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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR FACILITER LE TRAVAIL DES METAUX PAR EXTRUSION ET
MOYENS SIMILAIRES.
Dans tous les procédés de travail des métaux par déformation plastiquetel que l'extrusion ou des moyens imilaires, on applique, sur la matière, une pression relativement considérable en sorte qu'elle se déforme en cheminant entre un poinçon et une matrice. La pression en jeu est d'au- tant plus considérable qu'elle doit non seulement produire la déformation de la matière dans l'espace relativement exigu entre lesdits poinçon et ma- trice, mais aussi vaincre les frottement?extrêmement importants qui se déve- loppent entre le métal en mouvement et les parois relativement fixes délimi- tant l'espace dans lequel se produit ce mouvement.
Dans une certaine mesure, ce sont ces résistances de frottement qui limitent sensiblement les résultats obtenables et, notamment, la longueur et l'épaisseur des pièces ainsi fabriquées. En outre, ce sont également en grande partie ces frottements qui déterminent l'usure, respectivement la dé- térioration de l'outillage. Le problème est d'autant plus important que l'on applique le procédé par extrusion à des matières dont le degré de défor- mation plastique est relativement réduit et se rapproche donc de celui des aciers dont sont généralement fabriqués les matrices et les poinçons.
Pour ces différentes raisons, on a déjà préconisé de faire pré- céder l'opération d'extrusion par une préparation des surfaces de contact entre les outils et le métal déformé en vue d9essayer de réduire le coeffi- cient de frottement entre elles.
Un premier moyen consiste à traiter superficiellement lesdites surfaces de contact de manière à les recouvrir d'une couche de phosphate.
On a également préconisé Inapplication préalable, sur les outils, de graphi- te. Néanmoins, ces procédés qui ont pu être jugés satisfaisants pour l'ex- trusion à froid ou à température relativement basse, se sont révélés absolu- ment inopérents pour 1?extrusion à chaud. Dans ce dernier cas, on a préco- nisé, pour des températures atteignant 700 C, l'emploi d'un mélange de gra- phite et d9huile minérale. Or, cette dernière présente un point d'inflamma- tion voisin de 280 C, d'une telle manière qu9au-dessus de cette température
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critique, ce mélange est peu efficace car 1-'huile brûle et dépose sur les outillages de? résidus de sa combustion ainsi que du graphite.
La pratique a enseigné que l'emploi de tel mélange ne pouvait pas être envisagé sérieuse- ment pour des déformations plastiques dans lesquelles la température des sur- faces en présence, respectivement des outils et du métal déformé, dépassait au maximum 350 C. Au-dessus de cette température, on a constaté que le graphi- te ne coulant pas reste accumulé aux endroits où il a été fixé lors de la combustion de l'huile et, par ce fait, seules certaines zones des surfaces préalablement enduites se trouvent lubrifiées, tandis que les autres sont pra- tiquement sèches.
Or, dans le travail de déformation plastique des métaux à chaud, les températures d'exécution sont infiniment variables et peuvent être sensi- blement plus élevées que les limites qui viennent d'être citées.
Pour pouvoir réaliser, par déformation plastique à chaud, présen- tant par ailleurs des avantages incontestables des pièces au moins semblables à celles obtenues par 1?extrusion à froid, il est nécessaire d'introduire un procédé auxiliaire capable de réduire suffisamment les efforts de frottement sur les surfaces de contact entre les outils et le métal en mouvement.
La présente invention concerne un tel procédé auxiliaire relati- vement simple et économique, capable d'être industrialisé et permettant, en tout cas, de produire, par déformation plastique à chaud, des pièces au moins égales à celles généralement produises par extrusion à froid. Ce procédé consiste substantiellement à interposer, entre toutes ou une partie des sur- faces de contact entre l'outillage et le métal en mouvement, une épaisseur d'une matière, respectivement d'un autre métal ou composé métallique, indé- pendante desdites surfaces de contact et capable de se mouvoir indépendamment de ces dernières. Ce métal ou ce composé métallique doit obligatoirement pré- senter,par rapport aux surfaces de contact des outils,
un coefficient de frottement moindre que présente le métal travaillé par rapport aux mêmes sur- faces de contact.
Préférablement, ce métal ou composé métallique interposé pré- sentera un point de fusion voisin de la température de chauffe des lopins à travailler. Il en résulte que ledit métal interposé doit être capable de se déformer plastiquement sous une pression inférieure à celle qui est nécessai- re pour la déformation plastique du métal du lopin travaillé. Les avantages du procédé fe comprennent aisément en considérant le processus qui se dévelop- pe lors de Inapplication de l'effort mécanique nécessaire au travail du lo- pin. En effet, par sa constitution même, le métal interposé sous l'effet de ladite sollicitation mécanique, prend rapidement la température du lopin chauffé sur lequel il est fortement pressé.
Par ce fait, le métal interpo- sé est rapidement amené près de son point de fusion, ce qui réduit, dans de fortes proportions, sa résistance de frottement.
En fait, ledit métal d'appoint, interposé entre la matière à travailler et les outils étant soumis aux mêmes pressions que ladite matière à travailler, se déforme plastiquement avant cette dernière en cheminant dans les espaces de moindre résistance favorisant, par le fait même, le glissement relatif de la matière travaillée par rapport aux outils.
Le métal ou le composé métallique interposé se présentera géné- ralement à 1?état solide sous forme de feuille, poudre, grenaille, pâte ou autre, le métal étant appliqué seul ou en mélange, en suspension, en combi- naison ou sous toute autre forme, pour autant qu'il soit interposé entre les outils et la matière à travailler, c'est-à-dire indépendamment de ces surfa- ces
Il est ainsi possible d'appliquer le procédé, objet de l'inven- tion, sous des formes industrielles très différentes lesquelles seront appro- priées aux outillagesaux pièces et aux matières traitées.
A simple titre d'exemple, sans aucun caractère limitatif, un mo-
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de particulier d'exécution est décrit plus en détai. -1-après en se référant aux dessins annexésdans lesquels
Les figures 1 et 2 schématisent, aussi sommairement que possible, le procédé objet de l'invention;
les figures 3 - 4 - 5 et 6 représentent schématiquement quatre positions caractéristiques d'un dispositif appliquant le procédé de 19inven-
Mono
Suivant les figures 1 et 2, on constate que, conformément à l'in- vention, le procédé consiste à disposer, dans la matrice 1 logeant le lopin 2 et recevant le poinçon 3, des éléments intercalaires ¯4-5 en un métal ou un composé métallique ou en toute autre matière appropriée telle que sa résistan- ce au filage, respectivement à l'extrusion, soit moindre que celle de la ma- tière dont est constitué ledit lopin 2 et,par conséquent aussi, la matrice 1 et le poinçon 3.
Cet apport est tel qu'entre les surfaces de contact ou du lopin 2 d9une part et de la matrice 1 et le poinçon 3 d'autre part, est in- terposée, une partie de celles-ci, une couche de ladite matière d'appoint ca- pable de réduire les efforts de frottement entre la matière travaillée et la surface adjacente des outils. Suivant l'exeple des figures 3 à 6, un dispo- sitif capable d9appliquer automatiquement le procédé, objet principal de l'invention consiste à combiner la matrice 1 avec un apport automatique "pas- à-pas" d'une bande 6 d'une matière, généralement un métal, répondant aux conditions du procédé.
A cet effet, ladite matrice 1 présente un passage 7 prolongé de part et d'autre, respectivement, par une entrée évasée 8 et une sortie analogue 9 en vue de permettre le déplacement "pas-à-pas" de ladite bande d'appoint 6. Celle-ci présente une largeur au moins égale au diamè- tre de la chambre 10 de la matrice destinée à recevoir le lopin à travailler 2.
Dans l'exemple illustré, le poinçon 3 présente, en bout, un profil en creux 11 et le rond de la matrice est constitué par la tête 12 d'un poinçon extracteur 13. La bande d'appoint 6 est délivrée par un méca- nisme (non représenté) d'un type quelconque capable de déplacer ladite ban- de opportunément de mouvements successifs dont l'amplitude est au moins éga- le au diamètre de ladite chambre 10 de la matrice. Ces mouvements seront subséquents à chaque pénétration du poinçon 3 dans ladite matriceo Au dé- parte le dispositif se trouve dans la position représentée sommairement à la figure 3, la bande 6 obstruant la partie supérieure de la chambre 10, le poinçon.12-13, en position basse en vue de former le fond de ladite chambre 10 et le poinçon 3. en position haute.
Ledit poinçon 3, est alors abaissé pour pénétrer dans la chambre 10 de la matrice. Dans sa trajectoire, il ren- contre la partie correspondantede la bande 6 qu'il cisaille, découpant ain- si une pastille ± qui coiffe la tête 12 du poinçon extracteur 13. Le poin- çon 3 est ramené en position haute en sorte que le dispositif se trouve alors dans la position schématisée à la figure 4. Le lopin à travailler 2 est ensuite introduit dans la chambre 10 de la matrice et vient reposer sur la pastille 2 posée elle-même sur la tête 12 dudit poinçon extracteur 130 La bande 6 est avancée d'un nouveau "pas", le dispositif étant alors dans la position représentée sommairement à la figure 5.
Le poinçon 3 est alors déplacé pour solliciter fermement ledit lopin 2 de la manière usuelle afin de déformer le métal par extrusion. Avant de solliciter le lopin 2, le poinçon 3 a découpé à nouveau une pastille ¯4 qui s'interpose donc entre le poinçon et le lopin et, poursuivant sa course, ledit poinçon agit à la fois sur le lopin et sur les deux pastilles d'appoint 4-5. On obtient ainsi qu'entre le métal travaillé et les outils formés par la matrice 1 et le poin- çon extracteur 12-13, est interposée une épaisseur dudit métal d'appointpro- venant de la bande 6.
Ultérieurement, le poinçon 1 est ramené en position haute et la pièce 14 qui vient d'être façonnée par déformation plastique est extraite par le déplacement approprié du poinçon extracteur 12-13.
Cette disposition n'est évidemment donnée qu'à simple titre d'exemple et elle sera appropriée chaque fois à la nature et à l'état phvsi-
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que de la matière d'appoint interposée entre les outils et les lopins à tra- vaillero
L'invention s'étend à ces dispositifs et aux machines qui en sont équipées.
REVENDICATIONS.
1) Procédé pour faciliter le travail des métaux par déformation plastique à chaud et moyens similaires, caractérisé en ce qu'il consiste à interposer, entre toutes ou une partie des surfaces de contact entre l'outil- lage et le métal travaillé, une matière métallique dont la empérature de fu- sion est voisine de celle à laquelle s9effectue le travail d'extrusion ou similaire.