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Dans la fabrication de sections, par exemple de sections rondes, hexagonales ou encore de sections irrégulières (profils) , tant en fer qu'en métaux non métalliques et en leurs alliageson utilise des procédés de laminage à chaud ou de pressage à chaude Ces procédés sont basés sur le fait qu'on chauffe une pièce coulée métallique de grand poids et de grandes dimensions dans un domaine de températures où la pièce coulée métallique peut être conformée plastiquement.
Dans le laminage à chaud, on fait passer la ' pièce coulée entre une série de cylindres qui pressent et allongent la pièce coulée, jusqu'à ce qu'on obtienne finalement une grande longueur de section souhaitéeo Dans le pressage à chaud, plus communément appelé pressage par extrusion, on obtient un produit final similaire en introduisant la pièce coulée à une température appropriée dans un cylindre dans l'extrémité avant duquel est montée une pièce appelée matrice c'est-à-dire une plaque avec un orifice similaire à la section envisagée, et dans l'extrémité arrière duquel on presse puissamment un piston contre la pièce coulée; cette dernière est contrainte de fluer à l'extérieur par l'orifice de la matrice.
Dans ce dernier procédé, la machine est appelée "presse d'extrusion".
Ces procédés de façonnage à chaud, mentionnés ci-dessus, ne sont pas utilisables pour l'ensemble des métaux et de leurs alliages, mais uniquement pour ceux qui se laissent conformer plastiquement à chaude Il est opportun de citer encore deux groupes importants de métaux et alliages les métaux et alliages qui ne peuvent être conformés plastiquement qu'à froid, et les métaux et alliages qui, ni à chaud, ni à froid, ne sont faconnables plastiquement, mais qui cependant peuvent être façonnés avec des outils coupants (dépouillage, tournage, meulage, etc)
Il se présente évidemment des cas limites entre les divers groupes principaux mentionnés et, même avec le dernier groupe considéré comme "non façonnable plastiquement", on peut compter dans de nombreux cas sur une certaine plasticité, fortement limitée.
Sans restreindre la portée des considérations relatives aux grandes longueurs de diverses sections énoncées dans l'introduction, on désignera par la suite ces longueurs sous les dénominations de barres et fil, dans un but de simplification.
Pour lés métaux qui peuvent être travaillés plastiquement à froid, on utilise des procédés connus tels que le laminage à froid et l' étirage. Dans la pratique, il n'est pas économique de laminer ou d'étirer des barres ou fil à partir d'une pièce coulée de grande diemension, même si ceci peut se concevoir théoriquement. Dans ces procédés on a été don- -raint de passer d.e poids de pièces coulées des procédés de travail à chaud, se chiffrant en tonnes ou en plusieurs centaines de kilogrammes, à des pièces coulées en forme de barre, qui ont un poids de 1 à plusieurs kilogrammes jusqu'à 10 - 20 kilogrammes.
Un procédé connu consiste, tout comme dans le laminage à chaud, à faire passer une barre coulée, par exemple une barre ronde (pièce coulée) à froid entre des cylindres à rainure, qui compriment le matériau et l'allonge.
Un autre procédé connu, spécial à la fabrication de fil (par exemple de 10 mm de diamètre et moins), est le suivant : à partir d'une pièce coulée plate, on produit ar laminage à froid une tôle par exemple de 8 mm d'épaisseur. De cette tole on découpe ou scie une plaque ronde ayant d'habitude jusqu'à 1 mètre de diamètre, de laquelle on découpe après coup un fil continu quadratique de 8 mm d'arête. Ce fil dit de découpage est tiré à la dimension voulue en plusieurs opérations d'étirage (par des poulies d'étirage)o La fabrication de la plaque ronde, à partir de laquelle on obtient le fil de découpage, ne se fait pas toujours entre cylindres.
Dans un autre procédé connu on verse du métal fondu dans une coquille tournant horizontalement pour obtenir une plaque ronde d'épaisseur souhaitée et, partant de cette plaque, on découpe ensuite un fil continuo L'emploi de la méthode par centrifugation que l'on vient de citer peut se faire pour autant qu'on ait créé les conditions préalables assurant l'obtention
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d'un matériau homogène et exempte de soufflure en vue de réduire le danger de rupture lors de l'étirage du fil de découpage.
Une autre méthode de centrifugation connue est la méthode dite Soroo Dans celle-cion coule une bague d'environ 1 m de diamètre par centrifugation perpendiculaire (la bague ressemble à une bague lisse en or). Cette bague est tournée intérieurement, ouverte à la scie en un endroit et redressée en barre droiteoDe la barre on enlève la croûte de coulée au moyen d' outils coupants et finalement on calibre la barre à la dimension voulue dans une poulie d9étirage usuelleoCette méthode donne une barre dont la longueur est limitée par le diamètre de la bague x # (environ 3 mètres dans le cas courant cité). On peut évidemment laminer à froid ou étirer une telle barre à des dimensions plus fines .(.lorsqu'il s'agit de métaux qui se prêtent à cette opération),
comme c'est le cas avec les pièces de coulée en forme de barre produites suivant d'autres méthodes. Mais en l'occurence, tout comme dans les méthodes de travail à froid citées plus haut, des considérations d'ordre économique imposent une limite à la diminution dimensionnelle par laminage ou étirage, et elles n'autorisent pas une fabrication de dimensions fines en grandes longueurs ou en poids importants.
Pour le troisième groupe de métaux et d'alliages, lesquels ne sont conformables plastiquement ni à chaud, ni à froid, il ne reste plus finalement que les méthodes qui produisent une barre à laquelle par la suite on confère une forme ou dimension désirée au moyen d'outils coupants. Les procédés connus sont dans ce cas la coulée en moule de sable ou coquille ayant une dimension la plus proche possible de la dimension finale. Il n'existe pratiquement pas de possibilité de préparer en l'occurence de plus grandes longueurs par les méthodes connues jusqu'ici.
La présente invention représente révolutionnaire du problème, qui est de fabriquer de grandes longueurs de barres ou de matériel en fil en métaux et alliages qui ne peuvent être travaillés à chaud ou à froid plastiquement que très difficilement ou pour ainsi dire pas du touto En raison des frais d'investissement modestes pour la machinerie utilisée dans ce nouveau .
procédé, il est possible d'employer ce procédé également pour des métaux et alliages pouvant être travaillés à chaud et à froid, pour lesquels les frais d'achat de machines suivant les autres procédés connus sont élevéso Les demandeurs sont parfaitement conscients de ce que le nouveau procédé peut s' employer en principe dans la fabrication du même genre de matériel en composés non métalliques comme de la matière artificielle,des résines artificielles et des matières frittablesp métalliques et non métalliques.
Le nouveau principe et l'exécution pratique de la présente invention sont représentés dans les figures 1 à 13.
La figure 1 montre une bague métallique coulée suivant l'invention.
La figure 2 montre cette bague en coupe transversaleo
La figure 3 montre une pièce coulée suivant la figure 1, ouverte par découpage en une barre ou bague de fil continuée
La figure 4 montre cette barre ou bague de fil en coupe transversale.
La figure 5 montre un noyau de sable
La figure 6 a montre quatre noyaux de sable qui sont encastrés dans une coquille d'acier rotative.
La figure 6 b montre une section transversale d'une coquille d' acier avec noyau de sable et avec létal versé à l'intérieur au cours de la centrifugation.
La figure 7 montre schématiquement une machine à découper.
La figure 8 montre la section de coulée d'une barre rondeo
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La figure 9 montre la section de coulée d'une.barre hexagonaleo
La figure 10 montre la section de coulée d'une barre quadrangu- laire..
La figure 11 montre la section de coulée d'un profil en To
La figure 12 montre la section de coulée d'un profil en Uo
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L'invention se caraotérif4 en ce qu'un rail ininterrompu et ferme pourvu d'une surélévation allant en spirale'et de section semblable à la section souhaitée, est coulé,après quoi la spirale continue est découpée dans un appareil spécial de découpage en une bague de fil continue de grande lon-
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gueur qui peut être alors ;d6poiiilIk de manière connue à la section finale sou- haitée au moyan d'outils coupants. La coulée s'effectue de préférence dans une
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Btaohine de coulée par centrifugation cm la coquille est perpendiculaire à un axe de rotation horizontal.
On arrive ainsi à pouvoir couler un alliage diffic.lemant ou nulleasnt ouvrable à chaud O11na. froid en longueurs de barre d'en- viron 50 m,avec un poids final d'environ 50 kg. On a choisi de décrire ciaprès cette longueur et ce poids pour les opposer aux autres procédés connus auparavant qui , avec ces alliages,, permettent d'obtenir deslongueurs allant de quelques décimètres à environ 3 mètres.
L'invention et son mode opératoire ressortiront de l'exemple concret donné ci-aprèso
On doit préparer un alliage quelconque, mais qui toutefois est difficile à travailler à chaud ou à froid, sous la forme d'une barre ou fil rond en une longueur aussi grande que possible et avec un diamètre par exemple de 13 mm. Suivant l'invention, on doit préparer un produit coulé suivant la figure 1. Dans chaque surélévation 1 ,suivant la figure 2,on doit obtenir,
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après dépouillement de finissage, une section ronde ayant 13 zain de diamètreo Pour la croûte de coulée et le supplément de façonnage il suffit d'une cou-
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che de 2 mono Le diamètre de la surélévation 1 s élèvera par conséquent a '-17 mm.
L'écart entre les surélévations sera par exemple choisi de 4 urne Chaque surélévation avec l'espace intermédiaire a par conséquent une largeur de 21 mm. La section totale suivant la figure 2 est choisie de 355 mm, ce qui permet de placer cote à cote dix-sept surélévations 1. Avec un diamètre' de bague suivant la figure 1 de 1 m au total,: on obtient une longueur totale pour la surélévation en forme sprialée de 17 x 1 x 3,14 m, soit environ 53 m.
En vue d'obtenir à la coulée une spirale continue, les pas de vis 1 sont ré-
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unis entre eux au moyeri d'un jet dont l'épaisseur est d'environ 2 - à 2,5 WI1o-
Quatre boites à. noyau, qui sont une réplique exacte de la pièce coulée suivant la figure 1., sont préparées de façon à ce que chaque boite
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à noyau corresponde â un quart de la bague (on peut évidement concevoir une subdivision en trois parties ou une autre subdivision)o Par ce moyen, les surélévations 1, qui se propagent en spirale, se rapportent exactement les
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unes aux autres d'une boite à noyau à l'autre (et subséque183nt d'un noyau à l'autre)o Avec ces boites à noyau spéciales, on prépare des noyaux de sable suivant la figure 5 dans une machine à noyauter ordinaire,
non représentéeo On noircit ces noyaux, on les sèches, etc., exactement comme les noyaux ordi-
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nairas qui sont en usage dans les filnderieso
On encastre ces quatre noyaux de sableajustés réciproquement, dans une coquille de fer ou d'acier 7 suivant les figures 6a et 6b, et ils forment une garniture intérieure fermée de la coquille 7. La coquille 7, qui
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est fixée daS'l..1llllle machine de centrifugation, est alors mise en mouvement avec une vitesse de rotation convenable, après quoi le métal 8 est introduit par coulée en quantité telle que toutes les dépressions dans lenoyau de sable de forme spiralée (la garniture) soient remplies et forment en outre une couche métallique de raccord, de 2 à 2,5 mm d'épaisseur, dans l'ensemble des pas de vis 1.
Lorsque la pièce coulée est durcie, on la retire de la coquille d'
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acier, et en l'occurence le moyau de sable a perdu son liant sous l'effet de la chaleur et est retiré avec la pièce coulée à l'état de sable ordinaireo
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Après le mode opératoire que l'on vient de rapporter, on signalera quelques autres détails supplémentaires caractéristiques.
Les boites à noyau, c'est- à-dire les noyaux, sont conformés de façon à ce que le pas de vis le plus extérieur reçoive le jet continu 2 le plus petit possible avec les pas de vis restantso Le pas de vis le plus externe est en outre conformé de telle manière qu'il finisse en une pointée Ainsi on obtient déjà lors de la coulée une pointe qui facilite la prise lors du découpage de la bague selon la description ci-après. De plus, le jet 2 n'est pas fait plus épais que ce qui est nécessaire au métal pour pouvoir s'écouler d'un pas de vis à l'autre.
Ainsi on réduit la force à déployer lors du sectionnement.
La fabrication de nouveaux noyaux de sable se fait de façon ininterrompue dans les quatre boites à noyau initiales, et elle ne représente que des frais relativement modestes par kilo de matériau coulé et dépouillé.
Pour toute nouvelle section, il faut fabriquer quatre nouvelles boites à noyauo Lorsque ces noyaux sont fabriqués en métal , leur durée de service est longue,et on peut alors préparer un nombre illimité de noyaux de sable avec un jeu de boites à noyauo
La pièce coulée 5 suivant la figure 1 est maintenant éventrée (ouverte par découpage) dans une machine qui.avantageusement, s'inspire du même principe de construction que celle représentée dans les figures 7a et 7b.
La pièce coulée 5 est suspendue sur un tuyau qui peut tourner avec facilité sur un axe 29 fixé à un bati 26o La pointe coulée de la sprirale dans la figure 7 b est saisie par une pince non représentée. Cette pince est en relation avec un enrouleur de modèle courant , non représentéeUn fer de découpage 27 est réglé de telle façon par rapport à une bague 28 durcie et fixée au tuyau 25 qu'il se produit un effet de poussée du métal entre les pas de vis 1 de- la pièce de coulée 5 dès que la force d'étirage est mise en jeuo De cette fa- çon les pas de vis 1 de la pièce coulée 5 sont disjointes les unes des autres et, sur l'enrouleur non représenté, on obtient une barre brute de coulée continue, d'environ 53 m de long, sous la forme d'une bague enroulée suivant la figure 3;
la poulie de découpage 27 peut être commandée par un moteur au lieu de l'être par l'enrouleur d'étirage ou par l'intermédiaire de ce dernier.
Dans une machine ordinaire a étirer des fils ou des barres, la croûte de coulée et le jet sont enlevés par sectionnement en un ou plusieurs processus opératoires avec des outils de découpage, appelés bagues de dépouillement, obtenant ainsi finalement la dimension envisagée qui est de 13 mm de diamètre dans cet exempleo De nombreux métaux et leurs alliages présentent, même s'ils ne sont pas plastiquement façonnables à chaud ou à froid, un certain allongement, et c'est pourquoi les barres ou bagues de fil qui ont été fabriquées suivant l'invention et enroulées avec un diamètre voisin de 1 m, peuvent par la suite être dressées et, par suite du grand rayon de cintrage, être produites en longueurs rectilignes adaptées à chaque application.
Au cas où les alliages le permettent, on peut exécuter une ou plusieurs opérations d'étirage de la façon habituelle pour clôturer le processus.
REVENDICATIONS.