<Desc/Clms Page number 1>
*Perfectionnements à la fabricationd 'objets ou articles munis de revétements- La présente intention est relative à la fabrication d'articles ou objets métalliques munis de revêtements métalliques relativement minces faits en une matière différente de celle qui constitue le corps de l'objet ou article-;
elle vise en particulier la fabrication d'articles métalliques pouvant être formés à partir de billettes ou de plaques par laminage, par
<Desc/Clms Page number 2>
forgeage ou par d'autres opérations similaires et dont une partie de leur surface' ou toute leur sur- face sont revouvertes d'un revêtement métallique :protecteur. pendant longtemps, on a eu l'habitude de protéger certaines surfaces métalliques des effets des agents de corrosion en les recouvrant de diffé- rentes matières dont les propriétés de résistance à la corrosion étaient supérieures à celles de surfaces métalliques.
Depuis le développement industriel qu'a pris la fabrication des métaux purs et alliages tels que le chrome-fer, le chrome-fer-nickel, etc... pré sentant des propriétés supérieures au point de vue de la résistance à la corrosion, la tendance a été d'utiliser ces matériaux résistant très bien à la corrosion au lieu des matériaux de recouvrement ou de revêtement.utilisés antérieurement, cela en raison de la durée plus longue et de la résistance plus grande et des autres propriétéa extrêmement satisfai- santés de ces métaux purs et alliages. Cette tendance a été particulièrement marquée dans les industries de transformation en raison des conditions très sévères qui sont généralement adoptées.
Cette tendance a été si prononcée dans certaines industries que l'équipe- ment desdites- industries s'est faitµ entièrement au moyen de matériaux ayant des propriétés très marquées au point de vue de la résistance à la corrosion, D'une façon générale. de tels équipements ne sont pas très pratiques, car ils sont toujours très coûteux et dit* ficiles à fabriquer;
en outre, ils manquent quelque- fois de résistance et d'autres qualités nécessaires
Comme on l'a indigne ci-dessus, la ten- dance la. plus générale est d'utiliser conme revête-
<Desc/Clms Page number 3>
ment des matériaux résistants très fortement à la
EMI3.1
corrosion* fl7ers procédés ont été proposés pour recouvrir des surfaces métalliques avec des matériaux résistant fortement à la corrosion* Ces procédés sont, par exemple, les suivants :
1') on applique une feuille mince à la surface métallique et on la fixe à ladite surface en des points espacés, par exemple par soudure, rivetage, etc..,.; 2 ) on procède par galvanoplastie;
EMI3.2
3 ) on polvérise ou on projette à l'état fondu le matériau résistant fortement à la corrosion sur la surface métallique comme dans le procédé connu
EMI3.3
sous, le non de -:procédé Sohoop*$ 40) le natérian résistant fortement à la corrosion est soudé (soit par soudure au cba.1U& meano soit par soudure électrique) à la surface me** tallique; 5*) on fabrique, au moyen d* opérât ions de laminage ou au moyen d' opérat ions de coulée et de laminage, une plaque munie d'un revêtement, cette
EMI3.4
plaque comportant une feuille ou couche mince de II1B.Ji!O iêri.at résistant fortement à la corrosion, feuille, qui est fixée au métal de support ébais.
Le prenier procéda' est d'une application très limitée, car le revêtement est sujet à rupture aux endroits où la liaison est faite avec le métal
EMI3.5
de support si des températures, m8me modérément é1e- tés, ont été utilisées, cette rupture étant d aux efforts développés dans le revvtement par suite du faible échange de chaleur, des changements de tewoé- rature et des différences de coefficients de dila-
EMI3.6
t&tiCÉ4
<Desc/Clms Page number 4>
Le second procédé est très coûteux et ne peut être applique avec succès qu'à de petite objets ou articles d'un modèle plus ou moins régulier,,
Le troisième procédé xxx n'est pas d'une application générale pour des raisons évidentes;
en tout cas, il est extrêmement difficile 8'obtenir un
EMI4.1
revêtement vraiment :1m:pénétra.ble, d'épaisseur uniforme, susceptible- de résister même à un faible manque de soin et à une usure mécanique modérée,
EMI4.2
Le quatrième procédé, du fait qu*il est nécessairement complètement manuel et du fait qu'une petite goutte seulement peut être déposée à la fois, est très lent et très coûteux;
c'est pourquoi il n'a méme pas été essayé industriellement pour des objets
EMI4.3
à grande surface d'expositionv Le cinquième procédé est probablement
EMI4.4
le procédé le plus satisfaisant parmi les procédéu antérieurs, mais il est sujet également à certaines limitations qui le font rejeter pour de nombreuses applications* En premier lieu* une plaque munie de
EMI4.5
revêtement et de forte épaisseur n'a pas été et as sera probablement jamais obtenue au moyen du :procédé en question en raison des limitations de f'abrlcat1on.
Unt plaque ainsi munie d'un revêtement n'est pas cuti- lisable pour des objets tels que des récipients ou analogues soumis à de fortes pressions qui. pour une
EMI4.6
question de résistance, doivent avoir des parois de forte épaisseur,, En second lieu, en raison de son mode de rahrication, la plaque munie de revêtement comporte des endroits dans lesquels le revêtement n'est pas fixé au métal de support.
En raison de ces
EMI4.7
défauts inhérents, la 'Pl8Q.ue munie de revêtement eat sujette aux menas 1nconvéD1ents que les rev8tameM<
<Desc/Clms Page number 5>
fabriqués conformément au premier procédé indiqué ci-dessus et ne peut pas être utilisée d'une façon sire pour la fabrication d'objets soumis à des tempes ratures élevée%
Dans les procédés antérieurement utilisés! pour fabriquer une plaque munie de revètements, procédés dont la demanderesse est faimilière, l'union entre la plaque de support et la feuille de métal de revêtement est simplement assurée par les opérations de la,minage, il est nécessaire qu'une forte pression soit réalisée à l'endroit de la surface de séparation dans les plaques,
cette forte pression étant accompa" gnés d'un travail très poussé pour forcer les surfa- ces. 1lune contre l'autre et pour les amener à un contact intime; il est évident, en outre, que l'opé- ration doit ètre exécuté à une température de soudure.
Dans un tel procédé par exemple deux plaques de revè- tarent sont séparées par une matière isolante, sont soudées bord à bord et sont placées dans la partie centrale d'une lingotière, le métal de support étant coule autour desdites plaques; après laminage à l'é- paisseur voulue les bords sont coupés et les plaques sont séparées, la matière isolante agissant comem plan de séparation, Les surfaces à souder sont ainsi placées dans un plan sensiblement médian entre les sur faces de laminage. par suite du fait bien connu que la pression exercée le long de parties localisées de la. surface d'untel objet par exemple par les:
cylin- dres de laminage est distribuée intérieurement dans la. masse et diminue d'intensité jusqu'à un minimum- xxx situé dans la zone médiabe entre les cylindres de
<Desc/Clms Page number 6>
EMI6.1
laminage, la pression à l'endroit des surfaces inter- Des à souder est insuffisante pour provoquer la soudu- re lorsque l'empilage composite de métal est relative- ment épais quand bien même la pression localisée aux cylindres de laminage serait suffisante pour provoquer une déformation importante du métal en ce pointa Ainsi$, les pressions de soudure ne sont pas atteins tes au point désiré à moins que 1*épaisseur de l'em-
EMI6.2
pikage composite de métal ait été réduite de telle fâe çon que la pression interne s'élève jusqu'à un point suffisant pour provoquer une liaison par soudure.
En outre, même si 2'on utilise une forte pression* un
EMI6.3
travail extramement important et une réduction 1mpor. tante d'épaisseur sont nécessaires pour réaliser une union satisfaisante,$ En raison de tout ce qui Tient
EMI6.4
d'Ittre dit, il est nécessaire de laminer Jpsqu'à ce qu'on obtienne des plaques relativement minces avant qu'une union satisfaisante soit obtenue et mème alors il y a encore souvent de larges surfaces qui ne
EMI6.5
se trouvent pas 1U11e..
La présente invention a pour objet un procédé simple et peu coûteux pour f'abr1quer des obi jets ou articles laminés, étirés, forgés ou travailléa mécaniquement d'une autre façon, procédé dans lequel n'Imliorte quelle partie désirée de la surface est re- couverte d'une couche de métal de composition et d'é-
EMI6.6
pa1sseur désirées, ladite couche étant liée de façon qu'elle fasse corps avec l*objet ou articleo la présente invention peut etra appllquée à la fabrication de plaques ou feuilles munies de revè-
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
tement et de n'importe quelle épaisseur, ces plaques
EMI7.2
ou feuilles étant recouvertes sur un ou plusieurs c6... tés% Le revêtement qui se trouve sur un coté peut 8lVO:
Ír une épaisseur et une composition différentes de celles du revêtement de l'autre edté afin qu 11 coni. 'tienne à n"1mrte quelle nécessité particulière dut1-- limtim, L*Invention peut µtre appliquée à la fabn- cation à'éléments de construction tels que cornières$, poutres en ?. éléments en Ut barres en T, barres en .y,
EMI7.3
'barres rondes ou plates, rails. et-ce,.. et de nombreu-
EMI7.4
ses formes de pièces forgées an martem, estampée%
EMI7.5
embouties ou analogues qui peuvent être partiellement ou entièrement, suivant le désir, munies de revêtement.
Le corps des objets ou articles ainsi.
EMI7.6
produits conformément à 1*învent-lon peut rtre en n$ÍJn9 porte quel matérim susceptible à' étre travaillé sui-
EMI7.7
vant les procédés ci-dessus indiqués et convenant à
EMI7.8
l.ut 111 t ion env1sa.gée en raison (te sa résistance de stmptune ou fF*all'tres eara..ctéristiques.
Le revêtement prévu peut, ttre fait en n'importe quelle matière méo I3te aonvenant :Particulièrement à la protection do l.&rticle ou objet pour l'utiiisation envîsagée4 'le rev3tm#nt peat protéger ledit objet on article contre la corrosion par l'atmosphère, contre la corroi sim par la terres, contre la corrosion par lqeau doue ce ou par 1 teau saléa, contre 1 atta;
ue de la flore
EMI7.9
et de la faune marines, contre 1'attaque de matériaux
EMI7.10
eorros1fs utilisés dans les industries de transformas
EMI7.11
tien, matériaux tels que acide, alcali, sels, compo-
EMI7.12
ses èulfuremp, gaz et vapeurs corrosifs ou autres
EMI7.13
produits analogues qui peuvent tre actifs soit à.
<Desc/Clms Page number 8>
des températures 'basses, soit à des températures élevées et soit à des pressions ordinaires, soit à
EMI8.1
des pressions extraordinal-eso Dans la demande de brevet déposée par la
EMI8.2
Belgique 3'2fl,8 du 17 Decembre 1936 demanderesse en pour "3eV0- tements de surfaces métalliques*,, on a décrit en dé- tail un nouveau procédé de revêtement de surface métal- lique au moyen d'un revêtement métallique de composa tion désirée.
Brièvement rappelé, le procédé décrit dans ce brevet consiste à établir un arc entre une
EMI8.3
électrode- fusible et le métal de snBport, à introduire dans l'arc les constituants du revêtement désiré, à réaliser un déplacement relatif entre le métal de sup-
EMI8.4
port et i'aro pour déposer une large bande du mâtez1.- de revêtement sur la surface du métal de support, à maintenir une couverture épaisse de fondant sur le mé- tal de support et sur le trajet de l'électrode pour
EMI8.5
protéger de l'atmosphère le métal fondu, pour former une couverture conservant la aha2eur pour le *étal en cours de refroidissement et pour amortir ou adoucir
EMI8.6
l'action -violente de 1.arc,
à répéter cette opération pour déposer une autre bande adjacente à la première bande formée de façon que les bandes adjacentes se
EMI8.7
fondent et sanissent pour former une large bande continue et à répéter cette opération de déptt de bande jusqu'à ce que 1& surface du métal soit reoQtt8J verte d'un revêtement continu, ledit revêtement étant liè d'une façon inséparable au métal de support.
On a décrit également dans la demande
EMI8.8
de brevet en question 1tutil1satioD en plus d'une électrode unique, de plusieurs électrodes fonctionnant simultanément pour déposer une bande plus large ou
<Desc/Clms Page number 9>
@ pour déposer des bandes espacées, les espaces étant ultérieurement remplis par d'autres bandes, On a dé- crit complètement les moyens utilisés pour obtenir la compositiondésirée du revêtement,
moyens d'après les- quels les constituants peuvent être fournis entièrement à partir d'une électrode métallique de composition ap-
EMI9.1
propriée ou à partir d'une électrode composite formée d'un métal et munie d'un noyau ou d'un revêtement des- fine à donner certains des constituants ou encore à partir d'une électrode métallique creuse à travers laquelle sont -versés, sous forme de poudre et en Quan- tité réglée, certains des constituants.
Vautres dé- tels tels que les moyens utilisés pour assurer la pénétration désirée du revêtement dans le métal de
EMI9.2
support, pour assurer une uniformité de la omposit ion, une fusion compléter entre des baades adjacentes, etc,,* ont été- indiqués o01111>lètement dans la demande de tre** ps vet précitée et n'onl7iesoin d'être répétés ici., aonrorméroent à PinventiouJ une plaqua ou une billette du métal de support est recouverte complètement ou seulement partiellement avec une cou-
EMI9.3
c'e d.un matériau de revêtement par le procédé décrit dans la demande de brevet français cl-dessus rappelée.
, titre d'exemple on peut indiqner que le métal de support peut être- de 1 "acier ordinaire et que le rue- V8td&mt peut être en acier au obreme ou en acier au cbrome.nicl#l. L9. plaque ou; billette ainsi roorte est alors soumise à un laminage, à un forgeage ou à une opérât ion similaire appropriée ou à ces opérations
EMI9.4
carrb:1:oées'" pour obtenir l'objet fini.
Le laminage ou autres opérations d'lusinage déterminent une réduction
<Desc/Clms Page number 10>
de 1'* épaisseur du revêtement à. n'importe quelle va- leur désirée et tendent également à affiner le grain
EMI10.1
de la matière de revêtement pour produire une surfbee de revêtement de qualité supérieure. sur le dessin annexé- ,
La figure 1 représente schématiquement un
EMI10.2
appareil permettant de revêtir une plaque ou une bis lette;
Ia figure 8 montre une plaque recouverte d'un coté; la figure 6 montre une plaque munie d'un
EMI10.3
revêtement et' obtenue par laminage de la. plaque repréo sentée sur la figure 2;
EMI10.4
Il figure 4 montra une plaque munie 4UD revêtement et obtenue par laminage de la plaque repréi. sentée sur la figure la section finale ayant une épaisseur plus f'a1b1e que celle de la plaque représe têe sur la figure 3; la figure 5 montre une coupe d'une billet"' te de section carrée recourerte sur les quatre coteau;
LA figure 6 montre une barre de section carrée laminée à partir de la billette représentée sur la figure 5; la figure 7 montre une coupe axiale d'une billette cylindrique recouverte sur tous les cotés; la figure 8 montre une coupe transversale
EMI10.5
de la même bi11ette;
la figure 9, enfin, montre en coupe une pièce forgée exécutée à partir de la billette repré- sentée sur les figures 7 et 8-
<Desc/Clms Page number 11>
On voit sur la figura 1 que la billette 1 destinée à être recouverte est supportée par un socle 2. Une machine à souder 3 à l'arc est utilisée pour recouvrir la surface supérieure de la billette 1; la dite machine est constituée par une pièce 4 qui repré,- sente schématiquement la génératrice, les dispositifs de commande et les dispositifs pour faire avancer les électrons 5 vers la pièce à travailler, Le courant est amené à chaque électrode 5 par un dispositif contac- teur 6 relia, par un câble 7, à la génératrice placée dans la botte 4.
La génératrice est également reliée à la billette 1 par un câble 8, ce qui complète le cir- cuit électrique de soudure, Sur le dessin annexé, on a représenté la surface supérieure de la billette 1 partiellement recouverte par le revêtement, la machine étant en train de déposer une nouvelle bande 10 de ma- tière de revêtement, nouvelle bande qui est adjacente au revêtement 9 antérieurement déposée la couverture protectrice de fondant 11 est maintenue sur la pièce à travailler sur le trajet des électrodes grâce à des pièces de retenue 12.
Des dispositifs (non représentés) permettant de réaliser un mouvement relatif entre la plaque 1 et la machine à souder 3 sont prévus de telle façon que la bande 10 de matière de revêtement puisse être déposée sur toute la longueur de la plaque lo Comme on l'a déjà indiqué, cette opération est répétée jusque ce que la surface entière de la. plaque ait été couverte,, Le revêtement peut. étre fait sur un coté seulement de la plaque ou sur une partie de ce coté ou encore 11 peut, si on le désire, être:
fait sur deux côtés apposés ou bien encore toute la surface périphé-
<Desc/Clms Page number 12>
@ rique peut être recouverte et les extrémités peuvent
EMI12.1
être également recoLYertes* lu figure a montre une coupe d'une plaque 13 qui a été recouverte d'un e8té par une couo# 14 avant tJ;
1# le laminage de cette plaeiue pour 1"obtentian d'une plaque plus mlnoe recouverte d'un coté comme on 1"la représenté sur la figure 3* Comme on le voit* la plaque de support 13 représentée sur la figure a a été réduite en épaisseur pour donner la plaque 13
EMI12.2
de la figure 3 et le revêtement a été réduit propos- tionnellement comme on l'a représenté en 14* La figure 4 montre de même une tôle ou une feuille encore plus mince laminée à partir de la plaque originelle
EMI12.3
13 de la figure a; là également les z4àuctions à'%ni- seur du métal de support l3* et du reritement 14 ' sont pro:port1onne11es.
L'épaisseur désirée du revêtement ter- miné 14' et celle de la plaque de support 13- sont les
EMI12.4
facteurs qui déterminent re::pa1sseur de la plaque ari g1J1e11e 13 à recouvrir. L'opération de revêtement, lorsqu'elle est exécutée dans les conditions qui :parais-
EMI12.5
sent actuellement les meilleures, donne un rev3tement ayant une épaisseur de 9 mm 1/$ à 12 mm. 1/3 environ.
Ces valeurs ne sont pas limitatives, mais représentent simplement celles qu'on peut obtenir dans des condi- tions qui paraissent à l'heure actuelle comme les meil- leures, mais il e st évident que l'épaisseur du revé- tement peut varier entre des limites plus éloignées dans d'autres conditions, Toutefois, la considération
EMI12.6
du f'ait qu. àl y a une épaisseur déterminée préférable pour le revêtement primitif fera facilement comprendre
<Desc/Clms Page number 13>
que; les proportions de 1''article laminé final dé- terminent l'épaisseur de la plaque primitive.
Par exemple, mais cela ne doit pas être considéré comme une limitation, on peut désirer obtenir une plaque finale ayant une épaisseur de 75 mm. avec un revêtement de matière protectrice ayant une épais- saur de 1 mm. 1/2 environ. Si. dams des conditions de fonctionnement qui paraissent préférables, un revêtement primitif ayant une épa.isseur de 9 mm. 1/2 environ doit être déposé, on voit alcrs que l'opéra- tion de laminage doit provoquer uner éduotion du re- vêtement primitif de telle façon que son épaisseur finale soit environ égale à 1/6 de l'épaisseur primi tive.
puisque les réductions d'épaisseur du revé- tement et de la plaque de support doivent titre pro- portionnelles, la plaque de support primitive doit avoir six fois l'épaisseur environ de la plaque finale désirée-; autrement dit, cette plaque devra avoir, dans le cas particulier considéré, 45 ch. environ d'épaisseur. De même, si l'on désire que la plaque finale soit constituée par 75 mm. environ de métal de support et environ 3 mm. de revêtement, la plaque primitive devra, avoir 22 cm. 1/2 environ d'épaisseur et un revètement de 9 mm. 1/2 environ devra être dé- posé sur ladite plaque.
La même règle est appliquée à la fabrication de plaques intermédiaires et de plaques minces, Par exemple-9 on peut désirer que la tôle ou la plaque finale soit constituée par un métal de support de jamge n 10, c'est-à-dire ayant une épaisseur de- 3 mm. 4 environ sur laquelle on désire, rait avoir un revêtement protecteur de Omm35 environ*
<Desc/Clms Page number 14>
Si le revêtement primitif doit avoir 9 mm. 1/3 d'épaisseur environ comme dans 1* exemple précédente on voit que la réduction d'épaisseur durevètement par laminage sera de 37,5 et que la plaque de support primitive devra avoir une épaisseur égale à 37 fois 1/2 l'épaisseur de la t8le de jauge n 10, c'est-à-dire avoir 13 cm.
environ d'épaisseur, Si l'on recouvre les deux cotés de la plaque, on obtient une plaque munie d'un revêtement sur les deux cotés. Le revêtement sur un cota peut avoir une composites différente du revêtement placé sur l'autre côté; ce peut être le cas par exem- ple pour la fabrication d'un récipient exposa à l'action corrosive d'une certaine matière à l'inté- rieur et qui peut être exposé à l'atmosphère-ou à clés fumées corrosives à l'extérieur. En outre,le revêtement sur un coté peut avoir une épaisseur diffé- rente du revêtement placé sur l'autre côté.
Ce résul- tat peut être obtenu si l'on dépose la matière de re- vêtement suivant une couche plus épaisse d'un coté que de l'autre ou si l'on recouvre un coté d'une pla- que, si on lamine partiellement ladite plaque pour l'amener à une certaine dimension avant de recouvrir l'autre côté, ce second revêtement étant suivi par Il'achèvement de l'opération de laminage, Le procédé qui vient d'être décrit se rapporte à la fabrication de plaques planes munies de revêtement.
Le même- procé- dé peut être également appliqué pour munir de revête'* ment d'autres formes de plaques. par exemple, un procédé qui peut étre utilise avec grand succès pour la fabrication de récipient* cylindriques soumis à la
<Desc/Clms Page number 15>
:
pression consiste à percer des billettes et à laminer
EMI15.1
les bil1ettes percées pour former des anneaux ayiinp dngues sans joint qui sont ssembléa et réunis pour former un r-iolpient cylindrique exempt de j oints longitudinaux, Le procédé de revêtement qui fait
EMI15.2
l'objet de 1 t invention peut être appliqué également avec succès au revêtement de cette forme de plaque. la couche de matière de revêtement peut être déposée
EMI15.3
sur l'anneau soit à 1'* extérieur, soit à l'intérieurs soit encore sur les deux surfaces extérieure et inté- rieure à n' mporte quel moment intermédiaire de Po];1é.. ration.
Par exemple, la billette peut être recouverte extérieurement avant ou après percage ou elle peut
EMI15.4
être recouvertEt intérieurement après perçage- ou encore la pièce annulaire peut être partiellement laminée pour être amenée à la dimension désirée et être ensuis
EMI15.5
te recouverte-* Une opération ultérieure de laminage comme dans le cas de la plaque plane est utilisée pour
EMI15.6
parachever la réduction désirée d*épaisseur du métal de support et durevêtement aussi bien que pour obte-
EMI15.7
nir l'affinage' désiré du grain dur-evêtement
La figure 5 montre en coupe une billette
15 à section carrée qui peut être munie d'un revêtement sur ses quatre faces 16 parallèles à l'axe longitudinal de la billette.
La figure 6 montre- une coupe d'une barré à section carrée laminée à partir de la billette composite représentée sur la figure 5. la barre con- sista en un noyau métallique de support 15 et en un revêtement terminé 10 ; dans ce cas, comme dans le cas de tôle laminée, laréduction de surface est du même ordre à la fois pour le métal de support et pour le
EMI15.8
revêtement.
Ir1mporfe quelle forme désiras peu% être
<Desc/Clms Page number 16>
laminée à partir d'une billette talle que celle qui est représentée sur la figure 5, La. billette elle-
EMI16.1
même peut avoir n'importe quelle seat ion aonrenable, par exemple section circulaire polygonale, rectangu. lè:l.1re, e tua..* de façon que cette section convienne au mieux aux opérations de laminage qui doivent suivre* De cette façon, comme on l'a déjà lndiqu4 n' importe quelle fozme qui peut être obtenue par les opérations bien connues de laminage peut être réalisée pour don-
EMI16.2
ner un produit muni d'un revte#nt, produit pour le- quel dès maintenant on peut dire que, dans de nombreux cas d'ut ilisationl1 il sera hautement désirable.
La figure 7 montreuse coupe axiale d'une billette cylindrique et la figure 8 une coupe transver- sale- de la même billette. La billette 17 est recouver- te sur sa surface cylindrique 18 et sur ses extrémités 19 d'un matériau de revêtement convenable. Le revote- ment 18 peut être déposé directement sur la billette cylindrique 17 par le procédé décrit dans la demande de brevet français rappelée au début du présent mémoire ou 'bien la billette 17 avec son revêtement cylindrique 18 peut être formée par laminage ou par :forgeage d'une billette préalablement recouverte comme on l'a décrit à propos des figures 5 et 6.
La billette munie de son revêtement, après qu'elle a été coupée à la longueur
EMI16.3
appropriée pour 1lopératîon qui doit suivre,, peut alors recevoir par dépôt sur ses extrémités le revétemsnt 199 le dépôt étant réalisé conformément au procédé de revg- tament décrit dans; la demande à brevet français ait, dessus rappelée.
<Desc/Clms Page number 17>
La figure 9 montre en coupe un exemple de réalisât ion d'un produit forgé obtenu à part ir de la billette représentée sur les figures 7 et 8, L'exem- ple choisi ici est l'ébauche forgée à partir de laquelle un ooude de tuyauterie peut être obtenu.
Le corps 20 de ce coude est constitué par un métal de support tiré du coprps 17 de la billette représentée sur les figures 7 et 8; ce corps' 20 est recouvert extérieurement par le ravalement 21 provenant des revêtements 18 et 19, L'exemple représenté sur cette figure 9se rapporte à unarticle' obtenu de préférence par une opération de forgeage oud'extrusion réalisée par insertion de la billette 17 munie d'un revêtement dans une matrice et par applicatino d'une pression sur ladite matrice pour former le produit désiré.
Bans ce type d'opérations il est facile de voir que toutes les parties de la sur- face de la billette primitive ne mnt pas nécessaire- ment déformées de la mime quantité et qu'ainsi une 'billette primitive recouverte d'une épaisseur uniforme de matériau de revêtement peut ne pas donner nécessaire ment un produit fini recouvert d'une épaisseur uniforme de matériau protecteur.
Suivant la forme de la billette originale, la forme du produit résultant et le procédé utilisa pour l'obtenir, il y a toutefois une manière relativement simple de proportionner le revêtement de la billette de façon du'il donne un revêtement protec- leur satisfaisant sur la surface du produit finie
La billette originale 17 n'a pas besoin dêtre de forme cylindrique; elle peut avoir n'importe quelle forme convenable pour la fabrication du produit finidésiré.
L'operatin de façonnage peut consister en un forgea au marier en un estampage, en une
<Desc/Clms Page number 18>
extrusion ou en une opération similaire ou encore en une combinaison de ces opérations si on le désire., En outre, lorsqu'on le désire, une partie seulement de la surface de la billette 17 peut être recouverte pour obtenir un produit fini ayant un revêtement sur une partie désirée seulement de sa surface extérieure,
Une des caractéristiques de l'invention réside dans le fait que la perfection de la liaison entre le métal de support et le revètement ne dépend pas de l'importance du laminage ou de l'usinage auquel la pièce a été soumise ni de 1'importance de la pres- s ion utilisée ni de la nécessité qu'il y aurait d'uti- liser des températures de soudure pendant l'opération de façonnage afin de réaliser la liaison. Comme on l'a déjà clairement Indique, la liaison entre le métal de support et le revêtement est formée de telle façon qu'une union absolument complète du matériau coposite soit réalisée avant que les opérations de façonnage n'aient commencé, ce façonnage ne modifiant pas la nature de la liaison.
Dans ce qui précède, on a décrit l'in- vention dans ses applications à de nombreux exemples, de façon que n'importe quel home de l'art soit en mesure de réaliser le procédé qui fait l'objet de l'invention. Il est toutefois entendu que celle-ci n'est pas limitée aux exemples cités: mais comprend également toutes les applications du procédé tel qu'il ressort du présent mémoire et du résumé qui 'Va suivre*
<Desc / Clms Page number 1>
* Improvements in the manufacture of articles or articles provided with coatings - The present intention relates to the manufacture of articles or metal articles provided with relatively thin metal coatings made of a material different from that which constitutes the body of the article or article -;
it relates in particular to the manufacture of metal articles which can be formed from billets or plates by rolling, by
<Desc / Clms Page number 2>
forging or by other similar operations and part of their surface or all of their surface is covered with a protective metallic coating. For a long time, it has been the practice to protect certain metallic surfaces from the effects of corrosion agents by coating them with different materials whose corrosion resistance properties are superior to those of metallic surfaces.
Since the industrial development of the manufacture of pure metals and alloys such as chromium-iron, chromium-iron-nickel, etc., which have superior properties from the point of view of resistance to corrosion, the The tendency has been to use these very good corrosion resistant materials instead of the previously used covering or coating materials, due to the longer life and greater strength and other extremely satisfactory properties of these pure metals and alloys. This trend has been particularly marked in the processing industries due to the very severe conditions that are generally adopted.
This tendency has been so pronounced in certain industries that the equipment of said industries has been made entirely by means of materials having very marked properties from the point of view of corrosion resistance, generally. such equipment is not very practical, because it is always very expensive and said to be easy to manufacture;
in addition, they sometimes lack strength and other necessary qualities.
As was unworthy above, the trend is. more general is to use as a coating
<Desc / Clms Page number 3>
materials that are very resistant to
EMI3.1
corrosion * Fl7ers processes have been proposed for coating metal surfaces with materials highly resistant to corrosion * These processes are, for example, the following:
1 ') a thin foil is applied to the metal surface and it is fixed to said surface at spaced points, for example by welding, riveting, etc ...; 2) one proceeds by electroplating;
EMI3.2
3) the highly corrosion resistant material is sprayed or sprayed in the molten state onto the metal surface as in the known process
EMI3.3
under, the no of -: Sohoop process * $ 40) the highly corrosion resistant natérian is welded (either by cba.1U & meano welding or by electric welding) to the metal surface; 5 *) a plate provided with a coating is produced by means of rolling operations or by means of casting and rolling operations.
EMI3.4
plate having a sheet or thin layer of II1B.Ji! O iêri.at highly resistant to corrosion, sheet, which is attached to the blank support metal.
The first procedure is of very limited application, because the coating is subject to rupture in the places where the bond is made with the metal.
EMI3.5
support if temperatures, even moderately high, have been used, this failure being due to the forces developed in the coating as a result of the low heat exchange, changes in temperature and differences in expansion coefficients.
EMI3.6
t & tiCE4
<Desc / Clms Page number 4>
The second method is very expensive and can only be applied successfully to small objects or articles of a more or less regular pattern,
The third method xxx is not of general application for obvious reasons;
in any case, it is extremely difficult to obtain a
EMI4.1
coating really: 1m: penetra.ble, of uniform thickness, capable of withstanding even a slight lack of care and moderate mechanical wear,
EMI4.2
The fourth method, because it is necessarily completely manual and because only a small drop can be deposited at a time, is very slow and very expensive;
this is why it has not even been tried industrially for objects
EMI4.3
large exhibition areav The fifth process is probably
EMI4.4
the most satisfactory process among the prior processes, but it is also subject to certain limitations which make it rejected for many applications * Firstly * a plate provided with
EMI4.5
coating and heavy thickness has not been and probably never will be obtained by the process in question due to manufacturing limitations.
A plate thus provided with a coating is not cutisable for objects such as containers or the like subjected to high pressures which. for a
EMI4.6
question of resistance, must have walls of great thickness ,, Secondly, because of its method of rahrication, the plate provided with the coating has places in which the coating is not fixed to the support metal.
Due to these
EMI4.7
inherent defects, the coated Pl8Q.ue is subject to the inconvenient threats that the coating.
<Desc / Clms Page number 5>
manufactured in accordance with the first process indicated above and cannot be used in a sire way for the manufacture of articles subjected to high erasure temples%
In previously used methods! to manufacture a plate provided with coatings, methods of which the applicant is similar, the union between the support plate and the coating metal sheet is simply ensured by the operations of the mining, it is necessary that a strong pressure be performed at the location of the separation surface in the plates,
this strong pressure being accompanied by very extensive work to force the surfaces against each other and to bring them into intimate contact; it is evident, moreover, that the operation must be carried out at a solder temperature.
In such a process, for example, two plates of revetarent are separated by an insulating material, are welded edge to edge and are placed in the central part of an ingot mold, the support metal being flowing around said plates; after rolling to the desired thickness the edges are cut and the plates are separated, the insulating material acting as a separation plane. The surfaces to be welded are thus placed in a substantially median plane between the rolling surfaces. as a result of the well known fact that the pressure exerted along localized parts of the. surface of such an object for example by:
Rolling rolls is internally distributed in the. mass and decreases in intensity to a minimum- xxx located in the median zone between the cylinders of
<Desc / Clms Page number 6>
EMI6.1
The pressure at the inter-weldable surfaces is insufficient to cause the weld when the composite metal stack is relatively thick even though the pressure localized to the rolling rolls would be sufficient to cause a weld. significant deformation of the metal at this point Thus, the weld pressures are not reached at the desired point unless the thickness of the recess is
EMI6.2
The metal composite pikage has been reduced so that the internal pressure rises to a point sufficient to cause a weld bond.
In addition, even if you use strong pressure * a
EMI6.3
extremely important work and 1mpor reduction. aunt thick are needed to achieve a satisfactory union, $ Due to all that holds
EMI6.4
d'Ittre says, it is necessary to roll until relatively thin plates are obtained before a satisfactory union is obtained and even then there are often still large areas which do not.
EMI6.5
are not found 1U11e ..
The object of the present invention is a simple and inexpensive process for manufacturing rolled, drawn, forged or otherwise mechanically worked objects or articles, in which any desired part of the surface is removed. covered with a layer of metal of composition and
EMI6.6
desired thickness, said layer being bonded so as to form an integral part of the object or article. The present invention can be applied to the manufacture of coated plates or sheets.
<Desc / Clms Page number 7>
EMI7.1
and of any thickness, these plates
EMI7.2
or sheets being covered on one or more sides 6 ... tees% The coating on one side may 8lVO:
Ír a different thickness and composition from that of the coating of the other edte so that 11 coni. However, the invention can be applied in the fabrication of building elements such as angles $, beams?, T-members, T-bars, .y-bars. ,
EMI7.3
'round or flat bars, rails. and this, .. and many
EMI7.4
its forms of forged parts an martem, stamped%
EMI7.5
stampings or the like which may be partially or fully, as desired, provided with a coating.
The body of objects or articles as well.
EMI7.6
produced in accordance with the invention, in n $ ÍJn9 can be carried what material capable of being worked on
EMI7.7
owing to the methods indicated above and suitable for
EMI7.8
l.ut 111 t ion env1sa.gée due to (te its stmptune resistance or fF * other eara..ctéristiques.
The coating provided can be made of any suitable material: Particularly for the protection of the article or object for the intended use the coating can protect said object or article against corrosion by the atmosphere , against corrosion sim by land, against corrosion by lqeau ce or by 1 saléa, against 1 attack;
eu of flora
EMI7.9
and marine life, against attack by materials
EMI7.10
eorros1fs used in the processing industries
EMI7.11
tien, materials such as acid, alkali, salts, compo-
EMI7.12
its sulphuremp, corrosive or other gases and vapors
EMI7.13
analogous products which can be active either at.
<Desc / Clms Page number 8>
low temperatures, either at high temperatures and either at ordinary pressures, or at
EMI8.1
extraordinal-eso pressures In the patent application filed by the
EMI8.2
Belgium 3'2fl, 8 of December 17, 1936 Applicant for "3eV0-tements de surfaces metal * ,, a new process for coating a metal surface by means of a metal coating of composition has been described in detail. desired.
Briefly recalled, the process described in this patent consists in establishing an arc between a
EMI8.3
electrode-fuse and the metal of snBport, to introduce into the arc the constituents of the desired coating, to achieve a relative displacement between the metal of support
EMI8.4
port and i'aro to deposit a wide strip of the coating matte1.- on the surface of the support metal, to maintain a thick cover of flux on the support metal and on the path of the electrode to
EMI8.5
protect the molten metal from the atmosphere, to form a cover which retains the haha2eur for the stall being cooled and to dampen or soften
EMI8.6
the violent action of 1.arc,
repeating this operation to deposit another strip adjacent to the first strip formed so that the adjacent strips meet
EMI8.7
melting and sanitizing to form a wide continuous band and repeating this band depositing operation until the surface of the metal is green with a continuous coating, said coating being inseparably bonded to the carrier metal.
It has also been described in the application
EMI8.8
in question 1tutil1satioD in addition to a single electrode, several electrodes operating simultaneously to deposit a wider band or
<Desc / Clms Page number 9>
@ to deposit spaced bands, the spaces being subsequently filled with other bands, the means used to obtain the desired composition of the coating have been completely described,
means by which the components can be supplied entirely from a metal electrode of suitable composition.
EMI9.1
proprietary or from a composite electrode formed of a metal and provided with a core or a coating intended to give some of the constituents or from a hollow metal electrode through which are -verted, in powder form and in controlled quantity, some of the constituents.
Other de- such as the means used to ensure the desired penetration of the coating into the metal of
EMI9.2
support, to ensure uniformity of composition, complete fusion between adjacent bars, etc., have been indicated completely in the aforementioned application of tre ** ps and need not be repeated here. At PinventiouJ, a plate or billet of the supporting metal is completely or only partially covered with a
EMI9.3
c'e d.un coating material by the process described in the French patent application cl above recalled.
By way of example it can be stated that the backing metal may be carbon steel and that the street steel may be black steel or carbon steel or billet steel as well. roorte is then subjected to a suitable rolling, forging or similar operation or to these operations
EMI9.4
carrb: 1: oées' "to get the finished object.
Rolling or other machining operations determine a reduction
<Desc / Clms Page number 10>
from 1 '* coating thickness to. any desired value and also tend to refine the grain
EMI10.1
coating material to produce a premium coating surfbee. on the accompanying drawing,
Figure 1 shows schematically a
EMI10.2
apparatus for coating a plate or a bis lette;
Ia figure 8 shows a plate covered on one side; figure 6 shows a plate fitted with a
EMI10.3
coating and 'obtained by rolling the. plate shown in Figure 2;
EMI10.4
It FIG. 4 shows a plate provided with 4UD coating and obtained by rolling the plate shown. shown in the figure the final section having a thickness more f'a1b1e than that of the plate shown in Figure 3; FIG. 5 shows a section of a ticket with a square section recurved on the four hillsides;
FIG. 6 shows a bar of square section rolled from the billet shown in FIG. 5; FIG. 7 shows an axial section of a cylindrical billet covered on all sides; figure 8 shows a cross section
EMI10.5
of the same bi11ette;
FIG. 9, finally, shows in section a forging made from the billet shown in FIGS. 7 and 8-
<Desc / Clms Page number 11>
We see in Figure 1 that the billet 1 intended to be covered is supported by a base 2. An arc welding machine 3 is used to cover the upper surface of the billet 1; said machine is constituted by a part 4 which represents schematically the generator, the control devices and the devices for advancing the electrons 5 towards the workpiece, The current is brought to each electrode 5 by a contacting device. tor 6 connected, by a cable 7, to the generator placed in the boot 4.
The generator is also connected to the billet 1 by a cable 8, which completes the electrical welding circuit. In the appended drawing, the upper surface of the billet 1 is shown partially covered by the coating, the machine being in In the process of depositing a new strip 10 of coating material, which is adjacent to the coating 9 previously deposited, the protective covering of flux 11 is held on the workpiece in the path of the electrodes by means of retainers 12.
Devices (not shown) for effecting relative movement between the plate 1 and the welding machine 3 are provided such that the strip 10 of coating material can be deposited over the entire length of the plate lo. has already indicated, this operation is repeated until the entire surface of the. plate has been covered ,, The coating can. be done on one side of the plate only or on part of this side or even 11 can, if desired, be:
made on two affixed sides or even the entire peripheral surface
<Desc / Clms Page number 12>
@ rique can be covered and the ends can
EMI12.1
also to be recoLYertes * figure a shows a section of a plate 13 which has been covered with an e8té by a couo # 14 before tJ;
1 # the rolling of this plate for 1 "obtentian of a more mlnoe plate covered on one side as shown in figure 3 * As can be seen * the support plate 13 shown in figure has been reduced in thickness to give the plate 13
EMI12.2
of Figure 3 and the coating has been proposed reduced as shown in 14 * Figure 4 likewise shows an even thinner sheet or sheet rolled from the original plate
EMI12.3
13 of figure a; here also the z4àuctions to '% less of the support metal 13 * and the deletion 14' are pro: port1onne11es.
The desired thickness of the finished coating 14 'and that of the backing plate 13- are the
EMI12.4
factors which determine re :: pa1sseur of the plate ari g1J1e11e 13 to be covered. The coating operation, when carried out under conditions which: appear
EMI12.5
presently feels the best, gives a coating having a thickness of 9 mm 1 / $ to 12 mm. 1/3 approximately.
These values are not limiting, but simply represent those that can be obtained under conditions which at the present time appear to be the best, but it is evident that the thickness of the coating may vary between more distant limits in other conditions, However, the consideration
EMI12.6
of the fact that. at there is a determined thickness preferable for the primitive coating will easily be understood
<Desc / Clms Page number 13>
than; the proportions of the final rolled article determine the thickness of the pitch plate.
For example, but this should not be regarded as a limitation, one may desire to obtain a final plate having a thickness of 75 mm. with a coating of protective material having a thickness of 1 mm. About 1/2. If under operating conditions which appear to be preferable, a primitive coating having a 9 mm shoulder. Approximately ½ must be deposited, it will be seen that the rolling operation must cause eduotion of the primary coating so that its final thickness is approximately equal to 1/6 of the original thickness.
since the reductions in thickness of the coating and the backing plate must be proportional, the original backing plate should be about six times the thickness of the desired final plate; in other words, this plate must have, in the particular case considered, 45 ch. about thick. Likewise, if it is desired that the final plate is constituted by 75 mm. approx. of support metal and approx. 3 mm. of coating, the primitive plate must have 22 cm. About 1/2 thick and a coating of 9 mm. About 1/2 must be placed on the said plate.
The same rule is applied to the manufacture of intermediate plates and thin plates, For example-9 it may be desired that the final plate or plate be constituted by a support metal of jamge n 10, that is to say having a thickness of - 3 mm. About 4 on which you want, would have a protective coating of about Omm35 *
<Desc / Clms Page number 14>
If the primitive coating must have 9 mm. About 1/3 thick as in the previous example we see that the reduction in thickness of the coating by rolling will be 37.5 and that the primitive support plate must have a thickness equal to 37 times 1/2 the thickness of the gauge sheet n 10, that is to say to have 13 cm.
approximately thick. If we cover both sides of the plate, we obtain a plate provided with a coating on both sides. The coating on one cota may have a different composite from the coating placed on the other side; this may be the case, for example, for the manufacture of a container exposed to the corrosive action of a certain material inside and which may be exposed to the atmosphere - or to corrosive fumes to the environment. 'outside. Further, the coating on one side may have a different thickness than the coating on the other side.
This result can be obtained if the coating material is deposited in a thicker layer on one side than the other or if one side is covered with a plate, if one laminates partially said plate to bring it to a certain dimension before covering the other side, this second coating being followed by the completion of the rolling operation. The process which has just been described relates to the manufacture of plates planes with coating.
The same process can also be applied to coat other shapes of plates. for example, a process which can be used with great success for the manufacture of cylindrical containers * subjected to the
<Desc / Clms Page number 15>
:
pressure consists of punching billets and rolling
EMI15.1
the beads pierced to form seamless rings which are assembled and joined to form a cylindrical r-iolpient free from longitudinal seams, The coating process which makes
EMI15.2
the object of the invention can also be successfully applied to the coating of this form of plate. the coating material layer can be deposited
EMI15.3
on the ring either on the outside, or on the inside or again on both outer and inner surfaces at any intermediate moment of Po]; 1st .. ration.
For example, the billet may be covered on the outside before or after drilling or it may
EMI15.4
be covered And internally after drilling - or the annular part can be partially rolled to be brought to the desired dimension and then be
EMI15.5
covered - * A subsequent rolling operation as in the case of the flat plate is used to
EMI15.6
to achieve the desired reduction in thickness of the support metal and coating as well as to achieve
EMI15.7
nish the desired refinement of the hard-coating grain
Figure 5 shows a billet
15 with a square section which can be provided with a coating on its four faces 16 parallel to the longitudinal axis of the billet.
Fig. 6 shows a cross section of a square section bar rolled from the composite billet shown in Fig. 5. the bar consisted of a supporting metal core 15 and a finished liner 10; in this case, as in the case of rolled sheet, the area reduction is of the same order both for the support metal and for the
EMI15.8
coating.
Ir1mporfe what form you want to be
<Desc / Clms Page number 16>
rolled from a billet more than that shown in Figure 5, the billet itself
EMI16.1
it can even have any aonrenable seat ion, for example polygonal circular section, rectangular. lè: l.1st, e tua .. * so that this section is best suited to the rolling operations which are to follow * In this way, as we have already indicated any form that can be obtained by the operations well-known lamination can be carried out to give
EMI16.2
To be a coated product, a product for which from now it can be said that in many cases of use it will be highly desirable.
Figure 7 shows an axial section of a cylindrical billet and Figure 8 a cross section of the same billet. The billet 17 is covered on its cylindrical surface 18 and on its ends 19 with a suitable coating material. The coating 18 can be deposited directly on the cylindrical billet 17 by the process described in the French patent application referred to at the beginning of this specification or else the billet 17 with its cylindrical coating 18 can be formed by rolling or by forging. a billet previously covered as described with reference to Figures 5 and 6.
The billet with its coating, after it has been cut to length
EMI16.3
suitable for the operation which is to follow, can then receive by depositing on its ends the coating 199 the deposit being carried out in accordance with the coating process described in; the French patent application has, above, recalled.
<Desc / Clms Page number 17>
FIG. 9 shows in section an exemplary embodiment of a forged product obtained from the billet shown in FIGS. 7 and 8. The example chosen here is the forged blank from which an ooude of piping can be obtained.
The body 20 of this elbow is formed by a support metal drawn from the coprps 17 of the billet shown in Figures 7 and 8; this body '20 is covered on the outside by the facelift 21 coming from the coverings 18 and 19, The example shown in this FIG. 9 relates to an article' obtained preferably by a forging or extrusion operation carried out by inserting the billet 17 provided with coating in a die and applying pressure to said die to form the desired product.
In this type of operation it is easy to see that all the parts of the surface of the pitch billet are not necessarily deformed by the same amount and that thus a pitch billet covered with a uniform thickness of coating material may not necessarily result in a finished product coated with a uniform thickness of protective material.
Depending on the shape of the original billet, the shape of the resulting product and the process used to obtain it, there is, however, a relatively simple way of proportioning the coating of the billet so as to give a satisfactory protective coating on the billet. the surface of the finished product
The original billet 17 does not need to be cylindrical in shape; it can have any shape suitable for the manufacture of the desired end product.
The shaping operatin can consist of a forgea to marry in a stamping, in a
<Desc / Clms Page number 18>
extrusion or a similar operation or a combination of these operations if desired. Further, when desired, only part of the surface of the billet 17 can be covered to obtain a finished product having a coating on only a desired part of its outer surface,
One of the characteristics of the invention resides in the fact that the perfection of the bond between the support metal and the coating does not depend on the extent of the rolling or the machining to which the part has been subjected nor on the importance the pressure used or the need there would be to use solder temperatures during the shaping operation in order to achieve the bond. As has already been clearly indicated, the bond between the support metal and the coating is formed in such a way that an absolutely complete union of the coposite material is achieved before the shaping operations have started, this shaping not modifying not the nature of the link.
In the foregoing, the invention has been described in its applications to numerous examples, so that any person skilled in the art is able to carry out the process which is the subject of the invention. However, it is understood that this is not limited to the examples cited: but also includes all the applications of the process as it emerges from this memorandum and from the summary which 'will follow *