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PROCEDE DE FIXATION, A UN FUT OU PARTIE D'OUTIL EN METAL ORDINAIRE, D'UNE PARTIE OU BOUT EN ME- TAL REFRACTAIRE, ET OUTIL EN RESULTANT.
La présente invention concerne, d'une manière gé- nérale, le soudage et elle vise plus particulièrement des outils et un procédé nouveau de fixation d'une partie d'ou- til dure ou réfraotaire à une partie d'outil en métaux or- dinaires.
L'invention a pour objet principal d'offrir un outil nouveau ayant une partie tranchante, ou travaillante, en métal réfractaire, ou en alliage de métal réfractaire qui ne se fendillera ou ne fêlera pas une fois assujetti à un corps ou fût en un métal ordinaire ou de 'base,
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Elle offre un procédé nouveau pour assujettir une partie travaillante ou tranchante, réfractaire, d'un outil à un corps ou fût d'outil sans faire fendiller ni fêler la partie travaillante.
L'un des objets importants de l'invention est de traiter une partie d'outil consistant en un carbure de métal réfraotaire et en un métal du groupe du fer de façon que cette partie fût puisse être solidement soudée à un corps d'outil,
L'invention a encore pour objet important d'offrir une partie, bout ou tranchant d'outil en tantale, carbone, ou bore, et nickel qui peut être d'outil de métal par voie éleotrolytique et être subséquemment assujetti. si so- lidement à un corps ou recouvert d'outil en métal ordinaire que ce bout ne recule pas de la pièce à travailler pendant que l'on se sert de l'outil,
Sur le dessin ci-joint fût
Fig, 1 est une vue .en perspective d'un bout ou tran- chant réfraotaire pendant son meulage pour l'ajuster à un
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tût d out il; :
2 est une vue en perspective d'une partie d'un :cet d'outil destinée à porter le bout ou tranchant repré- monté à 'la fige Fig.
1; 3 représente une phase du traitement d'un métal réfraotaire, ou d'un alliage de métal réfraotaire, afin Fig. le préparer pour sa fixation à un métal ordinaire; de 4 représente une autre phase du procédé de l'invention;
Fig. 5 est une coupe horizontale prise à travers un four, -représentant un traitement thermique des bouts ou tranchants revêtus de métal, ou plaqués;
Fig. 6 est une vue, Fig.$en perspectivej d'un fragment de fût d'outil et représente schématiquement une phase du*
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soudage d'un bout ou tranchant au fût;
Fig. 7 est une vue, en perspective, d'un bout ou tranchant et d'un fragment de fût, représentant une modifi- cation de la phase opératoire représentée à la fig. 5 et
Fig, 8 représente, en perspective, l'outil terminé.
Brièvement parlant, l'invention implique l'adapta- tion d'une partie d'outil faite d'un métal réfraotaire, comme le tantale, le columbium et le tungstène, d'un métal- lo@de, comme le carbone et le bore, et d'un métal du groupe du fer, comme le fer, le nickel et le cobalt, à une partie d'outil en un métal ordinaire ou-relativement peu. coûteux.
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On revêt ensuite, ou on "plaque", électrolytiquement la par- tie réfraotaire avec un métal qui peut être "mouillé" par
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une soudure dure et l'on ouit ce revêtement 00. "placage" ..,.;.. # ..'. < .'*.<: ,Jf""'(. <k-l, sur la partie réfractaire, après quoi 1', ,,,!Q, :.:{( partie en métal ordinaire la partie d'outil revêtue ou plaquée.
Les matières ou composés de soudage usuels,ou.
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communs ne "mouillent" pas les métaux ou alliages rëirao- taires sus-mentionnés pour cette raison, entre autres, qu'il y a une surface d'oxyde dure formée sur ces métaux ou allia-
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... "''''''",,,,,.. > "..r...-,... ¯.If }\if:'f"" ges. Dono, pour souder unçipartie, bout ou trano4t do#ril en ces métaux ré±rùc#aires ou alliages demétûX ë'xâc'- taires à un corps ou fût d'outil, il est nécessaire de pla- quer ou de revêtir le bout d'outil avec une matière que l'on
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puisse souder, au moyen d'une matière de soudaga're, usuel- le, à un fût d'outil.
On a toutefois trouvé que de tels al@ liages résistent au revêement l'aide d'un métal ar voie
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éleotrolytique probablement pouar les marnas xaigons qu'ils résistent au soudage. La présente invention a donc pour objet de traiter les bouts ou tranchants d'outils, ou autres dispositifs, faits de métaux ou alliages -réfractaires de manière qu'on puisse les rebâtir d'un métal par voie élec- trolytique et les soudér'solidement à des métaux ordinaires.
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A cette fin, on ajuste, comme c'est représenté aux figs. 1 et 2, un bout'ou partie coupante 11 comprenant un métal réfractaire, comme le tantale, un métalloïde comme le carbone ou le boxa, et un métal du groupe du fer, comme le niokel, à un siège 13.. prévu sur un fût ou corps d'outil 13,en moulant le bout au moyen d'une meule 14. Ce meulage 'du bout ou tranchant ,est fait avec soin afin de ne pas chauffer le bout réfractaire. Il est important d'éviter des changements brusques dans la température du bout, parce que des changements brusques de température peuvent produire une dilatation de celui-ci, ce qui aurait pour résultat de faire fendiller ou de fêler le bout ou partie tranchante 11.
Bien que le fût puisse être en tout métal ordi- naire, ou peu coûteux, convenable, ayant un faible coéffi- oient de dilatation, on préfère employer ici un acier tenace tel que celui connu dans l'industrie sous le nom d'acier à oiseaux* En préparant le fût 13 pour la réception du bout ou tranchant 11, il est important de supprimer les efforts d'usinage dans celui-ci avant d'essayer de le monter et après la formation du siège 12 dans le fût 13. Ces efforts peuvent êtresupprimés en chauffant le fût dans un four clos à environ 9800 C. et en le laissant refroidir lentement pen- dent environ huit.heures.
Une fois que le bout ou tranchant 11 a été ajusté au siège 12,on le traite de façon que la soudure effectue un joint entre ce bout et la siège 12. La demanderesse a trouvé que les métaux réfractaires, ou des alliages de ceux- ci, tels que ceux déjà mentionnés, peuvent être recouverts de métal par voie électrolytique à lacondition de les soumettre d'abord à un réactif quimarquera de petits creux leurs surfaces, ou les rendra rugueuses.
En conséquence, on
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fait fondre de la potasse oaustique de bonne qualité.15. et on la chauffe avec précaution par tout moyen de chauffage convenable tel que celui représenté schématiquement en 16 à la fig, 3, jusqu'à ce que l'eau et la vapeur aient été expulsées delà potasse caustique et que la température du bain fondu soit à une chaleur rouge sombre, la potasse caustique étant ainsi chauffée dans un réoipient ou creuset en nickel 17. On chauffe ensuite lentement le tranchant .il. et on le plonge dans ce bain de potasse caustique fondue au moyen de tenailles 18 et d'un petit fil de fer 19 attaohé au dit tranchant.
Après avoir préalablement réchauffé le tranchant comme décrit ci-dessus, on le descend dans le creu- set 17 et on le déplace dans le bain de potasse.Cette solu- de potasse fondue attaque vigoureusement la tranchant au bout 11 en le laissant aveo une surfaoe rugueuse ou marquée de petits creux qui, à ce qu'à trouvé la demanderesse, peut être revêtue, par voie éleotrolytique, de métaux qui peuvent être mouillés par des soudures dures ordinaires,
Le réchauffage, ou chauffage préalable, du bout 1,1-avant de l'immerger dans le bain de potasse fondue évite l'élévation brusque de la température de ce bout à celle du bain et c'est une précaution contre le fendillement ou craquelure du bout, qui pourrait être causé par un change- ment de température brusque de celui-ci.
On retire le bout rugueux 11 de la potasse caustique et on le laisse refroidir, après quoi on en enlève, par lavage à l'eau, la potasse qui, y adhère..
Ce traitement du bout 11 met probablement à décou- vert le métal de base ou de liaison dont il est fait usage dans 1 alliage; L'invention n'est toutefois pas limitée à la théorie sur laquelle repose cette action de la potasse sur le bout réfraotaire. Quelle que puisse être (Jette actions, le fait est que le bout ou tranohant peut être revêtu de
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métal) par voie électrolytique, après qu'il a été soumis à l'agent qui le marque depetits creux ou le rend rugueux.
On plonge ensuite le bout ou tranchant dans une solution 21 d'un sel d'un métal, tel que le cuivre ou le niokel, avec lequel il doit être "plaqué" ou dont il doit être révélai La demanderesse fait de préférence usage d'un sel de nickel et nickelle le bout comme c'est représenté schématiquement à la fig. 4, parce que bien que le nickel où le cuivre fasse un placage satisfaisant pour le bout, le nickel ne se dissout pas dans une soudure à l'argent, qui à un bas point de fusion, et ne laisse pas à nu le bout réfractaire 11.On peut,pour niokeler le bout 11, faire usage de tout bain de niokelage industriel utilisant une électrode en nickel pur, telle que celle représentée en 22 à la fig.
4, l'important étant de maintenir le bain 21 à l'état acide ., .. afin d'assurer une adhérence entre le nickel et le bout immer- gé dans la bain de nickelage.
On chauffe ensuite le bout plaqué, ou revêtu, dans le vide ou dans une atmosphère d'hydrogène, à une température d'au moins 1000 degrés C pour réduire les oxydes,quels qu'ils soient, qui .peuvent rester encore sur le bout 11 et pour cuire la niokelure sur ce bout. Ce chauffage du bout plaqué ou nickelé peut se faire de toute manière convenable, dans un four 32, par exemple, comme le représente la fig.
5, Bien que le four 32 ne fasse pas, en lui-même, partie de l'in- vention et que sa description ne soit point nécessaire à une complète compréhension de colle-ci, il peut ôtxe bon de mentionner qu'il peut comprendre, en bref, un cylindre d'alundum poreux 35 pour porter un récipient ou cuvette 34 destinée à tenir une pluralité de bouts plaqués 11.
Ce cy- lindre peut être enfoui dans une poudre réfractaire 35, comme la poudre de magnésie, et chauffé par un enroulement ''de molyb@ène, 36,auquel de l'énergie est fournie par une source oonvenable; non représentée la poudre 35 et le oylin-
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, 7 -378453 dre 33, enfoui dedans, sont portés dans un réoipient oonve- nable 37, pourvu d'entrées 38 pour fournir de l'hydrogène au cylindre d'alundum. Une pluralité de bouts peuvent être ainsi chauffés dans le four, et rendus par cela même prêts pour la fixation du fût 13.
En assujettissant le bout plaqué 11 au siège 12, il est important d'éviter un chauffage rapide de ce bout et de contrôler le chauffage et le refroidissement du fiât et du bout de manière à empêcher le fendillement ou fêlure de ceux-ci dû aux efforts causés par les coefficients de dila- tation thermiques différents.
Bien qu'on ohoisisse, pour faire le fût, une matière possédant.un coefficient de dilatation thermique relativement faible, l'acier à oiseaux employé à un coefficient de dilatation supérieur à celui du bout réfraotaire 11.
la demanderesse a trouvé que, si l'on essaie de souder le bout'Il au siège 12 par les méthodes qui se présentent la plus facilement et naturellement à l'esprit, comme par exemple en chauffant le fiât Il au point de fusion de la soudure sur le siège 12, aveo le bout 11 en plaoe, ou placé subséquemment, sur ce siège, et,en laissant refroidir l'outil, il arrive fréquemmant que lebout 11 se fendille en se refroidissant, pour empêcher ce fendillement du bout 11,on immerge partiellement, comme le représenté la fig, 6, le fût 11 dans un milieu ou liquide refroidissant contenu dans,un réai- pient ou cuvette pour refroidir ce fût et limiter sa tempé- rature maximum au cours del'opération de 'soudage subséquente.
On applique convenablement tout flux ou fondant de soudage convenable oomme le borax, au bout 11 et au siège 12 en peignant, par exemple, ce bout et ce siège avec le fon- dant de soudage et on applique au siège 12 une soudure dure dure.
85* Bien que l'on puisse employer toute soudure/usuelle qui mouillera les deux surfaces à souder, il est préférable
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an faire usage d'une soudure à l'argent comprenant sensible ment 60,% d'argent, 85% de cuivre ét 15% de zinc, parce qu'une telle soudure a un point de fusion relativement bas et qu'on a trouvé qu'elle assujettit solidement le bout au fût.
A cause de la faible conductibilité thermique de la matière du bout, il est impraticable d'employer une soudure à point de fusion plus élevé parce que la température au joint entre le bout et le fût n'atteindra pas un point qui ramollira ou fondra une soudure à haut point de fusion de ce genre,
On chauffe ensuite la soudure par tout moyen convenable, tel qu'un chalumeau oxyhydrique ou oxyacétylénique
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représenté schématiquement en 2& à la fig 6. Ce chalumeau 26 possède de préférence, comme représenté, une buse qui donne une flamme mince que l'on peut diriger sur le siège 12 sans chauffer appréciablement d'autres parties du fût.
Pendant qu'on prépare ainsi le siège la, on chauffe
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lentement le bout plaqué j à environ 8150 0. par un moyen quelconque convenable, tel qu'un four à gaz ou électrique ,et on maintient cette température du bout jusqu'à ce que la soudure sur le siège 12, atteigne l'état fondu sous l'effet de la chaleur fournie par le chalumeau 2±, Ce chauffa- ge lent du bout 11 peut se faire en plaçant d'abord un bout, de champ, devant le four, puis en le faisant avancer graduel-
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.. , ... , t lement dans celui-ci, On enlève ensuite.du four, avec des tenailles chaudes 27, le bout chauffé et on l'appuie sur la soudure fondue sur le siège 12.
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Comme c'est eapr6senté à la fig. 7j,lune plaque 28p en toute matière bonne conductrice de la chaleur, comme le gàivre, peut remplacer la auvatta,.é.i: 'xefroïd.s- saut ou eau 2z qutelle contient, san"sue oeak4 oôn.stituâ" une dérogation à l'esprit dol'invention. Il est également faisa- ........ ¯' i";>i' ble, comme c'est représenté sur le.dessina(f&gj7) de ohauffer le bout après qu'il a été.-placé stirqyâ"47sb " "a xél"I"^Iondua sur
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le siège 12, par un moyen quelconque oonvenable, comme le chalumeau 29.
Il va naturellement sans dire que, dans le cas ou l'on chauffe ainsi le bout 11, on le réchauffe préalable- ment afin d'éviter qu'il craque ou se fendille. Soit la plaque 28,ou le liquide 23, empêchera la température du fût 13 de s' élever à celle à laquelle elle pourrait autrement être élevée et assurera un refroidissement plus rapide du fût, ou de la partie ayant le plus fort coefficient de dilatation, que ,du bout Il* Dans un cas comme dans l'autre on tient le bout 11, au moyen des tenailles 27, sur le siège 12 jusqu'à ce que la souàare 2fi ait ait prise, après quoi on enlève l'ou- til de l'eau 23, ou de la plaque 28, et on le laisse,refroi- dir à l'air ;
bien on peut le placer dans de la magnésite ou du silocel ou tout autre milieu calorifuge convenable et le laisser refroidir pendant plusieurs heures.
La demanderesse a trouvé que le bout plaqué 11, après que le placage a été cuit dans le four 32, peut égale- ment être assujetti au fût 13 au moyen d'un métal ou alliage à bas point de fusion, tel que le zinc, du zinc aveo sonsi- blement 0,25% d'aluminium pour augmenter la fluidité du zinc, ou un zinc avec 0,25% d'aluminium et jusqu'à 5% de cuivre.
Bien que l'on puisse faire usage, pour assujettir le bout plaqué au fût, de tout métal ou alliage à bas point de fusion, capable de s'allier à la nickelure, ou de la mouiller, la demanderesse préfère employer du zino ou des alliages de zino fondant à sensiblement 419 C.
Pour assujettir ainsi au fût le bout plaqué ou nickelé, on applique au siège 12 tout flux ou fondant de soudage doux convenable, comme du chlorure d'ammonium, ou du chlorure d'ammonium et du chlorure de zino. On prépare un bain du zinc ou alliage de zinc sus-mentionné en fondant le zino, ou son alliage, dans un creuset. Ensuite, on plonge ou l'on immerge partiellement le bout plaqué 11 et le fût 13
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dans ce bain de zinc fondu, le fat étant plongé dans le métal fondu de façon que le siège 11 soit immergé dans celui-ci, Le zino ou alliage adhère d'une façon tenace au bout plaqué 11.
Lorsque le 'bout il et le siège 12 du fût ont été revêtus du métal fondu, on les retire du bain avec des te- nailles, ou par un autre 'moyen convenable, et on place le .bout sur le siège 12 sur lequel on letient jusqu'à ce que le zinc ait fait prise. On laisse ensuite refroidir l'outil à l'air et, si on le désire, on peut enlever le zinc sur les cotés du fût et du bout, pour terminer l'outil.
L'outil terminé est représenté à la fig. 7, d'après laquelle on notera qu'une couche extrêmement mince, 31, de soudure à l'argent, ou de zino, tient solidement le bout 11 .9= le siège 12 et effectue un joint extrêmement, étroit et intime entre le bout et le fût. Le bout d'un tel outil ne se fendillera pas en se refroidissant, non plus qu'il ne s'é- loignera, ou reculera, de la pièce à travailler. Le nouveau procédé de l'invention donne un outil qui convient particu- lièrement bien pour un travail précis et l'exécution de tra- vaux durs'
Bien qu' on ait représenté une forme de réalisation préférée de l'invention appliquée à un type particulier d'ap- pareil, elle est applicable à d'autres usages.
Il est évident que des changements et modifications peuvent également se présenter d'eux-mêmes à l'esprit et que, par conséquent, ces changements et modifications qui peuvent se présenter d'eux- mêmes à l'esprit d'une personne de la partie rentrent dans le cadre de l'invention.
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PROCESS FOR FIXING, TO A SHAFT OR PART OF A TOOL IN ORDINARY METAL, OF A PART OR END OF REFRACTORY METAL, AND TOOL THEREFORE.
The present invention relates, in general, to welding and it relates more particularly to tools and a new method of fixing a part of a hard or refraotary tool to a part of a tool made of gold metals. dinaries.
The main object of the invention is to provide a new tool having a cutting or working part made of refractory metal or of a refractory metal alloy which will not crack or crack when it is secured to a body or barrel made of a metal. ordinary or basic,
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It offers a novel process for securing a working or sharp, refractory part of a tool to a tool body or shank without cracking or cracking the working part.
One of the important objects of the invention is to process a tool part consisting of a refraotary metal carbide and an iron group metal so that this shank part can be securely welded to a tool body,
Another important object of the invention is to provide a part, tip or cutting edge of a tool made of tantalum, carbon, or boron, and nickel which can be of metal tool by electrolytic means and be subsequently secured. so securely to a body or covered with a tool of ordinary metal that this end does not retract from the workpiece while the tool is in use,
On the attached drawing, the barrel
Fig, 1 is a perspective view of a refraotary end or cutting edge during its grinding to adjust it to a
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all of it; :
2 is a perspective view of part of a tool intended to carry the tip or cutting edge shown in FIG.
1; 3 represents a phase of the treatment of a refraotary metal, or of a refraotary metal alloy, in order to FIG. prepare it for its attachment to an ordinary metal; of 4 represents another phase of the process of the invention;
Fig. 5 is a horizontal section taken through a furnace, showing a heat treatment of the metal coated or plated tips or cutting edges;
Fig. 6 is a view, Fig. $ In perspective j of a fragment of a tool shank and schematically represents a phase of the *
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welding with one end or cutting edge to the barrel;
Fig. 7 is a perspective view of an end or cutting edge and of a barrel fragment, showing a modification of the operating phase shown in FIG. 5 and
Fig, 8 shows, in perspective, the finished tool.
Briefly speaking, the invention involves the adaptation of a part of a tool made of a refractory metal, such as tantalum, columbium, and tungsten, of a metal, such as carbon and tungsten. boron, and an iron group metal, such as iron, nickel and cobalt, to a tool part of an ordinary or relatively little metal. expensive.
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The refractory part is then electrolytically coated, or "plated" with a metal which can be "wetted" by.
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a hard weld and we hear this coating 00. "plating" ..,.; .. # .. '. <. '*. <:, Jf ""' (. <Kl, on the refractory part, after which 1 ', ,,,! Q,:.: {(Ordinary metal part the coated or plated tool part .
The usual welding materials or compounds, or.
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common do not "wet" the aforementioned rerative metals or alloys for this reason, among other things, that there is a hard oxide surface formed on these metals or alloys.
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... "'' '' ''" ,,,,, ..> "..r ...-, ... ¯.If} \ if: 'f" "ges. Dono, to weld a part, end or trano4t of do # ril in these metals re ± rùc # ary or metal alloys ë'xâc'- tary to a tool body or shank, it is necessary to plate or coat the tool end with a material that we
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can weld, by means of a soldering material, customary, to a tool shank.
However, it has been found that such alloys resist coating with a metal ar
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electrolytic probably for xaigon marnas that they resist to welding. The object of the present invention is therefore to treat the ends or cutting edges of tools, or other devices, made of refractory metals or alloys in such a way that they can be rebuilt from a metal by electrolytic means and welded them solidly. to ordinary metals.
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To this end, we adjust, as shown in Figs. 1 and 2, a tip or cutting part 11 comprising a refractory metal, such as tantalum, a metalloid such as carbon or boxa, and an iron group metal, such as niokel, at a seat 13 .. provided on a barrel or tool body 13, by molding the end by means of a grinding wheel 14. This grinding of the end or cutting edge is done with care so as not to heat the refractory end. It is important to avoid sudden changes in the temperature of the tip, because sudden changes in temperature can cause the tip to expand, which would result in cracking or cracking the tip or cutting part 11.
Although the barrel may be of any suitable ordinary or inexpensive metal having a low coefficient of expansion, it is preferred herein to employ a tough steel such as that known in the industry as carbon steel. birds * When preparing the shank 13 for receiving the tip or cutting edge 11, it is important to remove the machining forces in it before attempting to mount it and after the formation of the seat 12 in the shank 13. These Stress can be reduced by heating the keg in a closed oven to about 9800 ° C and allowing it to cool slowly for about eight hours.
Once the tip or cutting edge 11 has been fitted to the seat 12, it is treated so that the weld makes a joint between this tip and the seat 12. The Applicant has found that refractory metals, or alloys thereof , such as those already mentioned, can be coated with metal electrolytically provided that they are first subjected to a reagent which will indentify their surfaces, or make them rough.
Consequently, we
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Melts good quality oaustic potash. 15. and it is carefully heated by any suitable heating means such as that shown schematically at 16 in fig, 3, until the water and steam have been expelled from the caustic potash and the temperature of the molten bath is to a dark red heat, the caustic potash thus being heated in a nickel container or crucible 17. The cutting edge is then slowly heated. and it is immersed in this bath of molten caustic potash by means of pincers 18 and a small wire 19 attached to said cutting edge.
After having previously heated the cutting edge as described above, it is lowered into the crucible 17 and moved into the potash bath. This molten potash solution vigorously attacks the cutting edge at end 11, leaving it with a surface. rough or marked with small hollows which, according to the applicant, can be coated, electrolytically, with metals which can be wetted by ordinary hard welds,
The reheating, or preliminary heating, of the end 1,1-before immersing it in the molten potash bath avoids the sudden rise in the temperature of this end to that of the bath and it is a precaution against cracking or crazing. end, which could be caused by an abrupt change in temperature of the end.
The rough end 11 of the caustic potash is removed and allowed to cool, after which the potash which adheres to it is removed by washing with water.
This treatment of end 11 probably uncovers the base or bonding metal which is used in the alloy; The invention is however not limited to the theory on which this action of the potash on the refraotary end is based. Whatever may be (Throws actions, the point is that the tip or tranohant can be coated with
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metal) electrolytically, after it has been subjected to the agent which marks it with small hollows or makes it rough.
The tip or edge is then immersed in a solution of a salt of a metal, such as copper or niokel, with which it is to be "plated" or with which it is to be revealed. The Applicant preferably makes use of. a nickel salt and nickel the end as shown schematically in fig. 4, because although nickel or copper does a satisfactory plating for the tip, the nickel does not dissolve in a silver solder, which has a low melting point, and does not leave the refractory tip exposed. 11.One can, to niokeler the end 11, use any industrial nioking bath using a pure nickel electrode, such as that shown at 22 in FIG.
4, the important thing being to maintain the bath 21 in the acid state., ... in order to ensure adhesion between the nickel and the end immersed in the nickel plating bath.
The plated or coated end is then heated in vacuum or in an atmosphere of hydrogen to a temperature of at least 1000 degrees C to reduce any oxides which may still remain on the end. 11 and to cook the niokelure on this end. This heating of the plated or nickel-plated end can be done in any suitable manner, in an oven 32, for example, as shown in FIG.
5, Although the oven 32 is not, in itself, part of the invention and its description is not necessary for a complete understanding of the latter, it may be well to mention that it can comprising, in brief, a porous alundum cylinder 35 for carrying a container or bowl 34 for holding a plurality of plated ends 11.
This cylinder may be buried in a refractory powder 35, such as magnesia powder, and heated by a coil of molybene, 36, to which energy is supplied from a suitable source; not shown powder 35 and oylin-
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, 7 -378453 dre 33, buried therein, are carried in a suitable container 37, provided with inlets 38 for supplying hydrogen to the alundum cylinder. A plurality of ends can thus be heated in the oven, and thereby made ready for the attachment of the barrel 13.
By securing the plated end 11 to the seat 12, it is important to avoid rapid heating of this end and to control the heating and cooling of the fiât and of the end so as to prevent cracking or cracking of these due to the forces. caused by different thermal expansion coefficients.
Although a material having a relatively low coefficient of thermal expansion is chosen for the barrel, the bird steel used has a coefficient of expansion greater than that of the refraotary end 11.
the Applicant has found that, if one tries to weld the end II to the seat 12 by the methods which are most easily and naturally to the mind, such as for example by heating the fiat II to the melting point of the welding on the seat 12, with the end 11 in plaoe, or placed subsequently, on this seat, and, while allowing the tool to cool, it often happens that the end 11 cracks while cooling, to prevent this splitting of the end 11, the barrel 11 is partially immersed, as shown in FIG. 6, in a cooling medium or liquid contained in a vessel or bowl to cool this barrel and limit its maximum temperature during the subsequent welding operation .
Any suitable soldering flux or flux, such as borax, is suitably applied to tip 11 and seat 12 by, for example, painting this tip and seat with solder flux, and to seat 12 a hard solder is applied.
85 * Although any / conventional solder can be used which will wet both surfaces to be soldered, it is preferable
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to use a silver solder comprising substantially 60% silver, 85% copper and 15% zinc, because such solder has a relatively low melting point and has been found that it firmly secures the end to the barrel.
Due to the low thermal conductivity of the tip material, it is impractical to employ a higher melting point solder because the temperature at the joint between the tip and the barrel will not reach a point that will soften or melt a such high melting point solder,
The weld is then heated by any suitable means, such as an oxyhydrogen or oxy-acetylene torch
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shown schematically at 2 & in FIG. 6. This torch 26 preferably has, as shown, a nozzle which gives a thin flame which can be directed onto the seat 12 without appreciably heating other parts of the barrel.
While we prepare the seat there, we heat up
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slowly the plated end j to about 8,150 ° C. by any suitable means, such as a gas or electric oven, and this temperature of the end is maintained until the solder on the seat 12 reaches the molten state under the effect of the heat supplied by the torch 2 ±, This slow heating of the end 11 can be done by first placing one end of the field in front of the furnace, then by gradually advancing it.
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.., ..., completely in it, The heated end is then removed from the oven with hot pliers 27 and pressed against the molten solder on the seat 12.
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As is shown in fig. 7j, moon plate 28p in any material which is a good conductor of heat, such as frost, can replace auvatta, .é.i: 'xefroïd.s- saut or water 2z which contains, san "sue oeak4 oôn.stituâ" a derogation to the spirit of the invention. It is also possible to ........ ¯ 'i ";> i' ble, as shown in the.dessina (f & gj7) to heat the end after it has been.-placed stirqyâ" 47sb "" a xél "I" ^ Iondua on
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the seat 12, by any suitable means, such as the torch 29.
It goes without saying that, in the case where the end 11 is thus heated, it is preheated in order to prevent it from cracking or cracking. Either the plate 28, or the liquid 23, will prevent the temperature of the drum 13 from rising to that to which it might otherwise be high and will ensure a faster cooling of the drum, or of the part having the highest coefficient of expansion, that, from the end II * In either case, the end 11 is held, by means of the pliers 27, on the seat 12 until the souàare 2fi has taken, after which the tool is removed. the water 23, or plate 28, and allowed to cool in air;
well it can be placed in magnesite or silocel or any other suitable heat-insulating medium and allowed to cool for several hours.
Applicants have found that the plated end 11, after the plating has been fired in the oven 32, can also be secured to the barrel 13 by means of a low melting point metal or alloy, such as zinc, zinc with 0.25% aluminum to increase the fluidity of the zinc, or zinc with 0.25% aluminum and up to 5% copper.
Although it is possible to make use, to secure the plated end to the barrel, of any metal or alloy with a low melting point, capable of alloying with the nickelide, or of wetting it, the Applicant prefers to use zino or Zino alloys melting at approximately 419 C.
To thereby secure the plated or nickel-plated tip to the barrel, any suitable mild soldering flux or flux, such as ammonium chloride, or ammonium chloride and zino chloride, is applied to seat 12. A bath of the aforementioned zinc or zinc alloy is prepared by melting the zino, or its alloy, in a crucible. Then we immerse or partially immerse the plated end 11 and the barrel 13
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in this bath of molten zinc, the fat being immersed in the molten metal so that the seat 11 is immersed therein, the zino or alloy adheres tenaciously to the plated end 11.
When the tip 11 and the seat 12 of the barrel have been coated with the molten metal, they are removed from the bath with napkins, or other suitable means, and the tip is placed on the seat 12 on which to be taken. hold until the zinc has set. The tool is then allowed to air cool and, if desired, the zinc can be removed from the sides of the barrel and the end, to complete the tool.
The finished tool is shown in fig. 7, from which it will be noted that an extremely thin layer, 31, of silver solder, or of zino, firmly holds the end 11. 9 = the seat 12 and makes an extremely, narrow and intimate joint between the end and keg. The tip of such a tool will not crack as it cools, nor will it pull away or back away from the workpiece. The new process of the invention provides a tool which is particularly well suited for precise work and the performance of hard work.
Although a preferred embodiment of the invention has been shown applied to a particular type of apparatus, it is applicable to other uses.
It is obvious that changes and modifications can also present themselves to the mind and, therefore, those changes and modifications which can present themselves in the mind of a person of the part come within the scope of the invention.