Procédé de fabrication d'un article en alliage et matière de remplissage pour la mise en aeuvre de ce procédé Un procédé connu de fabrication d'articles mé talliques présentant des trous comprend la forma tion d'une ébauche, par exemple une billette, pré sentant au moins .un trou, l'insertion d'une matière de remplissage dans chaque trou, ,la mise en forme de l'ébauche, par exemple par extrusion,
la matière de remplissage étant simultanément distordue, et l'éli mination de cette matière de remplissage. Ordinaire- ment, la matière de remplissage et par conséquent le trou qui la contient sont considérablement .allongés et réduits en section transversale pendant le stade de formation.
Ce procédé peut être appliqué à la pro duction d'aubes de turbines en alliages résistant à la chaleur et au fluage dont la base est formée de nickel- chrome ou de nickel-chrome-cobalt. Une billette d'un tel alliage est percée de manière à présenter des trous de section circulaire dans lesquels des tiges de rem plissage de section circulaire sont insérées.
La billette est ensuite formée à chaud pour donner lune aube et la matière de remplissage est éliminée de manière à laisser dans l'aube des passages de refroidissement.
Le procédé usuel utilisé pour éliminer 1a matière de remplissage consiste à lixiver celle-ci hors des trous à l'aide d'une solution acide qui attaque uni- quement la matière de remplissage,
ou tout au moins qui attaque cette matière de préférence à l'alliage. Avec des alliages résistant au fluage tels que les allia- ges à base de nickel-chrome ou de nickel-chrome- cobalt, on peut utiliser comme matière de remplissage des alliages de fer-manganèse-titane ou de l'acier doux, et cette matière peut être lixivée par des acides, notamment l'acide nitrique.
La lixivation s'effectue très lentement et le but de l'invention est de fournir un procédé permettant de l'accélérer. Le procédé objet de l'invention pour la fabrica tion d'un article en alliage à l'aide d'une matière de remplissage disposée dans untrou de l'article et par lixivation de ladite matière .par une solution. acide qui ,
attaque cette dernière de manière exclusive ou préférentielle, est caractérisé en ce qu'on utilise une matière de remplissage qui contient au moins un fil formant noyau, pratiquement inattaquable par l'acide au cours du procédé et constituant nu plus -les<B>25</B> 1% de la section transversale de la matière de remplis sage.
Le fil formant noyau peut être en même alliage que la billette utilisée, en un alliage semblable ou non métallique. On utilise avantageusement un alliage à base de nickel résistant aux acides.
On a observé que la matière de remplissage dis posée dans un trou qui présente une faible section transversale et une grande longueur comparativement à cette section, produit parfois une structure soufflée dans le trou pendant la -lixivation, l'action, de cette dernière pouvant être arrêtée.
Il arrive souvent qu'une seule bulle s'étende complètement en travers .du trou. On suppose que la structure soufflée naturelle est perturbée par le fil ou les fils .et que c'est là la cause principale de l'accélération -de la lixivation. La raison pour laquelle la section transversale
des fils ne doit pas représenter plus de 25 1% de la section de la ma- tière de remplissage est qu'un petit trou annulaire autour d'un fil relativement gros constitue une con dition idéale pour former une <RTI
ID="0001.0131"> structure soufflée stable que l'on cherche précisément à éviter.
La matière de remplissage comprenant un ou plu- sieurs noyaux peut être obtenue en perçant une bil- lette constituée par ladite matière et en insérant dans la billette percée un ou plusieurs noyaux résistant aux acides. L'ensemble est alors formé pour donner une tige, par exemple par extrusion et par étirage, et la tige coupée à la longueur requise pour l'insertion dans un trou percé dans la billette à partir de laquelle on forme un article, par exemple une aube de ,tur bine.
Quand la billette est ainsi étirée, chaque noyau qu'elle contient devient un .fil.
Une perturbation complète de la structure souf flée naturelle est atteinte au mieux en disposant le fil ou les fils de manière à rendre l'espace sujet aux soufflures asymétrique. Dans une aube -de turbine, on recherche généralement des trous allongés ou lenti culaires, et quand la matière de remplissage présente cette forme au moment de la lixivation, l'asymétrie de l'espace sujet aux soufflures est pratiquement assu rée.
Dans des aubes présentant un certain nombre de trous, cependant, un ou plusieurs trous peuvent être de section presque circulaire, ce qui revient à dire que leur forme est très peu modifiée pendant la fabrica tion de l'aube. La tendance à une lixivation lente .est plus marquée dans ces trous et souvenu la lixivation s'arrête avant que toute la matière de remplissage soit éliminée.
Le procédé envisagé maintenant :est par ticulièrement utile dans la lixivaition de .trous presque circulaires.
Quand un seul fil est incorporé -dans la tige de remplissage, il peut être avantageusement placé excentriquement dans la billette initiale de .manière que l'espace dans lequel des soufflures peuvent fina lement se former soit asymétrique.
On obtient les meilleurs résultats :quand on insère plusieurs noyaux dans une billette de matière de rem plissage qui est transformée ensuite en une tige. L'accélération de la lixivation ainsi obtenue varie considérablement avec des aubes de turbine apparem ment identiques, mais certains essais permettent de chiffrer la valeur du procédé décrit.
Les chiffres don nés plus loin se rapportent à des alliages résistant au fluage à base de nickel-chrome-cobalt, avec des ma tières de remplissage en acier doux ou en alliage à 88 % de fer, 10 % de manganèse et 2 % de titane. Pour obtenir des échantillons destinés aux essais,
on prépare d'abord des tiges de remplissage qui sont faites en perçant au moins un :trou de 4 mm de dia mètre dans une billette, en remplissant ces trous avec des tiges d'un noyau en alliage à base de nickel con- tenant environ 15 % de chrome et 8 % de ,fer, en extrudant la billette pour obtenir une .tige de 8 mm de diamètre et en étirant finalement la tige jusqu'à un diamètre de 2,
4 mm. On perce alors des trous de 2,4 mm de diamètre dans des billettes en alliage ni ckel-chrome-cobalt destinées à former l'article et on les remplit avec les billettes de remplissage de la lon gueur voulue. Les billettes remplies sont extrudées à un diamètre de 19 mm et les produits extrudés sont coupés à 7,5 cm de longueur pour former les échan tillons d'essais.
Ces échantillons sont immergés dans une solution bouillante contenant en volume 25 parties d'acide nitrique du commerce, 1 partie d'acide chlorhydrique du commerce et 100 parties .d'eau. L'attaque produite sur la matière de remplissage par cette solution acide de lixivation est enregistrée à des intervalles de deux heures, la longueur éliminée de la matière de rem plissage étant mesurée en fonction de la longueur ini tiale.
Les résultats obtenus sont indiqués dans la table ci-dessous, qui donne également à titre de comparai son les résultats obtenus avec chaque matière de rem plissage sans noyau.
EMI0002.0080
<I>Table</I>
<tb> Heures
<tb> Matière <SEP> de <SEP> remplissage <SEP> 2 <SEP> 10 <SEP> 18 <SEP> 24
<tb> acier <SEP> doux <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 35,4 <SEP> 45,4 <SEP> 55,5 <SEP> 55,5 <SEP> élimination <SEP> 0/0
<tb> acier <SEP> doux <SEP> avec <SEP> .trois <SEP> noyaux <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 34,0 <SEP> 52,8 <SEP> 74,7 <SEP> 85,0 <SEP> élimination <SEP> 0/0
<tb> acier <SEP> doux <SEP> avec <SEP> neuf <SEP> noyaux <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 46,5 <SEP> 77,8 <SEP> 100 <SEP> - <SEP> élimination <SEP> %
<tb> alliage <SEP> 88/10/2 <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 37,2 <SEP> 66,6 <SEP> 84,0 <SEP> 91,8 <SEP> élimination <SEP> 0/0
<tb> alliage <SEP> 88/10/2 <SEP> avec <SEP> un <SEP> noyau <SEP> . <SEP> . <SEP> 42,3 <SEP> 78,6 <SEP> 93,4 <SEP> 100 <SEP> élimination <SEP> 0l0
<tb> alliage <SEP> 88/10/2 <SEP> avec <SEP> cinq <SEP> noyaux <SEP> 48,6 <SEP> 93,0 <SEP> 100 <SEP> - <SEP> élimination <SEP> %
<tb> alliage <SEP> 88/10/2 <SEP> avec <SEP> neuf <SEP> noyaux <SEP> 62,4 <SEP> 100 <SEP> - <SEP> - <SEP> élimination <SEP> 0,/o