BE528273A - - Google Patents

Description

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   La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la fabrication par frittage de boudins sans fin à partir de poudres métal- liques. 



   Le procédé est caractérisé en ce qu'un corps tubulaire, résistant à la chaleur, en matière diélectrique, disposé dans une position au moins approximativement verticale, est mis en vibration périodique et est rempli en continu, mais de façon réglable, de poudre métallique par son extrémité supérieure. Cette matière de remplissage se déplace, par suite de la vi- bration à un état secoué dense, le long du corps tubulaire et est soumise à l'action d'un champ magnétique de haute fréquence avant d'atteindre l'ex- trémité inférieure du corps tubulaire.

   Ce champ produit à l'intérieur du boudin de poudre métallique un chauffage à la température de frittage, de sorte que la poudre métallique quitte le corps   tubuliire   sous la forme d'un boudin préfritté, 
L'appareil servant à l'exécution du procédé est caractérisé par un dispositif de chargement travaillant en continu, réglable quant à la quantité de matière transportée, servant à conduire de façon continue des poudres métalliques à un tube de frittage de longueur prédéterminée en matière diélectrique résistant à la chaleur. Ce tube de frittage est disposé dans une position au moins sensiblement vertivale et a une section qui correspond au moins sensiblement à la section désirée du boudin préfritté. 



  Le tube de frittage est mis en vibrations permanentes d'une amplitude prédéterminée par un générateur de vibrations mécanique. Il fait saillie à son extrémité inférieure sur une distance prédéterminée à travers la bobine d'induction d'un générateur à haute fréquence et est muni dans la région de plus grand chauffage de dispositifs de refroidissement pour sa paroi extérieure. Des organes permettent en outre de faire sortir le boudin de poudre métallique préfritté à une vitesse donnée à l'avance de l'extrémité inférieure du tube de frittage. 



   On connaît déjà des procédés et des dispositifs servant à la fabrication de boudins sans fin à partir de poudres métalliques. La poudre métallique servant de matière première était d'abord comprimée dans une presse d'extrusion, de construction connue, sous une pression élevée pour former un boudin, qui n'était évidemment que peu résistant. Pour augmenter cette faible résistance au moins d'une mesure telle que les boudins de cette nature puissent subir les traitements suivants sans ruptures, ni défauts, il s'est avéré nécessaire d'additionner aux poudres métalliques des quantités plus ou moins grandes de liants organiques avant la compression. On a également déjà proposé, pour augmenter l'efficacité d'une presse de ce genre, de la munir d'un poinçon exécutant un mouvement oscillant.

   Le boudin de poudre métallique comprimé de cette façon est ensuite fritté à une température appropriée, à laquelle les liants organiques additionnés se vaporisent. 



   On a toutefois constaté que ce procédé de fabrication présente un certain nombre d'inconvénients. Le boudin de poudre métallique comprimé possède, en particulier avant le frittage, des compacités différentes, ce qui conduit pendant le frittage à une contraction inégale rendant inévitable une déformation des boudins. Les boudins déformés de ce genre ont tendance à se fissurer au cours de la continuation de la fabrication. Il est en outre très difficile de produire effectivement des boudins métalliques sans fin au cours de ce procédé de fabrication, car il est nécessaire d'avoir une concordance exacte entre l'extrudage et le processus de frittage ou de concrétion, ce qui ne peut être assuré que difficilement ou pas du tout sur des laps de temps prolongés.

   En conséquence , des boudins métalliques fabriqués de cette façon présentent souvent en pratique des cassures et des fis- sures. 



   On évite, au contraire, dans le procédé de fabrication conforme à la présente invention, une compression de la poudre métallique sous forme 

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 de boudin que l'on remplace par un préfrittage dans un champ à haute fré- quence. La compacité parfaitement régulière du boudin de poudre métalli- que, amené de façon continue à être préfritté et dont la forme est détermi- née par un corps tubulaire, est obtenue en soumettant la poudre métalli- que remplissant l'intérieur du corps tubulaire à l'action de vibrations mécaniques pendant un temps suffisamment long. 



   L'invention est décrite ci-après à l'aide des dessins annexés. 



   La figure 1 représente schématiquement un exemple de réalisation d'un dispositif pour l'exécution du procédé conforme à l'invention. a figure 2 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation du dispositif de chargement servant à l'appareil de la figure 1. 



   La figure 3 représente un exemple de la conformation de l'extrémi- té inférieure d'un tube de frittage servant à l'appareil de la figure 1. 



   La figure 1 représente schématiquement un exemple de réalisation d'un dispositif pour l'exécution du procédé suivant la présente invention. 



  1 désigne le corps tubulaire, appelé ci-après tube de frittage, dans le- quel s'effectue le préfrittage de la poudre métallique. La poudre métalli- que 3 lui est amenée à son extrémité supérieure en un courant continu en passant par un dispositif de chargement 2 quelconque, mais réglable.

   Le tube de frittage 1, qui doit être disposé de préférence dans une position ai moins sensiblement verticale, est supporté élastiquement dans le sens lon- gitudinal et peut exécuter des vibrations longitudinales, qui lui sont im- posées par un générateur mécanique de vibrations   4.   Le tube de frittage 1 fait saillie, à son extrémité inférieure, à travers un dispositif 5 de pro- duction d'un champ magnétique de haute fréquence, qui provoque un chauffa- ge de la poudre métallique 3 se trouvant dans le tube de frittage 1, lorsque cette poudre est conduite à une vitesse prédéterminée à travers la zone d'action du champ de haute fréquence. Le chauffage provoque un frittage de la poudre métallique, qui sort à l'extrémité du tube de frittage sous la forme d'un boudin préfritté 6.

   Ce dernier parvient alors dans un autre four de frittage 7, comme le montre l'exemple de réalisation représenté, et par- vient, après la traversée de ce four 7, dans un dispositif 8 pour le con- créter et le conformer mécaniquement, ce dispositif étant représenté, par exemple, par une cage de laminoir à deux cylindres. 



   Le principe du procédé conforme à l'invention, qui ressort de la figure 1, présente l'avantage particulier que la vitesse n'est détermi- née qu'à partir d'un seul endroit, la cage de laminoir par exemple, suivant la figure 1, qui est disposée après l'extrémité de sortie du tube de frit-   tage 1, vitesse à laquelle le boudin préfritté quitte le tube 1 et qui détermine les durées de sejour de la poudre métallique dans le tube 1 ou dans le   champ magnétique à haute fréquence et dans le four de frittage subséquent 7. 



  Abstraction faite du réglage facile des durées de séjour que l'on peut ainsi obtenir, on est également assuré que seules des forces longitudinales insignifiantes agissent sur le boudin, en particulier au cours du préfrit- tage et à la sortie du tube 1 et qu'il ne se présente aucune tendance à la fissuration et à la cassure. 



   La quantité de poudre métallique amenée 3 doit naturellement être plus ou moins grande suivant le réglage de la vitesse du boudin ; le dispositif de chargement travaillant en continu possède à cet effet un dis- positif de réglage approprié , qui est représenté schématiquement à 1' exemple de réalisation de la figure 2. Le dispositif de chargement est constitué ici par la trémie de stockage 9 de la poudre métallique, qui est transportée de façon connue à l'extrémité supérieure du tube de frittage 1 au moyen d'une vis sans fin 10 en quantité plus ou moins grande suivant le nombre de tours de l'arbre 11 de la vis sans fin.

   L'enveloppe 12 du disposi- tif de chargement est fixée rigidement par un socle 13 avec le bord exté- 

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 rieur d'un anneau   14   formant ressort, dont le bord intérieur porte le tube de frittage 1, L'extrémité supérieure du tube de frittage et l'espace 15 du dispositif de chargement sont fermés hermétiquement de cette façon car la poudre métallique se trouvant dans la trémie de stockage 9 et la vis sans fin de transport 10 constituent elles aussi une fermeture suffisante par rapport à l'air extérieuro Le but de cette mesure est expliqué plus loin. 



   La suspension élastique du tube de frittage 1, qui peut être évidemment réalisée aussi d'une façon autre que celle représentée par le disque 14 formant ressort à la figure 2, rend possible dans une certaine mesure les mouvements longitudinaux du tube de frittage 1. Un tel mouve- ment longitudinal sous la forme d'oscillations relativement rapides et périodiques à amplitude réglable constitue une caractéristique particuliè- re de la présente invention. Elles sont transmises au tube de frittage par un générateur de vibrations approprié quelconque 4, par exemple un secoueur à diaphragmes de construction connue, et engendrent dans le tube de frittage 1 une concrétion de la poudre métallique, qui n'y était in- troduite initialement que peu serrée.

   Les vibrations périodiques ne doivent pas être nécessairement de forme sinusoïdale et peuvent être transformées également, de façon connue, en secousses brutales au moyen de butées appropriéeso Des dispositifs frappeurs peuvent agir aussi sur le tube de frittage en supplément aux vibrations longitudinales dans le but d'augmenter la concrétion mécanique de la colonne de poudre métallique. 



  L'amplitude des vibrations est choisie suivant la grosseur des grains et la répartition des grosseurs de grains. La longueur du tube de frittage 1, à partir de son extrémité supérieure jusqu'au dispositif 5, influe également sur la compacité et l'homogénéité de la colonne de poudre métallique entrant dans la zone de frittage. 



   Le tube de frittage 1 est constitué par une matière diélectrique résistant à la chaleur. La section du tube peut être choisie de façon quelconque et est conformée avantageusement pour coïncider au moins approximativement avec la section désirée du boudin préfritté 6. 



   Le dispositif de chauffage par haute fréquence est représenté schématiquement à la figure 3 dans un exemple de réalisation et est constitué essentiellement par une bobine d'induction 16, alimentée par un générateur à haute fréquence 18 de puissance réglable en passant par un organe d'adaptation 17, représenté par exemple dans ce cas par un transformateur Ce réglage de puissance est important, car il détermine la chaleur produite dans la poudre métallique et la quantité de chaleur peut avoir une grandeur différente suivant la vitesse de passage, le composition de la poudre et la température de frittage désirée. 



   Il n'est pas désirable que la paroi extérieure du tube de frittage 1 ait une température très élevée, ceci pour éviter en particulier un chauffage inadmissible de la partie supérieure du tube de   frittage.On   a en conséquence prévu des dispositifs de refroidissement, qui peuvent être réalisés de façon différente. Un dispositif de refroidissement avantageux est constitué par une bobine d'induction 16 en tube métallique, par exemple en tube de cuivre, parvorue par un fluide refroidisseur approprié, par exemple de l'eau ; les spires de la bobine ne sont disposées qu'à une faible distance de la paroi extérieure du tube de frittage 1, mais sans le toucher pour ne pas empêcher de façon inadmissible la liberté de son mouvement dans le sens longitudinal.

   Il y a aussi la possibilité d'utiliser un fluide refroidisseur liquide approprié, qui doit présenter toutefois des pertes diélectriques insignifiantes, avec une constitution appropriée du tube de frittage 1 et la disposition d'une chemise de refroidissement dans le champ à haute fréquence ou entourant la bobine d'induction 16. Finalement , on   paît   également réaliser un refroidissement de la surface extérieure du tube de frittage 1 par un courant d'air comprimé. 

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   Le préfrittage peut avoir lieu avantageusement, conformément à l'invention, dans une atmosphère gazeuse de protection lors du travail de poudres métalliques suivant le présent procédé, ces dernières ayant tendan- ce, aux températures de préfrittage, à donner naissance à des réactions chi- miques indésirables avec l'air extérieur. Les figures 2 et 3 montrent un exemple de conformation appropriée à cet effet des extrémités supérieure et inférieure du tube de frittage 1. Comme cela a déjà été mentionné, l'es- pace intérieur 15 du dispositif de chargement suivant la figure2 est fermé hermétiquement de tous côtés par rapport à l'extérieur. En conséquence, il est possible de conduire un gaz de protection sous une faible surpression dans l'espace 15 par la tubulure 19 et en passant avantageusement par une soupape de retenue.

   Ce gaz de protection remplit alors tous les pores de la colonne de poudre métallique, parvient avec celle-ci le long du tube à la zone de frittage et permet ici le frittage dans une atmosphère de gaz de protection. Etant donné que le boudin préfritté de poudre métallique sort à une température élevée de l'extrémité inférieure du tube de frittage 1, il peut être favorable de conserver encore l'atmosphère de gaz de protec- tion entourant le boudin préfritté le long d'une certaine distance. Un exemple de réalisation du dispositif est représenté schématiquement à la figure 3. Le tube de frittage 1 débouche, par son extrémité inférieure, dans un tube 20, relativement grand, qui.entoure étroitement par une tubu- lure 21 le tube de frittage 1, mais ne le touche pas pour ne pas nuire à la liberté de son mouvement dans le sens longitudinal.

   Le gaz de protec- tion sortant avec le boudin préfritté de l'extrémité inférieure du tube 1 remplit l'espace intérieur du tube 20 sans pouvoir sortir à l'extérieur suivant une périphérie plus grande par la fente annulaire étroite délimi- tée par le collet 21. Le boudin préfritté 6 séjourne donc un temps plus ou moins long dans une atmosphère de gaz de protection suivant la longueur du tube 20. Lorsque cela est nécessaire, il est aussi également possible de conduire du gaz de protection frais dans le tube 20.   De   plus, on peut pré- voin pour le tube 20 un dispositif de refroidissement dans le cas où l'on désire un refroidissement rapide du boudin préfritté 6. 



   Les mêmes dispositifs représentés aux figures 2 et 3 peuvent également être utilisés pour introduire un gaz chimiquement actif à la place   de gaz de protection dans le cas où des réactions chimiques désirées de la poudre métallique doivent être réalisées au cours du prefrittage, par exemple   une réduction. 



   Le boudin préfritté de poudre métallique sortant à l'extrémité inférieure du tube de frittage 1 nécessite en général un frittage subséquent dans un four 7, de préférence à une température de   1300 C   à 1400 C. Dans ce but, on peut utiliser aussi bien un four de frittage de construction usuelle qu'également un chauffage direct du boudin au moyen d'un courant électrique d'intensité convenable le parcourant.

   De plus, il est avantageux d'obtenir une concrétion mécanique, par exemple dans une cage de laminoir 8 à deux cylindres.Une conformation désirée du boudin soumis à un frittage subséquent peut être réalisée le cas échéant en même temps dans une atmos- phère de gaz de protection, 
L'observation d'une vitesse prédéterminée à laquelle a lieu le préfrittage est d'importance pour l'obtention de boudins sans fin ne pré- sentant, suivant l'invention, ni fentes, ni cassures. Si on prévoit, comme à la figure 1, un dispositif pour la concrétion mécanique, par exemple une cage de laminoir 8, la vitesse de formation du boudin peut être alors ré- glée au moyen de celui-ci.

   D'autre part, on monte un dispositif de trans- port approprié à la sortie du four de frittage 7 ou du tube de frittage 1, qui déplace le boudin soumis à un préfrittage ou à un frittage subséquent à une vitesse réglable. 

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

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication par frittage de boudins métalli- ques sans fin à partir de poudre métallique, caractérisé en ce qu'un corps <Desc/Clms Page number 5> tubulaire, résistant à la chaleur, en matière diélectrique, disposé dans une position au moins approximativement verticale, est mis en vibration périodique et est rempli en continu, mais de façon réglable, de poudre métallique par son extrémité supérieure ; cette matière de remplissage se déplace, par suite de la vibration à un état secoué dense, le long du corps tubulaire et est soumise à l'action d'un champ magnétique de haute fréquen- ce avant d'atteindre l'extrémité inférieure du corps tubulaire ;

   ce champ produit à l'intérieur du boudin de poudre métallique un chauffage à la température de frittage, de sorte que la poudre métallique quitte le corps tubulaire sous la forme d'un boudin préfritté.

   2. Dispositif pour l'exécution du procédé suivant la revendica- tion 1, caractérisé par un dispositif de chargement travaillant en conti- nu, réglable quant à la quantité de matière transportée, servant à conduire de façon continue des poudres métalliques à un tube de frittage de longueur prédéterminée en matière diélectrique résistant à la chaleur ; ce tube de frittage est disposé dans une position au moins sensiblement verticale et a une section qui correspond au moins sensiblement à la section désirée du boudin préfritté; le tube de frittage est mis en vibrations permanentes d'une amplitude prédéterminée par un générateur de vibrations mécanique ;

   ilfait saillie, à son extrémité inférieure, sur une distance prédéterminée, à travers la bobine d'induction d'un générateur à haute fréquence et est muni, dans la région de plus grand chauffage, de dispositifs de refroidisse- ment pour sa paroi extérieure ; des organes permettent en outre de faire sortir le boudin de poudre métallique préfritté à une vitesse donnée à 1' avance de l'extrémité inférieure du tube de frittage.

   3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que 1' oscillation périodique n'est pas nécessairement obtenue par des vibrations de forme sinusoïdale du corps tubulaire dans le sens de son axe longitu- dinal.

   4. Procédé suivant les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le corps tubulaire est secoué par un dispositif frappeur en supplément des vibrations longitudinales.

   5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la descente de la poudre métallique dans le corps tubulaire et la dilatation longitudinale sont déterminées, l'une et l'autre, par l'énergie et la fréquence du champ magnétique à haute fréquence de façon à obtenir dans la zone de frittage le chauffage et le temps de séjour nécessaires au préfrittage désir é.

   6. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une atmosphère de gaz de protection est produite pour éviter les réactions nusibles de la poudre métallique au moins à l'intérieur du corps tubulaire.

   7. Procédé suivant les revendications 1 et 6, caractérisé en ce qu'une atmosphère de gaz de protection est produite autour du boudin préfritté sortant du corps tubulaire au moins aussi longtemps qu'il est encore à une température donnant lieu à des réactions indésirables.

   8. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise un traitement ultérieur du boudin préfritté à des températures élevées sous la forme d'un frittage subséquent.

   9. Procédé suivant les revendications 1 et 8, caractérisé en ce que le frittage subséquent est effectué à une température se trouvant dans une gamme allant de 1300 C à 1400 C.l 10. Procédé suivant les revendications 1 et 8, caractérisé en ce que le traitement ultérieur du boudin préfritté s'effectue sous la forme d'une frittage subséquent et qu'ensuite on effectue une concrétion mécani- que. <Desc/Clms Page number 6>

   11. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'un secoueur à diaphragmes est utilisé comme générateur de vibrations mécaniques pour mettre en vibration,le tube de frittage dans le sens longitudinal.

   12. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de chargement produit constamment à l'intérieur du tube de frittage sensiblement la même hauteur de colonne de poudre métallique.

   13. Dispositif suivant les revendications 2 et 11, caractérisé en ce que l'amplitude de la vibration est réglable suivant la grosseur de grains, la répartition des grosseurs de grains et le temps de passage des poudres métalliques.

   14. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'intensité du courant dans la bobine d'induction du générateur à haute fréquence est réglable.

   15. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'une bobine d'induction du générateur à haute fréquence constituée par des tubes métalliques et parcourue par un fluide refroidisseur est utilisé comme dispositif de refroidissement pour la paroi extérieure du tube de frittage.

   16. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le tube de frittage avec la bobine d'induction du générateur à haute fréquence, est entouré par une atmosphère à fluide refroidisseur possédant de bonne propriétés diélectriques.

   17. Dispositif suivant les revendications 2 et 16, caractérisé en ce qu'un courant d'air comprimé est utilisé comme fluide refroidisseur.

   18. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de chargement de la poudre métallique à l'extrémité supérieure du tube de frittage est muni d'un dispositif d'amenée d'un courant de gaz de protection réglable et on a prévu des moyens pour empêcher l'échappement du gaz de protection vers l'arrière.

   19. Dispositif suivant les revendications 2 et 17, caractérisé en ce que le boudin préfritté sortant à l'extrémité inférieure du tube de frittage traverse un récipient tubulaire prolongeant le tube de frittage, où il se trouve dans une atmosphère de gaz de protection et la dimension longitudinale de ce récipient assure au boudin un temps de séjour suffisant pour son refroidissement jusqu'à une température prédéterminée, au-dessous de laquelle il ne se produit plus avec l'air extérieur de réactions indésirables du métal fritté.

   20. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le boudin préfritté dé poudre métallique traverse un four de frittage dans le but d'obtenir un frittage subséquent à haute température.

   21. Dispositif suivant la revendication 20, caractérisé en ce qu'un courant direct traverse le boudin préfritté pour obtenir la température de frittage subséquent.

   22. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par une conformation du boudin métallique soumis au frittage subséquent se produisant dans une cage de laminoir, le boudin se trouvant dans une atmosphère de gaz de protection.

   23. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'un dispositif de transport est disposé après le tube de frittage afin de favoriser la sortie du boudin préfritté à une vitesse donnée à l'avance du tube.

   24. Dispositif suivant les revendications 2, 22 et 23, caractérisé en ce que la cage de laminoir sert de dispositif de transport et dé- <Desc/Clms Page number 7> termine la vitesse de sortie du boudin préfritté du tube de frittage et sa durée de séjour dans le four de frittage subséquent.