Procédé pour la fabrication de fils conducteurs électriques et fil conducteur électrique obtenu par ce procédé. On a déjà réalisé des fils conducteurs dans lesquels l'âme conductrice est isolée d'une enveloppe métallique extérieure par un corps solide pulvérulent réfractaire.
Pour la fabrication de ces fils, une ébauche, dont les dimensions initiales sont capables des dimen sions finales, est soumise à des traitements métallurgiques tels que étirage ou tréfilage pour donner finalement un fil ayant le dia mètre voulu et dont la longueur soit suffi sante. ' Mais les procédés de fabrication jusqu'ici employés ne permettaient pas d'obtenir des fils et des câbles conducteurs dont les qua lités électriques soient suffisantes et notam ment qui présentent à la fois une homogénéité parfaite du :diélectrique, un exact centrage de l'âme, que cette âme soit pleine ou divi sée, ou qu'elle soit à un ou plusieurs conduc teurs, et une résistance d'isolement kilomé trique élevée.
Ils ne permettaient pas non plus de réali ser des fils chauffants à âme constituée de fils métalliques très fins à faible allonge ment et d'une parfaite régularité sur toute leur longueur,, quant au diamètre extérieur, à, la compacité. de l'isolant et à la conducti bilité thermique: La présente invention a premièrement pour objet un procédé de fabrication ayant pour but de remédier à ces divers inconvé nients. Ce procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que l'isolant est amené à un état de déshydratation pratiquement totale, avant tout traitement métallurgique ulté rieur, par élimination absolue de toute l'eau contenue dans l'isolant ou liée à celui-ci phy siquement ou chimiquement.
On a en effet constaté que la déshydra tation totale du diélectrique permet d'attein dre des résistances d'isolement d'un ordre considérablement plus élevé que celles obte- nues avec ce même diélectrique incomplète ment déshydraté.
Cette déshydratation du diélectrique per met d'obtenir, par suite, une propriété très précieuse, l'incombustibilité, c'est-à-dire tout d'abord la possibilité pour le conducteur, de supporter sans inconvénient une température élevée à laquelle la présence d'eau vaporisée emprisonnée par la matière isolante compri mée rendue imperméable par sa très grande longueur, ferait courir le risque d'explosion de l'enveloppe, en second lieu, la possibilité pratique de soumettre le conducteur sans ris ques, ni inconvénients d'aucune sorte, à la température au delà de laquelle les métaux de l'enveloppe et de l'âme seraient brûlés ou fondus et de résister à cette température, alors que tous les autres fils ou câbles élec triques isolés fabriqués jusqu'à.
ce jour se raient détruits.
Selon un mode de réalisation, le diélectri que pulvérulent sera introduit dans l'ébau che à l'état de compacité limite, c'est-à-dire comprimé à une pression au moins égale à celle à partir de laquelle le volume cesse pra tiquement de diminuer quand la pression augmente; cette compacité, correspondant à l'introduction de la quantité d'isolant maxima, n'aurait été atteinte, si l'isolant avait été introduit dans tout autre état. de pression inférieure, qu'après plusieurs passes d'étirage, au moment où les efforts extérieurs (d'une filière par exemple) appliqués sur la gaine, seraient transmis à l'âme provoquant le tréfilage homothétique de l'ébauche.
Cette opération pourra se faire soit en tassant la poudre déshydratée dans l'ébau che, autour de l'âme, soit de préférence en la comprimant en agglomérés, sous haute pres sion, qui sont ensuite mis en place dans l'é bauche autour de l'âme, soit de toute autre manière convenable.
Dans le cas de la fabrication de fils con ducteurs, l'ébauche ainsi préparée est ensuite soumise à des opérations métallurgiques com portant, par exemple, une rétreinte et un éti rage en plusieurs passes permettant d'at teindre une très grande longueur. Dans le cas de la fabrication des fils chauffants, dans lesquels l'âme employée doit pouvoir être constituée par des fils métalli ques très fins, à faible allongement, l'âme de l'ébauche est au contraire choisie de préfé rence d'un diamètre voisin du diamètre défi nitif et l'allongement par étirage est main tenu aussi faible que l'exige la nature du fil résistant constituant l'âme.
L'invention a en outre pour objet un fil conducteur électrique obtenu par le procédé indiqué ci-dessus et comportant une gaine métallique extérieure continue, une âme mé tallique et un isolant solide pulvérulent ré fractaire interposé. Dans le fil conducteur suivant l'invention, le diélectrique est tota lement déshydraté, à l'état de poudre agglo mérée de façôn homogène, la résistance d'iso lement kilométrique d'un semblable conduc teur dépassant 10 000 mégohms, le diélectri que ayant une haute compacité et une con- ductibilité thermique élevée.
Le fil conducteur peut constituer un fil chauffant à âme rectiligne, isolant réfrac taire déshydraté et gaine métallique, de dia mètre et section rigoureusement constants, de conductibilité thermique constante et notam ment un fil ayant une âme de diamètre infé rieur à 0,6 mm.
On va décrire ci-après un exemple de réa lisation du procédé selon l'invention. L'isolant employé est de préférence la ma gnésie pulvérulente, qui pourrait d'ailleurs être remplacée par d'autres isolants, miné raux ou non, tels que la stéatite.
Cet isolant est soumis soit à l'état de poudre, soit de préférence à l'état d'agglomé rés faits avec cette poudre, soit à tout autre état à une déshydratation totale qui doit être poussée jusqu'à disparition des dernières traces d'eau, qu'elle soit de composition, de cristallisation ou de suspension. En pratique, on prolonge le séchage au delà du point à partir duquel le poids de la matière ne varie plus.
Un cycle de chauffe qui donne de bons résultats pour la magnésie consiste à chauffer à. 600 pendant trois heures. L'isolant est mis en place dans la gaine de l'ébauche en prenant toutes précautions pour éviter une réhydratation; on peut, à cet effet, maintenir l'ébauche chauffée pendant cette opération.
L'ébauche finie est soumise à un chauf fage dans un four à température élevée pen dant quelques minutes et de préférence close, de manière étanche pour éviter toute altéra- ration pendant les traitements ultérieurs.
A cet effet, on peut l'obturer à l'aide de rondelles d'amiante et d'une rondelle en mé tal et border à l'aide d'une bouterolle ou analogue.
On introduit l'isolant dans la gaine de l'ébauche dans un état de compacité tel que les pressions exercées de l'extérieur sur la gaine sont transmises à, l'âme, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de faire subir à l'ébauche une opération de rétreinte considérable avant de pouvoir obtenir son allongement homothé tique par tréfilage.
Parmi les matières isolantes essayées, on a trouvé que la pression optima était pour la magnésie de 4000 lz-g/cmy, pour la stéatite de 1000 kg/cm\.
Cette mise à l'état compact de l'isolant peut se faire de diverses manières, soit en le mettant sous forme d'agglomérés obtenus à haute pression, soit en le tassant directe ment dans l'ébauche, soit de toute autre ma nière convenable.
Dans le cas de la fabrication de fils con ducteurs tels que ceux destinés, par exemple, au transport d'énergie électrique, il est dési rable d'obtenir des fils d'une très grande lon gueur: l'âme est alors choisie en un métal susceptible de prendre un très grand allon gement.
L'ébauche terminée est soumise ensuite à des opérations de tréfilage par passes suc cessives. Les qualités qu'elle possède à la suite des traitements sumentionnés de déshy- dra.tation et compression du diélectrique, ren dent possible l'obtention d'allongements con sidérables, les dimensions respectives de la gaine, de l'isolant et de l'âme restant homo thétiques. Les conducteurs ainsi obtenus se diffé rencient de ceux jusqu'içi réalisés par leur structure aussi bien que par leurs qualités.
Ils comportent un diélectrique totalement déshydraté et à un état de haute compacité, fait de grains de très petites dimensions ag glomérés à haute pression et, par suite, très homogène et isotrope.
Leur résistance kilométrique à l'isole ment est d'un ordre de grandeur très supé rieur à celle des conducteurs jusqu'ici fabri qués; elle est notablement supérieure à 10 000 mégohms et pour un type de câble dans lequel le diamètre intérieur du tube enveloppe était de 6 millimètres et le dia mètre de l'âme 1,6 mm, elle a été constatée supérieure à 12 000 mégohms.
D'une façon plus générale, la résistivité de l'isolant à, 20 C (pour la magnésie) est supérieure à 6 X 10s mégohms par cm= de section d'isolant et par centimètre de lon gueur. Pour le type de câble susmentionné elle a atteint 12 X 10e mégohms par cm' et par centimètre.
D'autre part, l'isolant s'y trouve à la fois à l'état très homogène et à un haut degré de compacité qui est caractérisé pour la ma gnésie par une densité d'environ 2,3.
Enfin, la conductibilité thermique de l'isolant atteint et dépasse 15 millièmes de watts par centimètre de longueur du conduc teur et par degré. Pour l'exemple donné ci- dessus elle a été trouvée supérieure à 25 mil lièmes de watts.
Dans le cas de l'application du procédé à la fabrication de fils chauffants, l'âme em ployée doit pouvoir être constituée de fils métalliques très fins à faible allongement: la matière isolante est mise en place dans l'ébauche sous forme d'agglomérés com primés, disposés autour du fil central. L'é bauche (après déshydratation totale) est sou mise à une opération préliminaire de ré- treinte, opération indispensable pour broyer intégralement tous les agglomérés, et ame ner l'isolant à l'état recherché, état caracté risé par la constance de la compacité de l'iso lant tout le long du conducteur, par son ho- mogénéité et son isotropie.
On conçoit que dans ces conditions le fil résistant, droit, se trouve exactement centré dans la gaine exté rieure du fil chauffant et que jusqu'à la fin de cette opération ce fil n'a subi aucun al longement. On peut s'en assurer d'ailleurs aisément en comparant sa longueur après cette opération préliminaire, à sa longueur initiale.
Il est soumis ensuite à un étirage qui vient, soit augmenter légèrement la compa cité pour qu'elle atteigne sans la dépasser la compacité limite, soit dépasser légèrement cette dernière compacité de manière à sou mettre le fil résistant à l'allongement désiré qui peut être aussi faible qu'on le désire. Dans ce dernier cas, on arrêtera le tréfilage quand l'allongement du fil résistant aura at teint une valeur sensiblement en dessous de son allongement du rupture, de manière à laisser au fil terminé une marge de sécurité suffisante.
Le fil ainsi obtenu est caractérisé par une âme rectiligne parfaitement droite, centrée rigoureusement dans une gaine métallique dont elle est isolée par un diélectrique pul- érulent réfractaire aggloméré et totalement déshydraté. Sa longueur peut être relative ment grande par rapport à celle des fils chauffants obtenus par des procédés anciens.
Il est d'une grande sécurité diélectrique; les conditions dans lesquelles il est construit per mettent de réaliser un fil chauffant dont l'âme est aussi éloignée qu'on le désire de son allongement de rupture et en dehors de cet avantage, la compacité de l'isolant est très élevée, l'échange de température se fait très rapidement entre l'âme et la gaine et les al ternances de chauffage et de refroidissement provoquent entre l'âme et la gaine des efforts réduits à leur plus faible valeur.
La compacité définie est constante tout le long du conducteur, ce qui rend possible l'emploi de fil aussi fin qu'on le désire, et donc d'obtenir une puissance au mètre aussi faible qu'on le désire, et de réaliser le chauf fage à basse température.
L'étirage limité et exactement défini donne la possibilité d'emploi de métaux ou d'alliages de faible allongement et, par con- séquent, de quelque fragilité que ce" soit.
Le procédé ci-dessus donne également le moyen d'employer dans une même gaine plu sieurs fils de nature et de propriétés diffé rentes. Il convient tout spécialement à la réalisation de couples thermoélectriques constitués par deux fils de métaux différents isolés l'un de l'autre, parfaitement droits et parallèles, l'ensemble étant centré à l'inté rieur d'une gaine métallique protectrice.