Procédé de fabrication d'un objet bimétallique et objet obtenu par ce procédé. La présente invention a pour objet un procédé (le fabrication d'un objet bimétalli que, par exemple d'une semelle de fer à re- l)asser, formé d'une pièce métallique moulée unie d'une manière permanente à une tôle mince comprenant un métal différent et dont au moins la. surface est constituée en un métal compatible avec le métal dont est cons tituée ladite pièce moulée. L'invention a égale ment pour objet un objet bimétallique obtenu par ce procédé.
A la suite du développement des ustensiles légers de cuisine constitués en totalité ou en partie par de l'aluminium ou des alliages d'aluminium, il devient bientôt évident que la légèreté intéressante propre à l'aluminium s'accompagne malheureusement de certains dé fauts inhérents à. ce métal dans le cas de l'application envisagée; l'aluminium et ses alliages sont en effet mous et subissent facile ment des rayures et des bavures; ils perdent. leur coloration sous l'action des changements de température, et enfin ils présentent une certaine porosité de surface qui n'apparaît généralement qu'après polissage.
Les procédés consistant à recouvrir la surface de l'alumi nium par un placage métallique au moyen du courant électrique ou à souder l'aluminium à une plaque de cuivre ou d'un autre métal sont coûteux et exigent un usinage considé rable et, de plus, une opération de finissage, en particulier dans le deuxième cas, en raison des déformations produites par la chaleur et de l'union imparfaite entre l'aluminium et la plaque de recouvrement.
La présente invention vise à pallier à ces inconvénients. Le procédé, objet de la présente invention, est caractérisé, d'une part, par le tait qu'on utilise un moule formé d'au moins deux parties, l'une de ces parties constituant une matrice destinée à la conformation de la tôle, et caractérisé, d'autre part, en ce qu'on dispose ladite tôle sur ladite matrice, en ce qu'on ferme le moule hermétiquement en assemblant sesdites parties, en ce qu'on coule dans le moule entre ladite surface de la tôle et la portion du moule ne constituant pas la matrice le métal liquide de moulage dans des condi tions de température permettant à celui-ci de s'unir au métal dont est constituée la surface de la tôle,
en ce qu'on exerce sur le métal liquide se trouvant dans le moule une pression suffisante pour premièrement presser la tôle contre la matrice et lui faire épouser le con tour de cette dernière et pour secondement mouler la. pièce métallique, enfin en ce qu'on retire du moule l'obj et bimétallique ainsi obtenu.
L'objet bimétallique obtenu par ce procédé est caractérisé, selon la présente invention, en ce qu'il comprend une tôle dont l'épaisseur est comprise entre 0,15 mm et 0,75 mm et qui est liée à une pièce coulée constituée par un métal différent de celui dont la tôle est cons tituée. Au dessin annexé, on a représenté, à titre d'exemple, des moyens spéciaux pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention et un objet bimétallique obtenu par la mise en #uv r e de ces moyens spéciaux.
La fig. 1 est une coupe longitudinale de cet objet bimétallique eonstituant une semelle de fer à repasser.
La fig. 2 représente la tôle formant la partie inférieure de cette semelle.
La fig. 3 représente en coupe les deux parties d'un moule permettant de fabriquer la semelle représentée aux fig. 1 et 2.
La fig. 4 est une vue analogue à la fig. 3 avec un brûleur à gaz intercalé entre les deux parties du moule.
La tôle métallique utilisée comme ébauche aura de préférence sue épaisseur comprise entre 0,15 mm et 0,75 mm; elle sera constituée par exemple par un des aciers inoxydables compris dans les séries austénitique, marten- sitique et ferritique et séries analogues; cette tôle peut être également en acier à faible teneur en carbone et être recouverte au préala ble, sur sa face destinée à rester exposée, par une couche de ehrome ou de nickel. Cette couche pourrait cependant n'être appliquée qu'après l'opération de moulage.
Cette tôle mince est destinée à constituer la partie 12 formant la surface de repassage de la semelle représentée à la fig. 1, l'autre partie de cette semelle étant constituée par la pièce moulée en aluminium 11.
La tôle 12 est une pièce emboutie ayant le contour désiré. Elle comprend une partie creuse 13 avant le contour de la semelle ter minée du fer à repasser, et un bord rabattu 14 qui s'étend sur tout son périmètre, comme on le voit sur la fig. 2.
Un bossage intérieur 15 perforé en 16 est destiné au passage de la vapeur. L'ébauche 12 est appliquée dans la cavité 17 d'un moule formé de deux parties por tées respectivement par les châssis 19 et 20 et qui peuvent être amenées en juxtaposition et serrées ensemble par tout moyen connu.
La pièce 18 qui constitue une matrice est usinée avec beaucoup de soin, de manière que son fond, sur lequel est appliquée la sur face destinée à devenir la surface de repas sage de la semelle, soit parfaitement plat, à l'exception de la parie supportant le bossage 15. Pour empêcher la déformation de la partie périphérique de la tôle 12, le contour de la matrice 18 est également usiné avec soin, de manière à recevoir avec précision la eollerette 14. Un axe 23 contribue à placer avec préci sion la pièce 12 sur la matrice 18; cet axe traverse un orifice 24 prévu dans le bord ra battu 14 et se loge dans une douille 25 de la partie 22 du moule. Il est bien entendu que la partie de la cavité 17, dans laquelle s'adapte la tôle emboutie 12, peut être convexe ou avoir une forme complexe se conformant au con tour désiré de la tôle emboutie 12.
La cavité 21 du moule 22 a la forme vou lue pour former avec la surface intérieure de la tôle 12 la partie moulée 11 de la semelle 10. La, partie saillante 26 de la matrice 22 coopère avec le bossage 15 de la surface intérieure de la pièce emboutie 12 pour former la chambre de vapeur 27 représentée sur la fig. 1. On petit donner à. la matrice 22, si on le désire, la forme voulue pour recevoir les dispositifs de chauffage par résistance électrique, les douilles de contact et tous les éléments ana logues qui doivent être coulés dans l'alumi nium eonformément à une pratique courante.
L'orifice de coulée 27 de l'aluminium est. formé dans la partie chi moule 22 et dans son châssis 20; le cylindre 28 est. alimenté en aluminium liquide qui arrive par un entonnoir 29 et qui est. refoulé par un piston 30 jusque dans le moule. Avant de procéder à la coulée du métal, il est nécessaire de préparer la sur face de la tôle qui doit être unie à la pièce moulée, c'est-à-dire, dans le cas présent, la surface intérieure de la pièce emboutie 12, surface qui doit être liée au métal moulé.
Si le métal de moulage est. de l'aluminium ou un alliage d'aluminium, la liaison sera réalisée par une couche d'un ferro-aluminium faisant partie de la tôle. Cette couche de ferro-alumi- nium est obtenue d'une manière connue en mettant. la partie de la surface de l'ébauche dans laquelle cette couche de ferro-aluminium doit être créée, en contact pendant Lui instant avec de l'aluminium ou un alliage d'alumi nium fondu à une température à. laquelle l'aluminium s'allie au fer de la tôle d'acier.
Après ce traitement, il subsiste une pellicule d'aluminium superposée à la couche de ferro- aluminium.
Immédiatement après ce traitement de la surface intérieure de la côte 12, et pendant que la pellicule d'aluminium est encore liquide ou plastique, on introduit la tôle sur la ma trice 18, on ferme le moule, on le verrouille et on injecte de l'aluminium liquide dans la cavité du moule à l'aide du piston 30 à une pression comprise entre 280 et 1050 kg/cm2. Pour des pressions de cet ordre, la tôle flexible 12 est repoussée fortement contre le fond de la matrice 18 et se conforme à toute la surface rectifiée de celle-ci. Les masses importantes des pièces 18 et 22 accélèrent la solidification de l'aluminium en exerçant un effet de refroi dissement.
La tôle 12 prend une forme définie sous l'effet de la pression de moulage et. conserve cette forme pendant que l'aluminium se soli difie et se soude à la pellicule d'aluminium pour former la semelle bimétallique 10 (le la fig. 1; l'aluminium de ladite pellicule se con fond alors avec l'aluminium de moulage. On découpe ensuite le bord rabattu 74 et l'on perce les orifices 16 d'injection de vapeur. La pression appliquée au métal fondu pen dant qu'il se solidifie rend la pièce moulée compacte et assure une liaison permanente entre cette pièce et la tôle métallique, qui est assez résistante pour supporter les contraintes produites pendant le chauffage et dues aux coefficients différents de dilatation thermi que de la pièce moulée et de la tôle.
Ceci est particulièrement important pour tous les ustensiles de cuisine susceptibles d'être rapi dement chauffés et refroidis sur leurs faces latérales en aluminium.
Au lieu de procéder au moulage immédiate ment après l'application de la couche de ferro- aluminium sur la surface intérieure de la tôle et pendant que la pellicule d'aluminium su perposée est encore liquide ou plastique, comme on l'a expliqué, on peut traiter au préalable la tôle 12 de manière à former la. couche de ferro-aluminium et la pellicule d'aluminium superposée, la laisser ensuite re froidir, puis la rendre active de nouveau à un moment postérieur quelconque, en ramol lissant par la chaleur l'aluminium de la pelli cule superposée immédiatement avant le mou lage, de préférence après que la pièce 12 a été appliquée sur la matrice 18.
Si l'on considère la fig. 4, on voit que la tôle 12, à la. surface de laquelle on a. formé ladite couche et ladite pellicule soit avant, soit après son emboutissage dans une tôle mince d'acier inoxydable ou d'un alliage ana logue, est appliquée à l'état froid dans la ma trice 18, pendant que les châssis 19 et 20 sont ouverts et écartés l'un de l'autre.
On suspend un brûleur multiple 40 oxyacétylénique ou alimenté par d'autres gaz, à proximité de la surface intérieure de la. tôle 12, et on chauffe celle-ci à une température comprise entre 704 et 787 C, de manière à faire fondre ou à rendre plastique la. pellicule d'aluminium, d'une épaisseur de 0,025 à 0,075 mm, super posée à la couche de ferro-ahiminium. Cette pellicule, qui est recouverte d'alumine, est ramollie et subdivisée suffisamment par ce chauffage pour que l'alumine s'échappe et se dissipe dans toute la masse d'aluminium quand le moule est fermé et quand on injecte l'alu minium à la. pression mentionnée ci-dessus.
L'examen microscopique ne révèle aucune dif férence entre une liaison obtenue ainsi par une nouvelle activation et celle obtenue pen dant que la. pellicule d'aluminium est encore liquide ou plastique; la couche de ferro-alumi- nium n'est pas affectée non plus par ce pro cédé de réactivation .
Le brfileur 40 comprend une enveloppe d'acier 31 recouverte d'une garniture en céra mique 32 qui comporte une chambre 33 d'in flammation ayant le contour de la tôle 12 et possédant plusieurs ajutages d'injection 34; ceux-ci communiquant avec un collecteur de gaz 35 alimenté en oxygène et en acétylène ou avec un autre mélange de gaz combustible venant d'une source de pression appropriée par la conduite flexible 36. Comme on le voit sur la fig. 4, on peut abaisser ou soulever le brtileur 40 de manière à l'amener à sa posi- tion de fonctionnement alignée sur la tôle 12 ou à l'éloigner de cette position.
En dehors de l'aluminium et de ses alliages, le magnésium et ses alliages, le titane et ses alliages, le cuivre et ses alliages, le nickel et. ses alliages, et d'autres métaux ou alliages analogues peuvent servir de métal de moulage. Le métal constituant la, tôle peut être choisi de manière à donner à la surface de l'objet bimétallique des propriétés désirées que le métal de moulage ne possède pas.
Parmi les métaux non ferreux susceptibles de s'allier avec de l'aluminium fondu, on peut citer l'argent, le cuivre, le chrome, le nickel, le titane, le molybdène, le tantale, et les alliages de ces métaux, par exemple les alliages comprenant, comme composantes principales, le nickel et le cuivre, les alliages à base de nickel avec. additions de chrome, de molyb dène, etc. destinés à résister à des tempéra tures très élevées, les laitons, les bronzes, et les alliages analogues.
Les tôles de ces métaux ou alliages, ou les tôles en métal ferreux com portant un revêtement de l'un de ces métaux ou alliages ou d'un métal ou alliage approprié de brasure, d'étamage, de galvanisation on de soudure, peuvent être unies all métal de mou lage de la manière décrite sans aucun traite ment préalable, si ce n'est un décapage quand cela est nécessaire.
Par conséquent, un grand nombre d'objets moulés, comprenant les se melles de fer à repasser, les semelles de presses, les rouleaux de calandrage, les ustensiles de cuisine tels que les casseroles,, les plaques de four, les poêles à frire, peuvent être recou verts d'un revêtement formé par une tôle constituée principalement d'acier inoxydable ou d'un alliage analogue; cette tôle peut re couvrir entièrement ou partiellement la pièce moulée en aluminium; la pièce moulée peut ne recouvrir qu'une partie de la tôle dans le cas d'une marmite ou d'une casserole en acier inoxydable.
On peut bien entendu également utiliser un moule formé par exemple de trois ou quatre parties dont l'une constitue une matrice des tinée à la. conformation de la tôle. Le métal de moulage est alors coulé entre la surface de la tôle et la portion du moule comprenant les deux ou trois parties ne constituant pas la matrice.