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BREVET D'INVENTION Procédé de fabrication de raccorde de tuyaux.
Otto R A D T K E
Jusqu'ici les raccords de tuyaux (fittings) sont presque exclusivement fabriqués par le procédé connu de fusion au cubilot, et cela par une charge de fonte brute avec addition de riblons. Une quantité moindre de ces raccords se fabrique aussi en forant convenablement des pièces massives en fer forgé.
Avec le procédé de fusion au cubilot, on obtient des ébauches d'une très forte teneur en carbone (3,0 - 3,5 %), donc une fonte dure comme le verre. D'un autre côté, la teneur en carbone doit atteindre la forte proportion indiquée, pour atteindre la faculté de coulée exigée. Les fortes teneurs en carbone résultent presque forcément des hautes teneurs en carbone du coke et de la fonte brute.
La matière première, dure comme le verre, obtenue de cette façon ne convient pas d'emblée pour l'emploi ultérieur en pratique, particulièrement dans des conduites de tuyaux où elle éclaterait par suite de chocs et de secousses.
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Il lui manque aussi les propriétés nécessaires pour un usina- ge ultérieur, avant tout pour le filetage.
Pour cette raison, les ébauches en matière dure, coulées dans du sable, sont soumises à un procédé de décarbu- ration (recuit) pour l'obtention d'une matière à usiner uti- lisable. Ce procédé de décarburation s'exécute de façon con- nue en empaquetant les ébauches dans des oxydes de fer (mine- rais) contenant de l'oxygène, dans des pots de cémentation, et en les soumettant à un procédé de cémentation prolongé dans le tour à recuireSelon la nature de la fonte, ce recuit dure environ 100 heures. Les qualités qui font défaut à la matière première, pour la rendre propre à l'emploi au- quel on la destine, doivent donc lui être apportées par un @ traitement supplémentaire très embarrassant, long et avant tout coûteux, demandant la plus grande attention.
Par le procédé de recuit, la teneur en carbone de la matière à usiner est abaissée de 3 - 3,5 à 1 - 2 %, éventuellement encore un peu au-dessous, par le fait qu'il s'opère une conversion de carbone de trempe en carbone gra- phitique. Ce n'est que par ce traitement que la matière à usi- ner devient utilisable pour l'emploi.ultérieur, particuliè- rement pour un Usinage.comme par exemple le filetage.
Le procédé absolument fastidieux avec empaquetage et dépaquetage des ébauches, réchauffement, recuit et refroi- dissement du four demande 10-12 jours.
Les raccords de tuyaux (fittings) obtenus de cette manière ne sont avec cela même pas exempts d'inconvénients.
Très souvent la matière à usiner est inégale par suite d'iné- galités lors du processus de fusion et pendant le processus de recuit lui-même. Par suite de la teneur en carbone tou- jours encore trop forte, la soudabilité des raccords souffre et n'existe pas du tout dans la plupart des cas. Le temps
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que demande le finissage de la pièce est très long, et par là le produit devient excessivement coûteux.
La présente invention a pour but de supprimer ces inconvénients des procédés de fabrication connus à ce jour.
L'invention se caractérise par Inapplication d'un acier fondu, tendre, soudable et très fusible, pour la fabrication de raccords de tuyaux (fittings),
Un tel acier fondu se caractérise d'abord en principe par une teneur en carbone de 0,15 - 0,50 %, grâce à laquelle il est, d'une part, très tendre, et d'autre part facilement soudable. A l'accroissement de la fusibilité (fluidité) contribue essentiellement une teneur en phosphore, convenablement tenue dans les limites de 0,10 - 0,40 %.
Par une teneur en soufre, la faculté d'usinage peut être influencée favorablement; la teneur en soufre sera entre 0,06 - 0,20 %, Des additions de manganèse produisent une densité et une dureté suffisantes de la matière, et elles influencent d'un autre côté favorablement la soudabilité; la teneur en manganèse sera convenablement entre 0,50 - 1,5 %. Si la teneur en silicium est au-dessous de 0,60 %, avantageusement pourtant pas au-dessous de 0,10 , une composition appropriée de l'acier fondu, tendre, soudable et très fluide, à utiliser pour la fabrication de raccords de tuyaux, est caractérisée par une teneur de 0,15 - 0,50 % de carbone, 0,10 - 0,40 % de phosphore, 0,06 - 0,20 % de soufre, 0,50 - 1,5 % de manganèse, et au-dessous de 0,60 % de silicium.
Si l'on utilise selon l'invention, pour la fabrication de raccords de tuyaux, un tel acier fondu, on évite totalement le long et coûteux procédé de recuit, parce que l'acier fondu en soi ne contient que 0,15 - 0,50 % de carbo- ne, étant donc tendre comme la matière primitive.
La nouvelle matière à usiner, grâce à sa grande
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fluidité, remplit d'ailleurs bien les moules, de sorte que la fabrication des raccords de tuyaux n'offre en soi aucunes difficultés. Avec la haute faculté de la matière de se laisser couper, le filetage est facile.
L'addition du phosphore peut avoir lieu aux différentes phases du procédé de fabrication, aussi bien lors du chargement à froid qu'à l'état liquide.
Le procédé selon l'invention se caractérise d'ailleurs en ce que les ébauches, après le coulage, sont soumises à un court recuit de quelques heures, afin d'éliminer les tensions dans la matière et avant tout pour obtenir une transformation uniforme de la structure en un grain plus fin.
Les raccords fabriqués selon le présent procédé pourront maintenant se souder avec les conduites de tuyaux elles-mêmes, afin de réaliser une étanchéité complète. Eventuellement on pourra aussi de la façon usuelle établir d'abord les jonctions à filets de vis, et obtenir ensuite la sécurité nécessaire en fermant les joints par une soudure.
Par la plus grande résistance de la matière, par la meilleure production des filets et.:autres opérations d'usinage, et par la possibilité de soudage, les raccords fabriqués par le nouveau procédé conviennent pour des conduites de tuyaux à des pressions extrêmement fortes et à d'autres efforts maximnm de toutes sortes. La fabrication de la matière première pourra avec cela avoir lieu dans tous fourneaux de fusion métallurgiques appropriés. La composition pourra également être changée suivant les conditions d'usinage ultérieur, dans chaque cas, et suivant le but d'emploi, de la façon la plus variée, différente de la composition telle qu'elle a été indiquée en principe.
On pourra notamment se servir d'additions de chrome, de nickel, de molybdène, etc.., pour satisfaire à
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des exigences particulières dans chaque cas spécial.
L'application de la nouvelle matière première pour la fabrication de raccords de tuyaux offre donc d'abord l'avantage que ces pièces sont faites d'une matière sensiblement meilleure que jusqu'ici. Vu qu'il n'y a plus lieu à procéder au recuit qui demande un temps si long, la durée de la fabrication est notablement réduite. Les frais de fabrication sont diminués par suite de la suppression du recuit coûteux.
La parfaite soudabilité et la possibilité d'un usinage ultérieur, facilitée dans une forte mesure, favorisent grandement l'utilisation de raccords de tuyaux fabriqués par le procédé selon l'invention.
Dans certains cas, il sera pratique de prévoir des teneurs de carbone entre 0,10 et 0,50 %, des teneurs en phosphore entre 0,10 et 0,50 %, et des teneurs en soufre entre 0,06 et 0,35 %; ces teneurs modifiées pourront être appliquées aussi bien séparément que réunies partiellement ou entièrement.
La résistance à la traction des matières' usiner selon l'invention est de 40 à 50 kilogrammes par millimètre carré, et l'allongement est de 20 à 25 %, et au-dessus.
- REVENDICATIONS -
1- L'application d'acier fondu tendre, soudable et très fluide pour la fabrication de raccords de tuyaux (fittings).
2- L'application d'un acier fondu selon 1, renfermant de 0,15 à 0,50 % de carbone, dans le but selon 1.
3- L'application d'un acier fondu selon l'une des revendications 1,2, contenant de 0,10 à 0,40 % de phosphore, dans le but selon 1.
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