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Il est bien connu que la fabrication industrielle des corps creux métalliques et plus spécialement des obus réalisés en par- tant d'acier courant, c'est-à-dire non allié, exige d'introduire, en cours de fabrication, des opérations spéciales en vue de donner à la matière de l'obus fini, c'est-à-dire prêt au tir, les quali- tés et les caractéristiques mécaniques obligatoires pour que l'obus réponde à toutes les conditions imposées par la balistique
Ces qualités et caractéristiques doivent, e.a., être telles que l'obus ne subisse pratiquement aucune déformation pendant tout le temps qu'il se trouve à l'intérieur du tube de la bouche à feu.
En effet, une dilatation même réduite de l'obus aurait pour conséquence de freiner celui-ci contre l'âme du canon, de -réduire sensiblement sa vitesse initiale et serait susceptible
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même de provoquer un éclatement prématuré; d'autre part,-une contraction aurait pour conséquence non moins dangereuse d'in- troduire, au moment de la déflagration, un effort de compression sur la charge explosive qu'il contient.
Dans de nombreux cas, il sera également nécessaire d'as- surer qu'au moment de l'éclatement de l'obus, la matière dont il est constitué se fragmente en un nombre aussi grand que possible de petits éclats, avec une régularité aussi grande que possible, en vue d'augmenter 1-*Efficacité du projectile contre certains ob- jectifs.
Les caractéristiques mécaniques de la matière devront encore tenir compte du fait bien connu que la mise en place de la ceinture en cuivre, dans la rainure circonférentielle qui lui est destinée, vers le culot du projectile, ne provoque aucun affaissement de la paroi du projectile, ce qui aurait évidemment pour conséquence de favoriser l'arrachement de la ceinture à en l'inst.ant précis où, lors de la mise à feu, l'obus reçoit/une fra@- -tion de seconde un mouvement de giration à très grande vitesse.
Les considérations théoriques et surtout l'expérience acquise en la matière ont permis de déterminer les qualités mécaniques mini- ma que doit présenter la matière dans les obus terminés pour que soient remplies, avec une certitude absolue, les différentes con- ditions prérappelées. On a donc tenté de conditionner les procé- dès de fabrication des obus en acier de manière à atteindre ces caractéristiques mécaniques et les déficiences ont généralement @ été compensées par des traitements thermiques appropriés.
Ainsi, on constate que les procédés généralement utilisés jusqu'à ce jour pour la fabrication des obus ou corps creux similai -res, par forgeage, ne permettent pas d'atteindre lesdites carac- , minimums teristiques mécaniques/uniquement par les opérations mécaniques elles-mêmes.
Dans tous les procédés connus, industriellement mis en oeuvre, pour la production de corps creux métalliques, plus spé-
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cialement des obus en acier,on a été contraint d'intercaler, entre des phases du processus de fabrication, des opérations de trempe et de revenu qui transforment, en les améliorant, les caractéristiques mécaniques de la matière de départ : ces trai- tements thermiques s'accompagnent évidemment d'une transformation de la structure cristalline même du métal.
Ces opérations de traitement thermique sont non seulement coûteuses mais elles ralentissent sensiblement la cadence de fabrication et exigent des installations de chauffage, de refroi" dissement et de contrôle très coûteuses pour lesquelles des lo-
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caux-importants sont nécessaires.
Il est remarquable que la littérature spécialisée décrit @ de temps à autre des procédés de fabrication de corps creux et plus spécialement d'obus en acier sans faire mention de ces trai- tements thermiques mais, lors de la mise en oeuvre de ces procé- dés, ces traitements correctifs s'avèrent indispensables, compte tenu que les exigences en matière de projectile-sont draconiennes.
La présente invention a pour objet un procédé de forgeage qui permet réellement de fabriquer industriellement des corps creux métalliques et plus spécialement des obus, même à partir d'acier courant, c'est-à-dire non allié, sans qu'il soit besoin de faire subir à la matière, ni pendant la fabrication ni après formation du corps creux, aucune opération de traitement thermi- que.
En d'autres termes, le procédé objet de l'invention permet, par application d'opérations successives simples de forgeage et opérations similaires, en partant d'acier courant, sans mécani- sage spécial du lopin de départ et sans aucun traitement thermi- que, de préférence en une seule chaude à basse température, de donner aux pièces forgées strictement les forme et dimensions indiquées par les plans et de conférer automatiquement à la matiè-
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re constitutive desdits corps creux les caractéristiques mécani- ques, préalablement imposées.
Ce procédé nouveau consiste substantiellement à Introduire, dans une matrice appropriée, un lopin en matière brute de lami- nage, à bourrer ledit lopin dans la matrice en pratiquant, dans sa face supérieure, une empreinte dont la forme et les dimensions sont identiques à celles des poinçons utilisés pour les opération., -ultérieures,* à soumettre ledit lopin à une opération de forgeage par filage ou extrusion, puis à soumettre l'ébauche filée ainsi obtenue à une opération d'étirage en vue d'amener la pièce creuse à la longueur désirée, le tout en une seule chaude à basse tem- pérature.
La première opération réalise, en quelque sorte,en partant de la matière brute de laminage, la préparation du lopin dans la matrice de forgeage elle-même en vue des opérations ultérieures.
Cette opération préparatoire appliquera, de préférence, le procédé faisant l'objet du brevet belge n P.V. 36.827 de la Demanderesse. Le bourrage pourrait évidemment être produit de toute autre manière. La deuxième opération réalise le forgeage proprement dit par application du moyen du filage ou extrusion et, enfin, la troisième opération est une opération d'étirage qui a pour but d'amener la pièce creuse à la longueur nécessaire tout en améliorant encore les caractéristiques de la matière.
Exaction des outils, notamment la coopération des poinçons et matrices agissant à basse température sur des parois relati- vement très minces, provoque un écrouissage profond e régulier.
Clique opération est conduite de manière à améliorer en quelque sorte les caractéristiques mécaniques atteintes par les opérations antérieures et l'ensemble des opérations, compte tenu des caractéristiques de la matière de départ et des dimensions de la pièce, est conduit d'une telle manière que le corps creux, respectivement 1-'obus en acier terminé,présente effectivement et
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sans l'appoint de traitement thermique, les caractéristiques mé- caniques exigées.
Le procédé de l'invention n'exclut pas l'usage, au départ, d'une matière première dont les caractéristiques mécaniques sont insuffisantes. Dans ce cas, les mêmes résultats peuvent être atteints en appliquant systématiquement le procédé de l'invention mais en faisant suivre celui-ci d'une opération complémentaire consistant, par exemple, en un étirage à froid. Ce moyen est simple et expéditif, remplace avantageusement un traitement ther- mique et permet ainsi d'étendre, même à une matière de départ de moindre qualité, l'application du procédé selon l'invention.
Les phases essentielles du procédé objet de l'invention sont schématisées aussi sommairement que possible aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente, en vue de face, un lopin 1, géné- ralement de section ronde ou carrée, brut de laminage; la figure 2 représente une coupe.radiale, par la matrice
2, dans laquelle a été introduit, tel quel, brut de laminage, le susdit lopin 1.
La figure 3 schématise la première phase du procédé objet de l'invention par laquelle le lopin 1, introduit dans la matrice
2, subit un effet de bourrage par un poinçon de préparation ±, dament guidé dans ladite matrice 2 et présentant, en bout, un tenon 4.
La figure 4 représente en coupe, radiale la matrice 2 dans laquelle se.trouve bourrée l'ébauche 2 réalisée après, bourrage du susdit lopin 1 dans le fond de la matrice. Ladite ébauche 1 présente, sur sa face supérieure, une empreinte 6 dont la forme et les dimensions sont, de préférence, identiques à celles du bout libre du poinçon de forgeage utilisé dans l'opération suivan te.
La figure 5 schématise la deuxième opération du procédé
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selon l'invention au cours de laquelle l'ébauche 2 est soumise à un effet de filage au moyen du poinçon 7, lequel/transforme l'é- bauche 5 en une pièce creuse 8 tout en modifiant les caractéris- tiques mécaniques de la matière de départ. La pièce creuse 8 se présente ainsi sous une ébauche filée.
Enfin, la figure 6 schématise sommairement la troisième opération du procédé par laquelle l'ébauche filée est transformée par étirage sous les sollicitations du poinçon 2 en une ébauche terminée 10. Celle-ci a non seulement les dimensions du plan mais également au moins les caractéristiques mécaniques prédé- terminées.
Les trois opérations essentielles ainsi schématisées carac- térisant le procédé de l'invention ont été appliquées sur le lopin
1 lequel n'a été soumis qu'à une seule chaude à basse température, c'est-à-dire à une température très inférieure à celle générale- ment utilisée et, en tout cas,inférieure au point de transforma- tion de l'acier et en partant d'une matière première normale.
Les matrices et poinçons seront évidemment adaptés aux forme, dimensions et nature des pièces creuses à réaliser.
Les avantages du procédé, objet de l'invention, sont nom- ' breux et substantiels : utilisation d'une matière première nor- male, économie de chauffage, suppression de la formation d'oxyde) augmentation de la durée d'utilisation des outillages, suppres- sion du traitement thermique, simplicité et coût réduit des instal -lations nécessaires, réduction du poids de la matière première mise en oeuvre, réduction sensible des opérations ultérieures de mécanisage nécessaires pour enlever la matière excédentaire, cadence de fabrication rapide et, enfin, réduction sensible du prix de fabrication.
L'invention concerne aussi bien le procédé que les corps creux, respectivement les obus réalisés par application de ce procédé.