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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une DEMANDE DE BREVET D'IMPORTATION Procédé d'usinage, par étirage, laminage, tréfilage, etc. sans outil tranchant, de pièces métalliques.
La présente invention a pour objet un procédé d'usinage, par étirage, tréfilage, laminage, etc. sans outil tranchant, de pièces métalliques en vue de leur faire subir une déformation plastique très prononcée. Ce procédé est caractérisé par ce que, avant de passer au traitement proprement dit de déformation mécanique, les pièces métalliques, enfer, acier, aluminium, etc. sont traitées, selon les procédés courants de recouvrement de la surface, tels que le brunissage, la parkérisation, l'atramentissage, etc., afin de les recouvrir d'un film cristallin, imperméable et continu, formé d'oxydes ou de sels, tels que des phosphates et des oxalates, dont les cristaux se lient intimement à leur support.
Dans l'usinage mécanique, particulièrement de l'acier et d'autres articles métalliques (fer, etc,) on se heurte à des dif-
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ficultés bien connues, dues au contact entre la pièce d'acier et l'outil en acier. Ainsi les filières ont tendance à s'agripper au métal ou à l'attaquer d'une autre manière. Afin d'éviter ces difficultés, on graisse la pièce ou l'outil avec un lubrifiant, ou encore les deux.
Le graissage seul peut dans certains cas être insuffisant, par exemple lorsqu'on travaille à grande vitesse et quand on veut , obtenir des déformations importantes.
On a procédé à des essais dans le but de perfectionner les conditions d'usinage, en recouvrant les objets bruts d'un film afin d'écarter pareilles difficultés. On a ainsi enduit les tubes et barres soumis à l'étirage d'une couche à la chaux ou d'une couche peinte en couleur à base d'huile. On a aussi couvert les objets d'un film en métal doux, tel que du plomb ou du cuivre, en les trempant dans ces métaux en fusion ou en les soumettant aux effets de l'électrolyse. Cependant ces traitements n'ont pas été entièrement satisfaisants. Le chaulage ou la peinture consti- tuent en effet un perfectionnement, mais ils ne suffisent pas entièrement puisqu'ils s'enlèvent facilement du métal et ils ne constituent pas un perfectionnement suffisant dans le traitement proprement dit.
L'application d'une couche métallique est relativement coûteuse et dans le cas où la couche superficielle métallique est indésirable sur l'objet fini, il est nécessaire d'appliquer un produit pour l'enlever, ce qui augmente encore la dépense.
Dans le procédé réalisé par Dudzeele, les pièces à usiner sont d'abord traitées dans une solution de sel de mercure afin d'amalgamer la surface, pour les recouvrir ensuite d'une couche de plomb fondu pur. Les pièces ainsi traitées au préalable subis- sent sans inconvénients un étirage réitéré en plusieurs opérations sans qu'il soit nécessaire d'y intercaler des opérations de décapage à l'acide et de recuisson.
Les essais pratiques ont permis de constater que les dépôts de phosphates ou oxalates réalisés par parkérisation, atramentis-
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sage, ou autres procédés similaires agissent de la même façon que les couches métalliques tout en permettant de réaliser par étirage ou tréfilage des diminutions considérables des parois sans entraîner le grippage courant des outils d'étirage ou de tréfilage. Un effet similaire est également obtenu par la produc- tion de couches d'oxydes, en utilisant les procédés courants de brunissage et de noircissage.
Comparativement à l'application (adaptation, dépôt) de mé- taux, le procédé conforme à l'invention offre l'avantage de ren- dre la production des couches d'oxydes ou de sels beaucoup moins coûteuse que le dépôt de métaux par voie galvanique ou par le feu et de pouvoir à nouveau enlever par simple décapage les cou- ches d'oxydes ou de sels, si toutefois cela devenait nécessaire.
Dans la plupart des cas, il est cependant inutile d'enlever les couches d'oxyde ou de sels car elles ne nuisent nullement au traitement ultérieur.
Il est connu de produire une couche d'hydroxyde de fer à la surface des pièces d'acier qui doivent être étirées, en les exposant à l'état humide à l'atmosphère. Il est aussi courant de plonger les pièces destinées à l'étirage dans des solutions de phosphates alcalins tertiaires ou secondaires et de les sécher à l' air.
Dans ces procédés connus, il s'agit de produire des films ou couches constituées par des poudres légèrement adhérentes à la surface et qui, tout comme d'autres corps poudreux, par exemple le talc, l'oxyde de plomb, etc. augmentent l'effet de l'agent de graissage proprement dit. L'addition de ces corps poudreux augmen- tant l'effet lubrifiant ne suffit cependant pas à empêcher le grippage de la bague-filière lors du traitement de pièces en acier, surtout lorsque le degré de transformation est très considérable.
Par opposition aux couches courantes, les couches ou recouvrements @ réalisés par brunissage, par parkérisation, atramentissage, etc. ne comportent pas de poudres légèrement adhérentes, mais ils cons-
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tituent des films cristallins sans solution de continuité, dont les cristaux forment avec le support métallique une liaison cristalline hétérogène, tout en étant intimement unis les uns aux autres. Ces films empêchent tout grippage de la bague d'étirage même lors d'efforts considérables de transformation des pièces à usiner.
Les films de recouvrement susceptibles de remplir les conditions de l'invention peuvent seulement être réalisés à des températures basses et produits de préférence en traitant les objets par une solution aqueuse d'agents actifs capables de produire des couches'd'oxydes ou de sels du même métal dont l'objet est constitué ou d'un métal autre que cet objet ou encore d'un alliage du métal principal de base ou d'autres métaux.
S'il s'agit de traiter le fer et l'acier, on utilise des revêtements de fer ou des combinaisons avec les oxalates ou phosphates. A cet effet, la pièce est traitée par une solution aqueuse diluée chaude d'acide phosphorique ou oxalique qui peut renfermer ou non des phosphates ou oxalates de fer, de manganèse, de zinc, etc. en solution. Il se forme ainsi sur l'objet un mince film imperméable cristallin, cohérent et parfaitement adhérent de sels phosphoriques ou d'acide oxalique. Un tel film rend l'objet admi- rablement adaptable à un usinage mécanique puisqu'il écarte tout trouble résultant d'un contact de l'objet avec l'outil.
Un revêtement d'oxyde de fer peut être obtenu par des procédés courants de noircissage de la surface du fer ou de l'acier par l'intermédiaire de solutions aqueuses d'agents réactifs oxydants.
Une telle méthode consiste à tremper les objets dans une solution de 70 gr. de protochlorure cristallin de fer (Fe C12) 10 gr. de perchlorure de fer (Fe C13) et 2 gr. de sublimé (Hg C12) dans 1 litre d'eau, auxquelles solutions on ajoute quelques gouttes d'acide hydrochlorique. Les objets ainsi trempés sont d'abord chauffés à 1000 C. pendant une demi-heure, puis traités à la vapeur et finalement bouillis dans l'eau, ce qui transforme ainsi la couche brun-
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rouille en oxyde de fer noir foncé.
Lorsqu'on traite l'aluminium ou ses alliages, des films appropriés peuvent être obtenus par des méthodes d'oxydation électrolytiques anodiques usuelles.
Lorsqu'il s'agit de l'étain, des méthodes courantes de coloration du métal peuvent être utilisées, la principale condition étant la formation d'un film bien cohérent et parfaitement adhérent à l'objet, mais non pas aussi dur. L'une de ces méthodes consiste à tremper les objets en étain dans un bain constitué d'un mélange de deux solutions. La première est établie par dissolution de 16 oz. de carbonate de cuivre sec dans 1 gal. d'ammoniaque aqueuse (26 Bé. ). La seconde solution est obtenue en mélangeant 3 oz. de cendres de soude dans 2 gal, d'eau à 160 F ; les deux solutions sont réunies.
Les objets en étain restent immergés pendant quelques minutes et sont ensuite lavés dans de l'eau froide puis dans de l'eau bouillante. Ils sont alors prêts à l'usinage.
REVENDICATIONS.
1. Procédé d'usinage, par étirage, tréfilage, laminage, etc. sans outil tranchant, de pièces métalliques, devant subir une déformation plastique très prononcée, caractérisé en ce que, avant de passer au traitement proprement dit de déformation mécanique, les pièces métalliques sont traitées, selon les procédés courants de recouvrement de la surface, tels que le brunissage, la parkérisation, l'atramentissage, etc., afin de les recouvrir d'un film cristallin, imperméable et continu, formé d'oxydes ou de sels, dont les cristaux se lient intimement à leur support.
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DESCRIPTIVE MEMORY filed in support of an IMPORT PATENT APPLICATION Machining process, by drawing, rolling, drawing, etc. no sharp tools, metal parts.
The present invention relates to a method of machining, by drawing, drawing, rolling, etc. without sharp tools, metal parts in order to subject them to a very pronounced plastic deformation. This process is characterized in that, before moving on to the actual treatment of mechanical deformation, the metal parts, hell, steel, aluminum, etc. are treated, according to common surface covering processes, such as burnishing, parkerization, scouring, etc., in order to cover them with a crystalline film, impermeable and continuous, formed of oxides or salts, such as phosphates and oxalates, the crystals of which bind intimately to their support.
In mechanical machining, particularly of steel and other metal articles (iron, etc.), there are difficulties
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well-known difficulties, due to the contact between the steel part and the steel tool. Thus the dies tend to cling to the metal or attack it in some other way. In order to avoid these difficulties, the part or the tool is greased with a lubricant, or even both.
Lubrication alone may in certain cases be insufficient, for example when working at high speed and when it is desired to obtain significant deformations.
Tests were carried out with the aim of improving the machining conditions, by covering the raw objects with a film in order to avoid such difficulties. The tubes and bars subjected to drawing were thus coated with a lime layer or an oil-based color painted layer. Objects have also been covered with a soft metal film, such as lead or copper, by dipping them in these molten metals or subjecting them to the effects of electrolysis. However, these treatments have not been entirely satisfactory. Liming or painting do indeed constitute an improvement, but they are not entirely sufficient since they are easily removed from the metal and they do not constitute a sufficient improvement in the treatment itself.
The application of a metallic layer is relatively expensive and in the case where the metallic surface layer is undesirable on the finished article, it is necessary to apply a product to remove it, which further increases the expense.
In the process carried out by Dudzeele, the workpieces are first treated in a solution of mercury salt in order to amalgamate the surface, to then cover them with a layer of pure molten lead. The parts thus treated beforehand without inconvenience undergo repeated stretching in several operations without it being necessary to interpose therein operations of acid pickling and annealing.
Practical tests have shown that the deposits of phosphates or oxalates produced by parkerization, atramentis
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sage, or other similar processes act in the same way as the metallic layers while allowing to achieve by drawing or drawing considerable decreases in the walls without causing the usual seizing of the drawing or drawing tools. A similar effect is also obtained by the production of oxide layers, using common burnishing and blackening processes.
Compared to the application (adaptation, deposition) of metals, the process according to the invention offers the advantage of making the production of the layers of oxides or salts much less expensive than the deposition of metals. galvanic or by fire and to be able to remove again by simple stripping the oxide or salt layers, if this becomes necessary.
In most cases, however, it is not necessary to remove the oxide or salt layers because they do not affect the subsequent processing in any way.
It is known to produce a layer of iron hydroxide on the surface of pieces of steel which are to be drawn by exposing them in a wet state to the atmosphere. It is also common practice to immerse the parts intended for drawing in solutions of tertiary or secondary alkaline phosphates and to air dry them.
In these known processes, it is a question of producing films or layers consisting of powders slightly adhering to the surface and which, like other powdery substances, for example talc, lead oxide, etc. increase the effect of the lubricant itself. The addition of these powdery bodies increasing the lubricating effect, however, is not sufficient to prevent the seizure of the die ring during the treatment of steel parts, especially when the degree of processing is very considerable.
As opposed to current layers, the layers or coverings @ produced by burnishing, parkerization, atramentissage, etc. do not contain slightly adhering powders, but they do
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form crystalline films without a break in continuity, the crystals of which form a heterogeneous crystalline bond with the metal support, while being intimately united to each other. These films prevent any seizure of the drawing ring even during considerable efforts to transform the workpieces.
Cover films capable of fulfilling the conditions of the invention can only be made at low temperatures and preferably produced by treating the objects with an aqueous solution of active agents capable of producing layers of oxides or salts of the invention. same metal of which the object is made either of a metal other than this object or of an alloy of the main base metal or of other metals.
If it is to treat iron and steel, iron coatings or combinations with oxalates or phosphates are used. For this purpose, the part is treated with a hot dilute aqueous solution of phosphoric or oxalic acid which may or may not contain phosphates or oxalates of iron, manganese, zinc, etc. in solution. A thin crystalline impermeable film, coherent and perfectly adherent of phosphoric salts or oxalic acid is thus formed on the object. Such a film makes the object admirably adaptable to mechanical machining since it eliminates any haze resulting from contact of the object with the tool.
An iron oxide coating can be obtained by common methods of blackening the surface of iron or steel using aqueous solutions of oxidizing reactants.
One such method is to soak the objects in a solution of 70 gr. of crystalline protochloride of iron (Fe C12) 10 gr. of iron perchloride (Fe C13) and 2 gr. of sublimated (Hg C12) in 1 liter of water, to which solutions are added a few drops of hydrochloric acid. The objects so soaked are first heated to 1000 C. for half an hour, then treated with steam and finally boiled in water, thus turning the brown layer-
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dark black iron oxide rust.
When treating aluminum or its alloys, suitable films can be obtained by conventional anodic electrolytic oxidation methods.
When it comes to tin, common methods of coloring the metal can be used, the main condition being the formation of a very cohesive film which adheres perfectly to the object, but not so hard. One of these methods is to soak the pewter objects in a bath made of a mixture of two solutions. The first is established by dissolving 16 oz. of dry copper carbonate in 1 gal. of aqueous ammonia (26 Be.). The second solution is obtained by mixing 3 oz. of soda ash in 2 gal, of water at 160 F; the two solutions are met.
The pewter objects remain immersed for a few minutes and are then washed in cold water and then in boiling water. They are then ready for machining.
CLAIMS.
1. Machining process, by drawing, drawing, rolling, etc. without cutting tool, of metal parts, which must undergo a very pronounced plastic deformation, characterized in that, before passing to the actual treatment of mechanical deformation, the metal parts are treated, according to the current methods of covering the surface, such as burnishing, parkerization, exhaustion, etc., in order to cover them with a crystalline film, impermeable and continuous, formed of oxides or salts, the crystals of which bind intimately to their support.