(.Inventeur: Jean Buffet.) La présente invention a. pour objet un procédé de transformation à chaud des mé taux par filage.
Les procédés connus de ce genre s'effec tuent en disposant une billette du métal à filer dans un conteneur ouvert à ses deux extrémités et. en refoulant cette billette à l'aide d'un fouloir pénétrant dans l'une des extrémités du conteneur pour obliger le mé tal à passer à travers une filière disposée à l'autre extrémité du conteneur.
Ce procédé, tel qu'il est normalement et couramment effectué, oblige à laisser en fin d'opération, dans le conteneur de la presse à filer, une certaine longueur de la billette à transformer, habituellement appelée culot . Ce culot, pratiquement inutilisable, constitue un déchet, de fabrication qu'il importe de réduire au minimum.
A cet. effet, les constructeurs de presse à filer ont muni leurs machines de dispositifs de fin de course permettant de donner aux culots une épaisseur constante et de réduire cette épaisseur au minimum.
On se trouve cependant. limité dans cette voie soit par l'augmentation de pression en fin .de filage, arrêtant le poincon dans sa course, soit- par le risque de déformation ou de mise hors de service de la filière et du porte-filière, soumis à (les efforts trop grands, soit encore par l'apparition de défauts internes, à l'extré mité de la partie de la barre filée en dernier.
L'intérêt de réduire la perte de métal due au culot est. d'autant plus grand que le métal filé est de valeur marchande phis élevée.
Le procédé faisant l'objet de la présente invention a pour but de permettre, lotis du filage de métaux ou alliages de prix élevé, de réduire au minimum la. valeur de la perte résultant. de l'obligation de laisser un culot en fin d'opération de filage.
Le procédé selon l'invention est caracté risé en ce qu'on dispose, à l'arrière d'une bil- lette du métal à filer, une pastille de métal de moindre valeur, en ce qu'on procède en suite à l'opération de filage en utilisant un lubrifiant, et en ce qu'on sépare le culot de la. pièce filée en avant du point atteint, par le métal constituant ladite pastille.
Comme agent de lubrification pendant l'opération de filage ainsi conduite, on peut utiliser tous lubrifiants connus réduisant le frottement entre le métal de la biellette et l'outillage dans des proportions suffisantes pour obtenir un écoulement régulier du mé tal de la billette.
Lorsqu'on utilise, en parti culier pour le filage de l'acier, un lubrifiant constitué par une matière, telle que le verre, fondant partiellement sous l'effet -de la cha leur de la billette, tout. en restant visqueuse tout au cours du filage, l'écoulement s'ef fectue régulièrement.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, des presses à filer pour la mise en oeuv re du procédé, ainsi que des profilés ob tenus au moyen du procédé selon l'invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale par tielle d'une presse à filer, en fin d'une opé ration de filage.
La. fig.2 est une -vue de côté d'une bil- lette constituée en vue de l'étude de l'écoule ment du métal en cours de filage.
La fig. 3 est une coupe longitudinale d'un profilé obtenu à partir de la, billette de la fig. 2, dans de bonnes conditions de lubri fication, le culot étant représenté encore atta ché au profilé.
La fig. 4 est une coupe analogue à celle de la fig. 3, d'un profilé obtenu à partir d'une billette telle que celle de la fig.2, dans des conditions de lubrification moins bonne.
La fig. 5 est une coupe longitudinale par tielle d'une presse à filer au début d'une opération de filage d'un tube.
La fig. 6 est une coupe longitudinale d'un tube obtenu ail moyen du procédé.
La. presse à filer représentée de façon partielle à la fig. 1 comporte un conteneur 1 à l'une des extrémités duquel est disposé un porte-filière 2 supportant une filière 3. Dans le conteneur 1 pénètre un fouloir 4, muni à ses extrémités d'un grain de poussée 5 et actionné par un mécanisme non représenté.
Suivant un procédé connu de transforma- tion à chaud des métaux par filage, on place dans le conteneur 1 une billette de métal, préalablement chauffée et. présentant sen siblement le diamètre de la, cavité interne du conteneur, puis, à l'aide dit fouloir 4, on. refoule le métal de la billette à travers la filière 3, ce qui donne lieu à la formation d'un profilé 6.
En fin d'opération de filage, on laisse dans le conteneur un culot 7, qui est ensuite extrait du conteneur par éloignement de la filière 3 et du porterfilière, puis séparé du profilé 6. On conçoit que, lorsque le métal à pro- filer est d'une valeur élevée, le déchet cons titué par le culot 7 représente une perte ma- térielle importante.
Si, à titre d'expérience, on procède au fi lage d'une billette constituée par un empi lage de rondelles 8, Sa, Sb <B>...</B> 8f d'un métal (fig. 2), séparée par des couches 9 d'un autre matériau assurant la liason entre les rondelles 8, on constate que, lorsque la lubrification entre la billette et l'outillage -de la presse (conteneur, porte-filière et filière) est conve nablement assurée, l'écoulement du métal de la billette se produit (le façon régulière (fig. 3).
Si, au contraire, le filage est opéré avec un frottement élevé entre la billette et l'ou tillage, par exemple sans utiliser de lubri fiant, la déformation s'effectue conformé ment à ce qui est représenté schématique ment à la fig. 5, le métal provenant des di verses rondelles 8, 8a <B>...</B> 8 f formant -une série de gaines pénétrant les unes dans les mitres et la partie de la billette qui est refoulée en dernier pénétrant profondément dans les couches précédentes.
A titre expli catif, les parties du profilé de la fi-. 3, cor respondant aux parties de la billette de la fig. 2, ont été désignées par les mêmes réfé rences, affectées d'un accent, la même dispo sition ayant été adoptée pour la fig.4, dans laquelle les références correspondant. à la fig. 2 ont été affectées d'un accent double.
Dans le procédé suivant. la présente inven tion, on place, avant filage, à. l'arrière de la billette, une pastille d'un métal de peu de va leur correspondant-, par exemple, à la ron delle 8 f de la fig. 2. Cette pastille petit être soit indépendante de la billette, soit. rendue solidaire de cette dernière, par soudure ou autrement. Elle petit, présenter une épaisseur régulière ou, au contraire, avoir iute épais- seur variable suivant une section diamétrale, auquel cas elle présente de préférence une épaisseur allant en croissant du centre vers les bords.
On, constate que, si la lubrification est convenablement assurée, le culot. 8f (fig.3) sera principalement constitué par le métal de la pastille ainsi disposée à l'arrière de la bil- lette, le culot pouvant être séparé du profilé en coupant celui-ci suivant une ligne L-L (fig@.3), la. perte de métal de haute valeur constituant le profilé étant ainsi réduite à une faible valeur.
Pour réduire au minimum la perte en métal de valeur élevée, on chauffe la pastille séparée de la billette, à une température infé rieure à celle de cette dernière, ce qui aug mente la résistance à la déformation de la pastille et réduit la longueur de recouvre ment. des deux métaux sur la barre filée. On arrive au même résultat si l'on diminue l'épaisseur de la pastille au voisinage de son centre; les deux moyens peuvent être com binés.
Une opération de filage d'un tube en acier inoxydable est. décrite ci-après: On utilise une presse à filer dont le grain de poussée 5 comporte une aiguille 5a (fig.5) de diamètre égal au diamètre inté rieur du tube à filer (84 mm) tandis que l'orifice de la filière 3 présente le diamètre extérieur dudit tube (90 mm).
Dans le conteneur 1 de la presse, présen tant un diamètre intérieur de 190 mm, on place une billette 10 en acier inoxydable <B>W=0,03,</B> Cr =1.8, Ni =10) d'un diamètre extérieur de 183 mm, d'une longueur de 300 mm, préalablement. percée d'un trou 11 de 95 mm, et. sur laquelle on a fixé par trois points de soudure une pastille 12 d'acier doux, de même diamètre, de même alésage et de 40 mm d'épaisseur sur ses bords, la face avant de ladite pastille étant. concave. L'en semble de la billette 10 et de la pastille, 12 a été préalablement chauffé à 1300 C.
En refoulant la billette 10 à l'aide du fouloir 4 et de son nez 5, on obtient un tube 13 représenté en coupe longitudinale à la fil. 6. Tout l'acier inoxydable et. une partie de la pastille 12 ont été refoulée et le métal de la pastille a pénétré à l'intérieur de l'acier inoxydable, en 13a, sur une longueur de 300 mm.
Le culot 7' est ensuite séparé du tube 13 suivant la ligne L-L et la perte en acier inoxydable est limitée à la longueur de recouvrement 13a, correspondant. à un poids d'acier inoxydable égal à 1,5 kg.
Suivant les procédés connus, sans l'utili sation d'une pastille 12, on serait conduit à éliminer un culot en acier inoxydable dont le poids serait d'environ 6 kg.
(. Inventor: Jean Buffet.) The present invention a. for object a process for hot transformation of the metals by spinning.
The known methods of this type are effected by placing a billet of the metal to be spun in a container open at both ends and. by pushing this billet using a follower penetrating into one end of the container to force the metal to pass through a die disposed at the other end of the container.
This process, as it is normally and commonly performed, requires leaving at the end of the operation, in the container of the extrusion press, a certain length of the billet to be transformed, usually called the base. This base, which is practically unusable, constitutes manufacturing waste which must be reduced to a minimum.
In this. In fact, the manufacturers of the extrusion press have fitted their machines with limit switch devices making it possible to give the caps a constant thickness and to reduce this thickness to a minimum.
One is however. limited in this way either by the increase in pressure at the end of spinning, stopping the punch in its course, or - by the risk of deformation or of putting the die and the die holder out of service, subjected to (the too great forces, or again by the appearance of internal defects, at the end of the part of the bar extruded last.
The advantage of reducing the loss of metal due to the pellet is. the greater the more the spun metal is of higher market value.
The object of the method of the present invention is to allow, apart from the spinning of metals or alloys of high price, to reduce to a minimum. value of the resulting loss. the obligation to leave a pellet at the end of the spinning operation.
The process according to the invention is characterized in that, at the rear of a ball of the metal to be extruded, a lower value metal pellet is placed, in that the following procedure is carried out. spinning operation using a lubricant, and in that the pellet is separated from the. part extruded in front of the point reached, by the metal constituting said pellet.
As a lubricating agent during the spinning operation thus carried out, it is possible to use any known lubricants which reduce the friction between the metal of the rod and the tool in sufficient proportions to obtain a regular flow of the metal from the billet.
When using, in particular for the spinning of steel, a lubricant consisting of a material, such as glass, partially melting under the effect of the heat of the billet, everything. by remaining viscous throughout the spinning, the flow takes place regularly.
The accompanying drawing shows, by way of example, extrusion presses for implementing the process, as well as profiles obtained by means of the process according to the invention.
Fig. 1 is a partial longitudinal section of a spinning press at the end of a spinning operation.
Fig. 2 is a side view of a ball formed for the purpose of studying the flow of metal during extrusion.
Fig. 3 is a longitudinal section of a section obtained from the billet of FIG. 2, under good lubrication conditions, the base being shown still attached to the profile.
Fig. 4 is a section similar to that of FIG. 3, of a section obtained from a billet such as that of FIG. 2, under less good lubrication conditions.
Fig. 5 is a longitudinal sectional view of a spinning press at the start of a tube spinning operation.
Fig. 6 is a longitudinal section of a tube obtained by means of the process.
The extrusion press shown partially in FIG. 1 comprises a container 1 at one end of which is disposed a die holder 2 supporting a die 3. Into the container 1 penetrates a follower 4, provided at its ends with a thrust grain 5 and actuated by a mechanism not represented.
According to a known process for the hot transformation of metals by extrusion, a metal billet, which has been heated beforehand, is placed in the container 1. having sen siablement the diameter of the internal cavity of the container, then, using said gland 4, there. pushes the metal from the billet through the die 3, which gives rise to the formation of a profile 6.
At the end of the spinning operation, a base 7 is left in the container, which is then extracted from the container by moving away from the die 3 and the spinneret carrier, then separated from the section 6. It is understood that, when the metal to be profiled is of a high value, the waste constituted by the base 7 represents a significant material loss.
If, as an experiment, one proceeds to the threading of a billet formed by a stack of washers 8, Sa, Sb <B> ... </B> 8f of a metal (fig. 2), separated by layers 9 of another material providing the link between the washers 8, it is observed that, when the lubrication between the billet and the tooling of the press (container, die holder and die) is suitably ensured, the flow of metal from the billet occurs (the regular way (fig. 3).
If, on the contrary, the spinning is carried out with high friction between the billet and the tool, for example without using lubricant, the deformation takes place in accordance with what is shown schematically in FIG. 5, the metal coming from the various washers 8, 8a <B> ... </B> 8 f forming -a series of sheaths penetrating one into the bolsters and the part of the billet which is pushed back last penetrating deeply into the previous layers.
By way of explanation, the parts of the profile of the fi. 3, corresponding to the parts of the billet of FIG. 2, have been designated by the same references, assigned an accent, the same arrangement having been adopted for FIG. 4, in which the corresponding references. in fig. 2 have been assigned a double accent.
In the following process. the present invention is placed, before spinning, at. the back of the billet, a pellet of a metal of little value corresponding to them-, for example, to the ron delle 8 f of fig. 2. This small pastille be either independent of the billet, or. made integral with the latter, by welding or otherwise. It is small, has a regular thickness or, on the contrary, has a variable thickness along a diametral section, in which case it preferably has a thickness increasing from the center to the edges.
It can be seen that, if the lubrication is properly ensured, the base. 8f (fig.3) will be mainly made up of the metal of the pellet thus placed at the rear of the ball, the base being able to be separated from the profile by cutting the latter along a line LL (fig @ .3), the. loss of high value metal constituting the profile thus being reduced to a low value.
To minimize high value metal loss, the pellet separated from the billet is heated to a temperature lower than the billet, which increases the resistance to deformation of the pellet and reduces the cover length. is lying. of the two metals on the extruded bar. The same result is obtained if the thickness of the pellet is reduced in the vicinity of its center; the two means can be combined.
A stainless steel tube spinning operation is. described below: A spinning press is used, the thrust grain of which 5 has a needle 5a (fig. 5) of diameter equal to the internal diameter of the tube to be extruded (84 mm) while the orifice of the die 3 has the outer diameter of said tube (90 mm).
In the container 1 of the press, having an internal diameter of 190 mm, a billet 10 made of stainless steel <B> W = 0.03, </B> Cr = 1.8, Ni = 10) with a diameter outside of 183 mm, with a length of 300 mm, previously. drilled with a hole 11 of 95 mm, and. on which was fixed by three welding points a pellet 12 of mild steel, of the same diameter, the same bore and 40 mm thick on its edges, the front face of said pellet being. concave. The assembly of billet 10 and pellet, 12 was previously heated to 1300 C.
By pushing the billet 10 using the follower 4 and its nose 5, a tube 13 is obtained, shown in longitudinal section to the wire. 6. All stainless steel and. part of the pellet 12 has been forced back and the metal of the pellet has penetrated inside the stainless steel, at 13a, over a length of 300 mm.
The base 7 'is then separated from the tube 13 along the line L-L and the loss of stainless steel is limited to the corresponding overlap length 13a. to a weight of stainless steel equal to 1.5 kg.
According to the known methods, without the use of a pellet 12, one would have to eliminate a stainless steel pellet whose weight would be approximately 6 kg.