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Procédé pour le traitement thermique de matériaux susceptibles d'induction.
On s'est efforcé depuis longtemps de réunir en une seule opération l'opération de la trempe et de celle du revenu des métaux, normalement effectuée séparément de la précédente. Il est alors indifférent que la trempe se 'fasse immédiatement à partir de la chaleur de façonnage ou du façonnage à chaud, ou bien que les métaux à 'tremper soient portés de nouveau, comme c'était l'habitude jusqu'à.il y a peu de temps, après le façonnage à chaud et le refroidissement subséquent, de nouveau à la température de trempe. Pour cet effet, savoir la réunion de la trempe et du revenu en une seule opération (amélioration thermique), il était fait usage et on se sert encore des procédés connus comme par exemple la trempe dans un bain chaud.
Dans le cas de tous ces procédés, on essaye de réunir la trempe et le revenu en une opération par le fait qu'on emploie connue agent de trempe (bain de trempe) des liquides comme par exemple des sels ou des métaux fondus de température relativement élevée, par exemple 500 C.
Ces agents de trempe doivent enlever d'une part au corps métallique à tremper, suffisamment rapidement dans la région supérieure de température de trempe, une quantité telle de chaleur que l'opération de trempe s'effectue encore tout au moins, et doivent empêcher d'autre part un abaissement de la température du corps à tremper, dans la région inférieure de température de ce procédé, dans une mesure telle que le corps à tremper ne devient pas trop dur (trop fragile) lors de cette diminution de température mais présente au contraire les propriétés physiques qui sont produites normalement par un revenu séparé sub- séquent.
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Tous ces procédés consistant à tremper et à donner le revenu dans un bain chaud présentent toutefois de si grands inconvénients qu'ils n'ont pu se répandre jusqu'à présent de manière générale et que leur emploi en fonctionnement est resté limité à des applications déterminées.
La cause de cette limitation réside dans le fait que d'une part l'emploi sûr en fonctionnement de semblables agents de trempe de température relativement élevée entraîne des difficultés de fonctionnement (vapeurs nuisibles, destruction de la paroi du bain; des corps métalliques traités par des sels doivent par exemple être mis à l'abri de la rouille par une cuisson ultérieure) et d'autre part que la chaleur,contenue dans ces bains est en règle générale tellement basse que lors de l'émission de chaleur aux corps métalliques à tremper, il se produit très facilement de grandes fluctuations et par conséquent il peut se produire une grande insécurité dans l'obtention de l'effet poursuivi.
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Ces inconvénients des modes ds travail connus jusqu'à, présaut ne sont pas seuled16nt évitës par le procédé décrit ci-a- près, :Lais l'opération d'induction jointeà ce procédé permet à cause de sa particularité (effet des pellicules) une constitution idéale des opérations de trempa et de revenu réunies en une seule opération d'amélioration thermique et effectuées sépa-
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rément jUsc,u' 3. présent, en général.
Le principe fondamental de ce nouveau procédé aussi simple que possible peut se présenter comme suit à l'aide du dessin schématique annexé.
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Le corps métallique K à améliorer thermiquerieiit, porté à la température de trempe est introduit en vue de l'amélioration thermique dans l'agent de trempe H (par exemple de l'eau) dans le réservoir B de trempe fait en une matière non susceptible d'induction. Le réservoir de trempa B est placé de son côté dans un champ de forces magnétiques pouvant être mis en circuit, ce qui est produitpar exemple par un courant alternatif à haute fréquence. Ce courant alternatif circule par exemple
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dans les spires ',4i d'une bobine S représentée schématiquement à la figure en coupe.transversale.
En cas de fréquence, de tension et d'intensité de courant, choisies correctement pour un réservoir de trempe donné B, du courant électrique utilisé,
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c'est à ::1.i1'e po;,:r une intensité donnée du cnamp de force dans le réservoir de tl'e'l., ou dans le corps wétalliy,ue .K à améliorer thermiquemsnt, on obtient l'allure suivante ue la trempe et de ce u'on appelle la revenu.
Le corps métallique à améliorer, porté à'un.# manière quelconque à la température de trempe, est placé d'une part sous l'influence de l'agent de trempe évacuant la chaleur aus-
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si rapidement qui possiblo, ,ir exemple de l'eau maintenue &US- sifroide que possible par une arrivée et un départ appropriés. D'autre part vient agir - dans le cas idéal après la trempe,
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pour l'acier donc par exemple après d6 passement du point ars ou \.rl - le cliamp de force et cela en par.tant de 1;, surface àu corps à améliorer therilliq,ue;
I'2út, en formait la chaleur seu- sur le corps à améliorer (et non pas sur l'agent de trempa) . Tandis donc que le corps K à améliorer cherche à cé-
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der et cède d'wi; art sa c11010u1' propre introduite dans le bain de trempe, aussi rapidslll¯dt que possible et cela progressiveiualit de l'extérieur vers l'intérieur a 1'agent de trempe (et se trempe donc) il se produit d'autre part par voie inductive, en commençant à la surface du corps K à améliorer, la for...ation d'une nouvelle chaleur qui réchauffe le corps en progressant de l'extérieur vers l'intérieur (lui fait subir le revenu)
et s'oppose par conséquent à la cession propre de chaleur initiale de l'extérieur vers l'intérieur jusqu'à ce que pour une température déterminée (par exemple à peu près à la température actuelle au revenu) il se produise pratiquement un équilibre de température dans tout le corps métallique K.
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Après l'équilibre de t.:"Ü?2él'o.tur<2 ainsi .1zouui*Z ou contrôlé, le corps métallique peut être retiré de l'agent de -trempe ou bien - de nouveau dans le cas idéal - refroidi plus ou moins lentement dans l'agent de trempe avec un champ de force plus faible ou mis hors service (suppression de la fragilité de revenu) .
Pour une installation cannée et correctement dimensionnes,
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il est donc simplement n4eoN:,ai.ce 0.0 faire varier de façon oorrespol1aante l'intensité t la u ur0e d'action du champ de force sous la dépendance (le la composition chimique du corps métallique ainsi que de sa grandeur et cela en commun avec le temps absolu de trempe et de revenu, pour produire. toujours le même effet, c'est à dire dans ce cas un corps métallique ayant
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chaque fois les mêmes propriétés physiques de façon correspon- dante.
On ne peut indiquer une règle valable d'une manière gé- nérale pour l'ordre de grandeur de cesvaleurs, car les valeurs en question dépendent des influences les plus diverses, par exemplè de la section de la pièce. traitée, de la composition au point de vue des alliages du matériau, des proportions de l'installation, etc..
La présente invention repose sur la constatation fondamen- tale qu'il suffit lors de la trempe d'arrêter la température tombant d'autant plus rapidement dans les couches extérieures du corps K à un point déterminé (correspondant approximative- ment à la température actuelle du revenu), d'établir une compen- sation de celle-ci aussi étendue que possible avec la températu- re intérieure et de continuer ensuite l'opération de refroidis- sement ainsi ininterrompue du corps métallique d'une manière plus ou moins rapide jusqu'à la température du local, pour ob- tenir le même effet que lors de l'amélioration thermique sui- vant la manière usuelle jusqu'à présent (avec opérations séparées de trempe et de revenu).
Le nouveau procédé décrit ci-dessus n'est naturellement pas utilisable seulement pour la trempe et le revenu, c'est à dire l'amélioration thermique, de petites pièces mais également par exemple pour la trempe ou l'amélioration thermique de pro- duits de laminage tout entiers, directement à la sortie des calibres de laminage. L'avantage particulier consiste en ce que l'on peut tremper ou améliorer brutalement ou très brutale- ment en principe, avec l'agent de trempe le plus simple et le moins coûteux toujours disponible, c'est à dire l'eau, des ob- jets métalliques même les plus sensibles, sans qu'on doive re- douter des fendillements de trempe ou une distorsion exagérée.
En outre, l'opération de la trempe et celle du revenu subséquent sont réunies de façon tellement idéale de prime abord en une opération compensée d'amélioration thermique que l'uniformité de toute cette opération et par conséquent aussi celle des pro- priétés physiques de l'objet métallique ainsi traité peuvent âtre amenées à une mesure extrême impossible à atteindre autre- ment ou atteinte très difficilement.