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"PIECES EN ALLIAGE DE TITANE."
La présente'invention concerne la fabrication de pièces (forgées) on alliages à base de titane, c'est-à- dire en alliages contenant au moins 80 % de titane, et elle s'applique en particulier aux pièces de machines ayant des sections d'épaisseurs différentes et dans lesquelles la sec-
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tion la plus mince serait normalement obtenue par un enlève- ment du métal. Avec des alliages du titane, un tel procédé conduit à un gaspillage, attendu que les tournures résultant de l'usinage sont inutilisables et qu'il y a par conséquent une perte considérable d'un alliage coûteux.
Selon l'invention, le procédé de fabrication de la pièce comprend la fabrication préalable de la pièce, en parties.destinées à être réunies par soudage, les parties 'présentant aux endroits où les joints doivent être formés une section transversale supérieure à celle requise défini- tivement, et étant rainurées ou autrement formées de façon à recevoir une matière de remplissage de soudure, le soudage des parties l'une à l'autre en ayant recours à une matière de remplissage en un alliage du titane (de préférence du même alliage que celui dont sont faites les parties à souder), le forgeage des portions:soudées de façon à les amener à la dimension requise, et le recuit des dites portions.
De préférence les parties sont rainurées de chaque côté du joint, la seconde rainure étant formée après le soudage dans la première..
Sil'on procède au soudage en plusieurs stades, on effectue de préférence.un recuit supplémentaire après chaque stade.
.De préférences les parties du joint ont une épais- seur de l'ordre du double de celle requise définitivement, mais pouvant être moindre.
On a constaté que l'invention convient en particu- lier à la fabrication d'une pièce mécanique forgée consis- tant en une roue avec voile présentant un moyeu central et une jante, tous deux d'une section transversale relativement épaisse, réunis par un voile circulaire relativement mince, le tout étant fait en un alliage de la composition suivante
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<tb> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> de <SEP> l'alliage <SEP> total
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<tb> Chrome <SEP> 2,7
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<tb> Fer <SEP> 1,3
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<tb> Carbone <SEP> 0,02
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<tb> Oxygène <SEP> 0,25
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<tb> Azote <SEP> 0,02
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<tb> Titane <SEP> le <SEP> restant
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On peut toutefois avoir recours à d'autres alliages, convenant à la fabrication de ces pièces.
Il serait très difficile, sinon impossible, de forger une roue en un ensem- ble à une dimension se rapprochant des dimensions à l'état fini, en raison de la minceur du voile.
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Selon un mode de réalisation de l'invention, on éta- blit la roue en deux parties dont l'un comprend le moyeu et la plus grande partie du voile et l'être la jante et une plus petite partie du voile. Dans la zone de jonction, ces deux portions de voile ont une épaisseur double environ de celle du restant du voile et les bords épaissis sont dé- coupés de façon à ménager au début d'un.côté de la jonction une rainure annulaire-pouvant présenter la forme d'un V en @ section transversale,, convenant à la réception de la matiè- re de remplissage de soudage. On procède au soudage à l'ai- de d'un chalumeau à arc en atmosphère d'argon, en prévoyant une alimentation séparée en argon au dos de la soudure.
La matière de remplissage utilisée est constituée par le même alliage que' celui correspondant à la composition ci-des- sus mentionnée. On procède à deux passes de soudage dans la rainure en forme de V, en plaçant la roue après chaque passe dans un four chauffé à une température convenable dans la gamme de 600 à 1.000 C,. à 700 C par exemple, et en la laissant se refroidir avec le four afin d'éliminer les
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efforts de contraction internes. On forme ensuite une seconde rainure en forme de V de 1'autre coté du voile et répète les opérations de soudage et de recuit.
On peut souder certaines pièces en deux passes, à raison d'une sur chaque côté, avec le recuit intercalaire ci-dessus.
Selon une variante, la roue peut être formée de trois parties au lieu de deux, à savoir le moyeu, le voile et la jante, les joints soudés initialement plus épais étant for- més comma décrit ci-dessus entre la jante et le voila et entre le voile et le moyeu.
Au dessin annexé, qui représente des exemples de l'invention : la fig. 1 est une coupe verticale de la roue à voile formée de deux parties fabriquées au préalable, aussi- tôt après que les parties ont été soudées l'une à l'autre, la fig. 2 est une coupe montrant la roue dans une matrice de forgeage, avec les bords ou surépaisseurs soudés sur le point d'être amenés à l'épaisseur requise par forgeage, la fige 2a est une coupe analogue de la roue dans la matrice à la fin du forgeage, la fig. 3 est une coupe, analogue à celle de la fig.
1, d'une roue'faite initialement en trois parties séparées.
La roue représentée aux figs. 1, 2 et 2a est fails
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1n:iI;.L9.1ement en deux,)à;ties. L'une comprend le moyeu 10 et la plus grande partie 11 du voile, tandis que l'autre com- prend la jante 12 et la 'plus petite partie 13 du voile. Les bords des parties du voile présentent une surépaisseur, com- me représenté en 14, ces surépaisseurs étant deux fois plus épaisses environ que les autres parties du voile.
Lorsqu'on assemble les parties comme représenté à la fig. 1, les deux bords plus épais sont en contact et
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sont découpés d'un cote de façon à former une rainure en forme de V en coupe transversale) qu'on remplit par une ou plusieurs passes de soudage et refroidit ensuite à par- tir de la température de recuit dans un four. On découpe dans la face opposée une autre rainure en forme de V qu'on traite de façon analogue. On soude les parties ensemble à l'aide d'- un chalumeau à arc en atmosphère d'argon muni d'une alimen- tation séparée en argon au dos de la soudure, On effectue deux passes ou plus de soudage de chaque côté, de façon à obtenir finalement la soudure représentée en 15.
Entre deux passes consécutives et après la dernière on introduit la roue dans un four porté à une température de l'ordre de
700 C et on la laisse se refroidir avec le four afin d'éli- miner les efforts de contraction.
Une fois la soudure terminée, on place la pièce dans une matrice 16 de forme appropriée et la forge jusqu'à ce 'que la soudure et les surépaisseurs 14 aient la même épaisseur que le reste du voile 11.
Le voile et la soudure sont de préférence faits du même alliage de tlt-ane que le reste de la roue et après le soudage le voile constitue un ensemble homogène.
Après avoir terminé le soudage, on forge dans une matrice appropriée les portions en surépaisseur du joint de façon à le ramener à l'épaisseur du reste du voile, puis on procède à un nouveau recuit à 700 C pendant 30 minutes.
On usine finalement le voile pour lui donner une surface unie.
Dans l'exemple de la fige 3 la roue est construite de façon tout à fait analogue sauf qu'elle est composée initialement de trois parties fabriquées au préalable, à savoir une première partie 17 comprenant la jante et une
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petite partie du voile, une deuxième partie 18 comprenant le moyeu et une petite partie du voile et une troisième partie 12 comprenant la plus grande partie du voile, des joints 15 étant formés de façon à réunir la partie médiane 19 aux deux autres.
On peut former,la jante de la roue à partir d'une pièce forgée (soit au laminoir soit en matrice) ou bien on peut former un anneau en cintrant une barre de façon à lui donner une forme circulaire et en réunissant les extré- mités par un soudage bout à bout par étincelage.
Dans le cas où le moyeu est d'assez grande dimen- sion, on peut la faire par l'une des méthodes décrites ci- dessus pour la jante, et s'il'n'a pas une dimension suffi- sante à cet effet, on peut le former par forgeage en matrice.
Dans le cas d'une roue faite en deux parties, on peut faire la partie du voile qui est en une seule pièce avec le moyeu par laminage, tandis que dans le cas d'une roua faite-en trois parties on peut faire le voile à partir d'une plaque ou tôle laminée dans les deux sens, en refou- lant l'alésage et la périphérie de façon à leur donner une surépaisseur de dimension appropriée pour contenir la sou- dure.
Le,, joint venu de soudage est fragile, mais le for- geage brise la structure du métal de soudure et améliore la ductilité.
C'est ce que montrent les résultats des essais suivants effectués sur.des soudures à l'arc en atmosphère d'argon sur des échantillons séparés et sur des échantillons prélevés sur une roue telle que décrite ci-dessus.
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.... T r.U . 'II' =Sur un échan- Soudé et re- :Uoud'l et :Soudé) forgé Essai traction :ti11on séparé:cuit 30min.à:fore8 et recuit Essai de traction, soudé. :700 0. :PrÉ,'ÏÛV4 30 mis. à Echantillons sur la 7000.P&- séparés z * sur la 'r-Qua.¯¯ r-.Q.g..'%..¯-- max . ' ' t E L07. IIlaX.
(kE/mm2) 95 115 115 119 Limite d'élasticité (k/mI112) 95 110 110 116
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<tb> Allongement <SEP> % <SEP> 1 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 14
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Réàuction$de la ' é Rédtictiorade la ....
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