CH265591A - Procédé pour le traitement thermique d'articles métalliques. - Google Patents

Description

  Procédé pour le traitement thermique d'articles métalliques.    La présente invention concerne le traite  ment thermique d'articles métalliques, notam  ment d'articles en métaux légers.  



  Actuellement, les alliages, et particulière  ment les alliages légers, subissent dans leur  forme définitive un traitement thermique qui  consiste en un chauffage à une température  donnée, suivi d'une trempe plus ou moins  brusque. Ce traitement est nécessaire pour  dissoudre les ingrédients d'alliage dans le mé  tal de base, par exemple l'aluminium, la  trempe ayant pour effet de fixer la structure  de l'alliage sous forme de solution solide. A  défaut de cette trempe, l'alliage se décompo  serait très rapidement, ce qui aurait pour     ré-          sultat    une perte presque totale de ses qualités  mécaniques,     lesdits        ingmédient.s    cristallisant.  entre les grains du métal de base.  



  Les procédés actuels consistent. à. chauffer  les articles à. traiter disposés sur ou dans des       supports    en acier ou en métal spécial, géné  ralement     dans    des bains de sels     chauffés    géné  ralement L'ensemble est. porté le plus près  possible de la     température    de cristallisation  et de celle de     dissolution    des ingrédients d'al  liages     dans    le métal de base et les articles,  après avoir été maintenus à cette     température     pendant le     temps        nécessaire,    sont. générale  ment immergés dans l'eau froide.

   Ce mode  opératoire oblige à disposer les pièces à trai  ter sur ou dans les supports. En effet, ces  pièces ne pourraient pas, autrement, être sor  ties du bain de sel, la température de dissolu-    taon des ingrédients correspondant à un état  de ramollissement presque total de l'alliage  constituant l'article. La dissolution des ingré  dients d'alliage se produit d'autant plus ra  pidement que la température est     plats    élevée,  ce qui entraîne le ramollissement précité.  Pour éviter un tel     ramollissement,    on peut  opérer à une température plus basse, ce qui  est possible dans une certaine mesure, mais  ce qui oblige à augmenter le temps de traite  ment, en déterminant une diminution telle de  la production que cette manière de procéder  devient prohibitive.  



  En outre, les articles se déformant pen  dant le chauffage, chaque redressement, après  traitement, représente un travail à froid du  métal, généralement au détriment de ses qua  lités     mécaniques    et. physico-chimiques (cor  rosion). En outre, chaque fois que le support  est. trempé dans l'eau, il se refroidit, de telle  sorte que, lorsqu'on le remet dans le bain de  sel avec les pièces suivantes, il provoque une  consommation inutile de calories.

   De plus,       l'utilisation    de supports exclut     tri    traitement  continu, contrairement à la tendance moderne  de réaliser des traitements de ce     genre.    Par  ailleurs, l'immersion dans le bain de sel de  supports dont le poids et le     volutme    sont géné  ralement. supérieurs à     ceux    des pièces en al  liage à traiter détermine des     fluctuations     notables de la température du bain     obligeant,     par     mesure    de prudence, à maintenir le bain  à une température plus     basse    que ceci ne      serait possible autrement.

       Enfin,    la nécessité  de travailler avec un volant thermique assez  important rend tout réglage     thermique    ineffi  cace.  



  La présente invention comprend un pro  cédé pour le traitement thermique d'articles       métalliques,    notamment de bandes, barres, fils,  tubes, etc., qui permet. d'éviter tous ces incon  vénients. Selon ce procédé, on fait passer de  façon continue lesdits articles à travers une       enceinte    contenant au     moins    deux substances  fluides non miscibles superposées et chauf  fées, la substance inférieure étant liquide à  la température à laquelle on opère et présen  tant un poids spécifique supérieur à celui du  métal constituant l'article traité, tandis que le  poids spécifique de l'autre substance est infé  rieur à celui dudit métal,

   ledit passage étant  réalisé de façon que l'article traité flotte à  la surface de la substance occupant le fond de  ladite     enceinte.     



  L'invention comprend, en outre, un appa  reil pour la mise en     oeuvre    du procédé sui  vant l'invention, et un article obtenu par ledit  procédé.  



       L'invention    sera     mieux    comprise à l'aide  des dessins annexés sur     lesquels    on a repré  senté, purement à titre d'exemple et     -unique-          ment    pour fixer les idées, deux modes de réa  lisation de l'appareil pour la mise en     oyuvre     du procédé     suivant    l'invention.  



  Sur ces     dessins:       La     fig.    1 est une vue en coupe verticale  du premier mode de     réalisation    de     l'appareil     suivant     l'invention.     



  La     fig.    2 montre le diagramme de tempé  rature.  



  La     fig.    3 est une coupe faite par le plan  3-3 de la     fig.    1.  



  La     fig.    4 .est une coupe montrant l'alimen  tation des éléments de réglage thermique.  



  La     fig.    5 est une vue en coupe verticale  du deuxième mode de     réalisation    de l'appa  reil.  



  La     fig.    6 est une coupe verticale faite sui  vant-     leplan    6-6 de la     fig.    9.    La     fig.    7 est     ime    coupe semblable à celle  de la     fig.    5 montrant un système de chauf  fage par induction.  



  La     fig.    8 est une coupe par le plan 8-8  de la     fig.    7, et  la     fig.    9 est une coupe partielle montrant  les rouleaux d'entrée de l'appareil.  



  En se référant d'abord aux     fig.    1, 2 et 3,  on voit, en 1 le récipient contenant     l'ensemble     des substances non miscibles     superposées    ou  bain de traitement. Ces substances peuvent,  bien entendu, être très variées sans s'écarter  pour cela de l'esprit de l'invention. Toutefois,  elles doivent satisfaire à plusieurs conditions.

    Tout d'abord, ces substances ne doivent pas  être     mélangeables;    ensuite, elles ne doivent,  de préférence, pas attaquer     chimiquement    le       produit    traité; enfin, la substance à l'état       liquide    occupant     le.    fond du récipient doit.

   avoir  un poids spécifique     supérieur    à celui du métal  constituant l'article traité,     enfin,    que celui-ci  surnage sur sa     surface,    tandis que la ou les  substances à l'état liquide ou gazeux occu  pant le reste du récipient doivent avoir un       poids    spécifique inférieur à celui du métal  constituant l'article traité, afin que celui-ci       glisse    sur la surface du liquide de fond tout  en étant recouvert par la ou les autres subs  tances qui ont pour rôle,     d'une    part, d'éviter  une corrosion de la substance occupant le  fond du récipient et du métal constituant l'ar  ticle traité et, d'a-Litre part,

   de     maintenir    ledit  article à la température voulue. Dans un mode  de réalisation de l'invention, la substance de  fond est constituée par du plomb fondu, le  reste du bain étant constitué par un sel an  hydre     liquide    inerte par rapport au plomb,  par exemple du salpêtre, ou par un gaz éga  lement inerte par     rapport    au plomb, par  exemple une atmosphère d'ammoniaque cra  <B>qué.</B>  



  Le récipient 1 est séparé en trois com  partiments<I>A, B</I> et C. On voit en 2 la partie  du récipient remplie par du plomb, en 3 la  partie remplie par du sel et en 4 le couvercle.  On voit en 7 les éléments de réglage ther  mique.      Grâce à cette disposition particulière, on  peut faire     passer    l'article à traiter     d'une    fa  çon continue à travers le bain, en le faisant  glisser sur la surface de la substance de sup  port sur laquelle il surnage. Toutefois, étant  donné que l'article pénètre dans le bain à  une température relativement basse, il est pré  férable de le réchauffer rapidement, avant de  lui faire subir le traitement thermique pro  prement dit., à travers un bain de préchauf  fage disposé dans le compartiment A du réci  pient unique 1.  



  L'article à traiter 9 se déroule donc à par  tir d'une bobine 5 et est poussé par un jeu  de rouleaux 6 dans le bain de traitement en  subissant dans le compartiment A un     réchauf-          fage    rapide, ainsi qu'on le voit par la ligne  en traits pleins sur le diagramme de la     fig.    2  représentant les températures de l'article lors  de son déplacement dans le bain. La ligne  en pointillé sur la     fig.    2 représente les tem  pératures du bain. Dans le compartiment B,  les températures de l'article et du bain étant  les mêmes, les deux lignes coïncident..

   En sor  tant du compartiment A, l'article passe dans  le compartiment B où il flotte sur la surface  du plomb en fusion, tout en étant     recouvert     par le sel.  



       Etant    donné le ramollissement de l'article  traité à l'intérieur du compartiment B, il est  préférable, pour permettre sa manutention,  de le refroidir avant d'exercer la traction né  cessaire pour le faire sortir du bain. Dans  ce but, on prévoit de refroidir l'article 9 dans  un compartiment     C    spécial faisant partie du  récipient 1 et situé au voisinage de l'extré  mité de sortie du     compartiment    B. Par con  séquent, l'article 9 peut être tiré,     après    son  passage à travers le compartiment B, par un  jeu de rouleaux 8, le refroidissement préa  lable dans le compartiment     C    lui donnant  une résistance mécanique suffisante pour per  mettre une manutention de ce genre.  



  De préférence, les bains de préchauffage  et de refroidissement. sont     constitués    par au  moins deux substances fluides non miscibles  superposées, la substance surnageante ayant  un poids spécifique qui, tout en étant infé-    rieur à celui de l'article traité, est cependant  supérieur à celui de la substance surnageante  dans le compartiment. de traitement propre  ment dit. B.  



  Les éléments thermiques 7 sont constitués,  dans cet exemple, par des tubes parcourus  par la même substance que celle dans laquelle  ils sont plongés.  



  Sur la     fig.    4, on a représenté schématique  ment un circuit de circulation dans lequel une  pompe 10 envoie le liquide dans la direction  des flèches et le fait passer à travers un  réservoir 12 dans lequel la température de  ce liquide est augmentée ou diminuée à l'aide  d'éléments thermiques 11. La bande peut être  refroidie à la sortie, par exemple par arrosage  ou soufflage à l'endroit représenté par la  flèche 13.  



  L'appareil comportant en combinaison les  caractéristiques précitées permet d'obtenir les  avantages     suivants:     a) économie de charbon, grâce à l'absence  de tous supports;  b) économie de sel qui, dans les méthodes  actuelles, se dépose sur les supports et, dans  le cas de     traitement    de matières en bandes,  sur la surface de celles-ci;  c) grande uniformité des articles quant à  leurs propriétés mécaniques, lesquelles sont  particulièrement bonnes;       (1)    absence de déformation des articles  traités;  e) aucune détérioration de la surface des  articles traités.  



  Dans un deuxième mode de réalisation de  l'appareil pour la mise en     oeuvre    du procédé  suivant l'invention, le liquide, sur la surface  duquel flottent les articles à traiter, est sou  mis à un mouvement de circulation tel que les  particules de ce liquide, voisines de son ni  veau supérieur, se déplacent dans le sens dans  lequel on veut faire déplacer les articles à  traiter.  



  En se référant aux     fig.    5 et 6, on voit  encore en 1 le récipient et en 4 son couvercle,  celui-ci étant agencé de manière à réaliser  l'étanchéité nécessaire pour que l'espace supé  rieur 14, situé au-dessus du niveau du bain           liquide    2,     puisse    être rempli de gaz, les rou  leaux 6 d'entrée et 8 de sortie étant disposés  en sorte de permettre     1a_    réalisation de l'étan  chéité nécessaire. L'article 9 est tiré en 13 de  toute façon convenable.  



  Ainsi qu'on le voit sur les     fig.    5 et 7, l'ar  ticle traité sort du bain verticalement, ce qui  a pour avantage de lui imposer une fatigue  minima.  



  Dans l'exemple des     fig.    5 et 6 la section  en coupe verticale du récipient a une forme  annulaire, ce qui permet d'assurer une circu  lation du liquide dans le sens des flèches,  afin que ce     liquide    se déplace au voisinage de  son     niveau    supérieur dans le même sens que  l'article 9. Avec cette     disposition,    on arrive  à établir d'une façon plus parfaite l'équilibre  des températures entre le     liquide    et les articles  traités.

   En outre,     ainsi    qu'il a été dit plus  haut, le déplacement du liquide a pour effet  de déterminer un     entraînement    des objets à       traiter,    ce     qiû    est très avantageux     dans    le  cas d'articles sans fin et peut même être indis  pensable dans le cas d'articles séparés. Cette  circulation peut être assurée de toute     manière     convenable et, en     particulier,    par des moyens  mécaniques ou thermiques, par exemple par  une hélice propulsive 21.  



  La largeur transversale de     l'anneau    est la  même sur tout le pourtour ainsi qu'on le voit  à la     fig.    6.  



  Par contre, dans l'exemple représenté     aux          fig.    7 et 8, cette section est différente dans  les parties     supérieure    et     inférieure,        ainsi     qu'on le voit en     15a,    en     particulier    sur la  coupe de la     fig.    8.

   Dans cet exemple, la sec  tion de l'anneau, occupée par le     liquide    en  circulation est large et peu profonde dans le  bras     supérieur,    tandis que dans la partie  inférieure, elle est très faible et à périmètre       réduit,        rectangulaire,    carrée ou encore circu  laire, etc.  



  Dans l'exemple des     fig.    7 et 8 le chauffage  du liquide est réalisé par induction, le bras       .inférieur    de l'anneau formant le secondaire       d'uïi    transformateur dont on voit en 17 l'en  roulement     primaire    et en 16 le fer. Avec une       telle    disposition, la     circulation    se trouve assu-    rée par des moyens thermiques. Il est évident  que les bras verticaux de l'anneau peuvent  avoir toute section convenable, ainsi qu'on le  voit en 18 sur la     fig.    8. Toutefois, il est pré  férable que la section du bras où le liquide  2 monte soit inférieure à celle du bras où il  descend.  



  Suivant une forme d'exécution préférée de  cet     appareil,    le bras inférieur et éventuelle  ment le bras montant sont     divisés    en     lin    nom  bre de conduits égal au nombre de phases  d'un courant de chauffage polyphasé. Le sys  tème de chauffage par induction peut aussi  être complété par un dispositif assurant un  chauffage uniforme jusqu'à la fusion totale  du bain et     ensuite    le chauffage désiré des bras  inférieur et montant.  



  A la     fig.    9 on a représenté un dispositif  permettant de régler à volonté l'angle de<B>pé-</B>  nétration de la bande dans le bain, ainsi que  sa     courbure.    Sur cette     figure,    on voit     toujours     en 1 la paroi du récipient, en 2 le liquide de  poids spécifique élevé, en 9 la bande     qui    flotte  sur ce liquide et en 14 un liquide de poids  spécifique plus faible que celui de la bande.  



  Pour faire varier l'angle de pénétration  de la bande 9 dans le bain, les rouleaux 6 sont  montés sur un support susceptible d'osciller  autour de l'axe 0, l'amplitude de cette oscilla  tion étant par exemple de     b.    Par ailleurs, afin  de faire varier la courbure R de la bande, on  a     prévu    un petit rouleau 19, monté     sur        lui     bras 20,     articulé    autour d'un axe X coïnci  dant avec celui du rouleau     inférieur    6. En  faisant tourner le bras 20 autour de son axe  d'articulation<I>X,</I> par exemple d'un angle<I>a,</I>  on peut déplacer l'axe Y du rouleau 19 et  faire varier ainsi la     courbure    de la. bande.

   On  voit en Z l'axe du rouleau supérieur 6.  



  Il va de soi que la construction de l'appa  reil contenant le bain, ses     dimensions,    sa       forme,    le mode d'entraînement des articles, etc.  peuvent être différents de ceux décrits, sans  s'écarter pour cola de l'esprit de l'invention.

    On remarquera également que le procédé sui  vant l'invention, tout en étant particulière  ment approprié au traitement de produits  sans fin, tels que bandes, barres, fils, tubes,      etc., permet également le traitement d'objets  non continus, ces objets pouvant être intro  duits dans le bain par l'extrémité d'entrée et  être déplacés le long du bain par tout dis  positif approprié pour être évacués     ensuite    par  l'extrémité de     sortie.    Enfin, ainsi qu'il a été  indiqué, les substances formant. le bain peu  vent également varier, de même que le type  d'éléments de chauffage, leur disposition  exacte dans le bain, leur nombre, leur forme  et ainsi de suite.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I. Procédé pour le traitement thermique d'articles métalliques, notamment de bandes, fils, tubes, barres, etc., en vue de leur trempe, recuit, revenu par exemple, caractérisé en ce que l'on fait passer de façon continue lesdits articles à travers une enceinte contenant au moins deux substances fluides non miscibles superposées et chauffées, la substance infé rieure étant liquide à la température à la quelle on opère et présentant un poids spéci fique supérieur à celui du métal constituant l'article traité, tandis que le poids spécifique de l'autre substance est inférieur à celui du- dit métal,

   et par le fait que l'on réalise ledit passage de façon que l'article traité flotte à la surface de la substance occupant le fond de ladite enceinte. II. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication I, caractérisé par le fait qu'il comprend un récipient apte à contenir lesdites substances non miscibles superposées, des moyens pour faciliter l'intro duction dans ce récipient des articles à trai ter, et des moyens pour faciliter la sortie (le ces articles du récipient. III. Article obtenu par le procédé suivant la revendication Z, caractérisé par le fait qu'il est de forme allongée et constitué en un alliage léger. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Procédé suivant la revendication I, ca ractérisé en<B>ce</B> que l'article passe d'abord dans un bain de préchauffage, dans lequel il subit un chauffage rapide l'amenant. à une température s'écartant au plus légèrement de la température des substances contenues dans ladite enceinte. 2. Procédé suivant la revendication I, ca ractérisé en ce que l'article passe, après son séjour dans ladite enceinte, dans un bain dans lequel il subit un refroidissement. 3.

   Procédé suivant la revendication I et les sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les bains de préchauffage et de refroi dissement sont constitués par au moins deux substances fluides non miscibles superposées, la substance surnageante ayant un poids spé cifique qui, tout. en étant inférieur à celui de l'article traité, est cependant supérieur à celui de la substance surnageante dans l'enceinte de traitement proprement dite. 4. Procédé suivant la revendication I, ca ractérisé en ce que lesdites substances n'atta quent pas chimiquement l'article traité. 5.

   Procédé suivant la revendication I, ca ractérisé par le fait que lesdites substances sont, d'une part, du plomb fondu et, d'autre part, un sel inerte par rapport au plomb. 6. Procédé suivant la revendication I, ca ractérisé par le fait que lesdites substances sont, d'une part, du plomb fondu et, d'autre part, un gaz neutre par rapport au plomb. 7. Procédé suivant la revendication I, ca ractérisé en ce que l'on fait circuler la subs tance sur laquelle flottent les articles traités, de telle manière que la portion de ce liquide, voisine du niveau supérieur, se déplace dans le sens de déplacement des articles traités. 8.

   Appareil suivant la revendication II, caractérisé en ce qu'il comporte trois compar timents, destinés respectivement au préchauf fage, au traitement proprement dit et au re froidissement des articles, dans lesquels sont disposés des éléments aptes à porter le con tenu de ces compartiments à la température désirée. 9. Appareil suivant. la. revendication II et la sous-revendication 8, caractérisé en ce qu'il est agencé de façon que lesdits éléments soient disposés, dans un compartiment au moins, aussi bien. au-dessous qu'au-dessus des articles passant dans ce compartiment. 10.

   Appareil suivant la revendication II et la sous-revendication 8, caractérisé en ce que lesdits éléments sont constitués par des tubes parcourus par un fluide. 11. Appareil suivant la revendication II, caractérisé en ce qu'il est agencé de façon que ledit récipient présente l'étanchéité nécessaire pour retenir un gaz au-dessus de l'espace occupé par la substance sur laquelle doivent flotter les articles. 12. Appareil suivant la revendication II, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens mécaniques pour provoquer -une cir culation de la substance sur laquelle doivent flotter les articles. 13.

   Appareil suivant la revendication II, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens de chauffage disposés de façon à pro voquer une circulation de la substance sur la quelle doivent flotter les articles. 14. Appareil suivant la revendication II,, caractérisé en ce que ledit récipient a, en coupe longitudinale verticale, une forme an nulaire et comporte des moyens de chauffage de la substance sur laquelle doivent flotter les articles aptes à provoquer une circulation de celle-ci par thermosyphon. 15.

   Appareil suivant la revendication II et la sous-revendication 14, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage sont dispo sés de façon ù chauffer seulement le bras infé rieur et le bras montant côté entrée des arti- cles à traiter de l'anneau, ce chauffage s'effec tuant par induction. 16. Appareil suivant la revendication II et les sous-revendications 14 et 15, caractérisé en ce que ledit bras inférieur et ledit bras montant ont une section transversale iné- rieure à celles des autres bras. 17.

   Appareil suivant la revendication II et les sous-revendications 14, 15 et 16, carac térisé en ce que le bras inférieur au moins du récipient est divisé en un nombre de conduits égal au nombre de phases du courant de chauffage, lequel est un courant polyphasé. 18. Appareil suivant la revendication II et les sous-revendications 14 et 15, caracté risé en ce que le système de chauffage par induction est complété par un dispositif assu rant un chauffage uniforme jusqu'à fusion totale du bain et ensuite le chauffage désiré des bras inférieur et montant. 19.

   Appareil suivant la revendication II, caractérisé par le fait que les moyens pour faciliter l'introduction des articles à traiter dans le bain comportent deux rouleaux à axes parallèles montés sur un support pouvant osciller autour d'un axe disposé dans le plan passant par les axes des deux rouleaux et pa rallèle à ces axes, et un galet monté sur un axe coïncidant avec l'axe de l'un desdits rou leaux et pouvant osciller autour de celui-ci de façon à permettre le réglage de l'angle de pénétration d'articles de forme allongée dans le bain, ainsi que le-tir courbure.