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Procédé de fabrication d'objets tubulaires en alliages :le fer ou d'autres métaux.
La présente Invention concerne un procédé de laminage à chaud pour la fabrication d'objets tubulaires en alliages appropriés de fer, d'acier ou de métaux des genres les plus divers.
Suivant la présente invention, un mandrin dont le diamètre a un diamètre tel qu'il ne peut pas être introduit de la manière usuelle dans l'ébauche froide, est introduit dans l'ébauche chauffée et dilatée par l'échauffement, après quoi l'ébauche et le mandrin sont chauffés de nouveau, pour autant que c'est nécessaire, en vue du laminage et les deux pièces sont laminées d'une manière connue.
Le noyau se trouvant à une température plus basse s'échauffe très rapidement après l'introduction dans l'ébauche et cela d'autant plus qu'il vient plus intimement en contact et en outre il se dilate conformément à son augmentation
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de Trempe-ramure.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le diamètre du mandrin est plus grand que le diamètre du trou de l' ébau che. L' ébau che est alors soumise partiellement ou totalement à une forte pression intérieure sous l'action du noyau se dilatant seul ou en tous cas plus fortement que l' ébauche. Les couches de bord entourant le trou de l'ébauche se refroidissent quelque peu en concordance avec la cession de chaleu r au noyau, pou r autant que cette cession de chaleur n'est pas remplacée par une amenée de chaleur des couches de bord extérieures et il se produit une déformation non élastique de l'ébauche. La déformation mentionnée ci-dessus se fait sous une pression élevée du noyau se dilatant.
Cette pression est en tous cas, par rapport aux efforts élargissant dans les autres déformations mécaniques, d'action très uniforme et est probablement la cause d'une modification avantageuse de texture. Quelle que soit la façon dont sont réalisés les processus dont l'explication scientifique n'a pas été atteinte complètement encore et par lesquels l'invention ne doit pas être limitée , le résultat de ce procédé est extrêmement avantageu x.
Le procédé suivant la présente invention peut donc par exemple être réalisé :le telle façon que l'ébauche est d'abord chauffée à une température élevée t1 et éventuelle- ment après élimination des scories un noyau se trouvant à une température t2 beaucoup plus basse est introduit, noyau dont le diamètre correspond approximativement\ à cette basse température t2, au diamètre intérieur de l'ébauche chauf- fée è. la température t1 et par conséquent dilatée, et il faut tenir compte du jeu nécessaire suivant le mode désiré il:introduction du mandrin avec ou sans moyens auxiliaires mécaniques.
Cette température t1 et t2 et en conséquenc e la
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de son échauffement ultérieur sur l'intervalle de température plus grand, peuvent varier dans de larges limites sans qu'on sorte de la portée de la présente invention bien que les effets soient différents, ces effets constituant toutefois tous un progrès par rapport à l'état actuel de la technique.
Pour l'ébauche on peut envisager les alliages de fer et les alliages métalliques les plus divers qui conviennent à ce procédé de laminage à chaud, comme par exemple les aciers simples au carbone, connus pour cette application, mais aussi des aciers alliés.
On peut choisir pour le noyau des matériaux qui sont connus pour cette application, par exemple des alliages qui facilitent l'enlèvement du noyau après la déformation et qui présentent donc une grande résistance avec une ténacité élevée. Conviennent par exemple pour le noyau un acier à forte teneur en manganèse et en nickel, les aciers austénitiques connus, au manganèse, les aciers chrome-nickel, etc...
Le noyau ou l'ébauche ou les deux pièces peuvent, avant l'introduction du noyau dans l'ébauche être pourvus d'une couche empêchant le soudage du noyau à l'ébauche, par exemple d'une couche de graphite.
L'ébauche est chauffée d'après ce qui précède à une température t1 qui se trouve au-delà d'environ 300 C, de préférence dans le voisinage de la température de laminage.
L'ébauche est par conséquent chauffée par exemple, dans le cas d'aciers simples, de préférence à une température t1 comprise entre 900 C et 1100 C, mais qui suivant la mmposL tion , peut également être plus basse que 900 ou supérieure à 1100 - C, de telle manière qu'on produit une dilatation aussi grande que possible de ltébauche, et il faut veiller à ce que les modifications de structure défavorables connues ne se produisent pas par suite d'un chauffage trop élevé, Une température de 12002 n'est plus à envisager pour la plupart des matériaux et encore moins des températures pour lesquelles
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ceux-ci deviennent inutilisables.
Le noyau présente avantageusement, lors de son in- tro3uction dans l'ébauche, la température au local ou peut être éventuellement faiblement chauffé pour préserver la matière du noyau, suivant la composition de celui-ci.
Il est évidemment le plus souvent avantageux de prêtre grande la différence de température t1 -t, c'est¯àdire de choisir en conséquence pour t1 la température de transformation et l'introduire le noyau froid.. Les effets partiels qui sont toujours avantageux en comparaison de l'état actuel :le la technique peuvent être obtenus toutefois déjà pour des différences de température notablement moindres, c'est-à-dire par exemple pour une température beaucoup plus minime de l'ébauche.
On peut, dans une forme de réalisation particulière du procédé, choisir également en-dessous de la température du local la température t2 à laquelle le noyau est introduit dans l'ébauche, auquel cas on emploie avantageusement pour le noyau des alliages de fer moins sensibles aux variations de tempé ratu re.
On peut également employer des mandrins ayant un diamètre qui ne permet pas l'introduction à la main, même dans l'ébauche fortement chauffée. L'introduction se fait dans ce cas moyennant l'emploi d'une pression appropriée et avec l'aide de dispositifs mécaniques et éventuellement moyennant une conformation en forme de coin du noyau à la pointe. Ces formes de réalisation sont plus compliquées et ne sont pas nécessaires en elles-mêmes mais doivent être considérées également comme tombant dans la portée de la présente invention.
On peut, dans d'autres formes de réalisation, refouler un noyau également dans une ébauche non forée au préalable et chauffée en conséquence, percer éventuellement de cette manié-
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re l'ébauche et introduire ensuite un noyau froid comme précédemment, si c'est nécessaire après réglage préalable de la température de l'ébauche. Contrairement au procédé du brevet autrichien No. 120. 344, le refoulement du noyau sert ici seulement au percement.
Le traitement suivant la présente invention de l'ébauche avant le laminage peut encore éventuellement être amé%lioré par des traitements thermiques intermédiaires.
On peut choisir un noyau en un alliage dont le coefficient de dilatation, dans une partie ou dans la totalité de l'intervalle de température à envisager, est plus grand que le coefficient de dilatation de l'alliage de fer, d'acier ou métallique dont est faite l'ébauche. On produit ainsi une augmentation de la pression intérieure mais l'invention n'est pas limitée à cette mesure supplémentaire*
On peut introduire dans le trou de l'ébauche, chauffée avant l'introduction du noyau, un tube de doublure se soudant à l'ébauche par exemple un tube anti-rouille. Il est dans ce cas le plus souvent avantageux d'introduire le tube de doublure à la température du local ou faiblement chauffé seulement et il doit présenter à cette température un diamè- tre approprié à celui de l'ébauche chauffée.
On peut prévoir également des revêtements résistants à la corrosion.
Le procédé suivant la présente invention convient pour la fabrication des corps creux tubulaires les plus divers, de barres de mine creuses, etc..., de tubes, de canons d'armes à feu et d'autres objets analogues. Son application est d'autant plus multiple que les alliages les plus divers peuvent être employés.
Les objets obtenus suivant ce procédé présentent une texture homogène et des propriétés de qualité avantageuses. Un semblable objet peut dans certaines circonstances être traité à chaud de façon répétée pendant l'usage, comme c'est néces-
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saire pour la création de nouveaux tranchants, sans que les propriétés avantageuses se perdent.
Par l'application intime du noyau dans le trou ,en particulier dans les formes de réalisation préférées de l'invention, il est possible d'empêcher pratiquement toute formation de scories et d'éviter un laminage ovale et par con- séquent aussi toute formation de plis dus à des fendillements de la matière. Le déchet est diminué et l'on produit une économie de matière.
Un fleuret fabriqué suivant ce procédé présente un intervalle de dureté comparativement plus élevé.
Exemple de réalisation :L'ébauche est faite en une matière qui convient pour des fleurets de mine, entre autres par exemple en un acier à 0, 7-0,8 C, 0,25-0,35 Mn, 0,15-0,25 Si, P et S ensemble ne dépassant pas 0,05%. L'acier sous la forme d'une barre à arêtes brisées, d'une longueur d'environ 0,6-0,8 m, diamètre 100 mm, est pourvu d'un trou d'environ 30 mm et les deux extrémités sont bouchées par des tampons d'argile pour empêcher la formation intérieure de scories.La barre est alors chauffée dans un four, lentement, suivant les expériences connues, à une température d'environ 800-900 C, puis amenée sur le bord du four et un mandrin 3 qui est d'environ 0, 2 mm plus épais que le trou de l'ébauche froide et présente donc environ 30,
2 mm et qui a été protégé contre le soudage au préalablepar un enduit de graphite, est introduit dans le trou: L'ébauche est alors poussée avec le noyau dans le four et chauffée de nouveau à environ 900 C, puis elle estlaminée d'une manière connue, La combinaison de l'enduit de graphite connu en lui-même avec le procédé décrit ci-dessus tombe également dans la portée de la présente invention.
Dans un exemple de réalisation dans lequel la pression intérieure doit encore être élevée davantage on peut opérer de telle manière m'une .ébauche est chauffée comme précédemment
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à chute ou à la presse dans l'ébauche, après quoi on opère comme précédemment décrit.
En comparaison de l'état actuel de la technique, des formes de réalisation plus mauvaises de l'invention doivent être considérées comme protégées, formes dans lesquelles le diamètre du mandrin est approximativement égal et éventuellement un peu plus petit que celui du trou, pour autant que le diamètre du mandrin est trop grand pour permettre une introduction aisée du mandrin dans l'ébauche froide et que le mandrin est introduit moyennant l'emploi de différences considérables de température dans l'ébauche relativement dilatée.
'En effet, on produit en pareils cas déjà la possibilité de 1' emploi de mandrins plus épais que ceux qui pourraient être introduits dans l'ébauche froide d'après le degré de précision existant de l'usinage, et par conséquent une application plus intime du mandrin, ce qui doit être considéré en soi-même comme un progrès précieux suivant la présente invention.
Une autre partie de la présente invention consiste en sa transformation pour l'introduction d'âmes de tube qui sont résistantes à la corrosion ou doivent présenter des propriétés particulières pour les applications spéciales. A cet effet on chauffe un tube de doublure de composition appropriée, et le mandrin 3, de diamètre de préférence un peu plus grand, est introduit dans le tube de doublure chaud, comme on l'a décrit ci-dessus. Il est déjà connu dans d'autres procédés ( brevet autrichien No. 109. 260) d'employer un tube de doublure résistant à la corrosion. Ceci n'est pas revendiqué ici mais seulement dans la forme de réalisation particulière du procédé suivant l'invention.
Le mandrin peut présenter un enduit de graphite ou de matière analogue pour empêcher un soudage éventuel du tube de doublure au mandrin. Le mandrin et le tube de doublure sont alors autorisés à se refroidir et sont introduits à l'état froid dans l'ébauche chauffée, le diamètre du mandrin froid avec le tube de doublure engagé sur celui-ci étant avan-
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tageusement plus grand que le diamètre du trou de l'ébauche froide comme cela a été décrit ci-dessus pour d'autres formes de réalisation.
Au lieu qu'un tube de doublure soit monté sur le mandrin, le mandrin peut éventuellement recevoir un revêtement en un alliage lui convient pour l'application spéciale à laquelle le tube de doublure doit servir, le revêtement étant appliqué par arrosage ou bien, lorsque c'est économique, par immersion du mandrin dans un bain de l'alliage fondu ou par d'autres moyens et de semblables formes de réalisation doivent être considérées comme protégées bien qu'elles soient rarement à envisager.
L'invention ne doit pas être limitée pour ce qui concerne la nature du laminage de la pièce à traiter. Le changement de forme du rondin peut se faire d'une manière connue, progressivement, à l'aide d'un grand nombre de calibres.
Revendications,
EMI8.1
=+=+=+=+=+=+=+=+*+=+=+m+=+*+=P+= 1/ Procédé pour la fabrication d'objets tubulaires en alliages de fer ou en alliages métalliques, tels que des corps creux, des fleurets creux, des tubes, des récipients, des canons d'armes à feu et des objets analogues, caractérisé en ce qu'un mandrin dont le diamètre a une grandeur telle qu'il ne pourrait pas être introduit de la manière usuelle dans l'ébauche froide est introduit dans l'ébauche chauffée et dilatée par le chauffage, après quoi l'ébauche est éventuellement chauffée à nouveau avec le mandrin et est laminée d'une manière connue en elle-même.