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"Procédé pour protéger les outile dans le filage à la presse et pour protéger la barre".
L'invention à pour objut un procédé visant à protéger les outils contre l'usure dans le filage à la presse d'un métal lourd, notamment d'acier, et à protéger contre l'oxydât,'on la barre obtenue, en appliquant un mélange sur la billette et/ou sur les outils.
Pour les procédés de ce genre, on a déjà proposé de très nombreuses substances comme ingrédients du mélange; pratiquement, on a employé presque exclusivement le verre dont on choisit la composition de façon telle qu'il soit visqueux à la température de la billette ou ,\ collo de filage, Il forma sur les outils et sur la barra une couchu qui protège la barre contre l'oxyda- tion, mais on arriva rarement à fermer une couche lisse tout\ à fait unie sur la barre, de sorte que lorsqu'on a élimina
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la couche de façon plus ou moinn satisfaisante par des proc6- d,t':
1 d'étirage et/ou de d'CpUIW, la barra présente une sur face rugueuse, dans certains caa marquée.
Les matières similaire au verre sont. obtenues
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à partir de masse fondues homogènes de constituants vitri 44- blea qui, en ao r"tr"tdiul1n!lt,, pnnnont do ht phase- flu1r\n .1 ln illi4liso vitsqutumuaa Clt. qui, prou la 1-ut t-utili 1 ()Ilinellt une matière amorphe homogène, Cetto matière amorphe homotr.ànlif et visqueuse devient plus ou moiua fluide ou rente plus ou moins visqueuse à la température de la billette, suivant sa composition, et après la processus de filage elle se solidi-
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fie sur la surface de la barre, clo!3t-'4-dire in l'extérieur et à l'intérieur dans le cas de profilas creux, et forme A nou- veau une couche de verro amorphe et homogène, solidaire de la barre.
On ne peut pas enlever mécaniquement la couche sans appliquer à la barre un travail de percussion ou d'érosion,
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par exemple au jet de sable, ce qui produit habituuilumont des rugosités A la surface de la burro, On a souvent proposa d'utiliser du mica, NaAl, ou KAL2 [(0HI<')2/A1Sl;./)10J notamment uoua lu forme de micro'-'nica; cette matioru n'a pas donno 8atiu1"14ction dans le filage de l'acier et d'autres m. taux lxpurds parce qu' ol1u ne forme pas, lors de l'extrusion, unu couche proteant la barre d'acier contre l'oxydation. Il en est de même et pour la même raison pour :
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le talc Mg (OH)53.0 le borax : NazBO?.1.OH0 (qui devient liquide r1 678- C) le feldspath : Na ou K [A1Si)Og l l'amiante :
(y compris sous forme de poudre) Mg (OH) .i,Gl?t0, et l'argile : sous la forme bentonite
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(A11, 67MgO,33) [(OH)2/Si4O10]@@2, Na0,33 (H20)4.
Dans le filage de l'acier, le graphite entraîna un risque de carburation sur les borda. Aucun de ces corps n'a pu être adopta dans lu pratique, malgré des efforts im- portants,
Les phyllosilicates comme la serpentine, le mica, l'argile, dont l'action repose sur la propriété de glissement de cristaux à réseau stratifié, c'est-à-dire qui permettent un glissement le long des couches du réseau, n'ont pus donné satisfaction ni comme agents de protection de la barre contre l'oxydation, ni comme agent de protection des filières, mandrins et conteneurs contre l'usure.
L'invention a pour but d'éviter les inconvé- nients cités ut elle réside dans le fait que le mélange con- tient une proportion notable d'oxydes métalliques et un constituant (par exemple SiO2) Grâce auquel le mélange est défirmable plastiquement à la température de la billette et sous lu pression do filage sans être encore visqueux, ni encore moins fluide, de, sorte que lors de l'extrusion du métal lourd, le mélange est filé sous forme de couche mince et dense entre les outils et le métal lourd.
Le mélange s'applique alors en couche mince et cohérente sur la matière filée qui avance et l'oxyda métalli- que de la couche protège la surface de la barre contre l'oxyda* tion et donne à la couche un caractère cristallin. Ce proces- sus est analogue à ce qui se pause lorsqu'on prélève une couche de poudre de riz sur une poudre dite solide ou "compacte" au moyen d'une houpette. On ne retire à chaque foie de la poud@e solide qu'une couche très mince qui n'est pas liquide, ni môme pâteuse, mais qui adhère à sec sur la houpette,
La faculté de déformation plastique, au sens de l'invention,
est fondée sur le fait que des cristaux chauffés
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soumis à une pression subissent des déplacements et das glis- sements dans la réseau cristallin, Les réseaux cristallins qui permettent cette déformation plastique sont dos structures réticulaires relises solidairement unira elles pur des ions, et non pas des réseaux stratifiés ou imbriqués dont les cou- ches peuvent glisser librement l'une sur l'autre, parce qu'elles ne sont pas relises solidairement par des ions. Les structures à réseau stratifié existent par exemple dans les phyllosilicates mentionnés plus haut.
Les mélanges utilisés suivant l'invention ne sont vitreux ni par nature, ni à la température de la billette ou après le processus de filage.
La couche formée suivant l'invention est facile à enlever de la barre terminée, dans la mesure ou elle ne s'en détache pas d'elle-même, et elle laisse une surface de barre tout à fait lisse et exempte de marques. Contrairement aux matières vitreuses qui ont un large intervalle de viscosi- té@ou exclusivement suivant l'invention Se convertissent, à des températures déterminées par leur componition, en une masse fluide qui se solidifie à nouveau dès son refroidissement en donnant des cristaux. Par suite, leur composition doit être adaptée à la température de billette du métal qu'il s'agit de filer.
Pour filer à la presse un métal lourd détermine, on utilise de préférence un mélange contenant une proportion appréciable d'oxydes du morne métal lourd ou de métaux apparen- tés. Pour filer l'acier, on utilise donc un mélange contenant une proportion notable d'oxydes de fer.
On obtient une sécurité particulière pour le dérou- lement uniforme du processus lorsqu'on choisit un mélange dont aucun des constituants ne fond pendant le filage à la presse.
Nais on peut aussi utiliser un mélange dont un constituant,
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qui n'oat, l'h3 viuquuux ut, n'n donc pua d'état visqueux mais I)i4aiie diroct.u,lIont. du l'6t.It uolidu à 1#Lrt liquide quand on lu clH1Ul'fo. rond la rn81l\tlO plastique muta non visqueux, Pur axurnpiu, an puut utiliser comme conntitutinto tous les composa mn-ï'.mx dont lu point du fusion défini ont peu in et Ili i,rnEytr',li.uru du lit 1 hlt..o du m''Jt/J lourd eon*id4¯ t'c , (,Ullni! ou i 11 u 1 i Eac I far, 1 ou utilise par crxumplu lu tétra- Clrnla,! du :.['),\ 1 u:r. qui a un point un fusion do H7Bo C.
On pczut 14u:.isi utiliaor rzvrzrsturrustmant ur:l mr li1tl( de CO;,.t,1 t..UÍ!!t,:. 5eulwnont cristallins contenant plusieurs cun:,t.1tudUt,:; qu! ;jH liquf.1î ont lors du filage a la presse et d'autre constituants qui ro:,t mt solides pondant le filage la li A condition que la m''lance dans son ensemble soit uncoro plslat,frlJ=.,unt d'-formable tA la te;mp;rutux de billette ut A lu prfHwion do 1'11neo.
On !)l.I\1;, un outre utiliser un mélange dont l'un dus curzt,1 tum,t:, cet, du nature cristalline et devient liquida, vi :;rp1IJ\I.)( un collant, par l'échauffesnent, tandis qu'on utilise au liiii d'un cs7.yczcr métallique pur, un composé chimique cris- t,tllin d'oxyde métallique driv d'oxydes de métaux semblables ou zsiyyarr,nt au mtul lourd qu'il s'agit de filer, Quand on ni ats l'acier :, une tttml),rattire da billette d'environ 1100* 0, on p''.%. utiliser par exemple FeSiO3 dont le point de fusion eat il 1140 C. ou par exemple 1o'e23104 dont le point de fusion eut à 127t) C. hl ra 'ju<2 la protection de filières et des tiïts;yts rit ;rtl,:)r,l',a :1' QI fectuQ en ll'nlT.1I)r lieu à l'aide d'un mi'lan'-, ri., oou'4r j,s d.. natur'} ct¯istzr111na :
ununt comme a ts:3t,ituxnGa dot. oxydas métalliques cri 8t'-.l 1.1 i n$ appropriés, qui n'ox11'u qu'unu faible plasticité des cristaux (ou des
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m61angotJ do cristaux ot d'un constituant, pulvérulent fondu) , la protection du conteneur et du mandrin exile l'utilisation de mélanges de poudres du nature criutulllnu donu lesquelles une grande partie du m4.rzn;
o puzri,o à lu phase liquides la température de la billette, afin do coliur on uno oompooi- tion plnotiquu, tr1S mu7.I'.ryt,.lu, lua }!1,t'tloulQU du poudruo cristallines chauffées qui no fondant puât
Cette phase du la composition chauffée peut être
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comparée z1 une phase qui au forme lors du refroidissement d'un alliage métallique fondu, en dessous du la ligne de liquidus mais au-dessus de la ligne de solidus.
Lors du
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refroidissement aprs le processus de filage ot au iratichia- semant de la ligne de solidus, la couche protectrice contre l'oxydation que porte la barre prend, si elle est formée
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d'une telle composition, un caractère cri stzzJ 11n et éclate en se détachant facilement de la barre par suite (lu sa gl'l:Irnh, tension superficielle et de la grande foret) d'attraction in.
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termolculaire, et aussi de sa faible adhrencfa ,'! la matière de la barre. (Par exemple, danu le filage du l'acier : \
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poudre cristalline de Ye20) et poudre cristalline 51 2Ai203 Na20 - FeO).
Une forme de réalisation prêl'Arec du proctd6 consiste à utiliser un mélange synthétique de poudres qui se compose principalement d'une matière qui est liquide, visqueuse ou au moins collante à la température de la billette et qui
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présente une structure cristalline (d'oririne mil\fri11ol:111ue ou synthétique). Pour le fil.'tfo de l'acier, on ; ;ut, ut.1l1tilJr comme constituant prpond'r)'.lt de la poudre- de pierre ponce qui a un point do fusion de 1100 - 1200 C. Cette poudre de pierre ponce présente à peu près la compos tion suivante :
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55 à 72 % de SiO2
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12 à 2 ; d tAl3 â A 6 ds 4 ds 0 t, 5 , j de "2 3-
Comme autre constituant de mélange, on utilise un oxyde métallique cristallin dont le métal est semblable ou apparenté au métal à filer, par exemple Fe2O3 dans le filage de l'acier.
Mais suivant l'invention, il faut utiliser' ces constituants en proportion telle que le premier consti- tuant, qui prédomine, forme un composé chimique et/ou une suspension avec une partie seulement de l'oxyde métallique cristallin, déjà sous la température de la billette et ensuite sous la pression et la chaleur du processus de filage. Dans le filage de l'acier, par exemple, FeO se combine à SiO2 pour donner FeSiO3,
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Maie du point de vue physique et 1IIt",..a1,....., BfcMw*pWMi 4e 1'1.."'1...
Il cet possible aussi d'ajouter une très grande quantité de particules finement divisées à des matières vitreuses déterminées (après les avoir chauffées jusqu'à une fusion homogène) et de les forcer ainsi à subir au refroidissement un processus de cristallisation spontanée, de sorte qu'elles.perdent leur nature vitreuse et prennent spontanément une forme cristalline, sana devenir d'abord vis-
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queuses. On appelle ce processus edrv,trifiaatiatt", Un* cristallisation spontanée de silice fondue donne par exemple des cristaux de quartz. On tire parti de cette possibilité notamment pour protéger le conteneur et.le mandrin de façon que dans le filage de tubes, des matières de ce genre forment une couche protectrice cristalline à l'intérieur du tube.
Pour la réalisation de ce genre de procédé dans le filage de l'acier, on peut par exemple utiliser un mélange
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de la composition suivante :
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10 a 2,S ci de poudre cristalline de Fe 203 zal à 3,3 ; de NaO et
60 à 65 % de B2O3 sous forme de poudre de verre amorphe.
On utilise de préférence un mélange dont le constituant sous forme de poudre cristalline d'oxyde métalli- que ont formé d'un oxyde de métal à plusieurs valences diffé- rentes qui ae dissocie à la température et à la pression de la billette et cède de l'oxygène en petites quantités. Il en résulte un surcroit de pouvoir de glissement et une plasti- cité particulièrement bonne par suite de la modification de con structure cristalline qui est elle-même la/séquence de l'éli- mination d'un atome d'oxygène du réseau cristallin.
Dans le filage de l'acier, il ae produit par exemple le processus suivantet
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e03 ----- pe04 L'oxygène libéré par la dissociation de 1et tf"'" 4% létal eui1 la toupimikupe de la 11.... diminue l'adhérence de la couche d'oxydation à la barre, et plus précisément par formation d'un mince voile d'oxyde sur la barre et par dilatation après le processus de filage et gonflage de la couche plastique protectrice contre l'oxydation.
De ce fait, la tension superficielle de la couche protectrice augmente.
Dans le procédé suivant l'invention, la couche filée sur la barre présente après le refroidissement une grande tension superficielle et une grande tension de surface limite, et par suite d'une très grande force d'attraction in- termoléculaire elle n'a pas une forte adhérence à la barre Métallique filée. Pendant le refroidissement, la couche s'ag- glomère partiellement en aphérules et un résidu libre de la poudre cristalline d'oxyde métallique, par exemple de Fe3O4,
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reste aux la surface du Métal sous la forme d'une couche de poudre. On obtient par exemple cet effet quand on utilise un mélange contenant 97% de borosilicate de sodium et 2, 5% de Si2O3.
Les sphérules se détachent facilement et on peut essuyer la couche de poudre si cela est nécessaire en vue de la transformation ultérieure de la barre.
Pour des raisons techniques et économiques, dans le filage de l'acier, il est particulièrement avantageux d'utiliser un mélange comprenant une proportion importante d'oxydes de fer. Il est avantageux d'utiliser un amosite con- tenant environ 50 de silice, environ 32 % d'oxyde ferreux, environ 8 % d'oxyde ferrique, environ 4% d'oxyde de magné- sium, environ 4% d'eau, le reste étant formé d'oxydes alca- lins.
On a eu de bons résultats aussi en utilisant de l'amiante bleu du Cap contenant environ 51 % de silice, 36% d'oxyde ferreux, 2 % d'oxyde de magnésium, 4 d'eau, le reste étant formé d'oxydes alcalins.
Pour différentes raisons, certains oxydes métal.. liques sont à exclure dans chaque cas d'espèce pour l'applica- tion suivant l'invention. Il faut exclure les oxydes métalli. ques qui entreraient en réaction chimique avec la billette à filer, c'est-à-dire qu'il ne faut pas utiliser d'oxydes de métaux qui ont une moindre affinité pour l'oxygène que le tétai à filer.
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Il faut exclure aussi les oxydes métalliques qui occasionneraient une corrosion intercristalline du métal à filer, ce qui est par exemple le cas de l'oxyde de plomb dans le filage du fer, Il faut exclure enfin les Oxydes métalliques et autres corps qui accéléraient la diffusion de l'oxygène dans le métal filé ou encore diffuseraient eux-mêmes dans celui-ci
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pendant le temps de contact relativement court qui a lieu pendant le refroidissement de la matière filée, c'est-à- dire que par exemple dans le filage de l'acier, il faut exclure les oxyàea de nickel, de cuivre, de cobalt et de molybdène.
De Même, il faut éviter les matières qui cèdent de l'oxygène, de l'azote ou de l'anhydride sulfureux. Dans le cas d'aciers qui ne supportent pas la carburation sur les borda, il faut éviter les additions de graphite.
Pour éviter de trop grandes épaisseurs de couche et pour assurer un passage régulier de la couche pro- tectrice à travers la filière, il faut de préférence que le mélange ne contienne pas de grains d'une grosseur supérieure à 0,3 mm. Pour la réalisation d'une couche particulièrement mince sur la barre, on utilise de plus petites grosseurs de grains.
La couche protectrice réalisée pratiquement sur la barre, qu'elle soit sous forme de couche cohérente ou sous forme de sphérules par dessus la couche de poudre, peut tire enlevée très facilement de la barre ; cela, on étire la barre, ce qui est généralement nécessaire de toute façon dans la fabrication. Lors de 1 .'étirage, la couche pro- tectrice éclate et se détache de la barre, et ilreste une surface de barre entièrement lisse et exempte de marques. Dans le cas de barres qui n'ont pas besoin d'un processus de dres- sage ou d'étirage, il suffit de chaîner brièvement la surface pour détacher la couche de la surface lisse de la barre (par exemple en faisant passer la flamme d'un brdleur à gaz).
Les mélanges utilisés suivant l'invention peuvent être introduite dans la presse à filer nous forme de masses pulvérulentes, pâtée ou de pièces moulées (rondelles), Il emporte seulement qu'ila arrivent d'une façon quelconque entre la billette chaude et les outils de la presse. t'est pourquoi,
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on peut les introduire dans la presse en même temps que la billette ou avant cella-ci. Il est possible aussi de les appliquer déjà sur les outils de presse, notamment sur la, filière, avant le chauffage ou la mise en place de ceux-ci.
On peut utiliser différents oxydes métalliques, principale. ment à l'état de mélange avec les oxydes de silicium. On peut utiliser des oxydes de métaux lourds de provenance Miné- rale ou synthétique ,
Les masses pulvérulentes, paies ou pièces mou- lées (par exemple rondelles) peuvent être fabriquées avec des poudres d'oxyde métallique à grain fin. On peut y ajou- ter des liants cornue le verre soluble; les pièces Moulées solides, en particulier les rondelles, peuvent aussi être fa- briquées avant l'insertion dans la presse, par un processus spécial de moulage.
Le pouvoir de protection contre l'usure que possède la couche peut être influence par l'épaisseur de la couche de poudre et, comme on l'a dit, cette épaisseur est déterminée par la grosseur des grains de la poudre. Le pouvoir de protection contre l'usure se décompose en pouvoir d'isole- ment thermique et pouvoir de diminution du frottement. L'iso- lement thermique est déterminé non seulement par l'épaisseur de la couche, mais aussi par la conductivité thermique des constituants, par exemple de la silice,
Un avantage particulier du procédé suivant l'in- vention réside dans le fait qu'à partir d'un petit nombre de constituants pour chaque type de métaux lourds à filer et pour toutes les températures de filage, on peut préparer,
en faisant varier les proportions des ingrédients, un mélange présentant
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des propriétés optimales pour 1.' uppl1catJ u: 1-,rermin,%u dout il s'agit. Les constituants du mélange qui deviennent plastiques, visqueux, collants ou liquides doivent toujours être choisis
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de façon telle que leur point de fusion soit peu inférieur ou égal à la,température de la billette de métal lourd à filer dans le cas visé.
En associant différente constituants de mélange présentant des points de fusion différents, on donne au lubrifiant une composition telle qu'il convienne soit à la filière, soit au mandrin et au conteneur, c'est-à- dire qu'il présente une plasticité plus ou moins grande,
Comme on l'a vu plus haut, dans une forme de réalisation préférée de l'invention, on travailla avec un (mélange contenant principalement des constituants cristalline pour obtenir une couche protectrice cristalline sur la barre,
Si l'on travaille avec un constituant vitreux, il faut que d'autres constituants forcent le verre à cristalliser, afin que la couche formée sur la barre soit cristalline, Le carac- tère de préférence cristallin du mélange empêche aussi l'ap- parition d'un état visqueux.
La couche protectrice ne prend qu'une faible épaisseur, elle devient uniforme et protège très bien contre la chaleur.
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"Process for protecting tools in press spinning and for protecting the bar".
The object of the invention is a method aimed at protecting the tools against wear in the press spinning of a heavy metal, in particular steel, and at protecting against the oxidate, 'the bar obtained, by applying a mixture on the billet and / or on the tools.
For processes of this kind, very many substances have already been proposed as ingredients of the mixture; practically, one employed almost exclusively the glass whose composition one chooses so that it is viscous at the temperature of the billet or, \ collo of spinning, It formed on the tools and on the bar a layer which protects the bar against oxidation, but it was seldom possible to close a completely even smooth layer on the bar, so that when
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the layer more or less satisfactorily by methods:
1 of stretching and / or d'CpUIW, the bar has a rough surface, in some cases marked.
Materials similar to glass are. obtained
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from homogeneous melts of vitriblea constituents which, in ao r "tr" tdiul1n! lt ,, pnnnont do ht phase- flu1r \ n .1 ln illi4liso vitsqutumuaa Clt. which, for the 1-ut t-uses 1 () Ilinellt a homogeneous amorphous material, this homogeneous and viscous amorphous material becomes more or less fluid or more or less viscous at the temperature of the billet, depending on its composition, and after the spinning process it solidifies
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relies on the surface of the bar, clo! 3t-'4, ie on the outside and on the inside in the case of hollow profiles, and again forms a layer of amorphous and homogeneous verro, integral with the bar .
The layer cannot be mechanically removed without applying percussion or erosion work to the bar,
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for example with a sandblast, which habitually produces roughness At the surface of the burro, It has often been proposed to use mica, NaAl, or KAL2 [(0HI <') 2 / A1Sl; ./) 10J in particular uoua lu form of micro '-' nica; this material did not give any action in the spinning of steel and other extruded rates because ol1u does not, during extrusion, form a layer protecting the steel bar against the extrusion. oxidation It is the same and for the same reason for:
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talc Mg (OH) 53.0 borax: NazBO? .1.OH0 (which becomes liquid r1 678- C) feldspar: Na or K [A1Si) Og l asbestos:
(including in powder form) Mg (OH) .i, Gl? t0, and clay: in bentonite form
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(A11, 67MgO, 33) [(OH) 2 / Si4O10] @@ 2, Na0.33 (H2O) 4.
In steel spinning, graphite entailed a risk of carburizing on the planks. None of these bodies could be adopted in practice, despite great efforts,
The phyllosilicates such as serpentine, mica, clay, whose action is based on the sliding property of crystals with a stratified network, that is to say which allow a sliding along the layers of the network, have no pus satisfactory neither as agents for protecting the bar against oxidation, nor as an agent for protecting the dies, mandrels and containers against wear.
The object of the invention is to avoid the drawbacks mentioned above. It lies in the fact that the mixture contains a significant proportion of metal oxides and a constituent (for example SiO2) by which the mixture is plastically defirmable by billet temperature and under the extrusion pressure without being yet viscous, let alone less fluid, so that during the extrusion of the heavy metal the mixture is spun as a thin and dense layer between the tools and the metal heavy.
The mixture is then applied in a thin, cohesive layer to the advancing spun material and the metal oxide in the layer protects the bar surface from oxidation and gives the layer a crystalline character. This process is analogous to what is paused when a layer of rice powder is removed from a so-called solid or "compact" powder by means of a puff. Only a very thin layer is removed from each liver of the solid powder which is neither liquid nor even pasty, but which adheres dry to the puff,
The faculty of plastic deformation, within the meaning of the invention,
is based on the fact that heated crystals
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subjected to a pressure undergo displacements and slips in the crystal lattice, The crystal lattices which allow this plastic deformation are reticular structures joined together solidly, and they will unite pure ions, and not layered or imbricated lattices whose layers can slide freely over one another, because they are not joined together by ions. Stratified network structures exist, for example, in the phyllosilicates mentioned above.
The mixtures used according to the invention are neither vitreous by nature nor at the temperature of the billet or after the spinning process.
The layer formed according to the invention is easy to remove from the finished bar, as long as it does not come off on its own, and it leaves a completely smooth and streak-free bar surface. Unlike vitreous materials which have a wide viscosity range @ or exclusively according to the invention are converted, at temperatures determined by their component, into a fluid mass which solidifies again upon cooling to give crystals. Consequently, their composition must be adapted to the billet temperature of the metal to be extruded.
In order to press spin a specific heavy metal, a mixture containing an appreciable proportion of oxides of the heavy metal or related metals is preferably used. To spin steel, therefore, a mixture containing a significant proportion of iron oxides is used.
Particular security for the uniform flow of the process is obtained when a mixture is selected in which none of the components melt during press spinning.
But it is also possible to use a mixture of which a constituent,
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which does not oat, the h3 viuquuux ut, n'n therefore pua of viscous state but I) i4aiie diroct.u, lIont. of the 6t.It uolidu to 1 # Lrt liquid when you read clH1Ul'fo. round the non-viscous muta plastic rn81l \ tlO, Pure axurnpiu, an could use as conntitutinto all the compounds mn-ï'.mx whose defined melting point have little in and Ili i, rnEytr ', li.uru of bed 1 hlt ..o du m''Jt / J heavy eon * id4¯ t'c, (, Ullni! or i 11 u 1 i Eac I far, 1 or used by crxumplu lu tetra- Clrnla ,! du:. [') , \ 1 u: r. which has a melting point of H7Bo C.
We pczut 14u: .isi utiliaor rzvrzrsturrustmant ur: l mr li1tl (de CO;,. T, 1 t..UÍ !! t,:. 5eulwnont crystalline containing several cun:, t.1tudUt,:; qu!; JH liquf .1î have during the press spinning and other constituents which ro:, t mt laying the spinning la li Provided that the spear as a whole is uncoro plslat, frlJ =., Unt de-formable tA la te; mp; billet rutux ut A lu prefHwion do 1'11neo.
On!) LI \ 1 ;, a further use a mixture of which one due curzt, 1 tum, t :, cet, of crystalline nature and becomes liquida, vi:; rp1IJ \ I.) (A sticky, by the heats, while using the liiii of a pure metallic cs7.yczcr, a chemical compound, tllin of metal oxide derived from oxides of similar metals or zsiyyarr, nt to the heavy mtul that it is to spin, When we ni ats the steel :, a tttml), rattire da billet of about 1100 * 0, we p ''.%. use for example FeSiO3 whose melting point is 1140 C. or for example 10'e23104 whose melting point was at 127t) C. hl ra 'ju <2 the protection of dies and tiits; yts rit; rtl, :) r, l ', a: 1' QI fectuQ en ll'nlT.1I) r place using a mi'lan'-, ri., oou'4r j, s d .. natur '} ct¯istzr111na:
ununt like a ts: 3t, ituxnGa dot. suitable metallic oxides, which only oxidize the low plasticity of the crystals (or
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mixture of crystals ot a constituent, molten powder), the protection of the container and the mandrel exiles the use of mixtures of powders of the criutulllnu nature which a large part of the m4.rzn;
o puzri, o to the liquid phase the temperature of the billet, in order to do coliur on uno oompooi- tion plnotiquu, tr1S mu7.I'.ryt, .lu, lua}! 1, t'tloulQU of heated crystalline powder which does not melt puât
This phase of the heated composition can be
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compared z1 a phase which forms upon cooling of a molten metal alloy, below the liquidus line but above the solidus line.
During the
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cooling after the spinning process ot to iratichia- sowing the solidus line, the protective layer against oxidation that the bar carries takes, if formed
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of such a composition, a cry character stzzJ 11n and bursts easily detached from the bar as a result (read its gl'l: Irnh, surface tension and of the large drill) of attraction in.
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termolascular, and also of its weak adhrencfa, '! the material of the bar. (For example, in steel spinning: \
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crystalline powder of Ye20) and crystalline powder 51 2Ai203 Na20 - FeO).
One prêl'Arec embodiment of proctd6 is to use a synthetic mixture of powders which consists primarily of a material which is liquid, viscous or at least tacky at billet temperature and which
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has a crystalline structure (oririne mil \ fri11ol: 111ue or synthetic). For the steel wire, we; ; ut, ut.1l1tilJr as the main constituent of pumice powder which has a melting point of 1100 - 1200 C. This pumice powder has approximately the following composition:
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55 to 72% SiO2
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12 to 2; d tAl3 â A 6 ds 4 ds 0 t, 5, j de "2 3-
As a further blending component, a crystalline metal oxide is used, the metal of which is similar or related to the metal to be extruded, for example Fe2O3 in steel spinning.
However, according to the invention, these constituents must be used in such proportion that the first constituent, which predominates, forms a chemical compound and / or a suspension with only a part of the crystalline metal oxide, already below the temperature of. billet and then under the pressure and heat of the spinning process. In steel spinning, for example, FeO combines with SiO2 to give FeSiO3,
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But from the physical point of view and 1IIt ", .. a1, ....., BfcMw * pWMi 4e 1'1 .." '1 ...
It is also possible to add a very large quantity of finely divided particles to determined vitreous materials (after having heated them until a homogeneous fusion) and thus to force them to undergo a process of spontaneous crystallization on cooling, so that 'they lose their glassy nature and spontaneously assume a crystalline form, without first becoming vis-
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queuses. This process is called edrv, trifiaatiatt ". A * spontaneous crystallization of fused silica gives, for example, quartz crystals. This possibility is exploited in particular to protect the container and the mandrel so that in the extrusion of tubes, materials like this form a protective crystalline layer inside the tube.
For carrying out this type of process in steel extrusion, it is possible, for example, to use a mixture
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of the following composition:
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10 a 2, S ci of crystalline powder of Fe 203 zal at 3.3; of NaO and
60-65% B2O3 in the form of amorphous glass powder.
A mixture is preferably used the constituent of which in the form of a crystalline powder of metal oxide has formed from a metal oxide of several different valences which dissociates at the temperature and pressure of the billet and yields. oxygen in small amounts. This results in increased sliding power and particularly good plasticity as a result of the change in crystal structure which is itself the sequence of the removal of an oxygen atom from the crystal lattice.
In steel spinning it has produced for example the following process and
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e03 ----- pe04 The oxygen released by the dissociation of 1 and tf "'" 4% lethal eui1 the toupimikupe of 11 .... decreases the adhesion of the oxidation layer to the bar, and more precisely by forming a thin oxide film on the bar and by expansion after the process of spinning and inflating the protective plastic layer against oxidation.
As a result, the surface tension of the protective layer increases.
In the process according to the invention, the layer spun on the bar exhibits after cooling a high surface tension and a high limiting surface tension, and as a result of a very high force of intermolecular attraction it does not have strong adhesion to the extruded metal bar. During cooling, the layer partially agglomerates in apherules and a free residue of the crystalline powder of metal oxide, for example Fe3O4,
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remains on the metal surface as a powder coat. This effect is obtained, for example, when a mixture containing 97% sodium borosilicate and 2.5% Si2O3 is used.
The spherules come off easily and the powder layer can be wiped off if necessary for the further processing of the bar.
For technical and economic reasons, in steel spinning, it is particularly advantageous to use a mixture comprising a large proportion of iron oxides. It is advantageous to use an amosite containing about 50% silica, about 32% ferrous oxide, about 8% ferric oxide, about 4% magnesium oxide, about 4% water, the remainder being formed of alkaline oxides.
We also had good results using Cape blue asbestos containing about 51% silica, 36% ferrous oxide, 2% magnesium oxide, 4 water, the rest being formed of oxides. alkaline.
For various reasons, certain metal oxides are to be excluded in each particular case for the application according to the invention. Metal oxides must be excluded. ques which would enter into a chemical reaction with the spinning billet, that is to say that oxides of metals which have a lower affinity for oxygen than the spinning tetai should not be used.
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It is also necessary to exclude the metal oxides which would cause an intercrystalline corrosion of the metal to be spun, which is for example the case of lead oxide in the iron spinning, It is finally necessary to exclude the metal oxides and other bodies which accelerate the diffusion oxygen in the spun metal or would diffuse themselves in it
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during the relatively short contact time which takes place during the cooling of the extruded material, that is to say that, for example in the spinning of steel, it is necessary to exclude the oxides of nickel, copper, cobalt and of molybdenum.
Likewise, materials that give off oxygen, nitrogen or sulfur dioxide should be avoided. In the case of steels which do not support carburizing on the planks, additions of graphite must be avoided.
To avoid excessively large layer thicknesses and to ensure smooth passage of the protective layer through the die, the mixture should preferably not contain grains larger than 0.3 mm. For the production of a particularly thin layer on the bar, smaller grain sizes are used.
The protective layer produced practically on the bar, whether in the form of a coherent layer or in the form of spherules over the powder layer, can pull removed very easily from the bar; this is to stretch the bar, which is usually necessary in manufacturing anyway. On stretching, the protective layer bursts and peels away from the bar, and it remains a completely smooth and mark-free bar surface. In the case of bars which do not require a straightening or stretching process, it is sufficient to briefly chain the surface to loosen the layer of the smooth surface of the bar (for example by passing the flame gas burner).
The mixtures used according to the invention can be introduced into the extrusion press in the form of pulverulent masses, mash or molded parts (washers), It only takes that it has somehow arrive between the hot billet and the tools of the press. why is you,
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they can be introduced into the press at the same time as the billet or before it. It is also possible to apply them already on the press tools, in particular on the die, before heating or putting them in place.
We can use different metal oxides, main. ment in the state of admixture with silicon oxides. Heavy metal oxides of mineral or synthetic origin can be used,
Powdered masses, payrolls or castings (eg washers) can be made from fine-grained metal oxide powders. Binders can be added thereto as water glass; Solid Castings, especially washers, can also be fabricated before insertion into the press, by a special molding process.
The wear protection power of the layer can be influenced by the thickness of the powder layer and, as has been said, this thickness is determined by the grain size of the powder. The power of protection against wear breaks down into power of thermal insulation and power of friction reduction. The thermal insulation is determined not only by the thickness of the layer, but also by the thermal conductivity of the constituents, for example silica,
A particular advantage of the process according to the invention lies in the fact that from a small number of constituents for each type of heavy metal to be spun and for all the spinning temperatures, it is possible to prepare,
by varying the proportions of the ingredients, a mixture presenting
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optimal properties for 1. ' uppl1catJ u: 1-, rermin,% u doubt it is. Components of the mixture that become plastic, viscous, sticky or liquid should always be chosen
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so that their melting point is little less than or equal to the temperature of the heavy metal billet to be spun in the case concerned.
By combining different mixture constituents with different melting points, the lubricant is given a composition such that it is suitable for either the die or the mandrel and the container, that is to say, it exhibits a higher plasticity. or smaller,
As seen above, in a preferred embodiment of the invention, we worked with a (mixture mainly containing crystalline constituents to obtain a crystalline protective layer on the bar,
If working with a vitreous component, other components must force the glass to crystallize, so that the layer formed on the bar is crystalline. The preferably crystalline character of the mixture also prevents the appearance. of a viscous state.
The protective layer takes only a small thickness, it becomes uniform and protects against heat very well.