allies (tels que Chrome, Molybdène, Wolfram , Nickel, Cuivre, Manganèse, Cobalt , Titane, Vanadium, Aluminium, Bore, Silicium, Zer, Urane, Tanta - le) - teneur qui ne dépasse pas 6 % de la masse totale d'acier suivant l'analyse de l'acier fondu - l'acier à employer suivant l'invention contient au minimum 0,25 % de soufre.
S'il s'agit d'aciers à forte teneur en métaux alliés, ou en carbone libre (plus de 0,6 % de Carbone) la teneur en Soufre est au moins de 0,15% Dans chaque cas, il s'agit, dans les aciers à employer suivant l'invention, d'aciers ne présentant pas le phénomène de liquation ou de ségrégation, ce qui est atteint de la façon connue, par additions relativement élevées d'éléments de fixa - tion des gaz et empêchant la liquation, comme le Silicium, l'A- luminium, le Titane ; la quantité de ces éléments ajoutés comportera en règle générale au maximum 0,5 % .
En ce qui concerne le défaut de casser 3, chaud propre à tous les aciers à haute teneur en Soufre, il est à remarquer que ce défaut/ rendu supportable dans l'acier conforme à l'in - vention et en tout cas n'est pas plus fort que dans le cas des aciers automatiques connus sans métaux d'alliages, avec 0,15 à 0,22 % de soufre, quand le traitement à chaud s'opère à une température suffisamment élevée. La fragilité à chaud peut d'ailleurs être diminuée aussi par un long chauffage à haute température, ce qui est déjà connu.
Pour la fabrication d'objets à travailler en grandes quantités sur machines dites automatiques, on emploie, sui - vant l'invention, un acier contenant jusque 0,6 % de Carbone, 0,25 à 0,45 % de Soufre, jusque 0,3 % de Phosphore et de 0,3 a 1,2 % de Manganèse.
Cet acier renferme, de la façon connue, des corps fixant les gaz et empêchant la liquation, comme l'Aluminium, le Si - licium, le Titane, etc. en quantité suffisante, allant en rè - gle générale au maximum jusque 0,5 % .
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Un alliage spécialement approprié, à allier à l'acier spécial, se compose de :
I. Soufre 0,30 %
Phosphore 0,15 %
Carbone 0,10 %
Manganèse 0,65 %
Silicium 0,10 %
A cet acier automatique peuvent être ajoutés des éléments renforçant la dureté, tels que le Chrome, évidemment en quan - tités suffisamment petites pour que le traitement, le travail à froid ne soit pas sensiblement plus difficile.
La faculté de travail, pour laquelle la séparation des copeaux en parties cassantes et courtes est importante, peut en outre être améliorée par chauffage de l'acier déjà laminé, chauffage suivi d'un saisissement dans l'eau, respectivement d'un adoucissage. Ceci s'applique en particulier pour des aciers à faible teneur en Carbone et contenant très peu de Chrome, ou analogue. La faculté de travail est également a - méliorée quand l'acier laminéest de plus passé, à froid, par étireurs ou lamineurs. Ces deux mesures opératoires, qui peuvent être appliquées ensemble, sont connues en elles-mêmes.
Il s'est de Plus démontré que l'on peut encore pousser vers le haut, au-dessus de 0,45 %, les limites de teneur en Soufre, sa.ns nuire aux propriétés d'un bon acier automatique ; en particulier, pour une élévation de la teneur en Soufre jusqu'à peu près0,75% il n'y a encore à craindre aucune fragilité à chaud quand on maintient, au laminage, une tempé - rature de début d'au moins 1100 C. Ainsi on obtient un très bon acier automatique de résistance moyenne, avec la composi - tion suivante :
II. Carbone environ 0,3 %
Phosphore " 0,032 %
Soufre " 0,52 %
Manganèse " 1.08 %
Silicium " 0,28 %
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ou encore :
III.
Carbone environ 0,15 %
Phosphore " 0,033 5
Soufre " 0,482 %
Manganèse " 1,46 %
Silicium " 0,26 %
L'inventeur a de plus constaté que la, capacité la faculté de travail peut être fortement améliorée également pour des aciers contenant plus de 0,6 % d.e Carbone, et pour des aciers contenant plus de 0,3 % de Carbone et en même temps plus de o,2 % d.e- Manganèse par augmentation de la teneur en Soufre au-dessus de la limite supérieure jusqu'ici habituelle d'en - vircn 0,12 % .
On obtient alors des aciers de résistance ex - trêmement élevée qui peuvent être traités par après de façon connue par chauffage ou recuit maisqui cependant grâce à leur composition conformément à l'invention, peuvent alors être toujours mieux travaillés que des aciers de même teneur en Carbone et Manganèse et renfermant la quantité habituelle de Soufre.
Exemples :
IV. Carbone environ 0,95 %
Phosphore " 0,022 %
Soufre " 0,192 %
Manganèse " 0,64 %
Silicium " 0,28 %
Cet acier peut être travaillé en pièces de dureté plus grande que la normale, sur machines à grande production, la faculté de travail pouvant être encore améliorée par le trai - tement ultérieur connu en lui-même (soit laminage, étirage ou pressage à froid ou à chaud, réchauffage ou recuit). Du reste cet acier peut aussi s'employer comme bon acier à outils.
V. Carbone environ 0,35 %
Phosphore " 0,033 %
Soufre " 0,482 %
Manganèse " 1,46 %
Silicium " 0,26 %
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C'est un acier automatique de dureté moyenne, de bonne ténacité et de capacité de coupe augmentée.
VI. Carbone environ 0,76 %
Phosphore " 0,026 %
Soufre " 0,325
Manganèse " 1,53 %
Silicium 0,42 %
Cet a.cier a une très grande solidité et, pour son travail, supporte le traitement ultérieur déjà mentionné.
Finalement, il s'est révélé que, pour des aciers à forte teneur d'autres métaux, on peut également améliorer la faculté de travail par la teneur en Soufre augmentée conformément à l'invention. Evidemment, on peut aussi dans ce cas appliquer le traitèrent subséquent connu de chauffage, recuit ou étirage, afin d'améliorer encore la faculté de travail. On obtient ainsi des aciers à outils de grande valeur, ainsi que des aciers pour buts spéciaux qui conservent les propriétés particulières re - qui ses (par exemple grande résistance à l'usure) mais présen - tent en outre une faculté de se laisser travailler notablement supérieure à la normale.
Exemples :
VII. Carbone environ 0,64 %
Phosphore " 0,014 %
Soufre " 0 ,22 %
Manganèse " 0,34 % silicium " 0,26 %
Chrome " 4 ,54 %
Wolfram " 17 ,42 %
Vanadium " 0,25 %
Ceci est un trèsbon acier rapide.
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VIII. Carbone environ 0,52 %
Phosphore " 0,016
Soufre "0,33
Manganèse " 0,60
Silicium " 0,32
Chrome " 17, 0 %
Nickel
Cet acier a une grande résistance aux rejetions chimiques et est de grande solidité.
IX. Carbone environ 0,15 %
Phosphore " 0,033 %
Soufre " 0,525 %
Manganèse " 1,46 %
Silicium " 0,37 %
Ni ckel " 25 , 3 %
Ceci est un acier dont la teneur en soufre relativement forte favorise la faculté de travail malgré la forte teneur en Nickel ; par suite de sa forte teneur en Manganèse, il ne tend pas à être fragile à chaud ; il résiste très bien aux agents chimiques.
X. Carbone environ 0,14 %
Phosphore : 0,006 %
Soufre " 0,15 %
Manganèse " 0,69 %
Silicium " 0,28 %
Chrome " 14,57 %
Nickel : 0,26 %
Cet acier est difficile à travailler sans traitement thermique ultérieur, mais cependant moins difficile que les aciers à moindre teneur en Soufre ; il possède une grande solidité, et résiste bien aux réactifschimiques.
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XI. Carbone environ 1,12 %
Phosphore " 0,056 %
Soufre " 0,460 %
Manganèse " 12 ,42 %
Silicium " 0,64 %
Chrome " 1,12 %
Cet acier, spécialement par trempage à haute température présente une très bonne résistance à l'usure et une faculté de travail remarquablement meilleure aux outils enlevant des copeaux qu'un acier du même type à plus faible teneur en Soufre.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de fabrication d'objets à travailler sur machines-outils enlevant des copeaux, objets composés d'acier ne présentant pas de phénomène de liquation, caractérisé en ce que l'acier comporte une teneur en Soufre supérieure à la normale, et ce, de plus de 0,25 % pour des aciers sans ou avec peu d e métaux additionnels et pa.uvres en Carbone libre, et de plus de 0,15 % pour les aciers riches en métaux additionnels ou en Carbone.
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Process of manufacturing objects to be worked on machine tools removing chips.
The object of the present invention is to improve the capacity, the ability to let work machine parts and all steel products, in order to be able to work said objects on machine tools removing chips at a higher speed. cutting and under less stress (blunting) of the tools, as well as under less heat build-up due to internal and external friction. According to the invention, machine parts and other products are made of types of steels which differ from steels comparable to them and used heretofore for their special properties (strength, resistance to acids) by an extraordinary sulfur content. high.
The notion of extraordinarily high sulfur content must be understood relatively. If it is steels without other
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metals or low in other alloyed metals (such as Chromium, Molybdenum, Wolfram, Nickel, Copper, Manganese, Cobalt, Titanium, Vanadium, Aluminum, Boron, Silicon, Zer, Urane, Tanta - le) - content not exceeding 6% of the total steel mass according to the analysis of the molten steel - the steel to be used according to the invention contains at least 0.25% sulfur.
In the case of steels with a high content of alloyed metals, or of free carbon (more than 0.6% of carbon) the sulfur content is at least 0.15% In each case, it is , in the steels to be used according to the invention, steels which do not exhibit the phenomenon of liquation or segregation, which is achieved in the known manner, by relatively high additions of gas-fixing elements and preventing the liquation, such as Silicon, Alumium, Titanium; the quantity of these added elements will generally contain a maximum of 0.5%.
With regard to the defect of breaking 3, hot specific to all steels with a high sulfur content, it should be noted that this defect / made bearable in the steel conforming to the invention and in any case is not not stronger than in the case of known automatic steels without alloying metals, with 0.15 to 0.22% sulfur, when the hot treatment takes place at a sufficiently high temperature. The hot brittleness can moreover also be reduced by long heating at high temperature, which is already known.
For the manufacture of objects to be worked in large quantities on so-called automatic machines, a steel containing up to 0.6% carbon, 0.25 to 0.45% sulfur, up to 0 is used, according to the invention. , 3% Phosphorus and 0.3 to 1.2% Manganese.
This steel contains, in the known manner, bodies which fix gases and prevent liquation, such as aluminum, Si - silicon, titanium, etc. in sufficient quantity, generally up to a maximum of 0.5%.
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A specially suitable alloy, to be alloyed with special steel, consists of:
I. Sulfur 0.30%
Phosphorus 0.15%
Carbon 0.10%
Manganese 0.65%
Silicon 0.10%
To this automatic steel can be added elements which reinforce hardness, such as chromium, obviously in sufficiently small quantities so that the treatment, the cold working is not appreciably more difficult.
The working ability, for which the separation of the chips into brittle and short parts is important, can further be improved by heating the steel already rolled, heating followed by searing in water, respectively by softening. This applies in particular for steels with a low carbon content and containing very little chromium, or the like. The working ability is also improved when the rolled steel is further passed, cold, through drawers or rollers. These two operating measures, which can be applied together, are known in themselves.
It has also been shown that the sulfur content limits can still be pushed upwards, above 0.45%, without adversely affecting the properties of a good automatic steel; in particular, for an increase in the sulfur content up to approximately 0.75%, there is still no fear of any hot brittleness when a starting temperature of at least 1100 C is maintained during rolling. This gives a very good automatic steel of medium strength, with the following composition:
II. Carbon about 0.3%
Phosphorus "0.032%
Sulfur "0.52%
Manganese "1.08%
Silicon "0.28%
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or :
III.
Carbon about 0.15%
Phosphorus "0.033 5
Sulfur "0.482%
Manganese "1.46%
Silicon "0.26%
The inventor has further observed that the capacity, the working ability can be greatly improved also for steels containing more than 0.6% carbon, and for steels containing more than 0.3% carbon and at the same time more than 0.2% manganese by increasing the sulfur content above the hitherto usual upper limit of en - vircn 0.12%.
Steels of extremely high strength are then obtained which can be subsequently treated in a known manner by heating or annealing but which, however, thanks to their composition in accordance with the invention, can then always be worked better than steels with the same carbon content. and Manganese and containing the usual amount of Sulfur.
Examples:
IV. Carbon about 0.95%
Phosphorus "0.022%
Sulfur "0.192%
Manganese "0.64%
Silicon "0.28%
This steel can be worked in parts of greater than normal hardness, on high production machines, the working ability being able to be further improved by the subsequent treatment known in itself (either rolling, drawing or cold pressing or hot, reheating or annealing). Moreover, this steel can also be used as good tool steel.
V. Carbon about 0.35%
Phosphorus "0.033%
Sulfur "0.482%
Manganese "1.46%
Silicon "0.26%
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It is an automatic steel of medium hardness, good toughness and increased cutting capacity.
VI. Carbon about 0.76%
Phosphorus "0.026%
Sulfur "0.325
Manganese "1.53%
Silicon 0.42%
This steel has a very great solidity and, for its work, supports the further treatment already mentioned.
Finally, it has been found that for steels with a high content of other metals, the working ability can also be improved by the increased sulfur content according to the invention. Obviously, one can also in this case apply the known subsequent treatment of heating, annealing or drawing, in order to further improve the working ability. High-value tool steels are thus obtained, as well as steels for special purposes which retain the special properties required (for example high resistance to wear) but also have the ability to be worked considerably. higher than normal.
Examples:
VII. Carbon about 0.64%
Phosphorus "0.014%
Sulfur "0.22%
Manganese "0.34% silicon" 0.26%
Chrome "4.54%
Wolfram "17.42%
Vanadium "0.25%
This is a very good high speed steel.
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VIII. Carbon about 0.52%
Phosphorus "0.016
Sulfur "0.33
Manganese "0.60
Silicon "0.32
Chrome "17.0%
Nickel
This steel has a great resistance to chemical rejections and is very solid.
IX. Carbon about 0.15%
Phosphorus "0.033%
Sulfur "0.525%
Manganese "1.46%
Silicon "0.37%
Ni ckel "25, 3%
This is a steel whose relatively high sulfur content favors the working ability despite the high nickel content; due to its high manganese content, it does not tend to be hot brittle; it is very resistant to chemical agents.
X. Carbon about 0.14%
Phosphorus: 0.006%
Sulfur "0.15%
Manganese "0.69%
Silicon "0.28%
Chromium "14.57%
Nickel: 0.26%
This steel is difficult to work without subsequent heat treatment, but however less difficult than steels with a lower sulfur content; it has great strength, and is resistant to chemical reagents.
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XI. Carbon about 1.12%
Phosphorus "0.056%
Sulfur "0.460%
Manganese "12.42%
Silicon "0.64%
Chromium "1.12%
This steel, especially by high temperature quenching, exhibits very good wear resistance and remarkably better working ability to chip-removing tools than steel of the same type with lower sulfur content.
CLAIMS.
1. A method of manufacturing objects to be worked on machine tools removing shavings, objects made of steel not exhibiting any liquation phenomenon, characterized in that the steel has a sulfur content greater than normal, and this , more than 0.25% for steels with little or no additional metals and free carbon, and more than 0.15% for steels rich in additional metals or carbon.