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PROCEDE ET DISPOSITIFS POUR LE TRAITEMENT THERMIQUE DE PIECES EN ACIER RAPIDE ET. PLUS SPECIALEMENT DE SEGMENTS DE SCIES EN ACIER RAPIDE AU TUNGSTENE
L'invention a pour objet un procédé pour le traitement thermi- que de pièces en acier rapide et, notamment, un procédé capable de tremper adéquatement les segments de scies en acier rapide.
Le trempage de telles pièces pose des problèmes très particu- liers, d'abord en raison de la nature de l'alliage ferreux en cause, et, ensuite, en raison de la nécessité de réserver dans la pièce des zônes dont les caractéristiques mécaniques sont différentes de celles des autres parties de la pièce.
Le procédé, objet de l'invention, est caractéristique en ce qu'il permet de satisfaire à toutes les exigences usuelles, tout en trai- tant des aciers rapides. On sait, en effet, qu'il est couramment fait usage, pour porter rapidement une pièce métallique à haute température, du..moyen appliquant les effets d'induction d'un courant à haute fréquence. Dans ce but, la pièce à traiter est entièrement ou partiellement entourée d'une ou de plusieurs boucles d'induction. La température de la pièce ou de la partie de pièce s'élève très rapidement. Néanmoins,il est actuellement considéré par tous les spécialistes que le moyen de la haute fréquence est inapplica- ble au traitement thermique des aciers rapides.
Cette opinion est générale-- ment justifiée en prétextant que cette forme de chauffage rapide de l'acier détruit les qualités'essentielles de celui-ci. Or, le Demandeur a établi, de la manière la plus formelle, que des pièces en acier rapide peuvent parfai- tement subir un traitement thermique par élévation extrêmement rapide à la température de trempe-par le moyen de la haute fréquence.
Plus particulière- ment, le Demandeur a pu établir que des segments de scie en acier rapide au tungstène pouvaient être favorablement portés rapidement à la tempéra- ture de trempe par le moyen de la haute fréquence et il a été établi que non seulement la partie trempée présentait une dureté suffisante et par- faitement régulière, mais que la partie du segment de scie non traitée gardait également toutes ses caractéristiques propres et que la séparation entre les parties traitées et les parties non traitées était parfaitement limitée exactement comme s'il s'agissait d'un acier ordinaire.
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L'invention a donc pour objet principal un procédé de traite- ment thermique des aciers rapides et plus spécialement des segments de scies en acier rapide au tungstène et ce procédé est essentiellement caractérisé en ce que le chauffage rapide de la pièce jusqu'à la température de trempe est provoqué par un courant à haute fréquence.
Un autre objet de l'invention consiste en des moyens matériels favorables à la localisation du traitement thermique dans les parties prédé- terminées de la pièce, plus spécialement du segment de scie, afin de garan- tir, de la manière la plus totale, la netteté de la délimitation des zônes, respectivement traitées et non traitées.
Dans une application caractéristique, un segment de scie sera préférablement traité comme décrit ci-après avec référence aux dessins anne- xés, dans lesquels : la figure 1 représente, en vue de face, un segment de scie en acier rapide; la figure 2 schématise sommairement, en élévation, la position relative des principaux éléments intervenant lors du chauffage ; la figure 3 représente très schématiquement une coupe verti- cale par le dispositif de la figure 2 ; la figure 4 schématise, en vue perspective, un support réfri- gérant particulièrement adapté pour l'application du procédé de l'invention.
Comme il est schématisé, à titre d'exemple, à la figure 1 an- nexée, un segment de scie doit présenter deux zônes de duretés différentes et ces deux zones délimitées, en l'occurence, par la ligne en traits mixtes A-B, doivent présenter des caractéristiques pratiquement constantes au moins jusqu'à proximité de ladite ligne de démarcation A-B. En effet, la zône 1 de moindre dureté.; respectivement de plus grande maléabilité, comprend les trous de rivets 2 et doit offrir une bonne résistance aux sollicitations des outils de rivetage. Egalement, la matière au droit des rivets doit sa- tisfaire aux conditions usuelles du rivetage.
Au contraire, la zone 1 dans laquelle sont découpées les dents de scies doit présenter une grande du- reté et celle-ci doit être pratiquement constante dans toute l'étendue de cette zône 3 afin de permettre de maintenir pratiquement constantes les qualités de la scie après les affûtages successifs. Egalement, il importe de permettre que lesdits affûtages successifs soient répétés jusqu'au mo- ment où les fonds de dents atteignent pratiquement la ligne de démarcation A-B, c'est-à-dire jusqu'à proximité du bord périphérique du disque formant le corps de la scie circulaire, mais sans entamer ce dernier.
Il est donc indispensable, même s'il s'agit d'une pièce en acier rapide, que le traitement thermique, respectivement le trempage, soit conduit dans de telles conditions que la zône 1 soit pratiquement à l'abri de tout chauffage capable de modifier dangereusement sa texture, tandis que la zône 3 doit être traitée non seulement intégralement mais aussi d'une manière pratiquement uniforme.
Pour remplir ces différentes conditions, le segment de scie S est, par sa zône inférieure 1, emprisonné dans un support ou mâchoire 4 conditionnée en sorte de favoriser le refroidissement de ladite zône 1.
Ce conditionnement peut résulter soit du choix de la matière utilisée pour la confection de la mâchoire 4, soit du profil permettant un refroidissement à l'air, soit encore d'une circulation d'un fluide de refroidissement, par exemple de l'eau, soit de tous autres moyens ou toute combinaison de plu- sieurs de ces moyens.
La zône supérieure 1 fait saillie sur le support sous-jacent 4 et est entourée d'au moins une boucle inductrice 2 participant d'une installation capable de produire un courant à haute fréquence.
Dans ces conditions, on obtient que la zône 3 est rapide- ment portée à la température de trempe, tandis que la zone inférieure 1 est maintenue relativement froide.
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Dans l'application schématisée aux figures 2 et 3, la chauffe par induction à haute fréquence des aciers rapides au tungstène sera préfé- rablement conduite en trois phases distinctes, respectivement le préchauf- fage, le chauffage à la température de trempe et la stabilisation. La pièce ainsi stabilisée est alors brusquement refroidie à l'air, par exemple par insufflation d'air sous pression, ou par 'tout autre moyen connu.
Les résultats obtenus par l'application de ce procédé dans la fabrication,notamment de segments de scies, sont pratiquement parfaits et répondent, en tout cas,à toutes les conditions exigées dans la technique de la fabrication des scies circulaires.
On pourra évidemment conditionner les installations capables d'appliquer ledit procédé sous des formes très différentes, les pièces pou- vant être traitées une à une ou par groupes, le placement et l'enlèvement des pièces chauffées étant manuels, semi-automatiques ou automatiques et les différentes phases du procédé étant réglables et controlables par des moyens visuels ou audibles.
L'invention s'étend à ces différents dispositifs spécialement conditionnés en vue d'appliquer le procédé de l'invention.
Il est néanmoins essentiel d'assurer un refroidissement suffi- sant de la zône inférieure 1 de la pièce. Cette condition offre certaines difficultés, tant à raison de la conductibilité calorifique de l'acier que de la proximité de la ou des boucles inductrices capables d'induire dans le support des flux de fuite développant des courants de Foucault. Pour pallier cet inconvénient et atteindre un refroidissement systématique, le support sous-jacent sera préférablement constitué par la juxtaposition d'éléments individuels.entre lesquels est interposé un diélectrique, ces éléments étant fermement solidarisés entre eux pour constituer un support unique électrique- ment compartimenté.
Une telle disposition caractéristique est schématisée à la fi- gure 4, dans laquelle le support ou mâchoire est formée par la juxtaposition d'éléments creux 6 de section approximativement triangulaire appliqués les uns contre les autres avec interposition d'une épaisseur 7 d'une manière diélectrique. Ces blocs sont fermement solidarisés l'un à l'autre, par exem- ple par des tiges longitudinales 8 dûment boulonnées. La forme des blocs est telle qu'après juxtaposition, la mâchoire présente une rainure médiane lon- gitudinale dont les dimensions sont telles que la zône 1 de la pièce à chauffer puisse être insérée dans ladite rainure par frottement doux et y être entièrement ou presqu'entièrement logée.
Les éléments creux 6 sont conditionnés en sorte de former, par juxtaposition, un canal continu ou con- trarié présentant au moins une entrée 10 et une sortie 11 du fluide de re- froidissement. Par cette disposition, on obtient que la zône 1 de la pièce à chauffer se trouve non seulement fixée d'une manière systématique en posi- tion correcte, mais que ladite zône 1 est surtout assurée d'un refroidisse- ment suffisant pour en maintenir la température suffisamment basse, comme exposé précédemment. Par la conformation caractéristique du support ainsi réalisé, on obtient que l'effet d'induction s'y trouve considérablement contrarié, en manière telle que l'échauffement par courant de Foucault est négligeable.
On peut constater à l'usage qu'un tel support reste pratiquement à la température ambiante tandis que la zône 3 de la pièce à traiter est ré- gulièrement et rapidement portée à la température de trempe.
Il sera évidemment possible de modifier sensiblement la forme et la conditionnement du support ainsi décrit, tout en appliquant la carac- téristique de l'invention y relative et qui consiste à le réaliser par frag- mentation judicieuse avec interposition adéquate de matière isolante.
Un tel support est évidemment capable de favoriser sensiblement la mise en oeuvre du procédé, objet principal de l'invention.
Ce procédé est applicable pour toute pièce généralement quel- conque en aciers rapides et le support particulier pourra être conformé au prorata des pièces à traiter, en sorte qu'il pourra présenter toutes for- mes et toutes dimensions appropriées.