BE447383A - - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 
 EMI1.1 
 



  PERFECT10N,-'IEN#N'lB AUX PROCE')ES ET APPAREILS DE TREMPE EN HAUTE FREQUENCE. 



   La présente invention, système B. MICHEL, est rela- tive à un procédé perfectionné de trempe des aciers chaiffés à l'aide d'un four à induction haute fréquence et à un appare destiné à mettre en oeuvre ledit procédé. 



   Suivant l'invention le procédé consiste principale- ment à utiliser les variations de courant de la bobine de chauffage du four en fonction des variations de la perméabili et de la résistivité du fer dues à la transformation interne de la structure de l'acier au cours du chauffage pour détermi- ner d'une part la durée de chauffage de la pièce à traiter et 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 d'autre part interrompre automatiquement le chauffage et provoquer la trempe. 



     L'apparei l   destiné à la mise en oeuvre de ce pro- cédé comporte notamment une source génératrice de courants haute fréquence alimentant la bobine d'un four à induction, un thyratron à la grille duquel s'applique une tension   redre s-   sée prélevée sur la bobine du four, un contacteur multiple commandé par un relais excité directement par le thyratron, ledit contacteur   déclenchant   à la fois l'arrêt du chauffage, la chute de la pièce et le   blocage   du générateur haute fréquen ce. 



   D'autres caractéristiques de l'invention apparai- tront au cours de la description qui va suivre. 



   Le principe de l'invention est basé sur l'observa- tion suivante- Lors du chauffage de la pièce pour l'amener à aux température de trempe   #   le point figura tif de l'acier par- court sur le diagramme de transformation de cet acier la droite a3 a2 a1 A (figure 1) en se trouvant successivement dans trois zones : 
 EMI2.1 
 la zône 0 P S SI (Fer< + Eutectotde S) la zone P G S (solution r + Fer 0{ ) la zine G S E ( solution ) ; par conséquent entre a2 et al se produit la réaction :

     Fero( +     Eutectolde   S   #   Fer solution pour aboutir au-dessus du point a1 au Fer y 
Si la pièce est chauffée par induction on peut tracer la courbe de l'intensité parcourant la bobine du four en fonction du temps (figure   2),   cette intensité variant dans sa partie BD correspondant à la phase de transformation du Fer en Fer y , cette variation de l'intensité étant due aux variations de la perméabilité   et de la résistivité/  du fer au cours de cette transformation de structure,variations qui peuvent s'écrire dans le cas particulier d'une pièce plane si tuée à une distance x de la bobine : 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 
 EMI3.1 
 
Dans laquelle Io est l'intensité du courant à la sur- fac e de la pièce. 



   Suivant l'invention, cette variation de l'intensité du courant   parcourant   le four est utilisée de la façon sui- vante pour déterminer automatiquement le temps de chauffage avant trempe. 



   Si l'on se reporte à la figure 3 le courant IF parcou- rant la self 1 du four crée aux bornes d'une impédance Z en série avec la self 1 une tension proportionnelle à ce cou- rant. Cette tension est redressée dans le sens   po si ti f   par l'ensemble : redresseur V (valve ou redresseur sec) résista: ce R shuntée par la capacité   C.   



   Le courant redressé orée aux bornes de la résistance R une tension, proportionnelle à l'amplitude de IF ladite tension étant appliquée à la grille d'un thyratron Th. La plaque de ce thyratron est alimentée à travers le relais Rs1 par une tension de 50   p/sec.   A la grille du thyratron est appliquée une tension de polarisation amenée en   Pg   et régla- ble de   telle   sorte que le courant plaque du thyratron n'apparaisse que pour une valeur du courant IF au moins éga- le à une valeur I3 choisie à l'avance (figure 4) . Le con- tact repos du relais RS1 et par là même le circuit du con- tacteur D se trouvent ouverts.

   L'armature du contacteur D porte 3 lames de contact 1, m, n,   l'une   1 utilisée pour le maintien au collage de cette armature, la seconde m fer- mant le circuit de   l'électroaimant   E qui sert par attraction à maintenir dans le four 1 la pièce à tremper P; enfin la Sème lame n qui ferme le circuit d'un relais RS2 servant à commander le déblocage de la lampe   génératrice   de courant haute fréquence L. Un interrupteur k se trouve inséré dans ce dernier circui t. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 



   Aux bornes de l'enroulement du contacteur D se trouve   conneoté   un jet de capacités Cd permettant de retarder l'ouverture des contacts de D après l'ouverture du contact RS1 
Le fonctionnement du dispositif est le suivant : 
Si on appuie sur le bouton du contacteur D, les trois contacts 1, m, n, se ferment et la bobine de D se trouve exci tée. L'électro-aimant E est alimenté et on peut y fixer la pièce à tremper P. On ferme alors le circui t du relais Rs2 en appuyant sur l'interrupteur K. Son contact se ferme et la lampe génératrice L se trouve débloquée. Un courant d'inten- sité IF parcourt le four. La pièce P s'échauffe. Au temps t3 (figure 4) l'intensité IF atteignant la valeur 13 déterminée      à   l'avance,   le thyratron est débloqué et excite le relais RS1 dont le contact 0 s'ouvre.

   Le circuit du contacteur D se trouve de ce fait ouvert et les condensateurs Cd se déchar- gent à travers l'enroulement de D, au bout d'un temps défini de n secondes. Les contacts 1, m et n s'ouvrent. Ce temps n dépend de la valeur des condensateurs Cd Au temps t4 = (t3 + n) pour lequel le point figuratif de l'acier est arrivé en A de la figure 1, température de trempe, l'électro- aimant se trouve donc désexcité et la pièce P tombe dans le bain de trempe.En même temps Rs2 revient au repos et la lam- pe génératrice L est. bloquée grâce à   la   tension de blocage amenée en Ub. 



   Le réglage du thyratron se fait pour un courant I3 pris de préférence dans la région de la courbe IF ft où la pente est la plus forte ce qui permet de déterminer avec plus de précision le temps t3. 



   Le choix des condensateurs Cd se détermine en fonc- tion de la profondeur de pénétration désirée. 



   Une variation perfectionnée de   l'invention, est   repré qentée figure 5. 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 



   Selon cette variante un contacteur à réglage continu permet de déterminer avec plus de précision la durée du chauffage et l'instant de trempe- Ce contacteur remplace l'ensemble à réglage discontinu du contacteur D et des conden- sateurs Cd de la figure 3. 



   Sur la figure 5 on a désigné par les mêmes références que sur la figure 3 les éléments correspondants ou jouant le même rôle. 



   Suivant l'exemple d'exécution représenté figure 5 la bobine du contacteur D est alimentée sous une tension U à travers le contact 0 du relais Rs1 la lame du contact 1 et un potentiomètre R dont le curseur est relié à l'autre extré- mi té de la bobine par un condensateur unique   r -   
Les lames de contact m et n du contacteur D, comme dans le dispositif représenté figure 3 ferment respectivement le circuit de   l'électroaimant   E servant à maintenir la pièce dans le four, et le circuit du relais Rs2 commandant le dé- blocage de la grille de la lampe génératrice de courant hau- te fréquence. 



   Le fonctionnement du dispositif est le suivant : 
Si on appuie sur le bouton du contacteur D, les trois contacts 1, m, n se ferment et la bobine du contacteur D se trouve excitée. 



   L'électroaimant E est alimenté et on peut y fixer la pièce à tremper. En appuyan t sur l'interrupteur K la lampe génératrice est débloquée.Dès que le courant dand le four atteint la valeur I3 choisie, le thyratron est débloqué et excite le relais Rs1 dont le contact 0   s'ouvre.   



   Avant cette ouverture la capacité   #     s'est   chargée à la tension U X+r, r étant la résistance de la bobine du 
R + r contacteur 1) et x la fraction deR en série avec   P   et le con- tacteur. Quand le contact 0 s'ouvre , la capaci té va se déchar- ger à travers la résistance (x + r) et au bout du temps t 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 sa tension atteint la valeur Il ( x + r); Il étant   l' intensi   té de décollage du contacteur D. A ce moment les contacts 1, m, n, s'ouvrent, l'électroaimant E est désexcité et la pièce tombe dans le bain de trempe; enfin la grille de la lampe génératrice est bloquée. 



   Le temps t est lié à x par la relation : 
 EMI6.1 
 avec : 
 EMI6.2 
 a = 2 ëL dJ étant la self du relais 
 EMI6.3 
 
Le temps t est donc fonction de x. On peut donc fa- cilement régler le temps de trempe en agissant sur le curseur S du potentiomètre. On choisira les valeurs des différents éléments de façon à réaliser un retard d'ouverture des con- tacts de D compris entre deux valeurs tl et t2; tl corres- pondant à x = 0 ne doit pas excéder 1/20 de seconde, t2 correspondant à x = R sera choisi égal au temps maximum de retard désiré. 



   Ce montage a l'avantage de permettre de réaliser l'appareil d'une manière plus économique. Il suffit d'un seul condensateur et d'un potentiomètre. D'autre part le réglage du potentiomètre permet d'obtenir une variation continue du temps de retard alors que le dispositif à capacité ne permet- tait que des variations discontinues. C'est là un gros avan- tage car lors de l'utilisation de temps de chauffe très fai- bles (de l'ordre de la seconde) il faut une précision de l'ordre du dizième de seconde, ce qui obligerait d'avoir un jeu de condensateurs trop important ou un système de combi- naisons peu pratique. 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 



   Naturelement les schémas proposés ne sont nullement limitatifs et l'invention vise tout dispositif similaire aboutissant au môme résultat. En particulier l'ensemble C.R., Th et Rs1 peut être remplacé par un relais à maxima réglable et le contacteur à retardement peut être réalisé de toute autre manière. 



   De méme la suspension de la pièce par électro-aimant déclenchant sa chute automatique dans le bain de trempe peut être remplacée par exemple par la commande de la trem- pe par   jet :   une vanne électromagnétique remplaçant alors l'électro-aimant. 



   Les procédés et appareils suivant l'invention ont l'avantage de pouvoir opérer des trempes avec chauffage   @   rapide, ce qui évite l'augmentation de la profondeur de trempe par conductibilité thermique, le temps de chauffage ne devant excéder une durée de l'ordre de 2 secondes. Il fau t alors déclencher la trempe avec une grande précision sur le temps de chauffe (1/10 de seconde). Seul un dis- positif automatique permet d'obtenir ce résultat. Celui- ci a l'avantage d'être basé sur le phénomène de transforma- tion de l'acier et de ce fait la puissance d'alimentation du four peut varier légèrement sans changer beaucoup le résultat pratique. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1) Procédé de trempe des aciers chauffés à l'aide d'un four à conduction haute fréquence caractérisé en ce qu'il consis- te à utiliser les variations de courant dans la bobine de chauffage du four en fonction des variations de la perméabi- lité et de la résistivité du fer dues à la transformation interne de la structure de l'acier au cours du chauffage <Desc/Clms Page number 8> de la pièce à tremper et d'autre part interrompre automa- tiquement le chauffage et provoquer la trempe.

   2) Procédé de trempe des aciers suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'il consiste à prélever une tension sur le circuit de chauffage du four, à redresser cette ten- sion et à l'amener dans un thyratron qui n'est débloqué que pour une valeur déterminée de l'intensité parcourant la bobine du four, elle-même fonction de la structure de la pièce, ledit thyratron actionnant par l'intermédiaire d'un relais un contacteur dont la chute provoque simulanément l'arrêt de chauffage, la chute de la pièce et le blocage de la source haute fréquence.

   3) Procé dé de trempe des aciers suivant revendication 2 caractérisé en ce que la tension de polarisation de thyra- tron est réglable et est déterminée de préférence pour que le déblocage de ce thyratron ait lieu pour une intensité de chauffage correspondant à un poi nt de la courbe de va - riation de cette intensité en fonction du temps situé dans la partie de plus grande pente de cette courbe, la durée du chauffage pouvant alors être prolongée après le débloca- ge du thyratron en retardant la chute du contacteur à l'ai- de d'une capacité.

   4) Un appareil destiné à la trempe des aciers à l'aide d'un four haute fréquence caractérisé en ce qu'il comporte une source génératrice de courants haute fréquence alimen- tant la bobine d'un four à induction, un thyratron à la grille duquel est appliquée une tension redressée prélevée sur la bobine du four, un contacteur multiple commandé par un relais excité directement par le thyratron, ledit con- tacteur déclenchant à la fois l'arrêt du chauffage, la <Desc/Clms Page number 9> la chute de la pièce et le blocage du générateur haute fréquence.

   5) Un appareil destiné à la trempe des aciers suivant la revendication 4 caractérisé en ce que la grille du thyra- tron est polarisée par une tension réglable, telle que le thyratron ne peut être débloqué que pour une Intensité de la bobine du four supérieure à une valeur déterminée, fonctionde la structure de la pièce et par suite du temps de chauffage.

   6) Un appareil destiné à la trempe ,des aciers suivant la revendication 4 caractérisé en ce que les circuits du contacteur multiple sont reliés d'une part à un électro- aimant de suspension de la pièce, d'autre part à un relais commandant le blocage du générateur haute fréquence.

   7 Un appareil destiné à la trempe des aciers suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le contacteur comporte en dérivation aux bornes de son enroulement un jeu de capacités de grandeur réglable permettant de retarder l'ouverture de ses contacts après déblocage du thyratron.

   8) Un appareil destiné à la trempe des aciers suivant re- vendication 4, caractérisé en ce que le contacteur multiple comporte un dispositif retardateur permettant de régler le retard à l'ouverture des contacts d'une manière continue.

   9) Un appareil destiné à la trempe des aciers suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif retar- dateur comporte un condensateur en série avec la bobine du contacteur et une résistance réglable formant l'une des branches d'un potentiomètre placé en série avec la bobine du contacteur. <Desc/Clms Page number 10>

   10) Un appareil destiné à la trempe des aciers suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'un des cir- cuits du contacteur multiple est relié à l'organe de commande d'un dispositif de trempe par jet.