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PERFECTIONNEMENT AU PROCEDE DE TRANSFORMATION A CHAUD DES METAUX
PAR FILAGE.
La présente invention concerne le filage à chaud des métaux dans une presse à filer par extrusion.
On sait que cette opération s'effectue en disposant une billet- te du métal à filer dans un conteneur ouvert à ses deux extrémités et en re- foulant cette billette à l'aide d'un poinçon ou fouloir pénétrant dans l' une des extrémités du conteneur pour obliger le métal à passer à travers une filière disposée à l'autre extrémité du conteneur.
Cette opération, telle qu'elle est normalement et couramment ef- fectuée, oblige à laisser en fin d'opération, dans le conteneur de la presse à filer, une certaine longueur de la billette à transformer, habituellement appelée "culot". Ce culot, pratiquement inutilisable, constitue un déchet de fabrication qu'il importe de réduire au minimum.
A cet effet, les constructeurs de presse à filer ont muni leurs machines de dispositifs de fin de course permettant de donner aux culots une épaisseur constante et de réduire cette épaisseur au minimum. On se trouvr cependant limité dans cette voie, soit par l'augmentation de pression en finde filage, arrêtant le poinçon dans sa course, soit par le risque de déformatin ou de mise hors service de la filière et du porte-filière, sou- mis à des efforts trop grands, soit encore par l'apparition de défauts inter- nes, à l'extrémité de la partie de la barre filée en dernier.
L'intérêt de réduire la perte de métal due au culot est d'autant plus grand que le métal filé est de valeur marchande plus élevée.
La présente invention, due aux travaux de Monsieur Jean BUFFET, a pour objet un procédé qui permet, lors du filage de métaux ou alliages de prix élevé, de réduire au minimum la valeur de la perte résultant de l'o-
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bligation de laisser un culot en fin coopération de filage
Ce procédé est basé sur une remarque de la demanderesse'selon laquelle l'écoulement du métal, au cours d'une opération de filage, s'ef- fectue d'une manière régulière, à la condition que la lubrification entre- la billette et l'outillage soit convenablement opérée.
L'expérience montre que, dans ce cas, le culot est constitué presque exclusivement par le mé- tal formant la partie arrière de la billette, c'est-à-dire celle qui se trouve en contact avec le fouloir, ou le grain de poussée disposé devant ce dernier.
Le procédé conforme à l'invention consiste fondamentalement à dis- poser, à l'arrière de la billette, une pastille de métal de moindre valeur, puis à procéder à l'opération de filage, à la façon usuelle, en utilisant un lubrifiant convenable, compte tenu de la nature du métal et des condi- tions de filage. L'opération de filage terminée, on sépare le culot de la pièce filée, exactement en avant du point atteint par le métal constituant la dite pastille.
Comme agent de lubrification pendant l'opération de filage ainsi conduite, on peut utiliser tous lubrifiants connus réduisant le frottement entre le métal de la billette et l'outillage dans des proportions suffisan- tes pour obtenir un écoulement régulier du métal de la billette. Lorsqu'on utilise en particulier pour le filage de l'acier un lubrifiant constitué par une matière, telle que le verre, fondant partiellement sous l'effet de la chaleur de la billette, tout en restant visqueuse tout au cours du filage, l'écoulement s'effectue régulièrement et permet l'utilisation du procédé faisant l'objet de la présente invention.
L'invention est décrite plus en détail ci-après avec référence aux dessins annexés dans lesquels
Fig. 1 est une coupe longitudinale schématique partielle d'une presse à filer, en fin d'une opération de filage;
Figo 2 est une vue en élévation latérale d'une billette particu- lière constituée en vue de l'étude de l'écoulement du métal en cours de fi- lage ; Fig. 3 est une coupe longitudinale d'un profilé obtenu à partir de la billette de la fige 2, dans de bonnes conditions de lubrification, le culot étant représenté encore attaché au profilé;
Fig. 4 est une coupe analogue d'un profilé obtenu à partir d'une billette semblable, dans des conditions de lubrification moins bonnes;
Fig. 5 est une coupe schématique longitudinale partielle d'une presse à filer au de'but d'une opération de filage d'un tube suivant le pro- cédé conforme à l'invention;
Fig. 6 est une coupe longitudinale du tube obtenu par ce procédé.
La presse à filer représentée schématiquement de façon partielle à la Fige 1 comporte un conteneur 1 à l'une des extrémités de laquelle est disposé un porte-filière 2 supportant une filière 3. Dans le conteneur 1 pénètre un fouloir 4, muni à ses extrémités ,d'un grain de poussée 5 et ac- tionné par le mécanisme de la presse, non représenté.
Pour effectuer une opération de filage, on place dans le conteneur 1 une billette de métal, préalablement chauffée et présentant approximative- ment le diamètre de la cavité interne du conteneur, puis, à l'aide du fou- loir 4, on refoule le métal de la billette à travers la filière 3, ce qui donne lieu à la formation d'un profilé 6.
En fin d'opération de filage, ainsi qu'il a été exposé plus haut, on est amené à laisser dans le conteneur un culot 7, qui est ensuite extrait du conteneur par éloignement de la filière 3 et du porte-filière, puis sépa- ré du profilé 6.
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On conçoit que, lorsque le métal à profiler est d'une valeur éle- vée, le déchet constitué par le culot 7 représente une perte matérielle im- portante , -
Si, à titre d'expérience, on procède au filage d'une billette constituée, ainsi qu'il a été représenté Fig. 2, par un empilage de,rondel- les 8, 8a, 8b ...... 8f ou galettes d'un métal, séparés'par des couches 9 d'un autre matériau assurant la liaison entre les rondelles 8, on consta- te que, lorsque la lubrification entre la billette et l'outillage de la pres- se (conteneur, porte-filière et filière) est convenablement assurée, l'écou- lement du métal de la billette se produit de façon régulière, conformément à ce qui est représenté à la Fig. 3.
Si, au contraire;, le filage est opéré avec un frottement élevé entre la billette et l'outillage, par exemple sans utiliser de lubrifiant, la déformation s'effectue conformément à ce qui est représenté schématique- ment à la fig. 5, le métal provenant des diverses rondelles 8, 8a ......
8 f formant une série de gaines pénétrant les unes dans les autres et la par- tie de la billette qui est refoulée en dernier pénétrant profondément dans les couches précédentes. A titre explicatif, les parties du profilé de la Fig. 3, correspondant aux parties de la billette de la Fig. 2, ont été dé- signées par les mêmes références, affectées d'un accent, la même disposi- tion ayant été adoptée pour la Fig. 4, dans laquelle les références corres- pondant à la Fig. 2 ont été affectées d'un accent double.
Conformément à l'invention, on place, avant filage, à l'arrière de la billette, une pastille d'un métal de peu de valeur correspondant, par exemple, à la rondelle 8± de la Fig. 2. Cette pastille peut être, soit indé- pendante de la billette, soit rendue solidaire de cette dernière, par sou- dure ou autrement. Elle peut présenter une épaisseur régulière ou, au contrai- r3, avoir une épaisseur variable dans sa section diamétrale, auquel cas el- le présente de préférence une épaisseur allant en croissant du centre vers les bords.
On constate que, si la lubrification est convenablement assurée, le culot 8f (Fig. 3) sera principalement constitué par le métal de la pas- tille ainsi disposé à l'arrière de la billette, le culot pouvant être sépa- ré du profilé en coupant suivant la ligne LL (Fig. 3), la perte de métal de haute valeur constituant le profilé étant ainsi réduite à une valeur presque insignifiante.
Pour réduire au minimum la perte en métal de valeur élevée, on peut chauffer la pastille séparée de la billette, à une température inférieu- re à celle de cette dernière, cette méthode augmentant la résistance à la déformation de la pastille et réduisant ainsi la longueur de recouvrement des deux métaux sur la barre filée. La diminution dépaisseur de la pastil- lo du voisinage de son centre conduit à un résultat analogue, des deux moy- ens pouvant être combinés.
Une opération de filage d'un tube en acier inoxydable est décri- te ci-après, à titre d'exemple de mise en oeuvre de l'invention.
Pour réaliser cette opération, on a utilisé une presse à filer dont le grain de poussée 5 comportait une aiguille 5a présentant le diamètre interna du tube à filer (84 mm). tandis que l'orifice de la filière 3 pré- sentait le diamètre extérieur dudit tube (90 mm.)
Dans le conteneur 1 de la presse, présentant un diamètre intérieur de 190 mm., on a placé une billette 10 en acier inoxydable (C = 0,03,Cr = 18, il! = 10) d'un diamètre extérieur de 183 mm., d'une longueur de 300 mm., préalablement percée d'un trou 11, de 95 mm, et sur laquelle on avait fixé par trois points de soudure une pastille 12 d'acier doux, de même diamètre, de méme alésage et de 40 mm.
d'épaisseur sur ses bords, la face avant de la dite pastille présentant une légère conicité vers l' intérieur . L'ensemble de la billette 10 et de la pastille 12 avait été préalablement chauffé à 1300 degrés centigrades.
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En refoulant la billette 10 à l'aide 'du fouloir 4 -et de son ne± 5, on a obtenu un tube 13 représenté en coupe longitudinale à la Fig. 6, tout l'acier inoxydable et une partie de la pastille 12 ayant été refoulés et le métal de la pastille ayant pénétré à l'intérieur de l'acier inoxydable, en 13a sur une longueur de 300 millimètres.
Le culot 7' a été séparé du tube 13 en coupant suivant la ligne LL et la perte en acier inoxydable a ainsi été limitée à la longueur'de re- couvrement 13a, correspondant à un poids d'acier inoxydable égal à 1,5 kg.
Une opération de filage du même tube, sans utilisation d'une pastille 12 conformément à l'invention, a conduit à la nécessité d'éliminer un culot dont le poids était d'environ 6 kg.
REVENDICATIONS.
1) Un procédé pour diminuer les pertes résultant du métal restant dans le culot de filage, lors de la fabrication de produits filés à chaud à partir de billettes de métal ayant une valeur marchande élevée caractéri- sé en ce qu'on dispose, à l'arrière de la billette, une pastille de métal de moindre valeur, et en ce qu'on procède ensuite à l'opération de filage, à la façon usuelle, en utilisant un lubrifiant convenable, compte tenu de la na- ture du métal et des conditions de filage, après quoi l'on sépare le culot de la pièce filée, exactement en avant du point atteint par le métal consti- tuant la dite pastille.