Procédé de réduction de la section transversale d'organes métalliques tels que tiges, fils, bandes par exemple. La présente invention a pour objet un procédé de réduction de la section transver sale d'organes métalliques tels que tiges, fils, bandes par exemple, du type dans lequel une pluralité d'organes, devant chacun subir ladite réduction, sont disposés côte à côte de manière à former un faisceau et sont main tenus assemblés ainsi par des moyens d'as semblage que l'on dispose tout autour, après quoi on soumet le faisceau comme un tout à une opération déterminant une réduction de ses dimensions en section transversale, par allongement dans son autre dimension, après quoi, enfin,
les moyens d'assemblage sont enlevés et les différents organes constituant le faisceau sont séparés les uns des autres.
Le procédé suivant l'invention est carac térisé en ce que l'on prévoit une matrice constituant un support, pour les surfaces laté- rales de chaque organe du faisceau, dispo sée de telle façon à distribuer la pression appliquée à l'extérieur des moyens d'assem blage uniformément sur les surfaces latérales desdits organes au moins pendant une partie de l'opération de réduction, en vue de ré duire la distorsion de la section transversale de ces organes.
Le terme "matrice", tel qu'employé dans cette description, est destiné à désigner un support pour les surfaces des organes indi viduels du faisceau, qui répartit la pression appliquée à la surface externe du tube en veloppant, pratiquement uniformément sur les surfaces des organes individuels, soit pen dant tout le procédé de réduction, soit au moins pendant une partie de ce procédé, et aide ainsi à limiter toute déformation de la forme des organes.
La matrice peut être constituée, par exemple, en employant une grande proportion (par exemple 22% en vo lume) de garnissage de nature pulvérulente ou plastique, en donnant aux organes indi- viduels une forme telle qu'ils constituent un support les uns pour les autres, en enfouis sant les organes susdits dans une garniture métallique placée, sous forme fondue, dans le tube ou le bandage enveloppant, ou en en veloppant chacun desdits organes dans des tubes individuels en une matière qui, pen dant la réduction, se déforme facilement pour remplir les interstices du faisceau assemblé.
Lorsque les organes sont constitués de ma nière à' former leur propre matrice, ils peu vent être disposés de manière à s'ajuster les uns avec les autres, sans interstice, et ils peuvent,être tous de section transversale sem blable et se conformer à un polygone régu lier de côtés rectilignes, par exemple un carré ou un hexagone.
Le dessin schématique annexé représente, à titre d'exemples, plusieurs mises en couvre du procédé.
La fig. 1 est une coupe transversale se rapportant] .à une première mise en oeuvre, et montrant un faisceau de tiges de section circulaire, placé dans un tube enveloppant; La fig. 2 est une coupe montrant la dé formation de la section des tiges individuel les, après réduction; La fig. 3 est une coupe montrant une manière de constituer une matrice; La fig. 4 montre une autre forme de matrice;
La fig. 5 représente une autre mise en couvre, dans laquelle la matrice pour un des organes est formée par les côtés contigus des organes adjacents; La fig. 6 est une vue montrant l'emploi d'un bandage en hélice entre le faisceau et le tube enveloppant; La fig. 7 est une coupe représentant une autre mise en couvre, et La fig. 8 est une coupe représentant l'ap- plication du procédé à la réduction de feuilles. Les mêmes chiffres de référence indi quent des parties semblables dans les diverses figures.
A la fig. 1, plusieurs tiges 10 de section transversale circulaire sont représentées em- ballées dans un tube 11 enveloppant. Si l'on prépare de cette manière une bûche compo site et qu'on la soumet à la réduction. par exemple par étirage ou laminage, la com pression radiale tend à déformer la section transversale des tiges dans des directions allant vars les interstices, comme indiqué à la fig. 2. La nature et l'importance de la distorsion varient tant soit peu selon l'em placement des organes individuels par rap port à la circonférence du tube.
Afin de diminuer autant que possible le degré de distorsion, on fait usage, selon l'exemple représenté à la fig. 3, d'une ma tière de garnissage de nature pulvérulente ou plastique, telle que de la craie (blanc de Meudon, de Troyes) ou un métal sous forme pulvérulente, comme milieu de séparation entre les organes individuels du faisceau. Comme représenté, les organes 10 en forme de tiges sont séparés les uns des autres à. l'intérieur d'un tube externe 11 et les inter stices sont complètement remplis par une garniture 12 du genre ci-dessus.
La garniture 12 non seulement limite le degré de distor sion des sections, mais empêche les organes de se souder les uns aux autres pendant la réduction et facilite ainsi le partage du fais ceau lorsque l'opération de réduction est ter minée.
Dans l'exemple représenté à la fig. 4, chaque organe 10 en forme de tige est en fermé séparément dans une gaine 13 métal lique tubulaire et tous les organes sont alors introduits, sous forme d'un faisceau, dans un tube 11 enveloppant. Dans ce cas, une ma trice est de nouveau prévue pour chaque or gane du faisceau. La gaine 13 est de préfé rence en un métal (par exemple en cuivre) qui est pratiquement plus malléable que celui des organes 10, de telle sorte que pendant la ou les phases initiales du procédé de réduc tion, les gaines seront déformées pour rem plir les interstices de la structure. Si on le désire, une matière de garnissage, sous forme pulvérulente, peut également être employée.
On remarquera que dans cet exemple, lorsque le procédé de réduction est terminé, et après que le tube 11 enveloppant a été enlevé, cha que organe doit être séparé de sa gaine 13 protectrice. Ceci peut être facilement exécuté en dissolvant la gaine avec un acide, le choix du métal de la gaine étant fait dans ce but. Si l'on désire obtenir un fil revêtu, la gaine 13 peut.être laissée en place.
Dans l'exemple représenté à la fig. 5, les organes 10 individuels sont tous de section transversale hexagonale, de telle sorte qu'ils peuvent être assemblés, comme représenté, en s'ajustant les uns dans les autres, la matrice pour chaque organe étant au moins en partie formée par les faces contiguës des organes adjacents. Comme précédemment, le faisceau est enfermé dans un tube externe 11 et une matière 12 de garnissage est placée entre la périphérie du faisceau et la paroi interne du tube enveloppant.
Par exemple, cette ma tière de garnissage peut être de la craie (blanc de Meudon, de Troyes), du plâtre de Paris ou un métal en poudre, ou bien un métal fondu peut être coulé dans le tube pour former le garnissage. Un garnissage supplémentaire, tel que de la craie (blanc de Meudon ou de Troyes) est également intro duit entre les faces adjacentes des organes individuels, pour faciliter la séparation finale du faisceau en les éléments qui le composent. Cet exemple peut être réalisé avec des barres de n'importe quelle section trans versale voulue, qui s'ajustent les unes avec les autres pour former une section transver sale solide (c'est-à-dire sans interstices), et les organes ne doivent pas nécessairement être tous de la même section transversale.
Ainsi, des rectangles de dimensions diffé rentes peuvent être employés pour les diffé rents organes, ou bien des sections rondes peuvent être employées en combinaison avec des sections dont les quatre côtés sont con caves. Un autre exemple est la combinaison de sections carrées avec des sections octogo nales.
Dans certains cas, il peut être désirable ou commode d'employer un procédé chimique ou électrolytique pour enlever le tube 11 enve loppant, après la réduction, et dans de tels cas, la disposition représentée à la fig. 6 peut avantageusement être employée. En référence à cette figure, les tiges ou les fils 10 indivi duels sont réunis en un faisceau comme pré cédemment, avec un milieu séparateur, tel que du graphite, entre les organes individuels, et le faisceau, avant d'être introduit dans l'en veloppe 11 externe, est lié en hélice avec un fil ou un ruban métallique 14. Après réduc tion, le tube 1.1 peut être coupé longitudinale ment par une opération mécanique, sans abî mer les organes étirés, vu que ces derniers sont protégés par le bandage 14.
Après que le tube 11 a été enlevé, le fil 14 peut être déroulé et les éléments individuels mis à dé couvert. Dans certains cas, lorsqu'un bandage en hélice est employé, celui-ci peut remplacer entièrement le tube externe 11 d'enveloppe ment, le faisceau lié étant soumis directement aux opérations de réduction.
Dans la disposition représentée à la fïg. 7, les tiges individuelles sont introduites dans des trous longitudinaux 15 forés dans une bûche solide. Dans ce cas, la partie interne de la bûche constitue les matrices pour les organes individuels et la partie circonféren- tielle prend la place du tube 11 enveloppant, employé dans les exemples précédents.
Dans l'exemple représenté à la fig. 8, il s'agit de la réduction de la section transver sale, par laminage ou d'une autre manière analogue, d'organes 10 individuels de la formes de plaques, de dalles ou autre forme analogue. Comme précédemment, ces organes sont assemblés en un faisceau ou paquet avec un milieu 12 de séparation placé entre des couches adjacentes. Le paquet est enfermé dans une boîte 11 métallique rectangulaire, dont les parois internes sont séparées des sur faces adjacentes du paquet par d'autres quan tités du milieu de séparation. La boîte 11 peut présenter une soudure ou simplement un repli.
Si, comme il peut être avantageux, on désire empêcher l'accès de l'air aux plaques individuelles, les extrémités de la boîte 12 peuvent être fermées. Comme précédemment, le milieu de séparation peut être un métal, par exemple, lorsque les plaques 10 sont en un acier au carbone, le métal de séparation peut être du cuivre ou du nickel ou encore un gar- nissage' pulvérulent ou d'une consistance ana logue, par exemple du graphite en poudre (et non pas en paillettes) ou un oxyde métallique.
Dans n'importe lequel des exemples pré cédents, le faisceau enveloppé peut être sou mis à un travail à chaud ou à froid. Lorsque le procédé est destiné à la fabrication de fils minces et que la condition principale est de diminuer autant que possible toute altération de la forme de la section transversale des fils, un étirage à travers une filière est la méthode préférée de réduction de la section transver sale.
Une recuite ou un autre traitement ther mique spécial peut être nécessaire ou désirable à des phases intermédiaires entre les étapes successives de réduction ou comme opération finale ou encore à ces phases intermédiaires et comme opération finale; à ce propos, on remarquera qu'un procédé du type décrit offre des avantages pratiques essentiels, en ce sens qu'il permet de soumettre simultanément à la réduction un grand nombre de tiges ou d'autres objets analogues, à la même tempé rature de traitement, sous forme d'une seule unité qui peut être facilement manipulée. Le bandage ou l'enveloppe externe du faisceau ne doit pas nécessairement être un tube sans joint.
Par exemple, une enveloppe tubulaire présentant un joint longitudinal ou fermée par recouvrement, peut être utilisée, un agent de séparation, tel que par exemple de l'oxyde de chrome, étant introduit entre des surfaces adjacentes près du joint, de manière à empê cher le soudage pendant le procédé de réduc tion. Lorsque l'opération de réduction est ter minée ou après n'importe quelle autre opéra tion désirée, par exemple lorsqu'un traitement thermique a été effectué, l'enveloppe externe peut être facilement ouverte à l'endroit du joint et enlevée du faisceau.
En traitant de la manière décrite des or ganes individuels en certains métaux ou allia ges, le milieu de séparation entre des organes adjacents peut être constitué par une couche d'oxyde d'une bonne épaisseur, formée dans ce but à la surface des organes. En outre, une couche d'oxyde peut êtrè employée en combinaison avec les autres formes d'embal lage déjà décrites.
Le procédé décrit ici peut être employé pour la réduction d'organes individuels en n'importe quel métal ou alliage désiré et, dans chaque cas, la forme et la composition de la matrice et du bandage ou de l'enveloppe externe seront choisies en considérant la mé thode qui doit être employée pour séparer les organes individuels après la réduction finale, le fait que l'on désire obtenir une distorsion minimum de la section originale .et d'autres facteurs qui ont déjà été considérés. Par exem ple, lorsque le procédé est appliqué à la fabri cation de minces fils en acier inoxydable, contenant 18 % de chrome et 8 % de nickel, on emploie une matrice en cuivre et une enve loppe tubulaire externe en un acier à forte teneur en carbone.
Après réduction, l'enve loppe externe et la matrice sont enlevées par immersion dans un bain acide chaud. En géné ral, on a trouvé que le volume occupé par le garnissage doit être supérieur à 5 % du vo lume limité par le tube ou le bandage enve loppant, pour faciliter la séparation des or ganes individuels après réduction et avec des fils de section transversale circulaire, le vo lume du garnissage doit être au moins de 22% et il peut aller jusqu'à 200% ou plus si on désire limiter la déformation de la sec tion transversale.
Une façon d'enlever une enveloppe externe en un acier à forte teneur en carbone consiste à amener cette enveloppe à un état cassant, par un traitement thermique, et ensuite à la briser du faisceau.
Le procédé décrit est susceptible de nom breuses applications industrielles, par exem ple pour la fabrication de fils très minces. Par exemple, en partant de neuf fils de sec tion circulaire de 0,65 mm de diamètre, en un acier inoxydable de la composition indi quée ci-dessus, enfermés dans un tube, il est possible d'obtenir, par le présent procédé, des sections finales d'un diamètre approchant de 0,05 mm et encore de section à très peu de chose près ronde.
Dans un autre exemple, quatre-vingts fils en acier inoxydable ou en un alliage nickel- chrome <B>(80%</B> Ni, 20% Cr) de 0,65 mm de diamètre sont enfermés chacun dans des tubes distincts en cuivre formés en pressant une bande de cuivre autour des fils et sont ensuite emballés à l'intérieur d'un tube de cuivre de 12,7 mm de diamètre. La bûche composite ainsi formée est ensuite réduite par étirage (dans un autre exemple par laminage) jusqu'à un diamètre de 0,17 mm. Le cuivre est ensuite dissous en laissant les fils qui ont un diamètre d'environ 0,01 mm.
Des fils de cette fine section peuvent être filés en des fils à plusieurs filaments et ces derniers peuvent être tissés en un tissu. Une autre application est de fabriquer un fil câblé, un câble ou un autre article analogue. On peut fabriquer un fil câblé ou un câble en réduisant une liasse ou un faisceau enveloppé de tiges ou de fils par le procédé déjà décrit et en donnant une torsion hélicoïdale au faisceau réduit puis, si nécessaire, en faisant subir un traitement thermique au faisceau pour déformer à demeure les éléments ou torons individuels ou pour donner n'importe quelle propriété physique désirée. Comme pré cédemment, le tube enveloppant, le bandage et la matrice sont finalement enlevés par voie chimique, électrolytique ou mécanique.
Si on le désire, à une extrémité, ou à chaque extré mité du câble ou .du fil multiple réduit, la matrice. lorsqu'elle est en métal, par exemple en cuivre, peut être laissée en place de manière à former des parties d'extrémités solides qui peuvent être avantageuses pour l'enfilage, par exemple lorsque le produit final est un fil mince câblé qui doit être tissé pour former une étoffe. Lorsque l'on emploie un tube solide pour envelopper le faisceau, ce tube peut être récupéré, si on le désire, comme un produit commercial utile, c'est-à-dire sous forme d'un tube étiré sans joint.
Dans ce but, la composition du tube enveloppant sera choi sie en considérant la nature et les propriétés de la matière du tube récupéré. Lorsque la bûche composite a été réduite à la dimension voulue, le tube peut être libéré des organes qu'il renferme en le roulant transversalement ou de n'importe quelle autre manière com mode.
Dans le choix de la matière de garnissage, les matériaux qui ne s'étendent pas uniformé ment ou qui ont tendance à se lier sous pres sion (par exemple du graphite en paillettes ou du garnissage de carrosserie) ne sont pas ap propriés comme matières devant s'étendre uni formément sous la pression du laminage ou de l'étirage (par exemple des substances mé talliques, de la craie, du blanc de Meudon, du blanc de Troyes ou de l'oxyde de chrome).
Le procédé décrit peut être appliqué au cas où l'on emploie le faisceau réduit pour la fabrication d'une brosse. Dans cette appli cation, une partie du tube enveloppant est laissée en place pour maintenir ensemble les fils individuels et pour former un manche pour la brosse.