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"PERFECTIONNEMENTS AUX PROCEDES DE FABRICATION DE LAMES ET OUTILS TRANCHANTS DE FORME HELICOIDALE".
La présente invention a trait à des perfectionnements aux procédés de fabrication des lames et outils tranchants faits dans des barres composées d'un alliage quelconque. On a décrit ci-après à titre d'exemple, son application au procédé de fabrication des lames hélicoïdales dans des barres composées d'un acier spécial, mais cette invention et diverses caractéristiques importantes de celle-ci sont susceptibles de recevoir d'autres applications et usages.
Jusqu'à présent, le procédé employé ordinaire,ment dans la fabrication de lames pour cylindres à lames, telles que des lames pour machines à écharner et à drayer ayant une incrustation d'acier relativement dur (pour servir de bout tranchant) dans un corps d'acier moins dur, comprenait l'opération de cintrage d'une barre composée d'acier approprié en une forme circulaire de champ, ce après le chauffage à le, température
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voulue. La barre cintrée est ensuite réchauffée et aménée à une forme hélicoïdale, soit au moyen d'une machine spécialement prévue pour effectuer cette opération, soit à la main à l'aide d'un cylindre muni de rainures hélicoïdales. Avant d'effectuer la trempe voulue pour donner à la lame un bout tranchant et résistant, on la fait revenir une température relativement élevée.
Cette dernièree opération peut provoquer une déformation de la forme hélicoïdale, on est en conséquence souvent obligé de refaire la mise en forme. Ce procédé éxige au moins cinq, ou six opérations différentes qui néoessitent un temps plus ou moins long, et une pratique professionnelle remarquable.
La présente invention a pour but de simplifier et d'accélérer la fabrication d'outils tranchants ayant une partie coupante très efficace et résistante faisant partie intégrale d'une lame plus fléxible, Elle prévoit plus particulièrement un nouveau procédé perfectionné de fabrication de lames et outils de forme hélicoïdale appropriés aux cylindres travailleurs, utilisés en particulier dans la fabrication des cuirs et peaux.
Dans ce but, et suivant une caractéristique importante de l'invention, on fait chauffer des barns composées, dont une partie tranchante est en deux métaux sélectionnés, une température qui permet la trempe à l'air après la mise en forme hélicoidale, de sorte que la transformation d'une barre en une lame hélicoïdale ayant une partie tranchante ne nécessite qu'un seul chauffage.
De préférence, et suivant la description ci-après, des barres, composées de couches d'aciers différents susceptibles ou non susceptibles d'être trempés à l'air, sont laminées de manière à constituer une lame bi-métal parfaitement soudée, ces barres sont soumises à une température qui, après une transformation rapide des di tes barres par cintrage et autres opérations simultanées, en lames de forme hélicoidale, permet la trempe à l'air de celles-ci, laissant ainsi la partie tranchante de la
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lame .prête à être utilisé sans ou avec retouches.
Ces caractéristiques et d'autres importantes de la présente invention ressortiront de la description qui va ..en être faite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels
La figure 1 est un plan d'une barre composée de deux aciers spéciaux, . La sigure 2 est une coupe en bout de la barre représentée dans la figure 1, et 'La :figure 3 représente une vue de côté d'un cylindre muni de lames hélicoïdales,
Suivant les dessins annexés, la. présente invention-se référé à une lame tranchante ou outil destiné aux cylindres 'travailleurs utilisés couramment dans la fabrication des cuirs et peaux.
De préférence, ces lames sont faites à partir de'barres complexes en aciers spéciaux de sorte qu'une partie tranchante de trempe dure et résistante est soutenue par une autre partie d'une trempe moins dure et plus fléxible.
Cette dernière partie de la lame a l'avantage de permettre un sertissage parfait dans la rainure faite dans le corps du cylindre métallique porte.-outils. Le métal plus fléxible offre un bon soutien à la partie tranchante de la lame en réduisant au minimum les risques de casse et de fêlure. Se référant aux figures 1 et 2, on comprendra qu'une partie 4 d'une barre 6 est en acier doux ou à faible teneur en carbone, pouvant être un alliage d'acier composé de 0,3% de carbone, 0,2% de chrome, 0,5% de molybdène, et 0,2% de vanadium. Cette composition pourrait donner un métal de qualité meilleure que celle réellement nécessaire, Elle se prête si peu à une trempe à l'air que l'on peut la dénommer comme étant un métal ne pouvant pas être trempé à l'air.
Elle est d'une fléxibilité excellente et présente un support bien approprié pour la partie tranchante de la lame. Dans la partie 4 de la barre6 on fixe une feuille 8 en alliage d'acier à relativement forte teneur en carbone et se trempant soit à l'air, soit à l'huile, cette feuille étant de préférence composée d'un alliage
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d'environ 1,4% à 2,5% de carbone, de 12 à 18% de chrome, et de petites quantités de molybdéne, vanadium et de nickel dans l'ordre de 0,5% à 1% pour les trois derniers éléments.
La composition peut comprendre du cobalt dans l'ordre de 0,5% à 4%. Pour convenir à une trempe à l'air, cet alliage doit comprendre environ 1,5% de carbone, le pourcentage moyen variable étant d'environ 1,35 à 1,75%. On peut obtenir un alliage pouvant donner une trempe à l'huile appropriée avec environ 1,90 à 2,45% de carbone, et de 12 'à 14% de chrome,
Pour fabriquer une barre telle que représentée sur les figures 1 et 2, on part d'une plaque ou lingot en acier à faible teneur en carbone, ne pouvant être trempé à l'air. Au milieu, sur une seule face de cette plaque, on applique une feuille d'acier se trempant à l'air, ou à l'huile, acier qui est normalement beaucoup plus dur que celui du corps principal ou plaque.
On lamine cette composition de métaux sous une température appropriée afin de souder les deux corps en un seul, les épaisseurs étant réduites d'une façon correspondante pendant l'opération de laminage. On se trouve alors en possession d'une barre composée d'acier, appropriée pour faire des lames d'une largeur d'environ 72,2 m/m et d'une épaisseur d'environ 1,6 mime On ébarbe les bords de cette pièce et on la scie au milieu de sorte que chacune des barres ainsi préparée comporte un corps avec talon dont le métal est moins dur et sur un côté une feuille en métal plus'dur, comme celle indiquée dans la figuree 2, L'alliage d'acier à forte teneur en carbone et se trempant à l'air constitue la partie coupante de la lame finie.
Celle-ci est particulièrement résistante si l'on la compare avec la partie principale ou talon en acier à faible teneur en carbone et moins dur. Chaque barre confectionnée suivant l'opération de sciage décrite ci-dessus représente une barre plate de section quadrilatérale en section transversale.
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D'autres avantages ressortiront du chauffage d'une barre d'une composition telle, que celle décrite ci-dessus, à une température de 1167 à 1292 environ, à condition que la mis e en forme héliooidale de la barre soit rapide, car si pendant l'opération de mise en forme hélicoïdale on mainti ent la température au dessus de 855 minimum, la partie coupante de la lame'ainsi formée se 'trempera à l'air en quelques minutes. En faisant chauffer une barre à une température moyenne telle que celle indiquée ci-dessus, on constate que l'on peut effectuer la mise en ferme héliooidale de la barre sans provoquer des félures sur la partie coupante de la lame.
Autrement dit, le métal de la partie coupante est suffisamment doux pour pouvoir . glisser sous le, pression de la fabrication et produire un bout tranchant cintré, étendu et continu. A titred'exemple, une machine appropriée pour effectuer ce travail pourrait appliquer davantage de pression sur un bord de la barre et ainsi l'étendre et la cintrer. Approximativement au même moment, la barre ainsi cintrée pourrait être tirée dans le sens de la' longueur afin de lui. donner une forme hélicoidale. Les opérations nécessaires à la fabrication des lames hélicoïdales sont ainsi réduites au minimum car, au fur et à mesure que la lame hélicoidale sort de la machine à former, elle tombe dans un récipient approprié et la trempé se fait à l'air.
Les températures ci-dessus indiquées offrent en outre l'avantage de réduire au minimum le déplacement de la couche de métal le moins dur sur la partie tranchante en métal plus dur; ce point est très important puisqu'il supprime des opérations supplémentaires pour enlever de la partie coupante la bavure de métal ainsi déplacé. Si la tempé ratur e est maintenue à plus de 855 jusqu'à la fin de la mise en forme, la trempe définitive se fera en trois ou quatre minutes. Au besoin, on peut utiliser ce temps pour rectifier la lame ou ébarber le bout tranchant. On comprendra que la partie à faible teneur en carbone de la lame ne se trempe presque pas à l'air. On peut nettoyer ces lames par sablage après quoi elles sont prêtes à utiliser.
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Se référant à la figure3, une lame 10 confectionnée suivant le procédé décrit ci-dessus, est sertie dans une rainure du cylindre 12.
On a un avantage supplémentaire lorsque ces lames ont un bord tranchant en acier dur inoxydable, point qui est très important quand il s'agit de les utiliser sur des cuirs et peaux qui ont été traités par des liquides susceptibles de ronger leslamesen fer ou acier ordinaires,
Il est entendu que l'on peut faire varier la composition des alliages, et que l'invention vise l'utilisation d'une matière à forte teneur en carbone et en ohrome dans la partie tranchante qui ne se trempe pas à l'air, mais qui se prête volontièrement à une trempe par des procédés ben connus dans l'industrie, comme la trempe à l'huile ou autres agents intermédiaires.
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"IMPROVEMENTS IN METHODS FOR MANUFACTURING BLADES AND SHARP TOOLS OF HELICOIDAL SHAPE".
The present invention relates to improvements to the methods of manufacturing blades and cutting tools made from bars composed of any alloy. Its application to the process for manufacturing helical blades in bars made of special steel has been described below by way of example, but this invention and various important features thereof are capable of receiving other applications. and uses.
Heretofore, the process ordinarily employed has been in the manufacture of blade cylinder blades, such as blades for slicing and slicing machines having a relatively hard steel inlay (to serve as a sharp end) in a body. of less hard steel, included the operation of bending a bar made of suitable steel into a circular field shape, after heating to the, temperature
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wanted. The bent bar is then heated and formed into a helical shape, either by means of a machine specially designed to carry out this operation, or by hand using a cylinder provided with helical grooves. Before carrying out the required quenching to give the blade a sharp and resistant tip, it is brought to a relatively high temperature.
This last operation can cause a deformation of the helical shape, it is therefore often necessary to redo the shaping. This process requires at least five, or six different operations which neoess a more or less long time, and a remarkable professional practice.
The object of the present invention is to simplify and accelerate the manufacture of cutting tools having a very effective and resistant cutting part forming an integral part of a more flexible blade. It more particularly provides a new improved process for manufacturing blades and tools. of helical shape suitable for working cylinders, used in particular in the manufacture of hides and skins.
For this purpose, and according to an important characteristic of the invention, compound barns are heated, a cutting part of which is made of two selected metals, a temperature which allows quenching in air after the helical shaping, so that the transformation of a bar into a helical blade having a cutting part requires only one heating.
Preferably, and according to the description below, bars, composed of layers of different steels capable or not capable of being hardened in air, are rolled so as to constitute a perfectly welded bi-metal strip, these bars are subjected to a temperature which, after a rapid transformation of the bars by bending and other simultaneous operations, into helical-shaped blades, allows them to be quenched in air, thus leaving the cutting part of the
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blade. ready to use without or with touch-ups.
These and other important characteristics of the present invention will become apparent from the description which will be made thereof with reference to the accompanying drawings, in which
Figure 1 is a plan of a bar made up of two special steels,. Figure 2 is an end section of the bar shown in Figure 1, and 'La: Figure 3 shows a side view of a cylinder provided with helical blades,
According to the accompanying drawings, the. The present invention refers to a cutting blade or tool intended for workers' rolls commonly used in the manufacture of hides and skins.
Preferably, these blades are made from complex bars of special steels so that a sharp, tough quench portion is supported by another portion of a softer, more flexible quench.
This last part of the blade has the advantage of allowing perfect crimping in the groove made in the body of the metal tool-holder cylinder. The more flexible metal provides good support for the cutting edge of the blade, minimizing the risk of breakage and cracking. Referring to Figures 1 and 2, it will be understood that part 4 of a bar 6 is made of mild or low carbon steel, which may be a steel alloy composed of 0.3% carbon, 0.2 % chromium, 0.5% molybdenum, and 0.2% vanadium. This composition could give a better quality metal than that really needed. It lends itself so little to air quenching that it can be called a metal that cannot be air quenched.
It has excellent flexibility and has a very suitable support for the cutting part of the blade. In part 4 of the bar 6 is fixed a sheet 8 of a steel alloy with a relatively high carbon content and quenching either in air or in oil, this sheet preferably being composed of an alloy.
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about 1.4% to 2.5% carbon, 12 to 18% chromium, and small amounts of molybdenum, vanadium and nickel in the order of 0.5% to 1% for the last three elements.
The composition can include cobalt in the order of 0.5% to 4%. To be suitable for air quenching, this alloy should include about 1.5% carbon, the varying average percentage being about 1.35 to 1.75%. An alloy capable of giving a suitable oil quenching can be obtained with about 1.90 to 2.45% carbon, and 12 'to 14% chromium,
To manufacture a bar as shown in Figures 1 and 2, we start with a plate or ingot of low carbon steel, which cannot be air hardened. In the middle, on only one side of this plate, there is applied a steel sheet quenching in air, or in oil, steel which is normally much harder than that of the main body or plate.
This metal composition is rolled at a suitable temperature in order to weld the two bodies into one, the thicknesses being correspondingly reduced during the rolling operation. We are then in possession of a bar made of steel, suitable for making blades with a width of about 72.2 m / m and a thickness of about 1.6 mime. this piece and we saw it in the middle so that each of the bars thus prepared has a body with a heel, the metal of which is less hard and on one side a sheet of more hard metal, as shown in figure 2, The alloy high carbon steel, air hardened, forms the cutting part of the finished blade.
This is particularly strong when compared with the main part or heel in low carbon and less hard steel. Each bar made according to the sawing operation described above represents a flat bar of quadrilateral section in cross section.
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Other advantages will emerge from heating a bar of a composition such as that described above, to a temperature of approximately 1167 to 1292, provided that the heliooidal shaping of the bar is rapid, because if during the helical shaping operation the temperature is kept above 855 minimum, the cutting part of the blade thus formed will be soaked in air in a few minutes. By heating a bar to an average temperature such as that indicated above, it is found that it is possible to carry out the heliooidal setting of the bar without causing cracks on the cutting part of the blade.
In other words, the metal of the cutting part is soft enough to be able. slip under the pressure of manufacture and produce a sharp, curved, extended and continuous end. As an example, a machine suitable for doing this work could apply more pressure to one edge of the bar and thus extend and bend it. At approximately the same time, the thus arched bar could be pulled lengthwise in order to it. give a helical shape. The operations necessary for the manufacture of the helical blades are thus reduced to a minimum because, as the helical blade leaves the forming machine, it falls into a suitable container and the quenching takes place in air.
The temperatures indicated above also offer the advantage of minimizing the displacement of the layer of the less hard metal on the cutting edge of the harder metal; this point is very important since it eliminates additional operations to remove the burr of metal thus displaced from the cutting part. If the temperature is maintained at more than 855 until the end of shaping, the final quenching will be done in three or four minutes. If necessary, this time can be used to grind the blade or deburr the sharp end. It will be appreciated that the low carbon portion of the blade hardly gets air soaked. These blades can be cleaned by sandblasting after which they are ready to use.
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Referring to figure 3, a blade 10 made according to the method described above, is crimped in a groove of the cylinder 12.
There is an added advantage when these blades have a sharp edge made of hard stainless steel, which is very important when it comes to using them on hides and skins which have been treated with liquids which may eat away at ordinary iron or steel blades. ,
It is understood that the composition of the alloys can be varied, and that the invention relates to the use of a material with a high carbon and ohrome content in the cutting part which does not quench in air, but which readily lends itself to quenching by methods well known in the industry, such as quenching with oil or other intermediate agents.