<Desc/Clms Page number 1>
Procédé de fabrication des coussinets.-
L'invention a pour objet un procédé de fabrication des coussinets en bronze d'étain (contenant par exemple 92 % de cuivre et 8 %d'étain) de haite résistance et de grande
<Desc/Clms Page number 2>
homogénéité cristalline et ayant une haute teneur en phosphore d'environ 0,2 à 0,4 %. Ce dernier composant peut cependant être remplacé par des corps équivalents, tels par exemple le silicium.
Il est connu jusqu'ici de fabriquer des coussinets en confectionnant d'abord un tube et en le tronçonnant ensuite et s'il y a lieu en le coupant encore en deux en longueur. Le tube était fabriqué jusqu'ici par moulage et à la presse ou d'une autre façon, mais toujours de manière à éviter l'homogénéisation complète de la structure cristalline du métal, ce qui était d'ail- leurs conforme à la théorie généralement établie et admise, qu'un bon métal à coussinets doit être constitué par des particules dures enrobées dans une matière plus tendre.
Cependant l'expérience de l'inventeur a démontré que dans le cas envisagé la capacité de charge du coussinet serait notablement supérieure si les cristaux étaient complètement homogènes. Il a été établi notamment que la capacité de charge des coussinets établis d'après le nouveau procédé était de 60 % plus élevée que celle des meilleurs bronzes à coussinets qu'on connaisse actuellement. Dans la suite on comprendra, par l'ex- pression 'capacité de charge" la charge limite appliquée au cous- sinet lors d'un essai dans une machine à essayer au-dessus de laquelle commence à apparaître l'usure du coussinet.
A l'essai d'un coussinet établi suivant l'invention, la capacité de charge du coussinet était si élevée qu'une machine d'essai d'un des meilleurs laboratoires n'était pas capable de faire apparaître l'usure et de vaincre ainsi une aussi grande capaci- té de charge, de sorte qu'on était obligé de construire une machine d'essai spéciale pouvant être très fortement chargée.
Ce nouvel effet est obtenu contrairement aux anciens procédés en soumettant la matière brute alternativement à des
<Desc/Clms Page number 3>
recuissons et à des étirages successifs jusqu'à ce que la struc- ture cristalline soit devenue complètement homogène. On se ser- vira de préférence pour l'étirage d'un lingot tubulaire, toute- fois, dans certains cas, on pourrait partir d'un lingot plein, l'essentiel étant de soumettre le métal an traitement mixte qu'on vient de citer.
Toutefois, il a été constaté que la fabrication des coussinets de haute qualité suivant les indications qu'on vient de donner présente de très grandes difficultés, si bien que mê- me des spécialistes de l'étirage après plusieurs années d'essais et en employant toute leur science professionnelle n'ont pu ni arriver à un résultat pratique, ni même réaliser une amélio- ration des qualitéd du produit final requises pour les coussi- nets, à moins qu'ils aient tenu compte de nombreuses conditions du procédé qui devaient être remplies obligatoirement si l'on voulait aboutir au résultat envisagé, sans que cela entraîne une quantité de rebut pouvant rendre le procédé pratiquement inapplicable.
Il a été constaté d'abord qu'une teneur convenable en phosphore était nécessaire pour obtenir des coussinets ayant des caractéristiques particulièrement avantageuses, toutefois, la présence du phosphore rendait très difficile l'exécution du procédé.
Il a été démontré, par exemple dans le cas d'une haute teneur en phosphore, qu'il était impossible, en partant d'un lingot plein, de le travailler ensuite sous forme d'un tu- be à la presse à étirer, car dans ce cas le phosphore qui se dé- posait à la surface du lingot dans la coquille par suite d'une désagrégation, était éliminé et se retrouvait dans les résidus de la presse, tandis que le tube perdait la plus grande partie de son phosphore pendant le traitement. Si l'on voulait donc
<Desc/Clms Page number 4>
travailler à la presse à étirer en partant d'un lingot plein, il y aurait lieu d'employer une presse de construction spéciale dif- férente de celles employées habituellement.
Pour réduire le risque de pertes du phosphore on partira d'un lingot creux qu'on travaillera ensuite par étirage.
Cependant, de nombreuses difficultés surgissent lors de la confection du lingot creux coulé. D'abord il est difficile d'obtenir une structure régulière du lingot creux par suite d'un refroidissemeht irrégulier dû aux inégalités de l'épaisseur des parois du lingot creux. Les conditions irrégulières du refroidis- sement doivent donc être évitées afin de limiter le rebut par le choix de l'épaisseur des parois de coquilles employées.
Les autres difficultés sont dûes à l'emploi de maté- riaux ne convenant pas à la confection des noyaux. Le bronze phosphoreux a comme on le sait un très fort retrait qui est d'en* viron 1 1/2 %. Si le noyau n'est pas assez souple, il se produit des tapures dans le lingot creux, tapures imperceptibles à l'oeil nu, mais qui cependant rendent impossible l'étirage, car le lin- got se déchire à l'endroit où elles se trouvent. La matière à noyaux doit donc présenter une certaine élasticité, ce qui est d'une importance capitale. De préférence, il sera fait usage d'un noyau en sable.
Le noyau, malgré son élasticité, doit être très te- nace pour ne pas jouer en longueur. Comme il est centré dans la coquille à ses deux extrémités, son jeu en longueur en le dé- plaçant provoquera une irrégularité des parois du lingot, ce qui rendra ce dernier inutilisable. Les irrégularités d'épaisseur des parois ne pouvant être nivelées par l'étirage, les coussinets ainsi obtenus seraient inacceptables.
Pour éviter cet inconvénient
<Desc/Clms Page number 5>
on pourrait employer avantageusement des noyaux élastiques et poreux, conme ceux décrits et mentionnés dans les brevets allé** mands Nos 496.819 et 419.820, constitué par un mélange de sable et de sciure de bois détrempée et dont les extrémités sont en sable pur, le tout étant enduit d'une bouille de graphite et d'argile et calciné jusqu'à la combustion de la sciure de bois,
Si l'on se sert d'une coquille à parois en fonte avec un noyau en sable à l'intérieur, le lingot ne sera pas asse régulier pour pouvoir être étiré, car il sera par exemple le siège de tensions internes.
Celles-ci doivent être annulées avant le premier étirage, étant donnée la faible capacité d'al- longement et la faible résistance qui est d'environ 28 kgs., du métal, caractéristiques qui le rendent difficile à étirer.
D'autre part, en ce qui concerne les bronzes phosphoreux de ce genre, la température de recuisson habituelle comprise entre 650 et 700 ne pourrait pas être employée, car le phosphore brû- lerait. Pour empêcher le phosphore de brûler, la température de recuisson doit être maintenue basse, mais suffisamment éle- vée pour que la recuisson soit efficace. Des températures com- prises entre environ 550 et 580 ne sont montrées avantageuses,,,
Au premier tirage, le métal est encore fort fragile et peu résistant.Il a été démontré notamment que les meilleur res caractéristiques en ce qui concerne les coussinets ne sont seulement réalisées que si la recuisson laisse encore le métal à l'état non homogène,, une transformation typique de la struc- ture ne s'étant pas encore effectuée en ce moment.
Le premier tirage sera donc un tirage typique de compression ou de concen- tration et non d'allongement. Comme les caractéristiques du métal sont très favorables pour l'étirage, on procèdera par é- tirage sur mandrin long.
<Desc/Clms Page number 6>
On continuera ensuite en procédant alternativement à des recuissons et à des étirages successifs, ce qui donnera un métal plus homogène. Après un sixième ou septième tirage, le métal sera déjà constitué par des cristaux mixtes. On passera ainsi successivement du tirage de concentration au tirage d'al- longement. Plus le métal devient dense et homogène, moins le maintien de la température de recuisson dans des limites minima peut être rigoureux.
Les trois premiers tirages produisent un effet con- centrant, ce sont donc des tirages sur mandrin long; tandis que les trois ou quatre tirages suivants produisent un effet d'éti- rage et ce sont donc des tirages sur mandrin fixe.
Les tirages qui suivent le sixième ou le septième tirage sont uniquement des tirages de dimensionnement. Ils sont nécessaires car les lingots creux primitifs coulés n'ont pas les dimensions suffisamment exactes pour donner un produit final de diamètre et d'épaisseur des parois requis dès la fin des six premiers tirages. Leur résultat dépendra des caractéristiques, d'ailleurs défavorables quant au tirage, du métal. Cependant le métal ayant été déjà suffisamment travaillé, homogénéisé et con- solidé après les six premiers tirages, les tirages suivants pourront être effectués désormais de la façon usuelle et notam- ment en pliant longitudinalement et en comprimant une des extré- mités du tube, ce qui permet de le saisir directement avec les tenailles, phase qu'on appellera dans la suite "la traction directe".
Dans le but de réduire la préparation mécanique des lmngots primitifs pour permettre la fixation d'un organe de traction, les blocs creux comportent à l'une de leurs extrémités un bourrelet inférieur venu de fonderie, qui sert à l'accrochage de l'organe de traction servant aux tirages sur mandrin long
<Desc/Clms Page number 7>
et sur mandrin fixe. Il devient inutile en employant la traction directe.
On effectue une recuisson entre deux tirages suc- cessifs. Les premières recuissons doivent être faites à basse température qui doit être maintenue autant que possible entre 550 et 580 , tandis que pour les dernières recuissons, le main- tien de la température entre ces limites n'a pas la même im- portance qar les pertes de phosphore ne se produisent plus alors aussi facilement qu'au début.
On ne pourrait se servir pratiquement pour l'étirage du bronze de plaques ou de bagues à tréfiler du modèle courant car le bronze n'a ni densité, ni résistance suffisante. Ce n'est qu'à partir du troisième ou du quatrième tirage que le métal présente des caractéristiques qui permettent de se servir de dispositifs d'étirages normaux.
Il n'y a pas de recuisson à la suite du dernier tirage. Le tube sortant du dernier tirage sur lequel on a pra- tiqué un polissage d'essai laisse voir des lignes de glisse- ment très nettes, on le soumet alors à un usinage proprement dit. On le coupe en longueur et l'on procède ensuite au dimen- sionnement suivant les applications spéciales auxquelles le produit sera destiné.
Le dessin annexé représente schématiquement un dispositif d'étirage pouvant être utilisé dans le procédé décrit,
Sur ce dessin :
La figure 1 est une coupe horizontale d'un disposi- tif d'étirage à long mandrin, qu'on emploie pour les trois premiers tirages.
La figure 2 est une coupe semblable à la précédente d'un dispositif d'étirage comportant une tête semblable à
<Desc/Clms Page number 8>
celle d'un clou qu'on emploie par exemple pour les quatrième ou sixième ou septième tirage.
Sur les figures, on a désigné par c la filière et par e le tube soumis à l'étirage. Le bourrelet intérieur dont est munie l'une des extrémités du lingot creux est désigné par d. Dans les deux cas, le sens de l'étirage est de bas en haut.
Sur la figure 1, la partie du mandrin b que saisit la tenaille est désignée par a, tandis que sur la figure 2, a1 est l'organe de traction, a2 en est la tête, b1 est le mandrin et b2 est la tige du mandrin.
La principale différence entre les deux dispositifs d'étirage que représentent les deux figures est que dans le dis- positif suivant la figure 2 pendant l'étirage le mandrin bl ne se déplace pas par rapport à la filière c et ce n'est que l'organe de traction a1, a qui se déplace avec le tube . à éti- rer, les parois extérieures et intérieures du tube étant ainsi soumises à un frottement énergique et unifonne. Par contre, dans le dispositif d'après la figure 1,, le long mandrin par exemple en acier suit dans leur mouvement les tenailles. Le frottement énergique ne s'exerce ici que sur la surface extérieure du tube, tandis que la surface intérieure n'est soumise aux frottements que dans la mesure qu'exige l'allongement du métal étiré.
Ceci permet l'étirage de métaux plus fragiles et moins résistants, ce qui est le cas des lingots creux lors des premiers tirages.
Après avoir terminé un tirage le mandrin long est retiré vers l'arrière.
Le tableau suivant donne, à titre d'exemple, les dia- mètres et les épaisseurs de parois ainsi que l'ordre dans lequel les tirages successifs doivent de préférence être effectués.
<Desc/Clms Page number 9>
Table
EMI9.1
<tb> 1)
<tb>
<tb> 64 <SEP> x <SEP> 33 <SEP> mm <SEP> - <SEP> 15,5 <SEP> mm <SEP> épaisseur <SEP> des <SEP> parois <SEP> - <SEP> Lingot
<tb>
EMI9.2
mr .. w....;. t.. ¯ r.¯ ¯.¯ ¯ .. ¯..n. ¯ ¯...¯.... ¯¯....¯... . ¯..¯.-. w.....,¯.. r......... ¯......... ..."..
EMI9.3
<tb> 55 <SEP> x <SEP> 31 <SEP> " <SEP> 12 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> Tirages <SEP> à <SEP> long
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 48 <SEP> x <SEP> 28 <SEP> " <SEP> 10 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> ) <SEP> mandrin.
<tb>
EMI9.4
44 x 26 11 $ 11 11 Il -------------------------------------- ------------------
EMI9.5
<tb> 41 <SEP> x <SEP> 25 <SEP> " <SEP> 8 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> Traction <SEP> direcje
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 37 <SEP> x <SEP> 24 <SEP> " <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb>
EMI9.6
33 x 22 tt 5, 5 . 11 If Il . ¯¯¯T.,¯¯¯¯¯¯¯¯ ..¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯r ---------------- 2) 68 x 45 mm - 11,5 mm épaisseur des parois -Lingot.
...¯¯¯ ¯..¯¯¯ww ¯¯ .. ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯..¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ --------
EMI9.7
<tb> 63 <SEP> x <SEP> 43 <SEP> " <SEP> 10 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> Tirages <SEP> à <SEP> long
<tb>
<tb> 57 <SEP> x <SEP> 40 <SEP> 8,5 <SEP> " <SEP> mandrin.
<tb>
<tb>
52 <SEP> x <SEP> 38 <SEP> 7 <SEP> " <SEP> fil
<tb>
EMI9.8
....¯¯..¯ ..¯¯¯¯¯¯¯¯....¯..¯,...,.....¯¯w.... ¯ -----------------
EMI9.9
<tb> 47 <SEP> x <SEP> 36 <SEP> " <SEP> 5,5 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> Tirages <SEP> à:mandrin
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 43 <SEP> x <SEP> 34 <SEP> 4,5 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> fixe.
<tb>
EMI9.10
r1!¯¯r¯ ¯¯r.r.rrw.,y.¯b1w¯wr ¯.¯¯vrw..l.W..r.nF..¯ v..¯¯r¯¯ ----------------- 39 g 32 tt 3,5 11 " m " Traction directe. w¯ , ...¯¯¯¯w..w........r....¯¯¯¯¯¯¯¯¯..¯,¯..........¯¯... -----------------.
EMI9.11
<tb>
3) <SEP> 75 <SEP> x <SEP> 38 <SEP> mm <SEP> - <SEP> 18,5 <SEP> mm <SEP> épaiss,eur <SEP> des <SEP> parois <SEP> - <SEP> Lingot.
<tb>
<tb>
68 <SEP> x <SEP> 36 <SEP> " <SEP> 16 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> Tirages <SEP> à <SEP> long
<tb> 63 <SEP> x <SEP> 35 <SEP> " <SEP> 14 <SEP> " <SEP> " <SEP> mandrin
<tb> 56 <SEP> x <SEP> 53 <SEP> 11,5 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb>
EMI9.12
¯M¯¯---------------------------------- bzz 51 x 3I 11 10 " " " tirages à zon
EMI9.13
<tb> fixe.
<tb>
EMI9.14
frw¯¯ ¯¯..¯¯¯w,rwar.r¯¯..w¯...¯w¯¯...¯.rw¯...w...¯..¯- r.... ,-..o.¯...-.,......,..¯w
EMI9.15
<tb> 48 <SEP> x <SEP> 30 <SEP> " <SEP> 9 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> Traction <SEP> directe
<tb>
<tb> 44 <SEP> x <SEP> 28 <SEP> " <SEP> 8 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb>
EMI9.16
Gria¯¯Tw¯¯v.rnr.¯r¯¯¯r ¯¯¯w4rw.-. w...¯..¯¯¯wr4wwro.w. ¯. w¯¯r..ww¯.rlrrw..wi 4) 75 x 45 mm w 15 - um épaisseur des parois Lingot (pyw.uw¯.,Na.¯¯rwwK...,.w. ¯ r.
¯.¯...¯.wr.¯w.¯.¯..¯¯¯...¯ --------
EMI9.17
<tb> 68 <SEP> x <SEP> 43 <SEP> 12,5 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> Tirages <SEP> à <SEP> long
<tb>
<tb> 62 <SEP> x <SEP> 41 <SEP> " <SEP> 10,5 <SEP> " <SEP> " <SEP> mandrin.
<tb>
<tb>
57 <SEP> x <SEP> 39 <SEP> " <SEP> 9 <SEP> " <SEP> "
<tb>
EMI9.18
¯,----.¯------,¯.¯--. --¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯--..¯.¯ bzz-
EMI9.19
<tb> 53 <SEP> x <SEP> 37 <SEP> " <SEP> 8 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> Traction <SEP> directe
<tb>
<tb> 49 <SEP> x <SEP> 35 <SEP> " <SEP> 7 <SEP> " <SEP> "
<tb>
EMI9.20
.w¯¯--¯¯¯----.-.¯w¯¯¯.---¯¯----¯¯¯¯¯¯¯------- -----------------
EMI9.21
<tb> 5) <SEP> 86 <SEP> x <SEP> 54 <SEP> mm <SEP> - <SEP> 16 <SEP> - <SEP> mm <SEP> épaisseur <SEP> des <SEP> parois <SEP> Lingot.
<tb>
EMI9.22
g 5 r' , 5 n a n a Ti rage s à long
EMI9.23
<tb> 73 <SEP> x <SEP> 50 <SEP> 11,5 <SEP> mandrin.
<tb>
<tb> 68 <SEP> x <SEP> 48 <SEP> " <SEP> 10 <SEP> .
<SEP> " <SEP> "
<tb>
EMI9.24
w....¯¯..¯¯..r¯¯¯.r w....¯¯¯¯¯¯..¯¯¯¯¯-¯¯¯¯r¯¯¯¯ -----------------
EMI9.25
<tb> 64 <SEP> x <SEP> 45 <SEP> 9 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> Tirages <SEP> à <SEP> man-
<tb>
<tb> drin <SEP> fixe.
<tb>
EMI9.26
------------------------------------------ -----------------
EMI9.27
<tb> 60 <SEP> x <SEP> 44 <SEP> 8 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> Traction <SEP> directe
<tb>
<tb> 56 <SEP> x <SEP> 42 <SEP> " <SEP> 7 <SEP> "
<tb>
EMI9.28
ow..¯¯.....w....¯¯¯¯¯¯......¯¯.......ww w¯w¯w¯¯....¯....... ..
¯¯¯.....,.....¯¯¯..¯..¯¯¯
<Desc/Clms Page number 10>
REVENDICATIONS
EMI10.1
##o''oo"o-*o'-o'*o-*o-o''o-o-o-*o#**
1 Procédé de fabrication des coussinets en bronze d'étain d'après lequel les coussinets sont obtenus en section- nant un tube caractérisé en ce que ce tube est de préférence fabriqué à partir d'un lingot coulé qu'on soumet alternativement à des recuissons et à dea tirages répétés jusqu'à l'homogénéisa- tion de la structure cristalline.
<Desc / Clms Page number 1>
Manufacturing process of the bearings.
The invention relates to a process for manufacturing tin bronze bearings (containing for example 92% copper and 8% tin) of high resistance and great.
<Desc / Clms Page number 2>
Crystalline homogeneity and having a high phosphorus content of about 0.2-0.4%. The latter component can however be replaced by equivalent bodies, such for example silicon.
It has hitherto been known to manufacture bearings by first making a tube and then cutting it up and if necessary cutting it again in half lengthwise. The tube has hitherto been made by molding and pressing or some other way, but always in such a way as to avoid complete homogenization of the crystal structure of the metal, which, moreover, was in accordance with the theory generally. established and accepted, that a good bearing metal must consist of hard particles coated in a softer material.
However, the experience of the inventor has shown that in the case considered the load capacity of the pad would be appreciably greater if the crystals were completely homogeneous. In particular, it was established that the load-bearing capacity of the bearings produced according to the new process was 60% higher than that of the best bearing bronzes known today. In the following it will be understood, by the expression "load capacity", the limit load applied to the bearing during a test in a test machine above which wear on the bearing begins to appear.
When testing a bearing made according to the invention, the bearing capacity of the bearing was so high that a testing machine from one of the best laboratories was not able to show wear and overcome thus such a large load capacity, so that it was necessary to construct a special testing machine which could be very heavily loaded.
This new effect is obtained unlike the old processes by subjecting the raw material alternately to
<Desc / Clms Page number 3>
annealing and successive stretching until the crystal structure has become completely homogeneous. We will preferably use for the drawing of a tubular ingot, however, in certain cases, one could start from a solid ingot, the essential being to subject the metal to the mixed treatment which we have just described. to quote.
However, it has been observed that the manufacture of high quality bearings according to the indications just given presents very great difficulties, so that even stretching specialists after several years of testing and employing all their professional science could neither arrive at a practical result, nor even achieve an improvement in the quality of the final product required for the cushions, unless they took into account many process conditions which had to be must be fulfilled if we wanted to achieve the desired result, without this resulting in an amount of waste that could make the process practically inapplicable.
It was first found that a suitable phosphorus content was necessary to obtain pads having particularly advantageous characteristics, however, the presence of phosphorus made it very difficult to carry out the process.
It has been shown, for example in the case of a high phosphorus content, that it was impossible, starting from a solid ingot, to then work it in the form of a tube in the drawing press, because in this case the phosphorus which was deposited on the surface of the ingot in the shell as a result of a disintegration, was eliminated and found itself in the residue of the press, while the tube lost most of its phosphorus during treatment. If we wanted then
<Desc / Clms Page number 4>
to work with the drawing press starting from a solid ingot, it would be advisable to use a press of special construction different from those usually employed.
To reduce the risk of phosphorus loss, we will start with a hollow ingot which will then be worked by drawing.
However, many difficulties arise when making the cast hollow ingot. First, it is difficult to obtain a regular structure of the hollow ingot due to irregular cooling due to the unevenness of the thickness of the walls of the hollow ingot. Irregular cooling conditions must therefore be avoided in order to limit scrap by the choice of the thickness of the shell walls employed.
The other difficulties are due to the use of materials which are not suitable for making the cores. As we know, phosphor bronze has a very strong shrinkage which is about 1 1/2%. If the core is not flexible enough, there are tapures in the hollow ingot, which are imperceptible to the naked eye, but which however make stretching impossible, because the lin- taste tears where they are. are found. The core material must therefore have a certain elasticity, which is of paramount importance. Preferably, use will be made of a sand core.
The core, despite its elasticity, must be very tenacious so as not to play in length. As it is centered in the shell at its two ends, its play in length when moving it will cause an irregularity in the walls of the ingot, which will render the latter unusable. As the wall thickness irregularities cannot be leveled by stretching, the pads thus obtained would be unacceptable.
To avoid this inconvenience
<Desc / Clms Page number 5>
one could advantageously use elastic and porous cores, such as those described and mentioned in the allotted patents Nos. 496,819 and 419,820, constituted by a mixture of sand and wet sawdust and the ends of which are made of pure sand, the whole being coated with a graphite and clay slurry and calcined until the sawdust combustion,
If we use a shell with cast iron walls with a sand core inside, the ingot will not be regular enough to be able to be stretched, because it will for example be the seat of internal tensions.
These must be canceled before the first stretching, given the low elongation capacity and the low resistance of about 28 kgs., Of the metal, characteristics which make it difficult to stretch.
On the other hand, with regard to phosphorous bronzes of this kind, the usual annealing temperature between 650 and 700 could not be employed, since the phosphorus would burn. To prevent phosphorus from burning, the annealing temperature should be kept low, but high enough for the annealing to be effective. Temperatures between about 550 and 580 have not been shown to be advantageous ,,,
On the first run, the metal is still very fragile and not very resistant. It has been demonstrated in particular that the best characteristics regarding the bearings are only achieved if the annealing still leaves the metal in a non-homogeneous state. a typical transformation of the structure has not yet taken place.
The first draw will therefore be a typical draw of compression or concentration and not of elongation. As the characteristics of the metal are very favorable for drawing, we will proceed by drawing on a long mandrel.
<Desc / Clms Page number 6>
We will then continue by proceeding alternately with successive annealing and drawing, which will give a more homogeneous metal. After a sixth or seventh draw, the metal will already be made up of mixed crystals. We will thus pass successively from the concentration draw to the lengthening draw. The more dense and homogeneous the metal becomes, the less rigorous it can be to maintain the annealing temperature within minimum limits.
The first three prints produce a concentrating effect, so they are long mandrel prints; while the next three or four draws produce a stretching effect and are therefore fixed core draws.
Prints after the sixth or seventh draw are sizing runs only. They are necessary because the primitive hollow cast ingots do not have the dimensions exact enough to give a final product of the required diameter and wall thickness by the end of the first six runs. Their result will depend on the characteristics, moreover unfavorable as regards the draft, of the metal. However, the metal having already been sufficiently worked, homogenized and consolidated after the first six pulls, the following pulls can now be carried out in the usual way and in particular by bending longitudinally and by compressing one end of the tube, this which makes it possible to grip it directly with the pincers, a phase which will be called "direct traction" in the following.
In order to reduce the mechanical preparation of the primitive lmngots to allow the attachment of a traction member, the hollow blocks have at one of their ends a lower bead from the foundry, which serves to hook the member. pulling used for long mandrel pulls
<Desc / Clms Page number 7>
and on a fixed mandrel. It becomes unnecessary by employing direct traction.
Annealing is carried out between two successive prints. The first anneals must be done at low temperature which must be kept as much as possible between 550 and 580, while for the last anneals, the maintenance of the temperature between these limits does not have the same importance as the losses. phosphorus no longer occur as easily as at the beginning.
One could not use practically for the drawing of the bronze of plates or rings to draw the current model because the bronze has neither density nor sufficient resistance. It is not until the third or fourth draw that the metal exhibits characteristics which allow the use of normal drawing devices.
There is no annealing following the last draw. The tube emerging from the last run on which a trial polishing has been performed shows very clear sliding lines, it is then subjected to actual machining. It is cut to length and then sizing according to the special applications for which the product will be intended.
The accompanying drawing shows schematically a drawing device which can be used in the method described,
On this drawing :
Figure 1 is a horizontal sectional view of a long mandrel stretching device used for the first three runs.
Figure 2 is a section similar to the previous one of a stretching device comprising a head similar to
<Desc / Clms Page number 8>
that of a nail that is used for example for the fourth or sixth or seventh draw.
In the figures, c denotes the die and e the tube subjected to stretching. The inner bead with which one end of the hollow ingot is provided is designated by d. In both cases, the direction of stretching is from bottom to top.
In Figure 1, the part of the mandrel b that grips the pincer is designated by a, while in Figure 2, a1 is the pulling member, a2 is the head, b1 is the mandrel and b2 is the shank of the mandrel.
The main difference between the two stretching devices shown in the two figures is that in the device according to figure 2 during stretching the mandrel b1 does not move with respect to the die c and it is only l traction unit a1, a which moves with the tube. to be stretched, the outer and inner walls of the tube thus being subjected to vigorous and uniform friction. On the other hand, in the device according to FIG. 1 ,, the long mandrel, for example made of steel, follows the pincers in their movement. The energetic friction is exerted here only on the outer surface of the tube, while the inner surface is subjected to friction only to the extent required by the elongation of the drawn metal.
This allows the drawing of more fragile and less resistant metals, which is the case with hollow ingots during the first draws.
After completing a draw the long mandrel is pulled back.
The following table gives, by way of example, the diameters and the wall thicknesses as well as the order in which the successive prints must preferably be carried out.
<Desc / Clms Page number 9>
Table
EMI9.1
<tb> 1)
<tb>
<tb> 64 <SEP> x <SEP> 33 <SEP> mm <SEP> - <SEP> 15.5 <SEP> mm <SEP> thickness <SEP> of the <SEP> walls <SEP> - <SEP> Ingot
<tb>
EMI9.2
mr .. w ....;. t .. ¯ r.¯ ¯.¯ ¯ .. ¯..n. ¯ ¯ ... ¯ .... ¯¯ .... ¯ .... ¯..¯.-. w ....., ¯ .. r ......... ¯ ......... ... "..
EMI9.3
<tb> 55 <SEP> x <SEP> 31 <SEP> "<SEP> 12 <SEP>" <SEP> "<SEP>" <SEP> "<SEP> Prints <SEP> to <SEP> long
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 48 <SEP> x <SEP> 28 <SEP> "<SEP> 10 <SEP>" <SEP> "<SEP>" <SEP> "<SEP>) <SEP> chuck.
<tb>
EMI9.4
44 x 26 $ 11 11 11 It -------------------------------------- ---- --------------
EMI9.5
<tb> 41 <SEP> x <SEP> 25 <SEP> "<SEP> 8 <SEP>" <SEP> "<SEP>" <SEP> Traction <SEP> direcje
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 37 <SEP> x <SEP> 24 <SEP> "<SEP> 6, <SEP> 5 <SEP>" <SEP> "<SEP>"
<tb>
EMI9.6
33 x 22 tt 5, 5. 11 If He. ¯¯¯T., ¯¯¯¯¯¯¯¯ ..¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯r ------------ ---- 2) 68 x 45 mm - 11.5 mm wall thickness -Lingot.
... ¯¯¯ ¯..¯¯¯ww ¯¯ .. ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯..¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ --------
EMI9.7
<tb> 63 <SEP> x <SEP> 43 <SEP> "<SEP> 10 <SEP>" <SEP> "<SEP>" <SEP> "<SEP> Prints <SEP> to <SEP> long
<tb>
<tb> 57 <SEP> x <SEP> 40 <SEP> 8.5 <SEP> "<SEP> chuck.
<tb>
<tb>
52 <SEP> x <SEP> 38 <SEP> 7 <SEP> "<SEP> wire
<tb>
EMI9.8
.... ¯¯..¯ ..¯¯¯¯¯¯¯¯ .... ¯..¯, ..., ..... ¯¯w .... ¯ ----- ------------
EMI9.9
<tb> 47 <SEP> x <SEP> 36 <SEP> "<SEP> 5.5 <SEP>" <SEP> "<SEP>" <SEP> Draws <SEP> to: mandrel
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 43 <SEP> x <SEP> 34 <SEP> 4.5 <SEP> "<SEP>" <SEP> "<SEP>" <SEP> fixed.
<tb>
EMI9.10
r1! ¯¯r¯ ¯¯rrrrw., y.¯b1w¯wr ¯.¯¯vrw..lW.r.nF..¯ v..¯¯r¯¯ --------- -------- 39 g 32 tt 3.5 11 "m" Direct traction. w¯, ... ¯¯¯¯w..w ........ r .... ¯¯¯¯¯¯¯¯¯..¯, ¯ ......... .¯¯ ... -----------------.
EMI9.11
<tb>
3) <SEP> 75 <SEP> x <SEP> 38 <SEP> mm <SEP> - <SEP> 18.5 <SEP> mm <SEP> thick, eur <SEP> of <SEP> walls <SEP> - <SEP> Ingot.
<tb>
<tb>
68 <SEP> x <SEP> 36 <SEP> "<SEP> 16 <SEP>" <SEP> "<SEP>" <SEP> Prints <SEP> to <SEP> long
<tb> 63 <SEP> x <SEP> 35 <SEP> "<SEP> 14 <SEP>" <SEP> "<SEP> chuck
<tb> 56 <SEP> x <SEP> 53 <SEP> 11.5 <SEP> "<SEP>" <SEP> "
<tb>
EMI9.12
¯M¯¯ ---------------------------------- bzz 51 x 3I 11 10 "" "zon prints
EMI9.13
<tb> fixed.
<tb>
EMI9.14
frw¯¯ ¯¯..¯¯¯w, rwar.r¯¯..w¯ ... ¯w¯¯ ... ¯.rw¯ ... w ... ¯..¯- r .. .., - .. o.¯ ...-., ......, .. ¯w
EMI9.15
<tb> 48 <SEP> x <SEP> 30 <SEP> "<SEP> 9 <SEP>" <SEP> "<SEP>" <SEP> Direct <SEP> traction
<tb>
<tb> 44 <SEP> x <SEP> 28 <SEP> "<SEP> 8 <SEP>" <SEP> "<SEP>"
<tb>
EMI9.16
Griā¯Tw¯¯v.rnr.¯r¯¯¯r ¯¯¯w4rw.-. w ... ¯..¯¯¯wr4wwro.w. ¯. w¯¯r..ww¯.rlrrw..wi 4) 75 x 45 mm w 15 - um wall thickness Ingot (pyw.uw¯., Na.¯¯rwwK ...,. w. ¯ r.
¯.¯ ... ¯.wr.¯w.¯.¯..¯¯¯ ... ¯ --------
EMI9.17
<tb> 68 <SEP> x <SEP> 43 <SEP> 12.5 <SEP> "<SEP>" <SEP> "<SEP> Prints <SEP> to <SEP> long
<tb>
<tb> 62 <SEP> x <SEP> 41 <SEP> "<SEP> 10.5 <SEP>" <SEP> "<SEP> chuck.
<tb>
<tb>
57 <SEP> x <SEP> 39 <SEP> "<SEP> 9 <SEP>" <SEP> "
<tb>
EMI9.18
¯, ----. ¯ ------, ¯.¯--. --¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ - .. ¯.¯ bzz-
EMI9.19
<tb> 53 <SEP> x <SEP> 37 <SEP> "<SEP> 8 <SEP>" <SEP> "<SEP>" <SEP> "<SEP> Direct <SEP> traction
<tb>
<tb> 49 <SEP> x <SEP> 35 <SEP> "<SEP> 7 <SEP>" <SEP> "
<tb>
EMI9.20
.w¯¯ - ¯¯¯ ----.-. ¯w¯¯¯ .--- ¯¯ ---- ¯¯¯¯¯¯¯ ------- ----- ------------
EMI9.21
<tb> 5) <SEP> 86 <SEP> x <SEP> 54 <SEP> mm <SEP> - <SEP> 16 <SEP> - <SEP> mm <SEP> thickness <SEP> of the <SEP> walls < SEP> Ingot.
<tb>
EMI9.22
g 5 r ', 5 n a n a Long ti rage s
EMI9.23
<tb> 73 <SEP> x <SEP> 50 <SEP> 11.5 <SEP> chuck.
<tb>
<tb> 68 <SEP> x <SEP> 48 <SEP> "<SEP> 10 <SEP>.
<SEP> "<SEP>"
<tb>
EMI9.24
w .... ¯¯..¯¯..r¯¯¯.r w .... ¯¯¯¯¯¯..¯¯¯¯¯-¯¯¯¯r¯¯¯¯ --- --------------
EMI9.25
<tb> 64 <SEP> x <SEP> 45 <SEP> 9 <SEP> "<SEP>" <SEP> "<SEP>" <SEP> Draws <SEP> to <SEP> man-
<tb>
<tb> drin <SEP> fixed.
<tb>
EMI9.26
------------------------------------------ -------- ---------
EMI9.27
<tb> 60 <SEP> x <SEP> 44 <SEP> 8 <SEP> "<SEP>" <SEP> "<SEP>" <SEP> Direct <SEP> traction
<tb>
<tb> 56 <SEP> x <SEP> 42 <SEP> "<SEP> 7 <SEP>"
<tb>
EMI9.28
ow..¯¯ ..... w .... ¯¯¯¯¯¯ ...... ¯¯ ....... ww w¯w¯w¯¯ .... ¯. ...... ..
¯¯¯ ....., ..... ¯¯¯..¯..¯¯¯
<Desc / Clms Page number 10>
CLAIMS
EMI10.1
## o''oo "o- * o'-o '* o- * o-o''o-o-o- * o # **
1 Method for manufacturing tin bronze bearings according to which the bearings are obtained by cutting a tube characterized in that this tube is preferably made from a cast ingot which is alternately subjected to annealing and repeated pulling until homogenization of the crystal structure.