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Diverses matières métalliques sont difficiles à travailler et pré- sentent des craquelures superficielles et même de graves défauts lorsqu'elles sont forgées ou traitées à chaud de façon similaire; ces matières sont beaucoup de métaux résistant à la chaleur, les mélanges métaux-matières réfractaires (cermets) et les alliages cuivre-aluminium.
Des billettes de ces matières peuvent avantageusement être traitées à chaud par extrusion mais même ainsi lorsque la billette est extrudée à partir d'un réservoir d'extrusion à travers une filière par un piston, on a trouvé qu'il y a une tendance à ce que la partie centrale de la billette se déplace à travers la filière en avance par rapport aux parties périphériques ou enveloppantes.
Cette tendance persiste même si un lubrifiant est utilisé pour faciliter la cir- culation du métal à travers la filière. Il en résulte que la surface du produit extrudé est de mauvaise qualité, et que des défauts peuvent en réalité pénétrer si loin dans le produit à partir de la surface que la matière devrait être con- sidérée comme non extrudable pour des besoins pratiques. Même si les défauts sont essentiellement superficiels, la tendance en cause est désavantageuse lorsque le produit extrudé doit être de courte longueur et de forme complexe, comme c'est le cas, par exemple, lorsqu'un flan pour une aube de turbine est réalisé par extru- sion.
Suivant la présente invention, le mouvement d'une telle matière métal- lique durant l'extrusion est contrarié par une contre-pression exercée dans un sens opposé à celui du mouvement du piston d'extrusion et appliquée sur pratique- ment l'entièreté de la section transversale de d'extrémité'menante de la matière extrudée, de sorte qu'on empêche les couches interne et externe de la matière qui se déplace de se déplacer à des vitesses sensiblementtdifférentes.
La demanderesse a trouvé qu'on évite de cette manière le désavantage que la matière en contact avec la paroi de la filière ne reste en arrière ou ne traîne par rapport au restant de la matière. En outre, l'invention permet en fait de travailler à chaud par extrusion certains alliages qui, jusqu'à présent, étaient considérés comme pratiquement impossibles à travailler.
On préfère utiliser suivant l'invention un piston secondaire pour résister au mouvement d'avancement de la matière extrudée et, afin d'assurer que la matière conserve sa forme extrudée en coupe, ce piston sera monté dans un tube de guidage qui a approximativement la même section que l'orifice de la fi- lière. Ou bien, la filière peut être prolongée pour former un tube de guidage pour le piston. Celui-ci reçoit le contact de la partie centrale de la matière extru- dée sortante et est poussé vers l'arrière par cette matière à l'encontre d'une pression de fluide.
Le piston secondaire doit être en contact avec pratiquement toute la surface de l'extrémité menante de la matière extrudée, ou avec toute cette sur- .face sauf un anneau extérieur. Ce qui est requis, c'est un débit laminaire sen- siblement uniforme, ce qui ne peut être assuré que si aucune partie de la matiè- re intérieure à la partie enveloppante ne peut s'avancer à une vitesse plus gran- de que cette partie enveloppante. La friction à la surface, lorsque la matière passe à travers la filière, est suffisante pour empêcher l'anneau non retenu de se déplacer plus vite que la partie principale de la billette. Naturellement la largeur radiale maximum de l'anneau, à savoir le jeu entre le piston secondaire et le tube de guidage ou le prolongement de filière, varie avec la matière à ex- truder.
Le mécanisme exact suivant lequel le débit laminaire uniforme est ob- tenu lorsqu'une contre-pression est appliquée n'est pas clair. La demanderesse a cependant trouvé que, pour tout métal donné dans toute presse donnée, une amé- lioration du résultat est obtenue lorsque la contre-pression augmente. Evidemment, cette contre-pression s'oppose à la pression efficace d'avancement et, pour cette raison, elle ne devrait pas être trop élevée. En pratique, la pression optimum
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pour l'extrusion d'un métal quelconque donné dans une presse quelconque donnée peut être trouvée par quelques essais.
D'une façon générale, on a trouvé, suivant l'invention, que d'excel- lents résultats sont obtenus lorsque la contre-pression est d'environ 15%, par exemple entre 5 et 25%, de celle appliquée par le piston d'éxtrusion.
La demanderesse a trouvé également que le résultat de la contre-pres- sion est d'augmenter les forces de friction et d'augmenter l'usure sur la filière et Lectube de guidage. Il est désirable, en conséquence, de revêtir la filière et le tube de guidage d'une matière dure, par exemple de la stellite.
La configuration de la face du piston secondaire qui est en contact avec la matière extrudée peut être utilisée pour façonner l'extrémité menante de cette matière, et la contre-pression est, de préférence, maintenue constante durant toute l'extrusion.
L'invention englobe, comme nouvel appareil, la combinaison, d'une part, d'une presse ('d'extrusion comprenant un récipient, une filière et un pis- ton destiné à chasser le métal hors du récipient à travers la filière et, d'autre part, d'un piston secondaire travaillant dans un tube de guidage pour le métal extrudé ou dans un prolongement de la filière, et de moyens pour appliquer une pression au piston secondaire pour le forcer à résister au mouvement d'avancement du métal extrudé.
L'invention est spécialement de valeur dans l'extrusion d'alliages ayant une composition à base de-nickel et de chrome ou de nickel, de chrome et de cobalt, en mène temps que des éléments formant une phase de durcissement par précipitation. Certains de ces alliages, contenant également du molybdène, ont été considérés comme impossibles à travailler en pratique, comme l'ont été cer- tains alliages de nicke-fer-molybdène.
Par exemple, des alliages de nickel-chrome-molybdène-cobalt à dur- cissement par précipitation ont été.Considérés comme non extrudables sans rupture sérieuse de la partie enveloppante.
Aux dessins annexés, la figure 1-montre une billette d'un tel alliage, extrudée sans contre-pression. Le produit présente de tels défauts superficiels qui il est rendu sans valeur. Le figure 2 montre le même alliage extrudé avec une contre-pression suivant l'invention.
Les produits montrés aux figures 1 et 2 ont été obtenus en partant de billettes usinées à un diamètre de 3,65 am, revêtues de nickel et ensuite ex- trudées à un diamètre de 1,75 cm dans une presse d'extrusion de 406,4 tonnes métriques sous une pression d'environ 126 kg par mm2 à travers une filière dans un tube de guidage, tout en utilisant un lubrifiant de graphite. Une contre-pres- sion de 11 kg par mm2 était exercée sur le produit montré à la figure 2 et était appliquée par un piston secondaire ayant un jeu de 0,32 cm dans le tube de gui- dage.
Le produit extrudé suivant la présente-Invention était pratiquement exempt, suivant sa longueur, de craquelures transversales qui caractérisent des produits similaires extrudés de façon habituelle en utilisant le même lubrifiant, et ne donne pas d'indication de défauts internes lors d'essais ultrasoniques.
La partie enveloppante du produit extrudé suivant l'invention pouvait être dépouil- lée par un usinage enlevant environ 0,24 cm du diamètre, et la matière extrudée était plus facile à usiner que la matière non extrudée-.
Lorsque la contre-pression appliquée à des billettes similaires n'étai que de 6 kg par mm2, les produits n'étaient pas tout à fait aussi bons, bien qu'encore beaucoup meilleurs que les produits extrudés sans contre-pression.
Comme autre exemple, une billette cylindrique réalisée en un alliage similaire mais légèrement moins réfractaire, ayant 7,62 cm de longueur et 19,05 om2 de section transversale, était chauffée jusqu'à 1150 C et extrudée à travers
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une filière ayant une section aérodynamique pour donner un rapport d'extrusion
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dé 4/1 . La pression ;u:rtlêpzstan:¯d etxzsitdtai.G: de9 kgrpaB mm2 elilà±#DèsrÀ. sion d"un piston'agissant sur'.la fagè:'-'du mét.lextrùdë e#:"d'àire-1-ìansverùàlël'iégère- ment plus petite que l'orifice de filière était d'environ 6 kg par mmê.
Le piston d'extrusion se déplaçait à une vitesse de 5, 08 cm par seconde. Le pro- duit extrudé était trouvé excellent du point de vue métallurgique et géométrique.
La raison était indiscutablement que les effets habituels de retardement entre la partie enveloppante du métal chaud et le bord de la filière étaient sérieuse- ment éliminés par le piston secondaire.
Un autre avantage est obtenu par 1-'invention : la contre-pression, en créant un débit laminaire sensiblement uniforme dans la matière extrudée, em- pêche la production d'un effet conique connu comme existant dans les noyaux de produits extrudés à partir de billettes complexes et provoqué par un mouvement différentiel du métal à différents endroits en travers de sa section, spéciale- ment au moment de l'extrusion initiale.
REVENDICATIONS.
1. Un procédé d'extrusion d'une billette de matière métallique qui développe des craquelures superficielles lorsque'elle est forgée, dans lequel le mouvement de la matière durant l'extrusion est contrarié par une contre-pres- sion exercée dans le sens opposé à celui du mouvement du piston d'extrusion et appliquée sur pratiquement toute la section transversale de l'extrémité menante de la matière extrudée, de sorte qu'on empêche les couches interne et externe de la matière en mouvement de se déplacer à des vitesses sensiblement différentes.