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PROCEDE DE FABRICATION DE CORPS CREUX PAR FILAGE A LA PRESSE.
La présente invention a pour but le filage à la presse de corps creux de toutes dimensions, à partir d'un bloc de métal de toute nature.
Il est déjà connu de fabriquer des corps creux à partir de pastilles de métal, notamment par les procédés de filage connus sous le nom de "filage au choc" et "procédé Hooker".
Ces procédés sont basés sur le phénomène suivant lequel un métal comprimé dans un conteneur cylindrique, au moyen d'un poinçon, -reflue parallèlement à l'axe du poinçon. Mais leur application n'est possible qu'à des métaux ou alliages faciles à déformer, tels que l'aluminium et ses alliages, l'étain, le cuivre et les laitons.
D'après le procédé Hooker, on prend des pastilles de métal et on les file à grande vitesse au moyen de presses mécaniques, au lieu des presses hydrauliques habituellement utilisées dans-les opérations de filage.
Ce mode de filage diffère du filage normal des métaux par les deux caractères essentiels suivants : - le métal est introduit dans la presse à la température ambiante et il ne se produit pas d'augmentation importante de la température au cours des opérations. Les produits que l'on obtient sont écrouis et leurs propriétés sont liées à cette qualité ; - on effectue les opérations à une vitesse élevée et sur des masses de métal relativement faibles.
Ce procédé convient bien en général pour les petits articles tubulaires en-ou-,*ivre,, laiton ou aluminium. Il est particulièrement justifié lorsqu'il s'agit de fabriquer un grand nombre de pièces de manie dimension, par exemple des douilles de cartouches en laiton 70 x 30.
Mais, on ne fabrique guère, par ce procédé, de tubes dont le diamètre soit supérieur à 12 mm.
Dans ce cas, on a fait appel jusqu'à présent, à un procédé
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opérant le filage au choc. On utilise une filière ou conteneur à base pleine dans lequel on place un lingot plat de métal. Le poinçon compresseur est droit et le métal comprimé reflue le long du poinçon, parallèlement à son axe.
Ce procédé est avantageusement utilisé pour la fabrication d'objets de grande longueur, par rapport au diamètre. Il est utilisé pour la fabrication d'articles en aluminium qui nécessitent généralement des opérations complémentaires de formage.
Le diamètre extérieur des objets fabriqués peut atteindre 100 mm.
Ce procédé a reçu une importante application dans la fabrication des tubes souples, tels que les tubes pour 'pactes dentifrices, couleurs, lait condensé, en étain, en plomb ou en alliages étain-plomb.
D'une façon générale, les procédés connus ne permettent de travailler avec rapidité, sans s'écarter particulièrement de la température ordinaire, que les métaux relativement faciles à déformer, pour façonner des corps creux de dimensions restreintes.
Dès que l'on cherche à augmenter les dimensions des produits filés, ou à travailler des métaux plus durs, tels que l'acier, on se heurte à une augmentation notable de l'effort à fournir et on ne trouve plus d'aciers suffisamment résistants pour constituer les outillages.
On a tenté de tourner ces difficultés en chauffant préalablement le métal à transformer, mais on a constaté alors que l'outillage subissait des usures prohibitives.
Conformément à la présente invention, on a trouvé, grâce aux travaux de MM. Jacques SEJOURNET et Jean BUFFET, des moyens de remédier aux inconvénients ci-dèssus rappelés et permettant une fabrication industrielle de corps creux en métaux de toute nature et aussi bien de petites que de grandes dimensions.
La présente invention a pour objet un procédé de façonnage à la presse, à chaud, de corps creux à partir d'un disque ou d'une pastille de métal à transformer, consistant à chauffer, pour le rendre plus malléable, ledit métal à transformer, à l'enrober, au moins partiellement, d'un ma tériau-de nature vitreuse susceptible de passer à l'état visqueux à la température à laquelle le métal a été porté pour le travailler, à l'introduire dans un conteneur fermé à une extrémité, et à le comprimer au moyen d'un poinçon de manière à faire refluer le métal parallèlement à l'axe dudit poingon.
On a constaté que, conformément à l'invention, le métal comprimé reflue dans un sens exactement opposé à celui de la compression, le métal remontant ainsi le long du poinçon, même dans les cas où la forme intérieure du conteneur n'est pas cylindrique. Le conteneur peut donc se présenter intérieurement sous toutes formes désirables à l'exception de celles qui sont incompatibles avec la remontée du métal.-:
En choisissant convenablement la forme du conteneur, il est possible d'obtenir après perçage une ébauche de diamètre intérieur constant, la forme de la surface extérieure étant connue à l'avance.
On-peut, par exemple, utili ser un conteneur creusé en forme d'entonnoir, ou conteneur tronconique, ce qui conduit à l'obtention de corps creux de section intérieure constante, tandis que la section extérieure décroît de l'extrémité ouverte à l'extrémité fermée.
La caractéristique principale du présent procédé est de réaliser une déformation régulière du métaln même des aciers les plus résistants à la déformation, grâce aux opérations essentielles de chauffage etde compression en présence d'un matériau vitreux. L'action combinée de ces deux moyens permet d'obtenir des résultats remarquables autant par la variété des métaux utilisables, que par la gamme étendue des dimensions des corps creux façonnés et de leurs formes, ainsi que par la facilité avec laquelle le processus se déroule. Tout se passe comme si le matériau vitreux jouait le ro-
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le d'isolant et de lubrifiant à la température de travail.
La mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention s'effec- tue avantageusement en plaçant du matériau vitreux dans le fond du-conteneur.
On introduit ensuite la pastille de métal chauffé et on interpose encore du matériau vitreux entre ladite pastille et le poinçon, avant l'opération.
L'expérience a montré que les matériaux vitreux peuvent être mis en oeuvre, soit à l'état de masses solides, de forme préalablement conformée à celle de la pièce ou des outillages,et d'épaisseur mince, soit sous forme de poudres ou de fibres.
D'une façon générale, il est préféréable de choisir des maté- riaux n'attaquant pas chimiquement le-métal à transformer et possédant un bon pouvoir mouillant.
De nombreuses compositions peuvent être recommandées. Elles donnent de bons résultats lorsque leur viscosité n, exprimée en poises, est telle que I < log n < 2.5 à la température d'utilisation. De plus, il est avan- tageux que la variation de viscosité au voisinage de la température d'utilisation soit faible.
Ainsi, par exemple, le verre à vitre ordinaire at les divers laitiers métalliques donnent de bons résultats pour la transformation de l'acier à 1.220 C, conformément au présent procédé.
On donne ci-dessous à titre d'exemple une composition de verre recommandée pour des températures de transformation comprises entre 1150 et 1330 C.
Si 0 61.5
B2 03 1.1
Al2 o3 + Fe2 o3 4.2
Cao 14
Mgo 4
Na2o 14
Divers 1. 2
En travaillant conformément au procédé objet de l'invention, on évite d'opérer rapidement et brutalement comme c'est le cas, par exemple, pour le procédé au choc.
Les corps creux obtenus présentent des surfaces interne et externe régulières et sans défaut; l'allongement est le morne sur tout le pourtour de l'objet; les outillages s'échauffent peu, leur usure est négligeable et la force requise pour assurer la déformation est considérablement diminuée.
A titre d'exemple, on décrira ci-après un mode de réalisation du procédé conforme à l'invention, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une vue en coupe schématique d'une filière ou cas- teneur fermé à sa base et d'un poinçon correspondant, montrant les endroits recouverts de matériau vitreux.
Fig. 2 est une vue en coupe d'une pastille de métal enrobée de matériau vitreux.
Fig. 3 est une vue en coupe montrant la filière, le poinçon et la pièce façonnée, en fin d'opération.
Fig. 4 est une vue en coupe d'une filière de forme intérieure tronconique.
La filière 1 présente un alésage interne 2 cylindrique. Sur le fond de cet alésage, on a placé une couche 3 de matériau vitreux, par exemple un verre de la composition indiquée plus haut. L'alésage 2 présente, à sa partie supérieure un évasement 4 permettant un décollement plus aisé du
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métal.
Le poinçon 5 est muni d'un nez de poinçon 6, sous la surface antérieure duquel on place également une couche 7 de matériau vitreux.
La pièce de métal chauffée à transformer, ou pastille 8, est également enrobée de matériau vitreux- 9.
On introduit alors la pièce 8 ainsi préparée dans la filière 1 et on applique le poinçon sur la pastille en comprimant progressivement. On obtient ainsi le corps creux 10 parfaitement cylindrique.
La figure 4 montre une pastille 8 de métal à transformer de forme tronconique épousant sensiblement la forme intérieure de la filière 1. On a représenté en trait interrompu, l'ébauche 11 du corps creux que l'on obtient en utilisant une filière de cette forme, le poinçon utilisé étant le même que celui représenté à la figure 1.
Pour mettre en oeuvre le procédé objet de la présente invention, on opère, par exemple, de la façon indiquée ci-après pour le fa- çonnage d'une billette d'acier au carbone de 112 mm de diamètre et 100 mm de longueur.
Un conteneur cylindrique de 114 mm de diamètre a été préchauffé vers 500 C. On y a introduit la billette, préalablement préchauffée dans un bain de sel à 1300 C et ensuite enroulée dans un tissu de verre, et on l'a façonnée avec un poinçon de 104 mm de diamètre à son extrémité.
Avant d'opérer le façonnage, on a interposé une plaque de verre entre la face antérieure du poinçon et la billette.
Cette opération a demandé une pression de 38 kg/mm2 correspondant à un effort de 300 tonnes. Le métal de la billette a reflué le long du poinçon d'une longueur d'environ 300 mm.
On a ainsi obtenu un corps creux cylindrique d'environ 104 mm de section interne et 300 mm de long.
REVENDICATIONS.
1. - Un procédé de fabrication de corps métalliques creux par compression d'un bloc de métal dans un conteneur fermé à sa base, caractérisé en ce qu'on chauffe d'abord la pièce de métal à transformer, sous forme d'une pastille ou d'un disque afin de la rendre plus malléable, on l'enrobe ensuit, au moins partiellement, d'un matériau de nature vitreuse, susceptible de passer à l'état visqueux à la température à laquelle le métal a été porté pour le travailler, on l'introduit dans un conteneur fermé à une extrémité, et on applique une pression régulière sur la pièce de métal ainsi préparée, de manière à faire refluer le métal parallèlement à l'axe de compression.