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procédé de fabrication d'outils pour l'étirage ou le pressage de fils métalliques, de tuyaux et de barres.
Suivant la matière première qu'on doit traiter et la grosseur des fils métalliques qu'on désire produire, on emploie, pour l'étirage des fils métalliques, des filières en aoier, en métaux durs ou en diamant, les filières en dia- mant étant employées presqutexclusivement pour la fabrication des fils les plus ténus. L'emploi des outils en acier a baissé en oomparaison de celui des outils en métaux durs.
Les outils en métaux durs comportent une filière en métal dur dans laquelle est foré un trou et qui est entou- rée d'une monture métallique. La fixation de la filière dans
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sa monture a lieu par des procédés divers. Lorsqu'on emploie, comme c'est presque l'usage général, du laiton ou du bronze, on pratique dans la monture un évidement intérieur et on y loge la filière cylindrique en métal dur. La monture ainsi préparée est chauffée au rouge sombre dans un four et puis soumise à une pression, sous une presse,jusqu'à ce que la ma- tière dont elle est constituée s'applique autour de la filière en métal dur et l'enferme. Dans ces conditions, on ne peut éviter que difficilement que la filière s'écarte de sa posi- tion axiale pendant l'opération de pressage.
En outre, il se la produit souvent, par/suite, au tréfilage, des déchets dus à l'éclatement des filières en métal dur; parce que les montu- res en laiton et en bronze possèdent une résistance trop fai- ble pour donner le support suffisant à la filière en métal dur pendant letréfilage.
Pour écarter ces inconvénients, on a employé des montures en fer percées d'un trou un peu plus grand que celui qui est nécessaire pour la réception de la filière en métal dur, cette mesure étant prise pour pouvoir appliquer une bra- sure au laiton ou au cuivre. Les outils ainsi préparés satis- font aux exigences pour autant qu'on tréfile des fils dont le diamètre atteint 4 mm. environ. Mais des observations ont per- mis de constater que de telles filières en métal dur, au trou desquelles on donne par une retouche un diamètre plus grand, éclatent prématurément et deviennent inutilisables. On a pu constater en outre que cet éclatement de la filière en métal dur se produit généralement lorsque l'épaisseur de paroi de la filière est descendue au-dessous d'une certaine valeur par rapport au trou de cette filière.
On a fait les mêmes consta- tations pour les filières, en métal dur, de plus grahd diamè- tre, qu'on emploie pour tréfiler ou étirer des barres ou des tuyaux, ou pour emboutir des manchons. La mise hors de service se produit en outre régulièrement lorsqu'on tréfile des ma- tières dont la résistance propre est élevée ou lorsqu'on pro-
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cède à de fortes réductions de section aux passes successives.
On doit admettre que le joint de cuivre des outils brasés ne présente pas une résistance suffisante et qu'ii cède lorsqu' on atteint la section dangereuse de l'épaisseur de paroi de la filière) ce qui provoque la rupture de la pièce encastrée en métal dur. Il résulte un effet défavorable de ce que la fi- lière en métal dur stéchauffe au cours du travail et que de ce fait il se produit une dilatation, la monture en acier, en raison de son coefficient de dilatation plus élevé, se dila- tant plus fort que la filière en métal dur.
Mais comme le joint de soudure entre cette filière en métal dur et la mon- ture constitueune liaison rigide, la plus forte dilatation de la monture pendant le chauffage de ces outils déclenche des forces qui agissent par traotion sur la surface extérieure de la filière en métal dur et non seulement ne confèrent pas une protection contre l'éolatement de la filière, mais favorisent même cet éclatement,
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'outils qui conviennent pour le tréfilage ou l'étirage ou pour le pressage de fils métalliques, de tuyaux, de 'barres, ou d'autres produits analogues, outils qui sont constitués par un corps en acier et une pièce encastrée en matière dure, en particulier en métal dur, et ce procédé con- siste en ce qu'on fixe, par forgeage et frettage, cette pièce ehcastrée,
dans un support constitué en acier. Les avantages obtenus grâce à l'invention consistent en ce que la pièce encastrée dans une monture en acier est reliée de telle façon à oelle-ci qu'on peut utiliser complètement cette pièce en- castrée, même lorsqu'on arrive au-dessous de la section dan- gereuse de la paroi de cette pièce. Cet avantage a une impor- tance considérable, parce que la pièce encastrée, qui est fra- gile et qui est constituée par exemple par du métal dur, peut être utilisée complètement par usure et qu'elle ne s'émiette pas prématurément du fait que l'étreinte de la monture se re-
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lâche. De préférence, on presse la pièce à encastrer dans un évidement d'une monture en acier chauffée préalablement à la température de forgeage.
L'évidement creusé dans la monture en acier peut recevoir ici une forme conique afin que la pièce encastrée soit mieux maintenue par les parois de la monture en acier. On peut en outre donner à la surface de la paroi de l'évidement conique une forme bombée. En encastrant la filière par pression, d'une part, et en frettant le corps en acier, d'autre part, il se produit aux surfaces de la monture en acier un forgeage et une compression de matériau et, par suite, une liaison ferme de la pièce enoastrée avec sa monture.
Pour des filières soumises à des efforts particulièrement considé- rables, spécialement dans des sens différents, on peut faire suivre le premier forgeage par un deuxième forgeage consistant en ce qu'on enferme par forgeage les bords de la pièce encas- trée, par exemple au moyen de collerettes formées sur la mon- ture en acier, de sorte que les bords de la pièce encastrée soient saisis et embrassés de tous côtés, on peut aussi r em- placer la deuxième opération de forgeage en fixant sur le corps en acier, par forgeage, par soudure ou par une autre opération analogue, des corps qui recouvrent les bords de la pièce encastrée.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple plu- sieurs dispositifs pour la mise en oeuvre du présent procédé.
Sur ce dessin, les figures 1 et la montrent une monture préparée pour recevoir une filière, la figure 2 représente la filière toute préparée d'un outil de tréfilage, les figures 3 et 3a montrent, avant le forgeage, une monture chauffée à la température de forgeage et contenant une filière en métal dur, les figures 4 et 4a représentent, après le forgeage, une monture contenant une filière en métal dur,
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lesfigures 5 et 5a montrent, après le deuxième for- geage, une monture contenant une filière en métal dur et la figure 6 montre, avant le deuxième forgeage, une monture contenant une filière en métal dur.
Les figures 1 et la représentent des montures en acier 1 qui présentent un évidement 2 en vue de la réception de la pièce encastrée en métal dur représentée par la figure 2.
Suivant les conditions à imposer à l'outil, après son achève- ment, il est recommandable d'employer,comme matière première, pour des montures de ce genre, soit un alliage d'acier à ou- tils, soit un acier ordinaire d'une résistance à la traction d'au moins 80 à 90 Kg. par mm2 environ. Le creux 2 obtenu par tournage ou par forgeage reçoit une forme légèrement conique sur ses surfaces bombées 3. L'inclinaison de l'angle désigné par peut être de 6 à 8 et ne doit pas dépasser 20 .
La fi- lière 4 en métal dur représentée par la figure 2 possède in- térieurement un trou 5 et présente à sa périphérie la même surface conique 6 que celle de l'évidement de la monture en acier, toutefois avec la différence que la surface inférieure 7 qui'la limite est un peu plus grande que la surface 8 pré- vue pour l'application de la surface 7 dans la monture en acier. On obtient les résultats les plus favorables lorsque le diamètre de la filière en métal dur introduite dans la monture en acier et celui de l'évidement pratiqué dans la monture en cier ont un rapport tel que, comme le montrent les figures 3 et 3a, il reste encore au-dessous de la filière introduite un vide 9 dont la hauteur est d'environ 1/3 de celle de la fi- lière en métal dur.
On chauffe ensuite, à la température de forgeage, dans un four balayé par un gaz de protection ou de concrétion, la monture en acier, avec la filière en métal dur qu'on y a introduite. Comme gaz protecteur, on peut employer de l'hydrogèhe, un mélange d'hydrogène et d'azote ou du gaz d'éclairage. Après que la monture a été complètement chauffée de part en part, on presse, au moyen d'un poinçon de pression
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10, la filière dans la monture en acier, comme le montrent les figures 4 et 4a, de manière que la surface 7 de la filière vienne s'appliquer sur la surface d'appui 8 prévue dans la monture et en devienne solidaire.
La pression à appliquer est de l'ordre de 1 à 2 tonnes par centimètre carré de la surface de la filière, en ne tenant pas compte du trou percé dans la filière en métal dur. par cette introduction sous pression de la filière, il se produit sur les surfaces 11 un forgeage ou une compression du matériau et, par suite, une grande augmen- tation de la résistance. Dans le cas de filières qui sont ex- posées à des efforts considérables ou qu'on doit utiliser dans deux sens, on procède ensuite à un nouveau forgeage, qu'on a représenté par les figures 5 et 5a. La collerette 13, de la monture en acier, qui dépasse la filière en métal dur est refermée par forgeage, au moyen d'un piston de pression 12 à diamètre plus grand, de manière qu'elle embrasse et enferme de tous côtés le bord de la filière en métal dur.
De préfé- rence, le deuxième forgeage doit s'accomplir en une chaude, immédiatement après le premier forgeage. On laisse ensuite se refroidir la monture dans unjet d'air chauffé à 20 , ce qui provoque un frettage supplémentaire de cette monture, par ce frettage subséquent, la monture en acier enferme la filière en métal dur avec une force telle que celle-ci peut, tout en s'échauffant, résister aux efforts les plus élevés sans qu'on do ive la refroidir. Les températures de travail qui sepré- sentent pendant l'étirage des tuyaux en acier ou l'emboutissage de manchons et qui atteignent souvent de 100 à 2000 C ne peu- vent produire aucune action nuisible, telle qu'un éclatement ou un fendillement de la filière.
Au lieu de la collerette 13 indiquée sur la figure 4a, on peut aussi, pour économiser les matériaux, choisir une monture représentée par la figure 6 et présentant des évidements spéciaux 15 dans lesquels, après que la filière en métal dur a été introduite sous pression dans la monture, on place un anneau 14 qu'on enferme également
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par forgeage, les parties de cet anneau remplissant complè- tement l'évidement'15 et s'unissant par forgeage à la monture.
Les outils d'étirage et de pressage produits par le procédé' décrit' ci-dessus et pourvus d'encastrements en métal dur ont les rendements les plus élevés et on peut encore les utiliser lorsque les épaisseurs de paroi descendent, par suite de retouches répétées du trou, au-dessous de la limite dange- reuse, On peut aussi employer ces outils pour le pressage à chaud de barres, de fils métalliques et de tuyaux en laiton, en cuivre, en aluminium et en tous métaux qui exigent pour le pressage à chaud des températures qui peuvent atteindre jus- qu'à 750 ou 8000 C environ.
Revendications.
1/ Procédé de fabrication d'outils convenant pour l'étirage ou le pressage de fils métalliques, de tuyaux, d e barres et d'autres produits analogues 'et constitués par un corps en acier et un encastrement ou une pièce encastrée en matière dure, en particulier en métal dur, caractérisé en ce que l'encastrement est fixé par forgeage et frettage dans un support en acier.