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Procédé et machine pour débarrasser les pièces métalliques de leur pellicule superficielle d'oxyde et pièces traitées par ce procédé.
On sait qu'actuellement pour débarrasser les.pièces métalliques de leur pellicule d'oxyde, on soumet ces pièces à un dérochage ou à un décapage par lacide. Dans le ca.s du fer et de ses alliages, on plonge les pièces dans de l'acide sulfurique étendu puis les pièces sont neutralisées et séchées.
Ce procédé présente plusieurs inconvénients:
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il coûte cher, même compte tenu de la récupération de sulfate, en raison de la consommation importante d'acide et du chauffage nécessaire ; l'hydrogène provenant de l'attaque par l'acide reste occlus dans le métal d'où une diminution parfois importante des caractéristiques mécaniques du métal trai- té ; des traces d'acide restent dans le métal, et ces traces, après galvanisation par exemple, tâchent en noir la couche de zinc déposée .
La présente invention a pour objet un procédé nou- veau permettant, avec des frais minimes, de débarrasser mécaniquement les pièces métalliques (en fer et ses al- liages ou en tous autres métaux ou alliages) de leur pellicule superficielle d'oxyde .
Ce procédé qui ne présente aucun des inconvénients précités (en particulier pas d'acide, pas d'hydrogène occlus} et qui peut être mis en oeuvre sur les pièces dès leur sortie du la:ainoir (donc sans création de stock) est remarouable, notamment, en ce qu'il consiste à soumettre, à froid, la pièce à traiter à un effort de traction su- périeur à la limite élastique du métal, de manière que l'allongement résiduel soit égal ou supérieur à 3% environ.
Le procédé s'applique à des pièces quelconques, fils, barres, feuillards, demi-produits, tôles, etc..
L'invention a également pour objet, à titre de pro- duits industriels nouveaux, les pièces métalliques trai- tées par le procédé précité, c'est-à-dire ayant été débar- rassés de leur pellicule d'oxyde par un allongement soit longitudinal (dans le cas de fils, barres, feuillards, demi-produits) soit longitudinal ou transversal (tôles), ayant dépassé la limite d'élasticité et donné naissance, de ce fait, à un allongement résiduel d'au moins 3% .
L'invention a encore'pour objet une machine pour
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l'application du procédé précité, cette machine étent remarquable notamment en ce qu'elle comporte des noyens permettant de communiquer un allongement résiduel aux pièces à traiter .
Aux dessins annexés, donnés uniquement 3. titre d'exemple :
La fige 1 est une vue schématique, en plan, d'une machine permettant de désoxyder selon l'invention des fils ou feuillards ; la fig.2 est une vue en élévetion d'un bane de tréfilerie à deux bobines perfectionné selon l'invention ; la fig.3 en est une vue en plan correspondante; la fig.4 est une vue, en élévation, analogue ':. celle de la fig.2, mais comportant des bobines dites "à provision" avec évacuation axiale ; la fig. 5 en est une vue en plan correspondante ; la fig.6 est une vue, en élévation, d'une machine permettant le traitement simultané de plusieurs fils ou feuillards; la fi g.7 est une vue en plan correspondante.
Au cours du traitement par le procédé selon l'invention, le métal s'allonge sous la pellicule d'oxyde inextensible, et se sépare de l'oxyde qui tombe en petites écailles sur les aciers doux, et en poussière brune pulvérulente sur les aciers durs.
Le tableau I ci-après indique, par quelques exemples d'essais, le minimum d'allongée: nt permanent qu'il suffit de donner à une barre ou à un fil pour le déberrus- ser complètement de sa pellicule d'oxyde .
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T..#*..U I
EMI4.2
<tb>
<tb> Echantillon <SEP> :Qualité <SEP> de <SEP> Caractéristiques <SEP> :Allongement <SEP> :Etat <SEP> de
<tb> : <SEP> :l'acier <SEP> :initiales <SEP> du <SEP> métal:permanent <SEP> don:désoxyd-
<tb> :né <SEP> à <SEP> la <SEP> barre,:tion.
<tb>
R <SEP> @% <SEP> :exprimé <SEP> en <SEP> ; <SEP> : <SEP>
<tb> :de <SEP> la <SEP> longueur:
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :initiale <SEP> :
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb> @@@@@@
<tb>
EMI4.3
Rond de 12,6mm :douce :41 ,7 S6,4% :8,5% :50)1 t de ils-
EMI4.4
<tb>
<tb> :xyde <SEP> reste
<tb> : <SEP> :sur <SEP> la <SEP> barr <SEP> e
<tb>
EMI4.5
axa- -id- -id- : -id- 4 Z70 :la pellicu-
EMI4.6
<tb>
<tb> : <SEP> :le <SEP> est <SEP> dé-
<tb> : <SEP> :tachée <SEP> en-
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :tièrement
<tb>
EMI4.7
Rond de 8wm :xtra-cbuce:5,8 :Z5,2; :3% :oxyde non
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<tb>
<tb> ;détaché <SEP> en-
<tb>
EMI4.9
: ti èr en.en t : -i à- : -id- : -id- -1 CI- :5-b :oxyde d ta-
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<tb>
<tb> : <SEP> :
<SEP> ché <SEP> entière--
<tb> :ment
<tb> Fil <SEP> machine <SEP> :douce <SEP> :38 <SEP> k <SEP> :25, <SEP> 5%il <SEP> :1% <SEP> :pellicule
<tb> :de <SEP> 5 <SEP> mm <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :non <SEP> détachée
<tb>
EMI4.11
-id- : -id- . -i d- : -i d- :2 : -id- -id- -id- -nid- :-id- :30 :pellicule
EMI4.12
<tb>
<tb> : <SEP> détachée <SEP>
<tb>
EMI4.13
-id- dure : 6 5 k5 : , 16 , 5µ ;3 : -id-
EMI4.14
<tb>
<tb> :feuillard <SEP> de
<tb>
EMI4.15
:56 C,,8 rm : douce :42,6 :29p : 6j3 : -nid-
Il ressort de ce tableau que la désoxydation est déjà achevée, ou en voie d'achèvenent à partir d'un allongement permanent de 3% environ .
Le/mêtal, après application du procédé, reste susceptible d'être travaillé ultérieurement par les moyens normaux d'étirage à froid des fils et des barres, par le laminage à chaud ou à froid des demiproduits des tôles et des feuillards .
Les essais du tableau II ci-après indiquent, en effet les modifications dans les caractéristiques mécaniques d'une même barre à l'état brut et à l'état traité :
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Tableau II
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:echantillon caractéristiques mécaniques ###### ; :de la barre :de la même barre ayf-n-t-subi un allonge-
EMI5.2
<tb>
<tb> : <SEP> :initiale: <SEP> : <SEP> ment <SEP> permanent
<tb> Allongement <SEP> permanent
<tb>
EMI5.3
en % de la longueur :rojd : : : :
A-1 : : : en initiale¯¯¯¯¯¯¯¯¯ #i :roi;d de A-;ô #################'## :1, 6mm en ¯ ¯ ¯. t, G0 42, :19,; :acier doux :41,7 S6)4% :-- - 70
EMI5.4
<tb>
<tb> :rond <SEP> de
<tb> :8mm <SEP> acier
<tb>
EMI5.5
:doux 35,8 :5,2; : 5/ 39 t ÀÉ , 5jÔ
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<tb>
<tb> :fil <SEP> de <SEP> 5mm <SEP> @
<tb>
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=t'acier doux :38 :,5j4 ; ,50 39,? :18Í : -id- :--ïd.-- :.41 d- 3,; ...,9, : 2 ola
EMI5.8
<tb>
<tb> :fil <SEP> de <SEP> 5mm
<tb>
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:acier dur :65,5 :16,5, : 3/. 69,5 tll,1%*
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<tb>
<tb> :feuillard
<tb>
EMI5.11
:56 :x: 2,8m.m 48,6 :29,Ó:
6) 455 ;.'0,50
On voit que le métal, après traitement selon l'invention , conserve des caractéristiques anlogues à celles d'un métal bien décapé par le procédé usuel à l'acide . Ces caractéristiques sont nettement supérieures à celles d'un métal ayant subi un déoapage usuel mal conditionné .
EMI5.12
Le nouveau procédé permet de donner au métal exactement le même allongement permanent pour chaque barre, alors que la régularisation des décapages à l'acide est subordonnée à de multiples facteurs
EMI5.13
qu'il est indispensable de contrôler :ainutieuse:.:ent .
Le fil traité selon l'invention se p t3te parfaitement au .tré- filage .Un fil machine traité mi-partie par le décapage à l'acide, mi-partie par le procédé nouveau, a permis une descente normale du
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fil à 0,9 mn dans le premier cas et 0,?mm dans le second .Ce dernier fil avait un éclat plus vif .Le nouveau procédé permet donc tous les traitements ultérieurs à la filière, sans aucune préparation inter-
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Eiêdiaire .
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Le/laminageultérieur de de-,ni produits de barres, feuillards ou tôles traités peut être réalisé sans difficultés, à chaud ou à froid, sans la moindre trace d'oxyde venant du produit allongé. noter que bien que les produits présentent après allon- gement des caractéristiques mécaniques très acceptables, ainsi que le contre le tableau II ci-dessus, il est possible d'améliorer les caractéristiques du métal allongé, du métal allongé puis tréfilé ou laminé à froid en régénérant le métal par un recuit .En effet,
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pEr un recuit au-dessus du point critique supérieur les caracté- ristiques mécaniques redeviennent semblables à celles du métal laminé recuit, ainsi. que cela résulte du tableau III ci-après .
Tableau III
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:échantillon :09.te-ctéristiques mécaniques du métal
EMI6.3
<tb>
<tb> laminé <SEP> :laminé <SEP> et <SEP> .traité <SEP> par <SEP> :traite <SEP> et <SEP> re-.
<tb>
: <SEP> allongement <SEP> cuit¯¯¯ <SEP>
<tb>
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: R :,o R tmyo : R ..- R t flj rond de :12,6 mm :41,9 :w6,4 :39,4 :24,5 :43,9 :1.9 59,3 :g6,5 :rond de 8z :55f.S 35, :33,7 :23 :39 :ls,5 :34,2 :21,5 fil dur de 5mm :67 :14 :59,2 :12,5 :69,5 :12 :60,â :135 fil doux de 51ùL1 :8,6 :2É,5 :57,E :&b :42,7 :1.9.5 :38,5 :25 *feuillard de : :56 x 2,8illm :42, 6 128 :41,2 :28 ;45,5 :20,5 :39,6 6 :24
Gour chacune des dimensions, tous les essais ont été prélevés dans une même barre .
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..u point de vue L1ÏcrographiQ.ue, on a examiné trois barres-ux provenant d'un même fil de résistance IMZakgs et d'allongement 23,5% le premier à l'état laminé, le deuxième après avoir subi un
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allongement per-aenent de 5$7,e ( R= 418, 4e '-' -i lE,5) le troisième *près %-.voir subi un ±llongezent permanent de po (R43k, 4 14,25) aucune différence sensible n'a été observée dans les coupes en long faites sur ces fils.
Après un recuit normal, les trois échantillons
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ont une structure identique . les constituants, ferrite et traces de perlite, s ont dans le même état .Dans l'échantillon fortement allongé les grains sont légèrement) plus allongés .Des micrographies anclogues sur des échan- billons recuits ne décèlent absolument aucune différence, dans l'échantillon à grand allongement permanent on ne retrouve plus de cristaux allongés .
On peut donc conclure de ce qui précède que les aciers traités par le nouveau procédé ne perd'.ent rien des qualités qu'ils possédaient et que le tréfilage ou laminage à froid des aciers durs, qui nécessite des recuits au cours de la descente du fil ou du laminage à froid, peut utiliser ce procédé .
En définitive, le procédé qui permet la suppression de la pellicule d'oxyde, en conservant au métal des carac- téristiques acceptables pour le travail du métal à chaud ou à froid, pour le pliage et l'usinage, permet en dehors de la suppression du décapage : la disparition absolue d'hydrogène occlus, dans le métal , provenant du décapage ; l'amélioration de surface dans les produits galva- nisês ou étamés par suppression des traces d'acide libre ; la suppression de toute oxydation du métal par l'acide; la possibilité d'étamer ou de galvaniser les produits désoxydés ; l'utilisation immédiate des bottes de fil ou de feuillards venant du laminoir; il est inutile de stocker le métal pour le faire rouiller avent décapage, d'où une diminution du stock .
La réalisation pratique du procédé ne présente aucune difficulté .
Suivant l'exemple d'exécution représenté à la fig.
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1 le iil 1 à débarrasser de sa couche d'oxyde p@sse du
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vidcir .a r&nviaoir J en p-Ss>1.t sur cieux cylindres 4 4 5 xez- p¯r llèlzs . Ces cylindres 4 et 5 tournent dans 1= même sens ( flèches .±1) à 'La même vi tesse anguluire etont des di@mètres déterminés poar réaliser une
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¯ug!4cnt:J.tior. de vitesse tungentiell6 de 4,,;, en plus de elle coz3ùiis<nt le glissement d. fil. La vitesse t,yG¯¯tielle cz cylindre 5 est supérieure celle du cylindre ae telle sorte que leur différence de zinc-sise tar¯s:¯tielle provoque 1 Tllonger.nt du fil.
Le fil 1 est @@intenu sur chaque cylindre pr quatre spires du moins, le fil étant enroulé en une seule couche.
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1-or que le ril s'enroule et se déroule constniera ¯ lu même pince sur chaque cylindre, il est de préfé- ¯..ï:ce nréva sur egoecun de ces cylindres une entaille ou 7 de f ±06 conique dont la pente est égle au coefficient de gliss'3,.lsnt du m :,,-1 constituant le fil ou le fenillard sur fonte ou acier suivant que les cylindre sont an fonte ou en cier.
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Les deux cylindres peuvent être co#n" ndés sépar é- :..en t, le réglage des vitesses ¯wguL..ires est déterminé de -celle sorte que le ;'il subisse rallongement résiduel @inimum de nécessaire pour q..'il soit désoxydé.
Les figs. 2 @@ @ représentent un banc de tréfilerie perfectionné en vue de l'application dE l'invention.
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C6 1;#sc c:apo#.te deux babines 8 r"t 9 qui sont eritralnées p.....r ui É,..e n:otE:t.1r à 1 même vitesse angulaire et Q-.,:' le mâce sens ( flèches f2) par exemple p.....r l'inter- -edi-ire ùe l'ar=Te 10 et des couples coniques lx-12 et 1 -14.
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1- bOÈinE ol qui r=qoit le fil du. dévidoir est en ]i2e directe sur e pignon dattqu6 lia, son ::?:i.'oîi1 est cului Q ".lC6 'b bine tronconique à C.L.SSS no:r-...16 d'environ 1/20. Cette 5otine reçoit #4-## 1/80 CCttE bobine reçoit
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le fil 1 de la botte 2 désoxyder par un ;->i.l.e-8il l; ,.- 'i z, pour rôle d'amener le fil au même 90int du ,ôn8 de chasse; le fil est enroula sur la bjbine a "'1 uno seule couche trois ou quatre fois autour 'le cette @@@in, puis part [::, la deuxième bobine 9.
Pour faciliter la montée du fil sur la @@@ine
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une plaque 1 fixe, hélico3:'.ale, de chasse T'j-t ltre installée à la base de la ,)')'Jin'3 E, exté...'ie'l1"l1.;,rc . c 3l1'2-ci.
La bobine 9 est une <>ovine de uréfilerie normale avec embrayage 17 et chasse habituelle, le .?il 1 est tendu entre les deux bobines.
L'allongement nécessaire à la désoxydation est donne au fil par une différence de vitesse tangentielle entre les deux bobines 8 et 9. ;ette différence de vitesse tangentielle est réalisée par un choix convenable des diamètres de ces bobines, la bobine 9 ayant le @lus trand
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diamètre, La différence de vitesse t^nF entiellc '"-- donner aux bobines est égale :a, J;1 r.linimw11 pour allonger le fil, ce pourcentage est'. cui,.,ienter du .::;lisse[.l'snt ''ju fil sur les bobines que l'on peut admettre ézal par exe @ple @
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6 à 7 pour une chasse de l/3Cëme sur les bobines. L0 Âifférenoe de vitesse minimum sera donc de 103 #y lo" - = 11(1,2 .
100 1 0 @ans ces conditions, le fil subit l'allongement de @ minimum, et l'oxyde se sépare du @étel.
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Pour accélérer la chute de l'oxyde, une es.uy3se 18 constituée pnr ,,-:{:tl ,le )':'1' Ô. ,8 brosses :na.^.llicues Ju autres est placée sur le fil entre los deux bjbines e ot Entre la bobine 8 et l'essuyeuse 18 est placé un récipient ou roulette 19, destiné a. recevoir l'oxyde enlevé.
Un appareil àlubrifier peut être installé sur le parcours du fil après l'essayeuse le pour donner un ovulant
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au fil c'est-à-dire le recouvrir du lubrifiant Liéces- saire au tréfilage ultérieur.
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une filière peut éventuellement être placée entre ce dernier appareil et la bobine 9 pour réaliser une passe de tréfilage après la préparation du fil. aturel-
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leù2:niJ il faudrait tenir compte dans ce cas de ïallon,e- Lient du fil dans la filière pour déterminer les vitesses tangentielles des eux bobines 6 et 9 de manière
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05r.ir entre la bobine a et la filière l'allongemsnt zé#îlu*1 à# 3ï... #iniUui nécessaire pour provoquer la dés-- xydation.
Le @ispositif ci-dessus réalisé par deux bobines
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àe 7i.-ùtres différents eo..:r,raw:.ée à la mé=a.e vitesse an- é-il<1#e ar un .Ll;le moteur )eut être remplacée par : 1 - Un dispositif avec une co.3iûande par un moteur sé=,gré S.2.r chaaéa.e bobine, la différence de vitesse tangentielle étant donnée par la variation de vitesse de l'un :'.303 ..0 1;2urs, et les deux bobines ayant le nàL-1<n diamètre du :un ;
2 - avec deux bobines superposées ( type des machines d@@ble-passe ou similaires) de diamètres différents fixées
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s-tr le ':;"@.:J.8 arbre; le fil passant d'une bobine à l'autre pwr l'intermédiaire d'une poulie de renvoi.
La 1-isz)xYdatioli mécanique du fil faite entre deux ojines peut être effectuée sur un banc type continu, ;:;':"..:'..9 représenté aax fibres é et 5 c'est-à-dire sur un ban c,-,--;o:;:-tal1t deux bobines Su et 21, entre lesquelles la désv:::<.at...o'-1 s'effectue, laprei-lière de ces bobines était L. o3rje le 1t e:......nla des figs. 3 et 3 tandis que la deuxième 0.>->1-:::..3t; du type des JaiJil1es t'à provision" avec évacua- ::'(,.l {:lxi3.1e w fil ou toute autre bobine de tréfile rie, Le .-,..lésoxydé :1.1/ ..-'=.6.. " ensuite dans un bac de lubrification 2 qui peut tre chauffé puis dans une filière 23 précédant une troisiè- Le bobine 24 qui est la première bobine du banc continu de tréfilage.
Il peut être adjoint éventuellement un dispositif de sèchage après la lubrification.
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L'opération de 1- dé s oxydation meocLUique peut être effectuée d'une fdQ0 continue f-u soudant les bottes les unes aux autres ¯:.V¯1".t l ='::ll.r I]O',Íi16 20; le tréfilage norrà<1 se poursuit sur le,-- "co';1;:>:-s suivantes au banc continu. l!tl1fin les figs. 6 et 7 :cepl'és8L teD-t une r;achine permettant de désoxyder simultctnément plusieurs :'i2.
Les fils 1, 1a.... à désoxyder venant des dévidoirs 2 arrivent sur un cylindre 25 guides par des Guidefil 26. Ils sont enrculés quatre fois au moins autour du cylindre 25 sur une seule couche, dans un evidement ou entaille 27 de forme conique fait sur le cylindre; les fils partent ensuite à quatre bobines 28 de ch@sse normale.
L'allongement résidual de 3.% minimum estdonné aux fils par la différence de vitesses tangentielles du cylindre 25 d'une part, et des bobines 28 d'autre part.
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La différence des vitaspes tQrlbGúthlles doit tenir compte du glissement du fil sur les parties coniques.
Les bobines 28 peuvent être dit type de celles
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des bancs continus, elles peuvent PE::l'11'.stt.CE: .'évcution au fil par l'axe de li bobine, p....1' exemple 't réaliser le dispositif de cr,zi:L continu 1;rliis-gé poar la désoxydation sur deux bobines 3'p.:..rées avîc E\¯!¯ldc,8 préalable des bottes les unes ùux autres.
D3.ns le ous d.;s barres de lar:,u;:n donnée, un dispositif simple peut être utilisé, une extr6r';itê de 1c-¯ orre est fixée dans des mors r@intenus sur une .able, la deuxième extrémité dela barre est fixés dans des mors mobiles sur cette table et relias à un piston hydraulique
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de course appropriée, supérieure ou au moins é6le à Itûl10ngemeút résiduel à donner à lu barre ugmntée de l'allongement élastique ( très faible) que prend l@ barre jusqu'au moment où la limite d'élasticité est @t@einte.
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Le dressage de la brre est assuré en même temps que s désoxydation .
Pour les tôles, un dispositif analogue à celui décrit pour les barres peut être utilisé .L'allongement de 3% minimum peut être donné soit en long soit en travers.
Un dispositif analogue à celui décrit pour les barres peut permettre de désoxyder entièrement les bidons et largets, utilisés pour la fabrication à chaud des tôles s. surfaces soignées .
Il sera prévu dans tous les cas, un dispositif de contrôle, index fixe et index mobile par exemple, de l'allongement permanent .
Naturellement l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution/représentés et décrits, ni aux données numériques qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple.