Procédé de fabrication de corps métalliques creux. La présente invention a pour objet. un procédé de fabrication de corps métalliques creux par compression d'un bloc de métal dans un conteneur fermé .à sa base.
Il est. déjà connu de fabriquer des corps creux à partir de pastilles de métal, notam ment par les procédés de filage connus sous le nom de filage au choc et procédé llooker .
Ces procédés sont basés sur le phénomène suivant lequel un métal comprimé dans un conteneur cylindrique, au moyen d'un poin çon, reflue parallèlement à l'axe du poinçon. Mais leur application n'est possible qu'à des métaux ou alliages faciles à déformer, tels que l'aluminium et ses alliages, l'étain, le cui vre et les laitons.
D'après le procédé Hooker, on prend des pastilles de métal et on les file à grande vi tesse au moyen de presses mécaniques, au lieu des presses hydrauliques habituellement uti lisées dans les opérations de filage. Ce mode de filage diffère -du filage normal des métaux par les deux caractères essentiels suivants: le métal est introduit dans la presse à la température ambiante et il ne se produit pas d'augmentation importante de la température au cours des opérations.
Les produits que l'on obtient sont écrouis et leurs propriétés sont liées à cette qualité; ' on effectue les opérations à une vitesse élevée et sur des masses de métal relativement faibles. Ce procédé convient bien en général pour les petits articles tubulaires en cuivre, laiton ou aluminium. <B>11</B> est particulièrement justifié lorsqu'il s'agit de fabriquer un grand nombre de pièces de même dimension, par exemple des douilles de cartouche en laiton comportant 70 1/o de cuivre et 30 1/o de zinc.
Mais on ne fabrique guère, par ce procédé, de tubes dont le diamètre soit supérieur à 12 mm.
Dans ce cas, on a fait appel jusqu'à pré sent, à un procédé opérant de filage au choc. On utilise une filière ou conteneur à base pleine dans lequel on place un lingot plat de métal. Le poinçon compresseur est droit et le métal comprimé reflue le long du poinçon, parallèlement à son axe.
Ce procédé est avantageusement utilisé pour la fabrication d'objets de grande lon gueur, par rapport. au diamètre. Il est utilisé pour la fabrication d'articles en aluminium qui nécessitent généralement des opérations complémentaires de formage.
Le diamètre extérieur des objets fabriqués peut atteindre 100 mm.
Ce procédé a. reçu une importante applica tion dans la fabrication des tubes souples, tels que des tubes pour pâtes dentifrices, couleurs, lait condensé, en -étain, en plomb ou en allia ges étain-plomb.
D'une façon générale, les procédés connus ne permettent de travailler avec rapidité, sans s'écarter particulièrement de la tempé- rature ordinaire, que les métaux relativement faciles à déformer, pour façonner des corps creux de dimensions restreintes.
Dès que l'on cherche à augmenter les di mensions des produits filés, ou à travailler des métaux plus durs, tels que l'acier, on se heurte à une augmentation notable de l'ef fort à fournir et on ne trouve plus d'aciers suffisamment résistants pour constituer les outillages.
On a tenté de tourner ces difficultés en chauffant préalablement le métal à transfor mer, mais on a constaté alors que l'outillage rubissait des usures prohibitives.
Grâce aux travaux de MM. Jacques Sé- jounet et Jean Buffet, des moyens ont. été trouvés pour remédier aux inconvénients ci- dessus rappelés et permettant une fabrication industrielle de corps creux en métaux de toute nature et aussi bien de petites que de grandes dimensions.
La présente invention a pour objet un pro cédé de fabrication de corps métalliques creux par compression d'un bloc de métal dans un conteneur fermé à sa base, caracté risé en ce qu'on chauffe d'abord la pièce de métal à transformer, sous forme d'un flan afin de la rendre plus malléable, en ce qu'on l'enrobe ensuite, au moins partiellement., d'un matériau de nature vitreuse, susceptible de passer à l'état visqueux à la température à laquelle le métal a été porté pour le travail ler, en ce qu'on l'introduit dans le conteneur fermé à une extrémité,
et en ce qu'on appli que une pression régulière sur la pièce de métal ainsi préparée, de manière à faire re fluer le métal parallèlement à l'axe de com pression.
A titre d'exemple, on décrira ci-après une mise en ceuvre du-procédé conforme à l'in vention, avec référence au dessin annexé, dans lequel La fig. 1 est une coupe schématique d'un conteneur fermé à sa base et d'un poinçon correspondant, montrant les endroits recou verts de matériau vitreux.
La fig. 2 est une vue d'une pastille de mé tal enrobée de matériau vitreux. La fig. 3 est une coupe montrant le conte neur, le poinçon et la pièce façonnée, en fin d'opération.
La fig. 4 est une coupe d'un conteneur de forme intérieure tronconique.
La matrice 1 présente un alésage interne 2 cylindrique. Sur le fond de cet. alésage, on a placé une couche Ô de matériau vitreux, par exemple un verre de la composition indiquée ci-après. L'alésage 2 présente, à sa partie su périeure, un évasement 4 permettant. un dé collement plus aisé du métal.
Le poinçon 5 est. muni d'un nez de poin çon 6, sous la surface antérieure duquel on place également. une couche 7 de matériau vitreux.
La pièce de métal chauffée à transformer, ou pastille 8, est également enrobée de maté riau vitreux 9.
On introduit alors la pièce 8 ainsi prépa rée dans la matrice 1 et on applique le poin çon sur la. pastille en comprimant progressive- ment. On obtient. ainsi le corps creux 10 par faitement cylindrique.
La fig. 4 montre une pastille 8 de métal à transformer de forme tronconique épousant sensiblement. la forme intérieure de la ma trice 1. On a. représenté en trait. interrompu, l'ébauche 11 du cois creux que l'on obtient en -utilisant une matrice de cette foi-ne, le poinçon utilisé étant le même que celui re présenté à la fig. 1.
La caractéristique principale de la mise en oeuvre du présent. procédé est de réaliser une déformation régulière du métal, même des aciers les plus résistants à la déformation, grâce aux opérations essentielles de chauffage et de compression en présence d'un matériau vitreux.
L'action combinée de ces deux moyens permet. d'obtenir des résultats remarquables autant. par la variété des niéatux utilisables, que par la gamme étendue des dimensions des corps creux façonnés et de leurs formes, ainsi que par la facilité avec laquelle le processus se déroule. Tout se passe comme si le maté riau vitreux jouait le rôle d'isolant et de lu brifiant à la température de travail.
L'expérience a montré que les matériaux vitreux peuvent être mis en oeuvre, soit à l'état de masses solides, de forme préalable ment conformée à celle de la pièce ou des outillages, et d'épaisseur mince, soit sous forme de poudres ou de fibres.
D'une façon générale, il est préférable de choisir des matériaux n'attaquant pas chimi quement le métal à transformer et possédant. un bon pouvoir mouillant.
De nombreuses compositions peuvent être recommandées. Elles donnent de bons résul tats lorsque leur viscosité q, exprimée en poi- ses, telles que 1 < log n < 2,5, à la tempé rature d'utilisation. De plus, il est. avantageux que la variation de viscosité au voisinage de la température d'utilisation soit faible.
Ainsi, par exemple, le verre à vitre ordi naire et. les divers laitiers métalliques donnent de bons résultats pour la transformation de l'acier à 1220 C.
On donne ci-dessous, à titre d'exemple, une composition de verre recommandée pour des températures de transformation comprises entre<B>1.150</B> et 1330 C.
EMI0003.0018
SiO2 <SEP> 61,5
<tb> B203 <SEP> 1,1
<tb> Al20<B>-#</B> <SEP> + <SEP> Fe2O3 <SEP> 4,2
<tb> CaO <SEP> 14
<tb> <B><I>MgO</I></B> <SEP> 4
<tb> Na.0 <SEP> 14
<tb> Divers <SEP> 1,2 En travaillant conformément au procédé décrit, on évite d'opérer rapidement et bruta lement., comme c'est le cas, par exemple, pour le procédé au -choc.
Les corps creux obtenus présentent des surfaces interne et externe régulières et sans défaut; l'allongement est :le même sur tout le pourtour de l'objet.; les outillages s'échauffent peu, leur usure est négligeable et la. force re quise pour assurer la déformation est consi dérablement diminuée.
Pour mettre en aeuvre le procédé objet de la présente invention, on opère, par exemple, de la façon. indiquée ci-après pour le façon- nage d'une billette d'acier au carbone de 112 mm de diamètre et 100 mm de longueur.
Un conteneur cylindrique de 114 mm de diamètre a été préchauffé vers 500 C. On y a introduit la, billette, préalablement préchauf fée dans un bain de sel à 1300 C et ensuite enroulée dans un tissu de verre, et on l'a fa çonnée avec un poinçon de 104 mm de dia mètre à son extrémité.
Avant, d'opérer le façonnage, on a interposé une plaque de verre entre la face antérieure du poinçon et la billette.
Cette opération a demandé une pression de 38 kg/mm2 correspondant à un effort de 300 tonnes. Le métal de la billette a reflué 1e long du poinçon d'une longueur d'environ 300 mm.
On a ainsi obtenu un corps creux cylindri que d'environ 104 mm de section interne et 300 mm de long.