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Procédé de façonnage d'alliages de fer et de carbone, produits fabriqués suivant ce procédé et leurs applications. -
Le fer brut, la fonte moulée grise et blanche, la fonte malléable blanche, ainsi que la fonte malléable recuite dans la plupart des cas, étaient considérés jusqu'à présent (voir aussi OBERHOFFER, " Le fer forgeable ou technique ", édition SPRINGER, Berlin) comme n'étant façonnable ni à froid ni à chaud.
Comme on était habitué à réduire la température de laminage de l'acier au fur et à mesure que la teneur en carbone de celui-ci augmen- tait, la cause de la non réussite du laminage de la fonte moulée doit être cherchée dans la température beaucoup trop basse. or, de nombreux essais de l'inventeur ont montré que le fer brut, la fonte moulée blanche et grise et la fonte malléable non recuite etrecuite sont parfaitement f açonnables, comme par exemple par laminage, pressage, forgeage, martelage ou étirage etc., en maintenant, suivant la composition de la matière, pour le traitement thermique de la fonte moulée des températures extra-
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ordinairement élevées, par exemple de 950 à environ 1150 et plus.
Dans le travail de la matière, celle-ci, coulée en blocs (lingots) ou plaques de différentes épaisseurs, est réchauffée dans le four à recuire uniformément à la température de lamina- ge et laminéeensuite dans le train de laminoir. La diminution de la section transversale, qu'on peut calculer en moyenne à 20 % à chaque passage, ainsi que la fréquence du réchauffage varient suivant l'épaisseur des tôles et profils laminés. La faible propriété cassante des bords latéraux, qui en certaines circonstances se manifeste par suite d'un refroidissement trop fort, peut être complètement supprimée par un laminage fini entre de lourdes plaques brutes, ce qui permet non seulement d'éviter tout refroidissement, mais aussi d'obtenir le laminage à de faibles épaisseurs de tôle.
Le même résultat est obtenu par doublage, respectivement par laminage simultané d'un grand nombre de minces tôles. Dans le cas de profils tout minces, il est recommandable de laminer la matière entre des tôles d'acier.
Dans ce cas une teneur en carbone plus forte des tôles d'acier est désirable pour éviter toute diffusion. Lorsqu'il s'agit de produire de la matière compound, c'est-à-dire un produit obtenu par laminage et soudage simultanés de plaques de fonte et d'acier, la, matière première peut être formée de plaques de fonte moulée, qui sont recouvertes de plaques d'acier et soudées à celles-ci tout autour de leurs bords avant leur introduction dans le four. De cette façon ou de toute autre façon appropriée, la matière peut être protégée contre l'accès des gaz du four.
En outre, lors du laminage, on peut produire par soudage et diffu- sion du carbone de la fonte moulée dans l'acier doux, une tôle, composée à moitié de fonte moulée et à moitié d'acier, ou bien deux tôles d'acier avec un noyau en fonte moulée, ou encore un noyau d'acier emprisonné entre deux couches de fonte moulée.
La fonte et l'acier adhèrent solidement l'un à l'autre et ne
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peuvent être séparés l'un de l'autre.
Les figs.l et 2 montrent la matière compound ainsi produite 100 - 250 fois agrandie. La fig.3 montre une fonte moulée nor - male laminée avec environ 2 % de silicium et 3 % de carbone et refroidie à l'air, agrandie 200 fois. La fig. 4 montre une fonte moulée à forte teneur en carbone avec environ 3, 8 % de C. et environ 2,4 % de Si après laminage et recuit, agrandie 250 fois.
La fig. 5 montre une fonte moulée blanche pauvre en silicium avec environ 3,2 % de C et 0,6 % de Si après laminage et refroidisse- ment à l'air, agrandie 250 fois. La fig. 6 montre une tôle à forte teneur en silicium et à faible teneur en carbone après laminage et recuit sur ferrite à basse température. La fig. 7 montre une matière, qui a été laminée à l'état brut blanc et ensuite recui- te ferritiquement après laminage. La fig. 8 montre une matière, qui a été laminée à l'état brut blanc et ensuite, après lamina- ge, débarrassée du carbone par le recuit dans des agents produi- sant des gaz oxydants, et maintenue ainsi à l'état ferritique.
Il ressort de toutes ces figures que le graphite, le car- bone malléable et aussi la ledeburite s'étirent parfaitement bien dans la direction de laminage. La matière produite a une résistance considérable et peut en outre être soudée, brasée, par exemple brasée bout à bout, d'une façon absolument parf aite.
On obtenait dans la fonte moulée laminée des résistances, à l'état non recuit, de 67 kes. par millimètre carré, et à l'état recuit de 54 kos, par millimètre carré. Dans la fonte malléable lami - née, on obtenait à l'état non recuit des résistances de 110 à 120 kos. par millimètre carré pour un allongement de 5 %. A l'état recuit, cette matière montre une résistance de 50 à 60 kos. par un allongement de 15 à 20 %.
La nouvelle matière à travailler, obtenue de cette façon, peut être employée pour beaucoup d'usages.
Au moyen de tôles à teneur en carbone relativement forte, on peut tout d'abord fabriquer par estampage ou par découpage de bandes des segments de pistons.
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Des segments de pistons de grande valeur sont fabriqués aujoard'hui en les coulant individuellement,moyennant une faible addition pour le travail, dans des moules de sable établis avec grande précision. Comme les petits segmentsde pistons n'ont qu'une très petite section transversale, on est obligé de n'admettre que de très faibles écartements sous le rapport de la composition de la matière, ainsi que du mode de fusion et de moulage. Ce n'est que de cette façon qu'il est possible de fabriquer des segments de pistons, qui possèdent une masse fon- damentale sorbitique très uniforme avec une répartition uniforme du carbone. La composition de la, matière et la structure du seg- ment de piston étaient déterminés jusqu'à présent exclusivement par les dimensions mêmes du segment.
Dans la fabrication des segments, on obtenait de 100 kos. de fonte moulée seulement 35 à 40 kos. de segments, comme la part des trous de coulée et des têtes perdues est considérable. Il est très difficile de donner à la matière' des segments de pistons fabriqués aujourd'hui une très grande élasticité, telle qu'elle est désirable pour les pistons de moteurs et de compresseurs travaillant à haute pres- sion de gaz.
La fabrication de segments de pistons du genre décrit ci- après permet la fabrication de segments de pistons de toutes dimensions voulues, possédant le maximum d'élasticité. On peut en outre donner à la matière de ces segments toute masse fonda- mentale voulue, toute teneur en carbone avec toute répartition voulue de celui-ci, telle qu'elle est désirable pour le présent but d'application spécial. De plus, ces segments montrent le minimum d'usure et assurent le contact le plus intime entre les segments et les parois des cylindres, Dans ce qui suit, on décri- ra le procédé, conforme à l'invention, suivant lequel les nou - veaux segments de pistons sont fabriqués.
Une fonte moulée de grande qualité d'une composition, spé- cialement appropriée au présent but, est fondue dans un four
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quelconque et moulée dans un moule de sable ou un moule perma- nent sous forme de grande plaque modérément mince. Après être refroidie et pendant qu'elle est encore sous la chaleur pre - mière, provenant de la coulée, cette plaque est introduite dans un four à réchauffer et ensuite laminée à une épaisseur plus faible voulue. Le processus de laminage commence à des tempéra- tures entre 1000 et 1150 . Le nombre de passages dépend du degré, dont la matière est étirée d'un passage à l'autre. Cette valeur dépend à son tour de la composition de la matière à travailer.
Lorsque par suite du refroidissement la matière n'a plus qu'une température d'environ 900 , il convient de la réchauffer de nou- veau.
Cette matière de fabrication montre une très faible usure et possède une très grande élasticité. Elle a de même une struc- ture très compacte par suite de sa masse fondamentale sorbitique- troostitique à grain fin et des flocons de graphite, qui sont orientés perpendiculairement ou parallèlement au plan de lamina- ge et finement divisés. Si la matière de fabrication est desti - née à des usages spéciaux, on peut lui donner toute dureté vou - lue. Les pertes de laminage sont très minimes, et la matière à travailler peut être découpée facilement dans la cisaille.
La fabrication du segment fini au moyen de plaques laminées peut être effectuée de façon variée :
1) Une plaque de fer laminée de la largeur du pourtour du segment de piston est recourbée en forme de tube, et les diffé- rents segments de pistons sont découpés de ce tube.
2) Dans la plaque de fer laminée on découpe des bandes, ayant les dimensions finies des segments de pistons, et on re - courbe ces bandes individuellement pour leur donner la forme voulue.
3) Dans une plaque de fer laminée on découpe pa,r estampa- ge des segments de dimensions et de forme finies.
Le segment de piston moulé est meulé des.deux côtés et tra-
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vaillé sur le tour à sa face de glissement, Par contre, les segments de pistons, fabriqués au moyen d'une plaque de fer coulée, ne doivent être travaillés que sur leur face de glisse- ment. conformément à l'exposé ci-dessus de la fabrication de ma- tière compound en fonte moulée - acier, fonte moulée - métaux non ferreux, il peut être convenable d'agencer la, matière pour les serments de pistons, de telle sorte que du côté tourné vers la face de glissement, elle se compose de fonte moulée, et du côté opposé à la face de glissement, d'acier ordinaire ou spécial, respectivement de métaux non ferreux normaux ou spéciaux ou de leurs alliages, la, matière compouna, adjointe à la fonte mou- lée, possédant principalement de grandes propriétés élastiques,
a.ssurant une application forte des segments de pistons contre la surface de glissement.
Les matières, fabriquées conformément l'invention, con - viennent en outre pour des tambours de frein et leurs organes intérieurs soumis à de grands efforts.
Des tambours de frein et leurs organes intérieurs peuvent, en effet, être fabriqués avantageusement au moyen de matière graphitique avec une ma.sse fondamentale appropriée. Sous ce rapport on peut aussi envisager l'emploi de la matière compound laminée en fonte moulée et acier.
La fonte moulée, surtout si elle a une composition appro - priée, n'a pas de tendance à se coincer par pression et à s'échauffer et présente une grande résistance à l'usure. C'est là la raison pour laquelle cette matière est employée depuis long- teraps pour la fabrication de sa,bots de freins. Des tambours de frein entièrement en fonte moulée ont l'inconvénient d'être très sensibles aux coups et aux chocs. Cette matière n'a pas la résistance voulue, ce qui est un-danger, surtout actuelle - ment, où les véhicules tendent à, circuler à des vitesses plus grandes.
Des tambours de freins, fabriqués au moyen'de fonte
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malléable normale ou spéciale, sont forcément très limités par rapport à la composition, et il est extraordinairement diffici- le de les fabriquer tels qu'ils remplissent toutes les condi - tiens. De plus, il est extraordinairement difficile d'obtenir toujours avec certitude la structure voulue du fer ou une struc- ture très semblable à celle-ci. Par contre, si des tambours de frein en acier sont munis d'un fourreau en fonte moulée, ces tambours de freins auront un poids extraordinairement grand.
C'est- là la raison pour laquelle un nouveau procédé de fabrica - tion de tambours de freins fut bientôt imaginé, suivant lequel la fonte moulée est fondue selon des principes scientifiques et appliquée en couche.modérément mince sur des tambours en acier de for.me spéciale, ,fabriqués par soudage de matières laminées.
Ces tambours de freins possèdent de très grandes qualités, quoique l'épaisseur du fourreau en fonte moulée, dépende forte- ment d'un bon soudage pendant le processus de la coulée. D'autre part, ce mode de fabrication de tambours de freins est extraordi- nairement coûteux.
Les tambours de freins, fabriqués conformément à l'inven - tion et suivant le procédé de laminage combiné, exposé ci-dessous offrent les avantages suivants :
1) Comme la fonte moulée et l'acier sont laminés simulta- nément, lesdeux matièresse soudent parfaitement l'une à l'au- tre et montrent une liaison intime. Pour cette raison, on peut fabriquer des tambours de freins, présenta,nt le maximum de sécu- rité et possédant le minimum de poids.
2) Le procédé permet d'employer le meilleur acier et la meilleure composition de fonte moulée pour ces tambours ou sa - bots de freins spéciaux, un procédé qui s'écarte complètement des procédés suivant lesquels.les tambours de freins sont cou - lés en moules. Dans ces procédés, on n'a pas besoin de tenir compte de la composition de la matière, comme dans la fabrica- tion de tambours de freins par coulée en moules.,
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3) Toute forme spéciale voulue et toute section transver- sale de la matière à travailler peuvent être facilement obte- nues à l'aide du procédé de laminage.
4) Par le laminage simultané d'acier et de fonte moulée en longues bandes, par le soudage de ces bandes sur une lon - gueur correcte, par le profilage et le courbage des bandes en forme d'anneaux et par le soudage bout à bout des extrémités de ces anneaux, on peut fabriquer rapidement et économiquement des tambours de freins de grande qualité.
La fabrication des tambours s'effectue alors à peu près de la façon suivante : L'acier et la fonte moulée d'une compo- sition spéciale appropriée sont coulés en même temps dans le même moule. On peut en outre, en coulant de l'acier autour d'un noyau en fonte moulée, ou en coulant de la fonte moulée dans une enveloppe d'acier, et en soumettant ensuite le tout à un laminage, fabriquer une matière composée de la forme voulue.
La matière à travailler peut de plus être fabriquée, en lami- nant des feuilles de fonte moulée et d'acier en bandes de forme voulue, soudées ensemble. Dans tous les cas, la matière à travailler peut être façonnée suivant la section transversale d'un ou de plusieurs tambours de freins.. Les bandes sont décou- pées en longueurs susdites, c'est-à-dire elles reçoivent une longueur, qui reçoit au pourtour du tambour, et elles sont ensui- te courbées à froid ou à chaud en forme d'anneaux et soudées. une matière à forte teneur en silicium avec une bonne ligne de graphite peut être employée pour la fabrication de plaques ou tôles de transformateurs.
La plaque ou tôle de transformateur en matière conforme à l'invention offre les avantages techniques suivants : Tout d'abord la fabrication de tôle de transforma- teur normale est coûteuse, parce qu'elle est très sensible et exige une grande expérience dans la conduite des charges, notam- ment dans le four électrique. Les pertes de temps augmentent considérable,ment, si la pureté et la composition ne sont pas
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choisies tout à fait correctement. Or, la fonte moulée peut être fondue et coulée beaucoup plus facilement, et sa fabrica- tion est sensiblement moinscoûteuse. Elle est en outre plus facile à travailler. Lespertes en watts sont de même minimes et rendues encore plus minimes par la subdivision, poussée plus loin, des fines t8les par les incorporations superficielles de graphite laminées.
La fine tale est donc en quelque sorte composée elle-même de lamelles. Grâce àcette subdivision les pertes par courants de Foucault sont plus faibles, les pertes par hystérésis sont réduites par l'agencement, facile à obtenir, d'un ferrite de silicium à gros grain.
D'autres possibilités d'applications sont :
1) Des coussinets, aussi spécialement des coussinets armés, des coussinets munis ou revêtus d'acier ou de métal (alliages de cuivre). Ici, il y a lieu d'envisager l'emploi de la fonte moulée laminée, aussi comme matière de soutien et de renforce - ment, comme dans les coussinets mixtes actuels, mais cette fonte offrira en outre l'avantage d'une plus grande possibilité de support dans le cas d'usure et d'éohauffement. Puis, évidemment directement comme métal de coussinet et de frottement avec de fortes teneurs en carbone bien orientées.
2) La fabrication de manchons, également pour mouvements de glissements, comme les manohons ou chemises internes de cylin- dres.
3) La fabrication de t8les profilées de tout genre, comme de t8les cannelées et de tôles ondulées avec leurs propriétés spéciales, comme la grande rigidité, la grande résistance à l'usure, le grand pouvoir amortisseur, l'exemption d'oxygène, la facilité de les travailler, leur réfraction plus grande à la corrosion, leur plus grande rigidité à des températures plus élevées, ainsi que comme matériaux de construction d'une plus grande sécurité en cas d'incendie.
4) Des poutrelles et des profils de tout genre, notamment
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aussi de la matière pour la fabrication de barres et de tiges, possédant les mêmes propriétés que celles qui sont énumérées en 3.
5) Des barreaux de grille d'une résistance spéciale par l'orientation du graphite, dans le cas d'une masse fondamentale comprimée, améliorée éventuellement par un traitement thermique et dont la structure est influencée d'une façon voulue quelcon- que.
6) Toutes les matières énumérées, caractérisées par le fait que pendant le processus de travail ou après, elles sont travaillées superficiellement : nitrées,alitrées etc., puis aussi munies d'un revêtement de zinc, d'étain ou de dépôts quelconques métalliques ou non métalliques. De même la modifi- cation de la structure superficielle ou de celle de l'ensemble de la matière par la pénétration ultérieure par diffusion ou par cémentation dans un milieu solide, liquide ou gazeux quel- conque .
7) Des matériaux de tout genre pour constructions de rou- tes, armatures, carrelages et, en général, pour recouvrir les planchers dans les maisons d'habitation et dans les fabriques.
8) Le traitement préparatoire de la matière à laminer, soit en la coulant dans des coquilles, des moules en sable ou autres. L'obtention d'une structure spéciale, qui se comporte le mieux, soit que ceci est réalisé dans ces fontes ou dans d'autres fontes ordinaires par un traitement thermique ou par tout autre traitement avant le recuit. De cette façon il est certain qu'une matière blanche ou une matière à fin carbone malléable et à carbone graphitique relativement fin, peut de loin être laminée le mieux, tout en ayant, comme telle, une teneur en carbone aussi faible que possible.
9) Influencer la matière à laminer pendant ou après le laminage par des tours de main les plus variés, influence du nombre de passages, de la valeur de la réduction de section
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transversale pendant un passage, du laminage dans une seule direction ou aussi transversalement à celle-ci, ou encore en avant et arrière, du laminage à des températures différentes, une fois à haute température et une fois à basse température dans un ordre différent, l'intercalation de réchauffage ou de refroidissement intermédiaires, l'intercalation d'un traite- ment superficiel de tout genre. Une grande partie de ces trai- tements peut aussi être déplacée à la fin du processus.
De cette façon, on peut produire une matière qui, pour un agencement quel- conque de la masse fondamentale (austénite, martensite, troosti- te, sorbite, perlite, ferrite), contient le constituant à forte teneur en carbone, comme par exemple, la oementite (ledeburite), le graphite, le carbone malléable, en disposition quelconque, mais notamment en structure linéaire.
10) De la matière spéciale, qui contient, en dehors du fer et du carbone et des éléments d'accompagnement plus ou moins normaux, aussi des additions d'alliages de tout genre, comme Mn, Ni, Co, Ou, Zn, Si, Mo, Wo, Vn, Cr. Ti, Al, Be, soit seuls', soit au nombre de plusieurs ensemble.
11) Fabrication de matériaux spéciaux, qui ont été lami- nés à l'état blanc ou à l'état brut mélangé, et qui présentent par une trempe ultérieure ou un recuit une structure contenant du carbone, respectivement qui sont débarrassés complètement ou partiellement de carbone.
D'autres champs d'applications pour les matériaux, fabri- qués conformément à l'invention, ressortent des considérations suivantes :
Il est connu, de composer des objets, qui auparavant étaient généralement moulés, comme par exemple des bâtis et carters de machines de tout genre, aussi de machines-outils et de machines électriques, de tôles découpéeset soudées ensemble. Par opposition à la fabrication ancienne en fonte, cette fabrication présente l'avantage de l'économie des modèles
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et d'une fabrication économique plus rapide etc.
Toutefois, de tels éléments de machines sont inférieurs aux éléments moulés par le fait que le pouvoir amortisseur, propre à la matière fondamentale, et spécialement à la fonte moulée, leur fait défaut, que par conséquent leur stabilité à dimensions égales est moindre et qu'ils sont plus fortement expo- sés à des vibrations et des oscillations.
La présente invention permet de combiner les avantages des deux modes de fabrication, en ce sens que les éléments de machi- nes ou d'autres objets se composent bien de différentes parties, réunies par soudure, soit par soudure électrique, soit par sou- dure autogène ou par un procédé de soudage approprié, mais que comme matière à travailler pour les parties à réunir on ne prend pas des tôles laminées pauvres en carbone, comme il est usuel, mais de la fonte moulée laminée à teneur en carbone plus forte que celle des matières laminées actuellement employées.
La matière, à employer à cet effet, est tout d'abord cou- lée dans des moules appropriés et ensuite laminée, de façon à produire des corps laminés en forme de plaques ou de toute autre forme appropriée, qui sont ensuite reliés par brasage ou soudage à d'autres corps semblables ou à des corps coulés, mais non la- minés. on peut aussi y relier de la même façon des corps en matière pauvre en carbone. Il est donc possible aussi, au lieu de composer l'ensemble de l'objet d'une façon homogène de par- ties soudées ensemble, d'employer à cet effet des parties en matière différente, dont la nature s'adapte au genre d'efforts à supporter à l'endroit respectif. D'autres parties peuvent évidemment être reliées au moyen de vis ou de toute autre façon appropriée aux corps, assemblés pour le surplus à l'aide de soudures.
L'avantage de tels corps assemblés réside dans la réunion des avantages économiques et des avantages de la fabrication rapide, propres à l'assemblage de corps laminés à l'aide de sou-
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dures, avec les avantages qu'offre la matière coulée sous dif- férents rapports, notamment celui du grand pouvoir amortisseur, du bon pouvoir glissant (résistance à l'usure), et d'autres encore.
Dans un tel corps,on peut aussi intercaler ou rapporter des parties en toute autre matière, par exemple en fonte mou - lée, en fer forgé, fonte malléable, acier coulé, bronze, acier etc., de façon à créer un objet, dans lequel on emploie des ma- tières différentes, dont la nature s'adapte aux genres d'efforts à supporter aux endroits respectifs.
En tenant compte des bonnes propriétés glissantes de ma - tières à travailler coulées, notamment de la fonte moulée, on a l'habitude de fabriquer des glissières et d'autres surfaces, soumises à la fatigue par frottement de glissement, en matière coulée. Certaines analyses, par exemple, des alliages de fer et de carbone avec ou sans additions (nickel, chrome, molybdène, vanadium et d'autres analogues) et certains genres de structure, par exemple, la structure de perlite et d'autres analogues con- viennent spécialement à cet effet.
Dans les cas où pour le restant de la matière de la pièce une autre nature suffit ou est appropriée, on coule généralement ces glissières, que leur surface soit plane ou courbée, oylin- drique (tubes de glissement) ou de toute autre configuration , en matière d'une analyse appropriée, et on relie ensuite ces glissières au restant du corps de la pièce d'une façon appro- priée, par exemple, au moyen de vis ou de tout autre façon convenable. La fabrication de fonte peut aussi être utile, dans le cas où le restant de la matière à travailler est la même que celle qui est employée pour la surface de glissement ou la glis- sière.
La présente invention crée le moyen de fabriquer de telles pièces plus facilement et de leur donner de meilleures proprié- tés, qu'il n'était possible et usuel jusqu'à présent.
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Conformément à l'invention, les pièces sont aussi coulées d'abord, mais elles ne sont pas employées dans la forme origi- nale. Au contraire, après le moulage, elles sont laminées ou étirées ou façonnées de toute autre manière à froid ou à chaud sous la forme sous laquelle elles sont employées après un trai- tement superficiel ou autre.
Afin d'obtenir la structure appropriée dans la pièce finie, par exemple une structure prédominante de perlite, sorbite, martensite ou toute autre structure appropriée, il peut être avantageux de conduire arbitrairement le refroidissement de la pièce chaude venant du laminage, ou réchauffée à nouveau ou spécialement, c'est-à-dire, par exemple de le retarder artifi- ciellement ou de l'accélérer. Ceci peut être effectué en intro- duisant la pièce dans des locaux convenablement chauffés ou tempérés de toute autre façon (par exemple, des fours), en enveloppant la pièce dans des matières appropriées bonnes ou mauvaises conductrices de la chaleur (par exemple, des poudres), ou en plongeant la pièce dans des liquides, en la rafraîchissant par arrosage ou de toute autre façon appropriée.
La liaison de la partie, fabriquée de cette façon, au res- tant du corps de la pièce peut être effectuée, comme jusqu'à présent, au moyen de vis etc. mais aussi par brasage, soudage et autre analogue.
La forme définitive des nouvelles glissières n'est, toute- fois, pas obtenue par moulage suivant le modèle, mais par lami- nage, respectivement par façonnage ultérieur d'une pièce de fonte à l'état chaud, à laquelle on donne la structure convenable par un traitement approprié.
Des matières à teneur en carbone moyenne ou plus faible sont envisagées pour la fabrication de ressorts et pour la production de tôles émaillées. Grâce à l'interruption uniforme de la struc- ture, au graphite incorporé et bien orienté, on peut produire une matière d'automate qui, par suite de ses possibilités de
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travail extraordinaires, équivalentes à celles de la fonte malléable, est supérieure à l'acier d'automate normal. Par le traitement thermique il est possible de produire facilement une structure fondamentale quelconque.
Dans le cas d'une température de laminage convenable et d'une matière brute appropriée, on peut aussi laminer, sans plus, des profils plus simples au moyen de lingots de fonte moulée, Des burins tranchants et des outils de tout genre, possédant des propriétés extraordinaires, peuvent être fabri- qués au moyen de la matière laminée, contenant de la cementite et du ledeburite en structure linéaire.
Il rentre dans le cadre de l'invention que, suivant la masse fondamentale, la fluidité nécessaire de celle-ci, et par conséquent la possibilité de façonnage de l'alliage de fer et de carbone, se produit déjà à des températures bien basses, éventuellement à la température ambiante, tandis que d'autre part, des matières, contenant relativement beaucoup de graphite lamellaire grossier, ne manifestent leur fluidité qu'à des tem- pératures relativement élevées, jusqu'à 1150 . Notamment, dans la matière trempée, les températures de réchauffage nécessaires, se trouvent, par suite de l'état correspondant de la masse fon- damentale et par suite du manque d'incorporations hautement ré- fractaires, plastiques et d'une orientation déterminée, relative- ment loin au-dessous de 1150 .
La fonte moulée a comme avantage essentiel la propriété de pouvoir être fondue relativement facilement et coulée très facilement. La propriété de coulée augmente dans le fer sous- euteotique avec l'accroissement de la teneur en oarbone. Mais la propriété de laminage de la fonte moulée diminue progressi- vement avec l'accroissement de la teneur en constituants riches en carbone, comme le ledeburite, le graphite ou le carbone mal- léable.
Il s'ensuit que, pour la production de t8les de fonte moulée laminées, il convient mieux de prendre un alliage qui,
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pour une teneur non trop fotte en constituants riches en car- bone, peut encore être laminé relativement facilement et par- faitement et qui, d'autre part, pour une teneur relativement forte en constituants riches en carbone, peut encore facile - ment être fondu et coulé. La meilleure teneur en carbone se trouverait par conséquent, pour le fer normal non allié, coulé sans mesures spéciales lors de la solidification (coquille, rafraichissement etc.) dans des moules de sable normaux (moules en réfractaire), entre environ 2,5 et 2,7 % de carbone, en tout cas au-dessous de 3 %.
Des alliages de fonte moulée à plus fai- ble teneur en carbone peuvent être fondus plus facilement, mais ils offrent éventuellement des difficultés lors de la coulée.
Toutefois, ces difficultés, ainsi que la tendance plus faible à graphitiser (à l'état coulé ou laminé), peuvent être compen- sées par une forte teneur en silicium ou autres éléments. Des alliages, contenant environ 1,5 à 1,7 % ou même jusqu'à 2,3 % de carbone et 2 à 3 % de silicium, peuvent encore être coulés et laminés parfaitement, et par un traitement thermique et par laminage on peut produire toute structure voulue. Des alliages à très fortes teneurs en carbone (3,3 % jusqu'à environ 4 % et même jusqu'à 4,5 %) se coulent très facilement. La difficulté plus grande de laminer cette matière d'une manière parfaite, peut être supprimée éventuellement par des additions spéciales, agissant d'une façon stabilisante sur la cementite.
La matière première coulée peut être d'une structure bien variée. Elle peut contenir, dans le cas d'une masse fondamenta- le martensitique, troostitique, sorbitique, perlitique ou ferri- tique, des constituants riches en carbone, comme la cementite, le ledeburite, le graphite et le carbone malléable, et ce en disposition plus ou moins finement divisée, irrégulière ou orien- tée. ces constituants, riches en carbone, incorporés dans la masse fondamentale, peuvent être disposés, par le processus de laminage, d'une façon déterminée, principalement suivant une
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structure linéaire.
Toutefois, il est possible aussi, par le fait qu'une fonte moulée primitivement blanche, de même que de la fonte malléable brute, n'est soumise qu'après laminage à un changement de structure par un traitement thermique, de produire, dans une masse fondamentale quelconque, un agencement de carbone malléable normal, non orienté ou peu orienté, Des aciers, contenant du carbone libre sous forme de graphite ou de carbone malléable, ne sont pas fabriqués généralement, de sorte que la fabrication consciencieuse d'une ligne de graphite, méme dans le cas de teneurs en carbone libre de quelques dixièmes pour cent seulement, forme déjà une caractéristique essentielle de la présente invention.
De plus, il n'est pas connu qu'une fonte moulée blanche est absolument laminable à une température appropriée, et que par un traitement ultérieur, simple réchauf- fage ou rafraîchissement, le fer laminé peut recevoir la struc- ture d'une fonte malléable à grains noirs ou bien celle d'une fonte malléable blanche décarbonisée. Four autant qu'il est question, dans la présente invention, de soudage en combinaison avec la production de matière compound, on entend par cette expression l'ensemble de tous les processus, par l'application desquels on réussit de réunir ensemble les matières à relier entre elles, de telle sorte qu'il se produit un assemblage per- manent et une adhérence certaine entre les matières, capable de résister aux fatigues mécaniques, qui se manifestent et ten- dent à produire une séparation.
La séparation même se produira, dans des cas rares, à la surface délimitation proprement dite entre les deux matières différentes. D'une façon normale, lors d'un essai de séparation, l'une des deux matières sera plutôt détruite. Ceci est spécialement le cas dans la liaison de fonte moulée et d'acier. Dans un bon soudage, il se produit ici une diffusion notable de carbone de la fonte moulée dans l'acier, qui augmente l'adhérence des deux matières l'une sur l'autre, de telle sorte que lors d'un essai de séparation violente ,
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la fonte moulée se déchire et que la surface de séparation n'est en aucun cas découverte.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de façonnage d'alliages de fer et de carbone avec plus de 1,5 % de carbone, caractérisé par le fait que l'alliage est chauffé à des températures, auxquelles la struc- ture fondamentale, devenue plastique est susceptible d'enfermer et d'enrober de toutes parts les éléments incorporés fortement carbonisés (graphite, carbone malléable, ledeburite etc.), l'alliage étant ensuite façonné dans cet état.
2. Procédé de façonnage d'alliages de fer et de carbone avec moins de 1,5 % de carbone, existant en totalité ou partiel- lement à l'état élémentaire, caractérisé par le fait que l'allia- ge est chauffé à des températures auxquelles la structure fonda- mentale, devenue plastique, est susceptible d'enfermer et d'enro- ber de toutes parts les éléments incorporés fortement carbonisés (graphite, carbone malléable, ledeburite etc.), l'alliage étant ensuite façonné dans cet état.
3. Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, carac- térisé par le fait que l'alliage, façonné aux températures éle- vées, est façonné davantage à des températures basses.
4. Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le façonnage s'effectue par laminage, caractérisé par le fait que le laminage de l'alliage est fini entre des plaques de matières premières.
5. Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le façonnage s'effectue par laminage, caractérisé par le fait que l'alliage est laminé provisoirement en forme de tôles, ces tôles étant ensuite laminées finies en paquets.
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