<Desc/Clms Page number 1>
Procédé pour le placage intérieur de corps creux, installation pour la sise en oeuvre du dit procédé, et corps plaqués ainsi obtenus.
L'invention est relative à un procédé pour plaquer l'intérieur de pièces creuses, en particulier de tubes et à une installation pour l'exécution du procédé.
On a déjà pratiqué le placage de l'intérieur de tubes cylindriques constitués en particulier d'acier ou autres métaux en rapportant sur l'intérieur du tube, entraîné en rotation, la matière de plaçai @ broyée, par exemple en poudre, ou mise sous forme de grainr atière de placage est
<Desc/Clms Page number 2>
appliquée sous l'action de la force centrifuge développée par la rotation du tube, sur la face intérieure du dit tube et sous forme de couches plus ou moins épaisses suivant les besoins, la dite matière étant portée à l'état de fusion, en chauffant le tube de l'extérieur, afin qu'elle se lie au matériau de base.
On connaissait une autre méthode consistant couler dans l'intérieur d'un tuyau posé verticalement une quantité excessive de la matière de placage fondue, puis à renverser ensuite le tuyau, le centrer et l'entraîner en rotation, , de sorte que la matière de placage encore liquide était de nouveau appliquée, sous l'influence de la force centrifuge qui se développait sur la paroi intérieure du tube et s'alliait à la @ matière de base.
Un défaut important de ces deux .'procédés @ réside en ce qu'en raison de l'important échauffement de la matière de base qui se fait par l'extérieur, aussi bien dans la première que dans la deuxième méthode, la texture de la matière de base, soit par exemple la paroi du tuyau, est considérablement modifiée et devient, en particulier, une structure à gros grains.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne, à cet effet, un procédé poux le placage intérieur de corps creux métalliques du type dans lequel on entraine les dits corps à travailler en rotation, procédé caractérisé en ce que l'on amène la matière de placage sous forme de fines particules, que l'on projette sur la ,paroi interne du corps à revêtir à l'aide de la force centrifuge produite par la rctation du corps en question, à la suite de quoi on élève subitement la température à l'intérieur du corps creux de façon que la matière de placage projetée sur la surface intérieure du corps creux se lie à l'état fondu avec la surface
<Desc/Clms Page number 3>
intérieure métallique du dit corps, ce qui permet la réalisation de bon placage sans modifier la texture du corps plaqué.
L'invention s'étend aux corps creux tels que tubes métalliques ou autres conformes à ceux obtenus par le procédé et l'installation conformes ou similaires aux précédents.
Il est proposé, suivant l'invention, de placer les corps creux de façon qu'ils puissent tourner sur leur axe longitudinal étendu à peu près horizontalement, et de leur communiquer un mouvement rotatif. Avant ou pendant la rotation, on introduit dans le logement intérieur du corps creux, une masse métallique qui sert de métal de placage, et qui est broyée en grains réguliers : cette masse est projetée par l'énergie qui lui est communiquée par la force centriguge, contre la surface intérieure du corps creux. Par suite, la surface intérieure du corps creux est couverte d'una couche constituée par les particules métalliques projetées par centrifugation. On 'chauffe cette couche en élevant soudainement la température à l'intérieur du corps creux au moins à la hauteur de la température de fusion du métal de placage.
Par ce moyen, le métal de placage en fusion se lie à la paroi métallique du tuyau, alors que l'on évite que le métal du corps creux lui-même subisse un échauffement notable nuisible pouvant, par exemple, modifier sa texture.
Ce procédé peut être appliqué d'une façon particulièrement avantageuse au placage de la surface intérieure du tube métallique dont l'axe longitudinal s'étend entre deux ouvertures qui se font face. Le procédé expliqué ci-dessus n'est toutefois pas limité au placage intérieur de corps tubulaires de forme cylindrique. On peut, au contraire, plaquer intérieurement, au moyen de ce procédé, des corps creux dont la forme s'écarte de celle d'un cylindre mais est pourtant
<Desc/Clms Page number 4>
symétrique par rapport à un azo de rotation, par exemple des coquilles de section conique cu des corps creux dont la section est à rotation elliptique.
On a avantage à provoquer le durcissement par refroidissement subséquent de la couche de métal de placage en fusion formée dans l'intérieur du corps creux traité, par exemple d'un tube métallique, qui doit se lier à la paroi intérieure du corps creux.
De préférence, l'échauffement brusque et l'élévation soudaine de la température de la couche de placage à l'intérieur du corps creux traité doit se faire en atmosphère inerte ou neutre, donc en présence de gaz neutre par l'exemple l'argon, l'hélium, l'azote ou l'hydrogène.
On a constaté à cette occasion, que l'on avait avantage à amener ces gaz après les avoir échauffés à une haute température et sous pression, par exemple de 1 à 3 kg/cm2 éventuellement avec régulation constante de la pression, tout en les faisant, de préférence, passer rapidement pour assurer leur action sur la couche de placage qui se trouve sur la paroi intérieure du corps creux et que l'on doit fondre ou qui est fondue.
De préférence, cette atmosphère gazeuse inerte ou neutre sera créée déjà dans l'espace intérieur du corps creux avant que l'on n'y fasse pénétrer la métal de placage fondu en y introduisant le gaz. On arrête de cette façon, toute formation d'une couche d'oxydation sur le métal de placage.
L'extrême rapidité du chauffage de la couche de métal de placage qui se dépose sur la surface intérieure du corps creux sera obtenue avantageusement à l'aide d'un dispositif de chauffage monté fixe ou mobile dans ce corps.
<Desc/Clms Page number 5>
On peut, de préférence, se servir de l'électricité pour assurer ce chauffage instantané, par exemple au moyen d'une bobine de chauffage à haute intensité, ou aussi par chauffage par bobine de moyenne ou haute fréquence ou à l'aide d'un faisceau de rayons que l'on produit à l'intérieur ou à l'extérieur du corps creux et à qui l'on peut faire traverser l'espace vide de ce corps le long de son axe.
Un autre mode d'exécution du procédé exposé ci-dessus consiste à relier d'une façon particulièrement intime la couche de placage formée sur la face interne de la pièce creuse, avec le métal de cette pièce, en disposant des saillies ou des creux particuliers, par exemple, en pratiquant sur cette paroi intérieure des nervures, cannelures ou évidements de ce genre.
On a la possibilité à cétte occasion, de donner aux saillies ou aux évidements de la pièce creuse une forme géométrique particulière, ou qui soit déterminée par des considérations mécaniques par exemple un filetage trapézoïdal ou un filetage d'un autre genre. La matière de placage coule quand elle est fondue dans les creux qui se présentent entre ces saillies, de sorte que le revêtement plaqué est relié avec le métal, non seulement par adhérence, mais aussi mécaniquement par les saillies et creux sus-mentionnés.
Si, dans des cas de ce genre, lors du travail ultérieur, l'enveloppe extérieure formée par le corps creux se trouve enlevée mécaniquement ou chimiquement, par un traitement à l'acide par exemple, il reste alors comme noyau, le corps que l'on a formé au cours de l'opération de placage.
Si, par exemple, on utilise comme matériau de placage un métal dur, on obtient ainsi un noyau de métal dur pourvu de filetage.
<Desc/Clms Page number 6>
L'invention est, en outre, relative à une installation adaptée à l'exécution du procédé exposé ci- dessus.
Une installation de ce genre sera constituée par un châssis ou un caisson dans lequel la ptèce creuse à plaquer sera posée de façon à pouvoir y tourner, y être introduite et en être enlevée.
Ce corps creux à plaquer est relié avec une commande montée sur le châssis .. ou le caisson externe.
En outre, il est monté à l'intérieur du corps creux à plaquer un dispositif de chauffage-fixe chauffant régulièrement tout l'espace interne, qui, lorsque l'on plaque un tuyau métallique peut affecter, par exemple, la forme d'une bobine de chauffage cylindrique. Ce dispositif de chauffage a des dimensions telles, que la température dans l'enceinte interne de la pièce creuse peut être porté immédiatement au moins à la température de fusion du métal de placage broyé que l'on introduit dans cette enceinte..
Il peut déboucher dans l'enceinte de la pièce creuse à plaquer, une canalisation d'arrivée de gaz inerte.
Le dispositif de chauffage prévu à l'intérieur du corps creux tournant que l'on se propose de plaquer, peut affecter par exemple la forme d'un tube pourvu d'ouvertures de passage. Ce tube, à l'intérieur duquel on a monté une bobine de chauffage munie de l'extérieur d'une arrivée de courant, pénètre dans l'enceinte intérieure du corps creux rotatif dans lequel il s'enfonce en passant dans un support. Ce tube servant au chauffage, peut être fermé à son extrémité située dans le corps creux, alors que son extrémité extérieure est disposée pour servir à l'arrivée d'un gaz Inerte.
<Desc/Clms Page number 7>
Le gaz inerte traverse les ouvertures de passage du tube sus-mentionnées pour passer dans l'espace intérieur du corps creux à plaquer.
La bobine de chauffage du tube sera, de préférence, constituée de métal à haute résistance à la chaleur.
La pièce creuse à plaquer, tournante, par exemple un tuyau métallique, peut être montée, par exemple, entre des mâchoires sur lesquelles sont montées des joues tournantes entraînées de l'extérieur, qui assureront la rotation de la pièce creuse pendant l'opération de placage.
On a, en outre, avantage à entourer la pièce creuse à plaquer d'un caisson isolant de la chaleur qui l'enferme tout en en étant légèrement distant.
L'introduction de la matière de placage dans l'intérieur de la pièce creuse, par exemple d'un tuyau métallique, peut se faire avantageusement au moyen d'un tube mobile en translation, celui-ci se déplaçant en direction de l'axe du corps creux, dont la tête à qui on donne un mouvement de rotation, projette ou répand par centrifugation du métal de plaquage pulvérisé contre la surface intérieure du corps creux, par exemple un tube métallique. Il faut alors prévoir en outre, (comme exposé ci-dessus), dans l'intérieur du tube métallique ou du corps considéré, un organe qui élève immédiatement la température, grâce auquel . la couche de métal de placage formée sur la paroi intérieure du corps creux sera amenée à un état de ramollissement et de fusion tel qu'elle se liera avec la paroi intérieure du tube.
Abstraction faite de sa simplicité et des frais relativement bas causés par son application, l'avantage essentiel du procédé proposé réside,d'une part, en ce que l'on
<Desc/Clms Page number 8>
évite toutes les modifications métallurgiques défavorables de la matière de base du corps creux à plaquer, d'autre part, on obtient une grande régularité de la fusion et de ].'alliage de la matière .de placage sous l'action du chauffage appliqué directement sur le métal de placage, et, enfin, dans le fait que la surface de ce dernier est régulière et unie.
Un dispositif et un procédé conformes à l'invention sont représentés, à titre d'exemple non limitatif sur les figures ci-jointes dans lesquelles : - la figure 1 représente en coupe axiale un mode d'exécution d'une installation appropriée pour l'application du procédé conforme à l'invention, - la figure 2 montre une variante de réalisation, - les figares 3, 4 et 5 montrent d'autres modes d'exécution d'installations qui servent à l'application du procédé suivant l'invention.
Dans la figure 1, la référence 1 désigne un caisson constitué, par exemple, à partir d'un produit céramique, qui peut, en même temps, servir d'enveloppe isolante, ou qui peut être garni d'une enveloppe isolante séparée 2, constituée, par exemple, de laine de verre.
Cette disposition agit, suivant l'épaisseur et la matière dont est fait le caisson ou l'enveloppe isolante rapportée / sur l'opération de refroidissement. Cette opération de refroidissement peut, par exemple être aussi réglée au moyen d'une enveloppe - isolante amovible, ou d'un dispositif permettant séparément le refroidissement de cette enveloppe. La partie intérieure du caisson 1 peut éventuellement, être équipée de fils de chauffage, de canaux de chauffage ou autres, servant f d'installation auxiliaire.
<Desc/Clms Page number 9>
A l'intérieur du caisson 1 est placée la pièce de travail 4 qui, dans l'exemple du présent dessin, est un tube cylindrique, monté entre les mâchoires 5et 6, sur lesquelles sont posées les joues tournantes 7 et 8 qui peuvent être mues de l'extérieur d'une façon quelconque. Ces joues tournantes communiquent au tuyau 4 un mouvement de rotation.
Ce mouvement sert à répartir régulièrement une quantité de matière de placage broyée en particules régulières, pulvérulentes ou en grains que l'on a préalablement introduite dans l'intérieur du tube métallique 4, et à la déposer sous l'action de la force centrifuge sur la paroi intérieure du tube 4 sous forme d'une couche de placage revêtissant le tube sur toute sa longueur.
À L'intérieur du tube 4, de préférence sur toute sa longueur, s'étend un second tube 10 qui est constitué d'une matière à haut point de fusion, et non oxydable, par exemple uri métal tel que le nickel et qui repose par ses deux extrémités dans des mâchoires fixes 11 et 12.
Dans l'exemple d'exécution représenté, le tube 10 est,fermé à son extrémité 13. Dans l'intérieur de ce tube est montée une bobine chauffante 14 commandée avec une fréquence suffisamment haute, par exemple moyenne ou haute fréquence, de façon à produire, lorsqu'on l'alimente en courant, une élévation subite de la température, par exemple 1100 à 1200 C.
Cette augmentation de chaleur est transmise en premier lieu, par rayonnement, à la couche de placage déposée sur la paroi intérieure du tube 4, de sorte que celle-ci est fondue avec une extrême rapidité et s'allie avec la matière de base du tube 4, avant que la paroi elle-même du tuyau ait subi une élévation notable de température.
<Desc/Clms Page number 10>
Cette opération est réglée, en particulier en donnant une dimension convenable à la bobine d'induction 14 ainsi qu'en réglant la fréquence et l'énergie de la fréquence, de façon que la fusion du revêtement plaqué 9 soit réalisée en un temps bref ou brutal, sans que la couche de la pièce creuse à plaquer qui se trouve en-dessous soit atteinte par la chaleur dans une mesure notable.
Une autre amélioration essentielle de l'effet de l'éhauffement intérieur décrit ci-dessus, dont l'élévation soudaine entraine le passage immédiat de la matière de placage à l'état fondu et apte à l'alliage, réside en ce que l'on prévoit dans l'espace intérieur du tube 4, la formation d'une atmosphère inerte, neutre, qui empche la couche de placage fondue de s'oxyder d'une façon indésirable. Les gaz inertes, neutres, peuvent remplir dès le début l'intérieur du tube 4 et les joints 15, soumis à l'action d'un ressort 16, les empêchant de s'échapper par les deux extrémités.
Plus avantageuse encore est une méthode d'opérer, dans laquelle les gaz inertes ou neutres sont amenés par le tube intérieur 10 et sortent par des fentes 17 prévues dans ce tube. Il est avantageux de chauffer préalable- ment les gaz inertes, neutres, afin que leur température soit voisine du point de fusion de la matière de placage. Dans ce cas, les gaz inertes, neutres n'agissent pas seulement pour empêcher l'oxydation de la surface intérieure du métal de placage fondu, mais aussi, pour égaliser, surtout s'ils sortent sous une pression voulue, la répartition de la matière de placage fondue et lui assurer une surface unie. De cette façon on réduira au minimum la nécessité d'une finition méconique ultérieure,un meulage de la surface de placage par exemple.
<Desc/Clms Page number 11>
La figure 2 représente une variante de réalisation suivant la figure 1.
On a monté ici une tête d'induction 19 posée sur le tube 18. Ce tube 18 sert en même temps à amener un gaz inerte, neutre, qui peut sortir par lesfentes 20 du tube 18 ou par les orifices disposés en avant de la tête chauffante 19. La tête chauffante à induction 19 est manoeuvrée par un dispositif de guidage et de commande 21 quelconque qui permet de la déplacer en translation, de sorte que pendant le déplacement en avant, toute la longueur du tube 4 sera balayée, de façon que la couche de placage 9, posée de la manière exposée ci-dessus sur la paroi intérieure du tube à plaquer, sera fondue, et liée avec la matière de base.
Suivant la troisième forme d'exécution, représentée dans la figure 3, d'une installation servant au placage de la paroi intérieure d'une pièce creuse, la fusion de la couche de placage 9 posée sur la paroi intérieure du tube 4, est assurée d'abord par le rayonnement d'un tube d'arrivée de gaz 10 de grand diamètre qui est très faiblement distant de la couche de placage, par exemple à quelques fractions de millimètres ou à quelques millimètres. Dans l'étroit espace annuaire existant entre le tube de chauffage 10 et le tube 4 sur lequel on opère, on peut introduire des gaz inertes, neutres, dont la chaleur, si on , les a préchauffés, complète le rayonnement du tube de chauffage 10.
Une autre variante de l'installation conforme à l'invention, réside en ce que l'on &pporte la matière de placage elle-même, suivant la figure 4, au moyen d'une tête de pulvérisation 22 rotative dans l'intérieur du tube 4, la tête de pulvérisation pouvant être déplaoée en
<Desc/Clms Page number 12>
translation de la même façon que la, tête d'induction de la figare 2. Dans un tel cas, la matière de placage sort de la tête de pulvérisation 22 à l'état de fine dispersion éventuel- lement de colloïde gazeux au moyen du gaz inerte neutre, qui s'échappe de la tête de pulvérisation et est projeté sur la paroi intérieure du tube à plaquer 4.
La fusion immédiate de la matière de placage sera ici assurée par une tête d'induction 23 qui est raccordée derrière la tête de pulvérisation 22 de sorte que, dans tous les cas, la couohe de placage sera fondue immédiatement après sa projection sur la paroi intérieure du tube 4 et se liera avec la matière de base de ce tube.
Il existe une méthode encore plus avantageuse qui consiste à monter la tête d'induction 23 en avant de la tête de pulvérisation rotative 22. Si l'on a ensuite réglé soigneusement'le chauffage par induction, il se produira un échauffement de la matière de basedu tube 4 qui intéressera seulement sa couche la plus superficielle et qui préparera la matière de base de telle façon que, au cours du déplacement en avant du dispositif, la matière de placage projetée en très fines dispersion est frittée immédiatement et se lie avec la matière de base.
Il réside une autre possibilité avantageuse dans les corps creux de section quelconque qui consiste à lier la couche de placage avec la matière même de l'objet en travail au moyen de nervures, gorges ou évidements de forme quelconque. La figure 5 illustre schématiquement cette possibilité. La référence 24 désigne ici la matière de base du corps creux. Celui-ci est garni sur sa paroi intérieure de saillies 25 qui peuvent avoir une forme quelconque par exemple un filetage trapézoïdal. La matière de placage fond et
<Desc/Clms Page number 13>
coule aussi dans les creux qui se trouvât entre ces saillies, de sorte que le revêtement plaqué 26 n'st plus seulement retenu par l'adhérence et le frittage nuis aussi par l'effet mécanique des saillies 27 avec la mâtiné de base de la pièce creuse..
Si dans un tel cas et dans une opération ultérieure, l'enveloppe formée par la ratière de base se trouve enlevée mécaniquement ou chimiquement par exemple par un traitement à l'acide, il reste comme noyau le,corps 26, 27 formé par l'opération et constitué par exemple de métal dur.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci.-dessus décrits pour lesquels on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
1 ) Procédé pour l'application de placages sur la surface intérieure de pièces creuses métalliques qui peuvent tourner sur un axe et qui peuvent recevoir un mouvement de rotation d'un moteur de commande, caractérisé par ce que le métal de placage est introduit dans l'intérieur du corps creux sous forme de particules et que l'on élève la vitesse de rotation du corps creux commandé dans une mesure telle que le métal de placage qui se trouve à l'intérieur de ce corps est projeté sur sa surface intérieure, à la suite de quoi on élève soudainement la température à l'intérieur de la pièce creuse à un point tel que la masse de métal de placage projetée sur la surface intérieure du corps creux se lie avec cette surface à l'état fondu.