Procédé pour augmenter la résistance à la traction d'un corps métallique. L'invention se rapporte à un procédé pour augmenter la résistance à la traction d'un corps métallique dont la foi-nie physi que est modifiée par des efforts extérieurs, comme c'est, par exemple, le cas (laits l'in dustrie de la tréfilerie, particulièrement pour la fabrication des. fils métalliques de vant servir de conducteurs électriques, fils qui sont soumis à l'usage à des efforts de traction considérables.
I1 est. d'usage dans la pratique courante. en vue de la fabrication de fil métallique, de soumettre une masse de métal appelée lingot à un laminage et un étirage répétés jusqu'à obtention de la section et de l'allon- i;ement désirés. Dans le cas de fil (le cuivre par exemple, le lingot est fondu en général idans des moules ou coquilles et, a à peu près les dimensions suivantes: 0,10 m X 0,11 m X 0,18 ni.
Cep lingots quand ils sont employées à la fabricaf ion (le fil métallique sont appelés barres à fil. Ces barres sont chauffées au rouge clans (les fours appropriés, puis on les fgit passer entre une série de cylindres la-
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<tb> usuelle <SEP> (le <SEP> (1,q079 <SEP> ni, <SEP> la <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> trac- Lion par unité clé section est sensiblement la même que celle que possède un fil de même grosseur tiré à froid d'une tige, de plus pe tite dimension laminée à chaud. Ainsi, par mi les tréfileurs l'avis qui prévaut est qu'un fil tiré à froid d'une dimension donnée, soit 2,E6 mm de diamètre environ, ne pourra pas avoir une résistance à la traction supérieure â. 4.570 kg par centimètre, quelle que soit la somme clé travail à froid à laquelle il aura été soumis.
L'explication de cette croyance réside clans le fait due lorsque du fil de cuivre ayant. un diamètre de 2 millimètres ou plus a acquis par le travail à froid une résistance à la traction clé 4.500 kg par centimètre carré environ, la chaleur produite par un nouveau travail à froid est suffisante, dans les con ditions usuelles d'étirage du fil métallique. pour créer une action de recuit capable d'an nihiler l'augmentation de force due à la ré- cluction de la section quand le métal est maintenu à une température inférieure au point clé recuit.
Dans les fils plus gros. ayant par exemple 5,5 mm environ, cette action clé recuit clam le cas de cuivre pur, est, appré ciable même à des vitesses ne dépassant pas 18 mètres environ à la minute, vitesse qui est de beaucoup inférieure à celles adop tées dans les tréfileries industrielles.
Le procédé qui fait l'objet clé l'invention présente la. particularité que par effet clé re froidissement sur le corps métallique. on maintient celui-ci à une température infé rieure au point de recuit du métal pendant la durée de l'action clés efforts extérieurs.
Ce procé clé pourra être exécuté. par exem ple, clé la manière suivante en l'appliquant. par exemple, dans la fabrication de fil de cuivre.
11 est avantageux de partir d'une section initiale aussi grande que possible pour le corps métallique à traiter. Dans la pratique, le lingot ordinaire pourra avoir 25 centi mètres carrés environ. Commençant donc avec un lingot ayant cette section, on le fait passer entre un train de cylindres lamineurs d'où il sort réduit. à une section clé 6 milli- mètres clé diamètre environ. Pendant, son passage entre des cylindres et pendant l'o pération clé laminage tout entière. le corps métallique est maintenu à une- température inférieure à. celle du point. clé recuit. du mé tal qui le compose.
Si au début clé l'opéra tion de laminage le lingot est à peu près à la. température ambiante. il peut rie pas être indispensable d'avoir recours à un refroidis sement artificiel, pendant les premières phases clé la réduction du diamètre, puisque la chaleur produite par le laminage pendant les premières phases ne sera pas suffisante pour porter le cuivre au point. de recuit qui, clans le cas clé cuivre de qualité courante est de 210 " C environ. Nlais pour être sûr que cette température ne soit pas dépassée.
il est préférable clé soumettre le métal à l'action d'un agent de refroidissement.
La nature de l'agent clé refroiclissemen'. c,mployé pour produire le refroidissement. et son mode d'application sont sans impor tance au point clé vue de l'invention. Toutefois, pour la mise à exécution chi procédé, il est. préférable que les cy- lindres et. le métal qui passe entre eux soient baignés d'un lubrifiant refroi disseur fourni, par exemple, par une pompe qui fait arriver le lubrifiant sur les cylindres ou les filières, sur le métal et. sur clés serpentins de réfrigération contenant. de l'ammonique liquide.
Lorsque le corps mé tallique a. été réduit à. une section au delà de laquelle un laminage n'est plus possible. on continue cette réduction en le faisant passer à un étirage clans clés filières.
Comme au début clé l'étirage la résistance à la fraction a été portée à un point rela tivement. élevé, on soumet, aussi pendant l'étirage le corps métallique à. l'action d'ml agent refroidisseur destiné à éliminer la chaleur résultant de l'opération d'étirage et à maintenir le métal à une température in férieure à son point de recuit.
On emploiera de préférence comme agent refroidisseur un labrifiant. clé réfria@éi-atiori à la température de zéro degré centil-racle clé façon à sou mettre le métal à une température. se 'rap- procliant de 0" C, immédiatement avant son introduction clans la filière. Comme la cha leur produite clans le métal par son passage clans la filière ou entre les cylindres lami neurs dépend de la vitesse de son passage dans la filière ou entre les cylindres, de la dureté du métal et du degré de réduction.
il peut être bon, lorsqu'on travaille à de grandes vitesses, de soumettre le métal une température beaucoup plus basse que 0 C. En tout cas, la température du lubri fiant sera inférieure au point de recuit du métal d'une quantité suffisante pour em pêcher que le métal par son passage dans la filière ou entre les cylindres n'atteigne la température de recuit.. Cela est surtout nécessaire une fois qu'on a atteint une ré sistance à la traction se rapprochant de 4.500 kg environ par centimètre carré. On remarquera que cette partie du procédé dif fère sensiblement du procédé de laminage à froid tel qu'il est pratiqué actuellement.
Dans le procédé d'étirage actuel bien que le métal soit. refroidi par un jet d'air ou un courant, d'eau entre les passes et avant. son entrée dans la filière, le refroidissement. ob tenu est tout-à-fait insuffisant pour empê cher le recuit dû au passage dans la filière quand on a atteint. une résistance à la trac tion de 4.200 kg au centimètre carré.
Des e,é;.;ais pratiques et des diagrammes de la valeur de la résistance à la traction et de la réduction de la section du fil fabriqué par le procédé de laminage à froid actuellement en usage, établis d'après ces essais, mon trent que la résistance à la traction n'aug mente pas au-dessus de 4.570 kg environ par centimètre carré pour un fil de 2.6 mm environ de diamètre lorsqu'on fait subir à ce fil une plus grande réduction de section. <B>Au</B> contraire, l'effet de recuit, est si grand qu'il y a diminution de la résistance à la traction pour une plus grande réduction de section.
En employant, par contre, un agent de réfrigération, comme décrit. le corps métal lique est refroidi avant son entrée dans la filière à un degré tel que l'élévation de tem pérature produite par son passage clans la filière ne suffit pas pour élever la tempéra ture au delà du point de recuit. du métal. 11 a été démontré que le présent procédé permet la fabrication de fil de cuivre ayant une résistance à la traction supérieure à 7.980 l;g par centimètre carré.
Method for increasing the tensile strength of a metallic body. The invention relates to a method for increasing the tensile strength of a metallic body, the physiological faith of which is modified by external forces, as is, for example, the case (milk industry wire drawing, particularly for the manufacture of metal wires to serve as electrical conductors, wires which in use are subjected to considerable tensile forces.
I1 is. of use in current practice. for the manufacture of wire, subjecting a mass of metal called an ingot to repeated rolling and stretching until the desired section and elongation is obtained. In the case of wire (copper for example, the ingot is generally melted in molds or shells and has approximately the following dimensions: 0.10 m X 0.11 m X 0.18 ni.
These ingots when they are used in manufacturing (metal wire are called wire bars. These bars are heated red in the appropriate furnaces, then they are passed between a series of la-
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minors <SEP> until, <SEP> this <SEP> that <SEP> their <SEP> diameter <SEP>> oit
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The explanation for this belief lies in the fact due to copper wire having. a diameter of 2 millimeters or more has acquired by cold working a key tensile strength of approximately 4,500 kg per square centimeter, the heat produced by fresh cold working is sufficient, under the usual conditions of drawing the wire . to create an annealing action capable of inhibiting the increase in force due to the reduction of the section when the metal is maintained at a temperature below the annealing key point.
In the larger wires. having for example about 5.5 mm, this key action annealing clam the case of pure copper, is, appreciable even at speeds not exceeding about 18 meters per minute, speed which is much lower than those adopted in the industrial wire drawing.
The method which is the key subject of the invention presents the. particularity that by re-cooling key effect on the metal body. this is maintained at a temperature below the annealing point of the metal for the duration of the action of external forces.
This key process can be carried out. for example, key the following way when applying it. for example, in the manufacture of copper wire.
It is advantageous to start with an initial section as large as possible for the metal body to be treated. In practice, the ordinary ingot may be around 25 hundred square meters. So starting with an ingot having this section, it is passed between a train of rolling rolls from which it comes out reduced. to a key section 6 millimeters key diameter approximately. During its passage between cylinders and during the entire rolling key operation. the metal body is maintained at a temperature below. that of the point. key annealed. of the metal that composes it.
If at the key start of the rolling operation the ingot is roughly at. ambient temperature. it may not be essential to have recourse to artificial cooling, during the first phases key to the reduction of the diameter, since the heat produced by the rolling during the first phases will not be sufficient to bring the copper to the point. annealing which, in the case of standard copper, is approximately 210 "C. But to be sure that this temperature is not exceeded.
it is preferable to subject the metal to the action of a cooling agent.
The nature of the key cooling agent. c, used to produce cooling. and its mode of application are immaterial from the point of view of the invention. However, for the implementation chi process it is. preferable than cylinders and. the metal which passes between them are bathed in a cooling lubricant supplied, for example, by a pump which makes the lubricant arrive on the cylinders or the dies, on the metal and. on key containing refrigeration coils. liquid ammonia.
When the metallic body has. been reduced to. a section beyond which rolling is no longer possible. this reduction is continued by passing it to a stretching in key sectors.
As at the key start the stretching resistance to the fraction was increased to a relative point. high, the metal body is subjected, also during stretching. the action of a cooling agent intended to remove the heat resulting from the drawing operation and to maintain the metal at a temperature below its annealing point.
A lubricant will preferably be used as the cooling agent. key refria @ éi-atiori at the temperature of zero degree centil-doctor blade key so as to submit the metal to a temperature. approaching 0 "C, immediately before its introduction into the die. As the heat produced in the metal as it passes through the die or between the laminating rolls depends on the speed of its passage through the die or between the cylinders, the hardness of the metal and the degree of reduction.
it may be good, when working at high speeds, to subject the metal to a temperature much lower than 0 C. In any case, the temperature of the lubricant will be below the annealing point of the metal by an amount sufficient to make sure that the metal, as it passes through the die or between the rolls, does not reach the annealing temperature. This is especially necessary once a tensile strength approaching approximately 4,500 kg per square centimeter has been reached . It will be appreciated that this part of the process differs substantially from the cold rolling process as currently practiced.
In the current drawing process although the metal is. cooled by a jet of air or a stream of water between the passes and before. its entry into the sector, cooling. ob held is quite insufficient to prevent expensive annealing due to passage through the die when reaching. a tensile strength of 4,200 kg per square centimeter.
Practical e, é;.; Ais diagrams of the value of the tensile strength and the reduction of the cross-section of the wire produced by the cold-rolling process now in use, established from these tests, my Trent that the tensile strength does not increase above approximately 4,570 kg per square centimeter for a wire of approximately 2.6 mm in diameter when this wire is subjected to a greater reduction in section. <B> On the </B> contrary, the annealing effect is so great that there is a decrease in tensile strength for a greater reduction in section.
By employing, however, a refrigerant, as described. the metallic body is cooled before entering the die to such an extent that the rise in temperature produced by its passage through the die is not sufficient to raise the temperature beyond the annealing point. metal. It has been demonstrated that the present process allows the manufacture of copper wire having a tensile strength greater than 7,980 µg per square centimeter.