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"Procédé pour former des filaments et filaments ainsi produits".
La présente invention est relative à la formation de fins filaments et, en particulier, à la formation de tels filamens ayant de très grandes longueurs.
Lors de la fabrication de matières, telles que les.tissus de renfort, les moyens de filtre, etc., il est apparu un besoin pour des filaments métalliques de grande solidité. Plus précisément, il a été découvert que, dans de telles matières, des filaments métalliques
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ayant d'extrêmement petits dimètres, par exemple inférieurs à 15 micorns, peuvent apporter une résistance à la traction accrue.
En outre, de tels filaments de petit diamètre, lorsqu'ils sont for- més en coussins convenables, procurent une action de filtrage amé- liorée. La présente inventionconcerne la fornation de tels filements métalliques et comprend un procédé perfectionné de formation, offrant d'extrêmement grandes longueurs de tels filaments avec un diamètre inférieur à 15 microns.
Ainsi, une caractéristique principale de la présente in- vention est d'offrir un nouveau procédé perfectionné pour former des filaments.
Une aute caractéristique de l'invention est d'offrir un tel procédé pour former des fins filaments en extrêmement grandea. longueurs.
Toujours une autre caractéristique de l'invention est d'offrir un tel procédé permettant de procurer de tels filaments avec un diamètre pouvant descendre jusqu'à environ 12 microns ou moins, en des longueurs supérieures à 50.000 pieds.
Une autre caractéristique de l'invention est d'offrir un tel procédé utilisant une matière métallique entourant les éléments à partir desquels les filaments sont formés, avec un rapport élevé entre la matière de filament et la matière de matrice utilisée.
Toujours une autre caractéristique de l'invention est d'of- frir un tel procédé offrant une meilleure économie de fabrication.
Une autre caractéristique de l'inventbn est d'offrir un tel procéd/comportant une étape de réduction à haute température de la section transversale du filament.
@
Une autre caractéristique de l'invention consiste à offrir un tel procédé qui consiste à revêtir d'un fourreau chacun des divers être éléments allongés à partir desquels les filaments doivent/formés, à l'aide d'une matière ayant des caractérisiques physiques différentes de celles des éléments, afin de permette une séparation de la matière de fourreau à partir des éléments lorsqu'on le désire, à réunir les
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éléments dotés d'un fourreau en association pratiquement parallèle, à former à chaud le faisceau pour en réduire lapection transversale, étirer le faisceau formé pour réduire la section transversale des éléments qui le composent jusqu'à une section transversale de filament présélectionnée, et à éliminer la matière de fourreau.
Une autre caractéristique de l'invention est d'offrir un tel procédé dans lequel l'étape de formation à chaud comprend sélecti- vement une étape d'extrusion à chaud, une étape de laminage à chaud, ou les deux,
Encore une autre caractéristique de l'invention es,t d'of- frir un tel procédé dans lequel l'étape d'étirage comprend une étape d'étirage à froid.
Encore une autre caractéristique de l'invention est d'offrir ' un tel procéd/dans lequel les éléments à partir desquels des fila- ments sont formés sont tubulaires, avec les filaments résultants comprnant des filaments tubulaires. autre Toujours une/caractéristique de l'invention est d'offrir un tel procédé dans lequel une charge est introduite dans les éléments tubulaires avant l'étape de formation.
Une autre caractéristique de l'invention consiste à offrir une mèche de filaments métalliques possédant diacun une section trans- versale maximum d'approximativement 12 micons et une longueur supé- rieure à approximativement 50 000 pies.
Une autre caractéristique de l'invention est d'offrir un filament tubulaire possédant une section transversale extérieure ma- ximum d'approximativement 0,015 pouce.
Toujours une autre caractéristique de l'invention est d'of- frir un filament tubulaire hexagonal possédant une section transversa- le externe maximum d'approximativement 0,015 pouce.
D'autres détails et particularités de l'invention ressorti- ront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limita- tif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
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La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un fil métallique à partir duquel un filament peut être formé grâce au pro- cédé suivant l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe transversale du fil placé à l'intérieur d'un fourreau coaxial, au mirs d'une première étape du procédé.
La figure 3 est une vue en perspective de plusieurs fils dotés d'un fourreau, disposés dans une gaine cylindrique au cours d'une étape ultérieure, la gaine étant éliminée par brisure afin d'illustrer la partie inférieure.
La figure 4 est une vue en coupe verticale à petite échelle de mcyens de condensati on, illustrant une condensation de l'assem- une blage des fils à fourreau dans la gaine cylindrique, afin de définir\ ébauche condensée.
La figure 5 est une vue en coupe verticale à petite échelle d'une autre forme de moyens de condensation, et illustrant un autre procédé pour réduire le diamètre de l'assemblage afin de définir une ébauche condensée.
La figure 6 est une vue en plan de dessus de plusieurs fils revêtus de fourreaux dans une gaine modifiée possédant une section transversale interne hexagonale, par exemple en y prévoyant des éléments d'espacement en forme de secteur.
Les figures 7 est une vue en plan de dessus d'une variante d'agencement des éléments revêtus de fourreaux dans une gaine cylin- drique, avec des éléments d'espacement disposés entre les éléments revêtus de fourreaux,afin de réduire efficacement au minimum les vides.
La figure 8 est une vue en coupe verticale "explosée" il- lustrant l'agencement de la gaine avant l'installation des fils revé- tus de fourreaux et la fixation du bouchon d'extrémité sur l'extrémité ouverte.
La figure 9 est une vue en coupe verticale illustrant l'a-
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gencement des fils revêtus de fourreau'dans la gaine, avec le bouchon d'extrémité placé sur l'extrémité ouverte de cette gaine.
La figure 10 est une vue en coupe verticale représentant l'étape de mise sous vide et d'obturation étanche des fils revêtus de fourreaux dans la gaine, afin de définir l'ébauche primaire.
La figure 11 est une vue en élévation schématique par- tielle de l'ébauche au cours de l'étape d'extrusion à chaud ulté- rieure.
La figure 12 est une vue en élévation schématique de l'ébauche extrudée avec des moyens de coupe convenables agissant de façon à éliminer les extrémités opposées du faisceau extrudé.
La figure 13 est une vue en élévation schématique il- lustrant la coupe de l'ébauche extrudée en plusieurs longueurs plus courtes.
La figure 14 est une vue en élévation de l'une des courtes longueurs offertes avec un bouchon de remplacement à chacure des extrémités opposées.
La figure 15 est une vue en élévation latérale partielle d'une courte longueur qui est encore extrudée à chaud afin d'en réduire le diamètre.
La figure 16 est une vue en élévation latérale de l'ébauch' originale réduite en diamètre, par exemple à l'aide de moyens de la- minage à chaud, à la place des moyens d'extrusion à chaud de la figure 11, ou après ceux-ci.
La figure 17 est une vue en coupe vertcale schématique partielle illustrant l'étirage à froid de l'ébauche formée à chaud, @ au cours d'une étape ultérieure.
La figure 18 est une vue en coupe transversale verticale d'un réservoir dans lequel l'ébauche étirée de la figure 17 est dis- posée afin de subir l'action d'un fluide convenable à l'intérieur du réservoir, pour éliminer les matières de fourreau et de gaine à partir de l'ébauche.
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La figure 19 représente une mèche de filament résultante suivant l'invention,
La figure 20 est une vue en coupe tranversale d'un élément tubulaire métallique à partir duquel un filament tubulaire peut être formé suivant l'invention, une charge étant disposée dans l'élément tubulaire en tant que première étape du procédé.
La figure 21 est une vue en coupe transversale de l'élément tubulaire rempli ou chargé, disposé à l'intérieur d'un fourreau tubu- laire, au cours d'une seconde étape du procédé.
La figure 22 est une vue en coupe transversale après res- serrement pour permettre un assemblage serré de la charge, de l'élé- ment tubulaire et du fourreau, au cours d'une troisième étape du pro- cédé.
La figure 23 est une vue en perspective de dessus des élé- ments tubulaires remplis et revêtis de fourreaux, disposés à l'inté- rieur d'une gaine cylindrique pour l'obturation ultérieure, le façon- nage à chaud et l'étirage, tels que représentéaux figures 7 à 17.
La figure 24 est une vue en perspective partielle à grande échelle d'un filament tubulaire formé suivant le procédé de l'inven- tion.
Dans la forme de réalisation de l'invention donnée à titre d'exemple, une mèche de filament/Il, désignée globalement par la ré- férence 10, telle que représentée à la figure 19, est formée grâce à un procédé suivant lequel plusieurs éléments allongés ou fils 12 sont mis en faisceau côte à côte et, après avoir été ainsi réunis, sont réduits en diamètre par un resserrement transversal ou radial des fils dans les faisceaux, afin de procurer un filament résultant ayant un extrêmement pett diamètre et une grande longueur. A titre de variante, l'invention comprend la formation du filament en tant que filament tubulaire 13, tel que représenté à la figure 24, l'élé- ment allongé primitif pour ce procédé étant constitué par un élément tubulaire 14, tel que représenté à la figure 20.
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Dans ses grandes lignes, l'invention comprend le resserre- ment des fils ou éléments tubulaires en faisceaux, en formant les fils ou éléments en faisceaux en une ébauche et en soumettant ensuite l'ébauche successivement à un resserrement par formation à chaud et par après à un resserrement par étirage. Le resserrement par façon- nage à chaud peut être réalisé, à titre de variante, par extrusion à chaud ou par laminage à chaud de l'ébauche. L'opération d'étirage peut comporter plusieurs étapes d'étirage à froid, avec des étapes de rec,uit intermédiaires.
En se référant à présent aux figures 1 et 2, le fil 12 est d'abord enfermé dans un fourreau convenable 15, fait d'une matière possédant des caractéristiques physiques différentes du fil 12, afin de permettre une séparation de la matière du fourreau par rapport aux filaments résultants lorsqu'on le désire. Comme représenté à la figure 2, le diamètre interne primitif du fourreau peut être légère- ment supérieur au diamètre externe du fil 12, afin de permettre une introduction facilitée du fil dans le fourreau.
Les fils ainsi re- vêtus lâchement d'un fourreau peuvent alors être placés dans une en- veloppe ou gaine 16 présentant une paroi de fermeture inférieure ou bouchon de ne--17, les fils revêtus de fourreau s'étendant verti- calement et parallèlement côte à côte, comme représenté à la figure
3.
Pour un resserrement uniforme amélioré des fils au cours des étapes de resserrement ultérieures, il est désirable de tasser étroitement les fils revêtus de fourreaux à l'intérieur de la gaine
16, par exemple en condensant convenablement l'assemblage. En se ré- férant à la figure 4, un procédé pour réaliser le tassement désiré consiste à placer l'assemblage dans une presse désignée globalement par la référence 18 et possédant un revêtement 18a définissant une cavité cylindrique s'adaptant étroitement à la gaine cylindrique 16.
L'extrémité inf4rieure de la cavité est fermée par une matrice borgne
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188 et le revêtement 18a ainsi que la matrice 18b sont supportés sur une enclume convenable 18c. Un vérin 18d est prévu pour appli- quer une pression au sommet de l'assemblage, de telle sorte que cet assemblage soit raccourci axialement et par conséquent condensé la- téralement ou radialement. De tels appareils de condensation sont bien connus dans la technique et ne doivent pas être décrits plus en détail ici.
En se référant à présent à la figure 5, un autre procédé pour réaliser la condensation désirée de l'assemblage est représenté comme consistant à faire appel à un appareil d'extrusion désigné globalement par la référence 118. Dans cet apareil 118, l'on a prévu une matrice d'extrusion 118a à travers laquelle l'assemblage est chas- sé longitudinalement au moyen d'un élément applicateur de pression convenable 118b. Une faible valeur de resserrement ou de condensation de l'assemblage seulement est effectué par la matrice 118a, de telle sorte que l'on réalise uniquement une élimination des vides dans l'assemblage au cours de cette étape.
En se référant à présent à la figure 6, l'on a représenté un procédé pour faciliter la condensation de l'assemblage. Plus précisément, la configuration interne de la gaine 16 est rendue hexa- gonale en section transversale au moyen de plusieurs éléments d'es- pacement 19 comprenant des pièces en secteurs de corde.
La figure 7 représente encore un autre procédé pour facili- ter la condensation ou le tassement de l'assemblage. Plus précisémmens' à la figure 7, les fils revêtus de fourreaux 12 sont représentés installés à l'intérieur de la gaine 16 avec plusieurs éléments d'es- paceent ou des matières en particules appropriées, telles qu'une poudre métallique, 21 placés entre les fils. Ainsi, avec les agen- cements représentés aux figures 6 et 7, une plus fable condensation de l'assemblage dans les étapes représentées aux figures 4 et 5 est
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r'-,::uise pour donner l'ébauche condensée désirée.
Avant les étapes de condensation décrites précédemment, : les fils revêtus de foureaux 12 sont enfermés de façon étanche à L'éri0r de la gaine 16, au moyen d'un bouchon d'extrémité 23 !J: ;ci dans l'extrémité ouverte 24 de la gaine 16. Comme représenté &1,; fig'ire 8, le bouchon d'extrémité comprend un disque générale- / :n,:"¯ cyll.r.dri'1ue xé.zraexrtt présentant une partie encochée 23a j 9ré'/'le pour engager l'extrémité supérieure de la gaine, dans l'agar e cmcnt de fermeture de gaine. Le bouchon d'extrémité 23 est en outre doté d'un tyau de mise sous vide 26, qui débouche par un trou central) 23b dans le bouchon d'extrémité, en étant fixé à ce dernier par des moyens appaopriés tels qu'une soudure 26a.
1 Avec les fils 12 revêtus de fourreeux placés dans la gaine ' 16. cmme représenté à la figure 10, le bouchon d'extrémité 23 est fi;<>fi Jans l'extrémité supérieure ouverte 24 de la gaine, grâce à des m0Y appropriés tels qu'une soudure 23c. Le tuyau de mise sous : ,'.:5 est utilisé au cours du soudage du bouchon d'extrémité à l'ex= .-±4T,1':e 24 de la gine afin de balayer l'intérieur de la gaine au courE ¯ 3-Tjdage du bouchon. Lors de l'achèvement de l'installation du bou- . 'xtr6miÓ sur la gaine, un vide est appliqué au tuyau 26 grâce '1 C3 moyens appropriés (non représentés) afin d'éliminer pratiquement ou3 les gaz de l'intérieur de la gaine.
Lorsque l'état de vide désiré est obtenu à l'intérieur de Àa gaine 16, le tuyau 26 est pincé et soudé fermé comme représenté zn 2rob, afin d'achever l'obturation étanche des fils 12 à l'intérieur de la gaine 16. Pour offrir un meilleur vide dans la une 16, cette ' r:ilra peut être placée à l'intérieur d'un élément chauffant clas- 3 :'<1<11.: approprié 27.
Le faisceau gainé résultant constitue une ébauche 31 qui ::sr¯ flS'Uiûe soumise à un processus de façonnage à chaud pou,r en ré- Di-re le diamètre, en une ou plusieurs passes. Comme représenté à la ù191-irc 11, l'ébauche 31 peut être réduite en diamètre par une étape ;
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d'extrusion à chaud, au couru de laquelle l'ébauche est classée à travers des matrices d'extrusion chauffées 32, au moyen d'un dispo- sitif de pression approprié .13 , Il est désirable que: l'ebache 31 suit préchauffée une température appropriée présélectionnde et convena- blement lubrifiée afin de faciliter l'extrusion au cours de cette étape.
La vitesse et le pression de l'extrusion sort presélectriennées afin d'offrir une réduction de diamètre optimum de l'ebauche conformé- ment à la nature des matériaux impliqués. Dans le cas où on fait appel à une seconde étape d'extrusion, les extrémités opposées 34 de l'é- bauche de diamètre réduit 35 sont nettoyées par des couteaux appro- priés 36. Toute partie d'extrémité extrudée non uniforme de l'ébauche, telle que déterminée par son observation, peut être comprise dans les extrémités 34 ainsi découpées à partir de l'ébauche.
L'ébauche u nettoyée 35 est alors divisée en plusieurs courtes long@eurs 37 comme représenté 2. la ::1..Jure 13, par des moyens convenables tels que des roues de découpage 38. Chacune des ébauches de courte 'Longueur 37 est alors dotée d'un bouchon de nez 39 et d'un boucher. de queue 40, par exemple par soudage, comme représenté ? la élynre 14.
une ébauche de courte longueur 37 est albse réchauffée et passis à trivers des matrices d'extrusion chauffées ,il pour une réduction diamétrale sup- plémentaire de celle-ci obtenir une ébaucha formée finale 42,
Comme indiqué brièvement ci-avant, le façonnage à chaud de l'ébauche 31 peut être réalisé par laminageà chaud de l'ébauche à la place de son extrusion. Ainsi, comme représenté à la figure 16, l'ébauche 31 peut être co@venablement chauffée et passée entredes cylindres appropriés 43.
L'ébauche 31 peut d'abord être façonnée à chaud par l'étape d'extrusion représentée à la figure 11 et ensuite subir un façonnage à chaud, par laminage à chaud, comme on le délire.
Les cylindres 43 sont de préférence agencés de façon à produire une réduction par façonnage à chaud de l'ébauche, au cours de laquelle les éléments y sont maintenus avec une configurat:ion en section transver- sale pratiquement circulaire ,
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Après les étapes de façonnage à chaud définies précédem- ment, l'ébauche de forme finale résutante 42 est étirée à travers ..ine matrice d'étirage cla-q-ique convenable 44, au moyen d'un disposi- ll '2ict0e classique convenable 45. L'ébauche peut être étirée suc' :-:s. ¯ment¯ jusqu'à des diamètres de plus en plus petits au moyen de t=LC0S successivement plus petites 44, pour donner les filaments <lJ p:t#t dl1mtre finalement désirés.
Un recuit peut être effectué (!'::r..3 les et-apcs d'étirage successives, conformément aux exigences du métal dont les filaments sont formés. L'étirage à froid de l'é- bauche peut être exécuté convenablement pour engendrer une texture dans les filaments et pour durcir ceux-ci afin de leur donner des propriétés mécaniques améliorées.
Lorsque l'on fait appel aux étapes de laminage à chaud, l'étirage à froid final de l'ébauche peut être éliminé, par exemple Jc34ue les caractéristiques physiques procurées par l'étirage à Jbjd r.e sont pas requises. Ainsi, les étapes de laminage à chaud peu- .;,2nt être poursuivies avec des cylindres 43 progressivement plus :.;,.t..l.t1 offrant la déformation de réduction finale désirée de l'é- ha,¯he, de telle sorte que les filaments puissent êtreamenés à pren- 1e diamètre désiré d'approximativement 12 microns ou moins.
Les filaments sont dégagés de l'ébauche réduite finale 46 grâce à des moyens appropriés tels qu'une attaque chimique sélective des fourreaux 15 et de la gaine 16. Ainsi, comme représenté à la fi- gura 18, l'ébauche finale 46 peut être placée à l'intérieur d'un ré- servir 47 contenant un acide convenable 48, pour dissoudre la matièr' (;(S fourreaux et de la gaine. Evidemment, d'autres procédés d'élimi- i,:,tlon de la matière de la gaine et des\fourreaux peuvent être utili- ; z titre d'illustration, la matière des fourreaux et de la gaine 1>"Ut être éliminée par dissolution électromécanique, oxydation sélec- ti r'3, élimination mécanique, etc.
Dans la mèche finale 10 des filamer, 11, comme représenté à la figure 19, les filaments ont un diamètre t¯::rrË:memnt faible, par exemple descendant jusqu'à approximativement 0,0005 pouce ou 12 microns, ou même moins. Lorsque les filaments sont
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formés en utilisant te procédé d'extrusion a cnauc avec un étirage à froid ultérieur, les filaments de la mèche peuvent a'..'oi..' une lon- gueur atteignant j:çu':j 50.GOG pieds ou plus et lorsque les filaments de la mèche sont forcés par le processus de lamina.;,-. à <;1-.=;,>d, La ion. gueur peut atteind re 300.000 pied'=; ou plus. Plus ==.rà,-i s.5.nz.er=, 12 fil 12 dont les filaments sont finalement formés peu:: ;1'2 -,;o"-.3:.:t\la par un fil métallique fait d'une .matière approprier, 1 ;..1 <.>t.=.<ii¯zi.> étant l'acier inoxydable 304.
Les fourreaux peuvent êtro C03tituS3 par du cuivre ou du métal mhel. A titre de variante, les fourreaux peu- vent être constitués par un dépôt de revêtement oxydé sur le fil 12.
Un exemple de matière dont la gaine 16 peut être faite est de l'acier doux. Ainsi, au cours de l'étape finale, la gaine en acier doux et être la matière de fourreaux en cuivre ou en monel peuvent/éliminés des filaments, par exemple des filaments en acier inoxydable, en utili- nt un fluide 48 à base d'ac nitrique.
Un exemple de formation de filaments en aciar inoxydable suivant l'invention est le suivant. Les fils 12 pAv0t être consti- tués par des fils en acier inoxydable 304, d'un diamètre de 0,250 pou- ce et de 13 pouces de long . Le fourreau 15 peut être ccnufitué par un tube en monel 400 avec un diamètre extérieur ce 0,293 pouce, en diamètre intérieur de 0,253 pouce et une longueur c'.c 1B pouces. La gaine 16 peut être faite d'acier doux avec un diamètre extérieur de 5,95 pouces, un diamètre in terne de 5,25 pouces et une longueurt-otal.e de 22 pouces. le bouchon de nez 23 peut être constitué par un bouchon avec un angle de .%5 , 258 fils revêtus de fourreaux peuvent 5tre pla- cés dans la gaine 15 et cette dernière peut être <;-<;j sou.; nez jus- qu'à moins de 0,1 micron de mercure à 800 F, puis Bcrc c,1>1,>;à<à .
L'6- bauche peut alors être traitée thermiquement à la0û ¯', pendant six heures dans un récipient en graphite. Lés matriccg J'cxtnlsiun 32 peuvent être préchauffées A 90c7 F et avoir un dicl.l,:':tc'1 ini:ernc de 2,925 pouces, ce qui produit un rapport d'extrusion de ,3 oi3 en superficie, L'ébauche 31 peut être convenablement 11a.^Yifl.^t .2t le
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V1:'1 33 mis en action à une vitesse d'approximativement 500 pouces ; par ninuta, sous une pression de 1340 tonnes à l'origine et de 1200 .;<J.inai en fonctionnement.
'e produit extrudé 35 peut être trempé à l'eau immédia- ::'1 ': """J: 1..) :.::; l' :<t rus ion e,...A; découpa en des longueurs de six pouces.
:J, 'wl.'.lütl-uchon de nez sous un angle de 45 et un bouchon d'extré- .,i,t,5 de C,5 pouce peuvent être soudés aux extrémités opposées de L'ébauche de courte longueur 37, pour une seconde opération d'extru- 5 ton, La matrice d'extrusion peut être préchauffée à 900 F et avoir ; un .ia:ètre interne de 0,625 pouce , en procurant donc un rapport d'extrusion de 22,8 fois en superficie. L'ébauche 37 peut être pré- chauffée à une température de 1800 F pendant trois heures dans un récipient en graphite. La vitesse d'extrusion peut être de 145 pouces pac minute sous une pression de 590 tonnes à l'origine et de 560 ton- nis n fonctionnement.
Les ébauches extrudées 42 peuvent être trem- pà.3G à l'eau immédiatement après cette seconde opération d'ex- '=r>isLon, L'ébauche 42 peut alors être étirée froid en quatre pas- 5.:3 J1.1 31u' à une réduction totale d'approximativement 60 %, chaque a;:=c' procurant une/réduction d'approximativement 20 % de la super- icie pn section transversale. Entre les réductions de 20 %, l'ébauche étirée peut être recuite à une température d'environ 1700 F pendant deux secondes par 0,001 pouce de diamètre du fil. Le diamètre final est d'a2proimativement o,o16 pouce, ce qui donne des filaments ayant :":1: diamètre d'approximativement 0,0007 pouce.
La matièrëdG la gaine 16 et des fourreaux 15 peut être éli- '"in60 au moyen d'acide nitrique dans le réservoir 47.
Les filaments résultants formés comme décrit précédemment .3r,t ': U:1; résistance à la traction finale moyenne, en usinage à froid, ( 'appr0:< pf,ativement 250.000 livres par pouce carré, avec un allonge- ai;:;à moyen, avec usinage à foid, d'approximativement 2,1 %. Les fila- :nnts ont une résistance à la traction finale moyenne, après recuit,
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d'approximativement 109.COO livres par pouce carré, lallongement moyen à l'état de recuit étant d'approximativement 11 %.
Un autre exemple detormation de fins filamente grâce à la présente invention est le suivant . Les fils 12 peuvent être faits de fils d'acier inoxydable 304 d'un diamètre de 0,080 po@@@ --;- de 18 pouces de long, tandis que le fourreau 15 peut être const@tué par un tube en monel400 ayant un diamètre extérieur de 0,097 pouce, un damètre interne de o,085 pouce et une longueur de 20 pieds. La gaine 16 peut être faite d'acier doux avec un diamètre extérieur de 1,960 pouces, un diamètre interne de 1,740 pouce et une longueur totale de six pouces . Le bouchon de nez 23 peut être constitué par ur. bouchon à angle de 45 .
Des longeurs de fil d'acier inoxydable peuvent être revêtues d'un fourreau constitué par le tube de monel et étirées à travers une matrice d'un diamètre de 0,091 pouce, pour faciliter l'association. Après dressage, le fil revêtu du fourreau peut être découpé en longueurs de trois pouces pour la mise' en place dans la gaine. 240 fils revêtus de foureaux peuvent être placés dans la gaine 16 et cette dernière peut être mise sous un vide inférieur à 0,1mi- cron de mercure à 800 F et obturée. L'ébauche peut alors être traitée thermiquement à 1800 F pendantdeux heures dans un récipient en gra- phite.
Les matrices d'extrusion 32 peuvent être préchauffées 900 F et avoir un diamètre interne de 0,500 pouce , ce qui procure un rap- port d'extrusion de 16 fois en superficie.L'ébauche 31 peut être con- venablement lubrifiée et le vérin 33 fonctionner à une vitesse d'ap- proximativement 65 pouces par minute sous une pression de 265 tonnes à l'origine et de 260 tonnes en fonctionnement.
L'ébauche extrudée 31 peut alors être étir,5e à froid en des passes successives jusqu'à un diamètre final de 0,008 pouce.
Entre des étapes de réduction de 60 % en superficie, L'ébauche étirée peut être recuite à une température d'approximativement 1 700 F pen- dant deux secondes par 0,001 pouce dediamètre du fil.
La matière de la g'ine 16 et des fourreaux 15 peut être éli-
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minée au moyen d'acide nitrique dans le réservoir 47. Le diamètre final des filaments 11, tel que formé précédemment, est d'approxi- nativement 0,00034 pouce. Comme indiqué brièvement précédemment, la présente invention comprend la formation de filaments tubulaires par le procédé décrit précédemment afin d'obtenir de fins filaments de fil. massif . Comme représenté aux figures 20 à 24, lors de la formation de filaments tubulaires, l'élément allongé de départ est constitué par un tube métallique 14 qui peut tout d'abord être rempli par 'un fil massif 49 etensuite enfermé dans un fourreau convenable 50.
Chacun des fils 49 et des fourreaux 50 est fait d'une matière ayant des caractéristiques physiques différentes de celle des tubes 14, afin de permettre la séparation des matières du fil 40 et du fourreau 50, lorsqu'on le désire. A titre d'illustration, le tube 14 peut être fait d'acier inoxydable 304, le fil 49 de cuivre et ¯ le fourreau 50 de métalmonel 400. Comme représenté à la figure 22, ?.'assemblage de tube, de fil et de fourreau peut être d'abord étiré de façon à resserrer le tube sur 1 il 49 et le fourreau sur le tube 14, en contact intime. A titre d'illustration, 1'assemblage composé résultant 51 peut avoir un diamètre extérieur de 0, 100 pouce , avec le tube possédant un diamètre externe de 0,085 pouce, tandis que le fil a un diamètre externe de 0,045 pouce.
Les assemblages composés 51 peuvent être décopés en des longueurs de trois pouces et 61 de ces longueurs peuvent être placées dans une gaine en acier doux 52 ayant un diamètre extérieur de 1,0663 pouce et un diamètre interne de 0,920 pouce, de telle sorte que le rapport d'extrusion puisse être d'approximativement 16 fois en superficie. La température de l'ébau- che peut être de 1800 F et les pressions d'extrusion 70 tonnes à l'o- rigne et 65 tonnes en fonctionnement.
L'ébauche extrudée résultante peut alors être étirée à froid jusqu'à un diamètre extérieur d'approximativement o,172 pouce.
Les filaments tubulaires résultants13 peuvent alors être libérés après découpage de l'ébauche étirée composée en des longueurs con-
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venables, de la façon représentée à la figure 18. les filaments tubulaires résultants 13 ont une dimension en section transversale uniforme dans des limites d'écart normales de 5 % vis-à-vis de la moyenne et ils ont une dimension transversale moyenne (c'es-à-dire entre sommets) de 0,015 pouce.
Ainsi, la présente invention offre un procède perfectionnée pour former à la fois des filaments massifs et tubulaires, qui per- met une fabrication aisée et économique, tandis que les filaments produits ont une section transversale uniforme et des longueurs extrêmement grandes,
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour former plusieurs filaments, caractérisé en ce qu'il consiste à revêtir d'un fourreau chacun des divers élé- ments allongés parti- desquels les filaments doivent être formés, à l'aide d'une n'altère ayant des caractéristiques physiques diffé- rentes de celles des éléments, afin de permettre la séparation de la matière des fourreaux à partir des éléments, lorsqu'on le désira.; à réunir en faisceaux les éléments revêtus de fourreaux, avec une as- sociation pratiquement parallèle ; à façonner à chaud le faisceau pour en réduire la section transversale ;
à étirer le faisceau fa- çonné afin de réduire la section transversale des éléments qui s'y trouvent jusqu'à une section transversale présélectionnée des fila- ments ; et à éliminer la matière de fourreau.
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"Process for forming filaments and filaments so produced".
The present invention relates to the formation of fine filaments and, in particular, to the formation of such filaments having very long lengths.
In the manufacture of materials, such as reinforcing fabrics, filter media, etc., there has been a need for high strength metal filaments. More specifically, it has been found that in such materials, metallic filaments
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having extremely small dimensions, for example less than 15 micorns, can provide increased tensile strength.
Furthermore, such small diameter filaments, when formed into suitable cushions, provide improved filtering action. The present invention relates to the formation of such metallic filaments and includes an improved method of forming, providing extremely long lengths of such filaments with a diameter of less than 15 microns.
Thus, a main feature of the present invention is to provide a new and improved process for forming filaments.
Another feature of the invention is to provide such a process for forming fine filaments in extremely large size. lengths.
Still another characteristic of the invention is to provide such a process making it possible to provide such filaments with a diameter which may drop to about 12 microns or less, in lengths greater than 50,000 feet.
Another feature of the invention is to provide such a method using a metallic material surrounding the elements from which the filaments are formed, with a high ratio between the filament material and the matrix material used.
Still another characteristic of the invention is to provide such a process offering better manufacturing economy.
Another feature of the invention is to offer such a process comprising a step of reducing the cross section of the filament at high temperature.
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Another feature of the invention is to provide such a method which comprises coating each of the various elongated elements from which the filaments are / are formed with a sheath, using a material having different physical characteristics of those of the elements, in order to allow separation of the sheath material from the elements when desired, to join the
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elements with a sheath in substantially parallel association, hot forming the bundle to reduce cross-inspection, stretching the formed bundle to reduce the cross-section of its constituent elements to a preselected filament cross-section, and discarding the sheath material.
Another feature of the invention is to provide such a process wherein the hot forming step selectively comprises a hot extrusion step, a hot rolling step, or both,
Yet another feature of the invention is to provide such a process in which the stretching step comprises a cold drawing step.
Yet another feature of the invention is to provide such a process in which the elements from which filaments are formed are tubular, with the resulting filaments comprising tubular filaments. Still another feature of the invention is to provide such a method in which a filler is introduced into the tubular elements before the forming step.
Another feature of the invention is to provide a strand of metallic filaments having a maximum cross-section of approximately 12 microns and a length greater than approximately 50,000 pies.
Another feature of the invention is to provide a tubular filament having a maximum exterior cross section of approximately 0.015 inch.
Still another feature of the invention is to provide a hexagonal tubular filament having a maximum outer cross section of approximately 0.015 inch.
Other details and features of the invention will emerge from the description below, given by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings, in which:
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Figure 1 is a cross-sectional view of a metal wire from which a filament can be formed by the process according to the invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the wire placed inside a coaxial sheath, during a first step of the process.
Figure 3 is a perspective view of several son with a sheath, arranged in a cylindrical sheath in a subsequent step, the sheath being removed by breaking in order to illustrate the lower part.
Figure 4 is a small scale vertical sectional view of condensing patterns, illustrating condensation of the assembly of the sheathed wires in the cylindrical sheath, to define the condensed blank.
Fig. 5 is a small scale vertical sectional view of another form of condensing means, and illustrating another method for reducing the diameter of the assembly to define a condensed blank.
Fig. 6 is a top plan view of a plurality of sheathed wires in a modified sheath having a hexagonal internal cross section, for example by providing sector-shaped spacers therein.
Fig. 7 is a top plan view of an alternate arrangement of the sheathed members in a cylindrical sleeve, with spacers disposed between the sheathed members, to effectively minimize strain. empty.
FIG. 8 is an "exploded" vertical sectional view illustrating the arrangement of the sheath prior to the installation of the sheathed wires and the attachment of the end plug to the open end.
Figure 9 is a vertical sectional view illustrating the a-
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arrangement of the sheathed wires in the sheath, with the end plug placed on the open end of this sheath.
FIG. 10 is a vertical sectional view showing the step of placing under vacuum and sealing off the wires coated with sheaths in the sheath, in order to define the primary blank.
Figure 11 is a partial schematic elevational view of the preform during the subsequent hot extrusion step.
Figure 12 is a schematic elevational view of the extruded blank with suitable cutting means operative to remove opposite ends of the extruded bundle.
FIG. 13 is a schematic elevational view illustrating the section of the extruded blank into several shorter lengths.
Figure 14 is an elevational view of one of the short lengths offered with a replacement plug at each of the opposite ends.
Fig. 15 is a partial side elevational view of a short length which is still hot extruded to reduce its diameter.
Figure 16 is a side elevational view of the original blank reduced in diameter, for example by hot rolling means, instead of the hot extrusion means of Figure 11, or after these.
FIG. 17 is a partial schematic vertical sectional view illustrating the cold drawing of the hot-formed preform, during a subsequent step.
Figure 18 is a vertical cross-sectional view of a tank in which the stretched blank of Figure 17 is disposed to undergo the action of a suitable fluid within the tank to remove material. sheath and sheath from the blank.
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FIG. 19 represents a resulting strand of filament according to the invention,
Fig. 20 is a cross-sectional view of a metallic tubular member from which a tubular filament can be formed according to the invention, a filler being disposed in the tubular member as a first step of the process.
Figure 21 is a cross-sectional view of the filled or loaded tubular member disposed within a tubular sleeve during a second process step.
FIG. 22 is a cross-sectional view after constriction to allow a close assembly of the load, the tubular member and the sheath, in a third step of the process.
FIG. 23 is a perspective view from above of the tubular elements filled and coated with sleeves, arranged inside a cylindrical sleeve for subsequent sealing, hot shaping and stretching, as shown in Figures 7 to 17.
Figure 24 is a partial perspective view on a large scale of a tubular filament formed according to the process of the invention.
In the exemplary embodiment of the invention, a strand of filament / II, generally designated 10, as shown in Figure 19, is formed by a process in which several elements elongated or strands 12 are bundled side by side and, after being thus joined, are reduced in diameter by transverse or radial constriction of the strands in the bundles, to provide a resulting filament having an extremely small diameter and great length . As an alternative, the invention comprises forming the filament as a tubular filament 13, as shown in Figure 24, the primary elongate element for this process being constituted by a tubular member 14, as shown in FIG. figure 20.
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In broad outline, the invention comprises the tightening of the wires or tubular elements into bundles, forming the wires or bundled elements into a blank and then subjecting the blank successively to tightening by hot forming and thereafter. to stretching. The hot shaping constriction can alternatively be achieved by hot extrusion or by hot rolling of the blank. The drawing operation may include several cold drawing steps, with intermediate rec, uit steps.
Referring now to Figures 1 and 2, the wire 12 is first enclosed in a suitable sheath 15, made of a material having different physical characteristics from the wire 12, in order to allow separation of the sheath material by. compared to the resulting filaments when desired. As shown in FIG. 2, the original internal diameter of the sheath may be slightly greater than the external diameter of the wire 12, in order to allow easier introduction of the wire into the sheath.
The yarns thus loosely coated with a sheath may then be placed in an envelope or sheath 16 having a bottom closure wall or plug 17, the sheath-coated wires extending vertically and parallel. side by side, as shown in figure
3.
For improved uniform tightening of the threads in subsequent tightening steps, it is desirable to tightly pack the sheath-coated threads within the sheath.
16, for example by properly condensing the assembly. Referring to Figure 4, one method of achieving the desired compaction is to place the assembly in a press generally designated 18 and having a liner 18a defining a cylindrical cavity closely matching the cylindrical sleeve 16. .
The lower end of the cavity is closed by a blind die
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188 and the liner 18a as well as the die 18b are supported on a suitable anvil 18c. A cylinder 18d is provided to apply pressure to the top of the assembly, so that this assembly is axially shortened and therefore condensed laterally or radially. Such condensing apparatus are well known in the art and need not be described in more detail here.
Referring now to Fig. 5, another method of achieving the desired condensation of the assembly is shown to consist of using an extrusion apparatus designated generally by the numeral 118. In this apparatus 118, one is used. has provided an extrusion die 118a through which the assembly is chased longitudinally by means of a suitable pressure applicator member 118b. A small amount of assembly tightening or condensation only is effected by die 118a, so that only removal of voids in the assembly is achieved during this step.
Referring now to Figure 6, there is shown a method for facilitating the condensation of the assembly. More precisely, the internal configuration of the sheath 16 is made hexagonal in cross section by means of several spacers 19 comprising pieces in chord sectors.
Figure 7 shows yet another method of facilitating condensation or settling of the assembly. More specifically in Figure 7, the sheath-coated wires 12 are shown installed within the sheath 16 with several spacers or suitable particulate materials, such as metal powder, 21 placed between them. the sons. Thus, with the arrangements shown in Figures 6 and 7, a more reliable condensation of the assembly in the steps shown in Figures 4 and 5 is
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r '-, :: uise to give the desired condensed draft.
Before the condensation steps described above,: the yarns coated with scabbards 12 are sealed off against the air of the sheath 16, by means of an end plug 23! J:; ci in the open end 24 sheath 16. As shown & 1 ,; fig'ire 8, the end plug comprises a general disc- /: n,: "¯ cyll.r.dri'1ue xé.zraexrtt having a notched part 23a j 9ré '/' the to engage the upper end of the sheath, in the sheath closing element. The end plug 23 is further provided with a vacuum tube 26, which opens through a central hole 23b in the end plug, in being fixed to the latter by appropriate means such as a weld 26a.
1 With the threads 12 covered with scouring placed in the sheath 16. As shown in Figure 10, the end plug 23 is fi; <> fi Jans the open upper end 24 of the sheath, by means of appropriate m0Y such as a 23c solder. The insertion pipe:, '.: 5 is used during the welding of the end plug to the ex = .- ± 4T, 1': e 24 of the duct in order to sweep the inside of the duct at the course ¯ 3-Tjdage of the plug. When completing the installation of the bou-. 'Xtr6miÓ on the sheath, a vacuum is applied to the pipe 26 by means of suitable means (not shown) in order to practically remove the gases from the interior of the sheath.
When the desired vacuum state is obtained inside Aa sheath 16, the pipe 26 is clamped and welded closed as shown zn 2rob, in order to complete the watertight sealing of the wires 12 inside the sheath 16. To provide a better vacuum in a 16, this 'r: ilra can be placed inside a class 3:' <1 <11 .: suitable 27 heating element.
The resulting sheathed bundle constitutes a blank 31 which :: sr¯ flS'Uiûe subjected to a process of hot shaping pour, r in redi-re the diameter, in one or more passes. As shown in ù191-irc 11, the blank 31 can be reduced in diameter by one step;
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hot extrusion, during which the blank is graded through heated extrusion dies 32, by means of a suitable pressure device. 13, It is desirable that: the blank 31 follows preheated a suitable pre-selected and suitably lubricated temperature to facilitate extrusion during this step.
The speed and pressure of the extrusion comes out preselectric in order to offer an optimum reduction in diameter of the blank according to the nature of the materials involved. In the event that a second extrusion step is used, the opposite ends 34 of the reduced diameter blank 35 are cleaned by suitable knives 36. Any non-uniform extruded end portion of the blank 35 is cleaned. blank, as determined by its observation, can be included in the ends 34 thus cut from the blank.
The cleaned blank 35 is then divided into several short lengths 37 as shown 2. la :: 1..Jure 13, by suitable means such as cutting wheels 38. Each of the short length blanks 37 is then provided with a nose plug 39 and a butcher. tail 40, for example by welding, as shown? the Elynra 14.
a short length blank 37 is reheated and passed through heated extrusion dies, for further diametral reduction thereof to obtain a final formed blank 42,
As briefly indicated above, the hot shaping of the blank 31 can be achieved by hot rolling the blank instead of its extrusion. Thus, as shown in Fig. 16, the blank 31 can be co-heated and passed between suitable cylinders 43.
The blank 31 may first be hot shaped by the extrusion step shown in Fig. 11 and then undergo hot shaping, by hot rolling, as is customary.
The rolls 43 are preferably arranged so as to produce a hot working reduction of the preform, during which the elements are held therein with a substantially circular cross-sectional configuration.
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After the hot forming steps defined above, the resulting final shaped blank 42 is stretched through a suitable conventional drawing die 44, by means of a conventional device. suitable 45. The blank can be stretched suc ': -: s. ¯ment¯ down to smaller and smaller diameters by means of successively smaller t = LC0S 44, to give the <lJ p: t # t dl1mtre filaments ultimately desired.
Annealing can be carried out (! ':: r..3 successive drawing and-strokes, according to the requirements of the metal from which the filaments are formed. Cold drawing of the blank can be carried out suitably for to create a texture in the filaments and to harden them in order to give them improved mechanical properties.
When using the hot rolling steps, the final cold drawing of the blank can be eliminated, for example Jc34ue the physical characteristics provided by the Jbjd r.e drawing are not required. Thus, the hot rolling steps can be continued with rolls 43 progressively more:.;,. T..l.t1 offering the desired final reduction deformation of the ha, ¯he, so that the filaments can be made to the desired diameter of approximately 12 microns or less.
The filaments are released from the final reduced blank 46 by suitable means such as selective chemical etching of the sheaths 15 and the sheath 16. Thus, as shown in Figure 18, the final blank 46 may be. placed inside a re- serve 47 containing a suitable acid 48, to dissolve the material '(; (S sheaths and sheath. Obviously, other methods of eliminating the i,:, tlon of the Sheath and sheath material can be used for illustration, the sheath and sheath material can be removed by electromechanical dissolution, selective oxidation, mechanical removal, and the like.
In the final strand 10 of the filamers, 11, as shown in Figure 19, the filaments have a small diameter t¯ :: rrË, eg, down to approximately 0.0005 inch or 12 microns, or even less. When the filaments are
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formed using the cnauc extrusion process with subsequent cold drawing, the strand filaments may be up to 50 feet or more in length and when the filaments of the wick are forced by the process of lamina.;, -. at <; 1 -. = ;,> d, La ion. can reach 300,000 feet '=; or more. Plus ==. Rà, -i s.5.nz.er =, 12 thread 12 whose filaments are finally formed little ::; 1'2 - ,; o "-. 3:.: T \ la by a thread metallic made of a suitable. material, 1; .. 1 <.> t. =. <iīzi.> being 304 stainless steel.
The sleeves can be C03tituS3 by copper or mhel metal. As a variant, the sleeves can be formed by a deposit of an oxidized coating on the wire 12.
An example of a material of which the sheath 16 can be made is mild steel. Thus, in the final step, the mild steel sheath and being the material of copper or monel sheaths can be removed from the filaments, for example stainless steel filaments, using a 48-based fluid. nitric acid.
An example of the formation of stainless steel filaments according to the invention is as follows. The wires 12 can be constructed from 304 stainless steel wire 0.250 inch in diameter and 13 inches long. The sheath 15 can be accommodated by a monel tube 400 with an outside diameter ce 0.293 inch, an inside diameter of 0.253 inch and a length ccm.c 1B inches. Liner 16 can be made of mild steel with an outside diameter of 5.95 inches, an internal diameter of 5.25 inches and an overall length of 22 inches. the nose plug 23 may be a plug with an angle of. 5,258 sheathed wires may be placed in the sheath 15 and the latter may be <; - <; j sou .; nose to less than 0.1 micron of mercury at 800 F, then Bcrc c, 1> 1,>; to <to.
The blank can then be heat treated at 0 °, for six hours in a graphite container. The matriccg J'cxtnlsiun 32 can be preheated to 90c7 F and have a dicl.l,: ': tc'1 ini: ernc of 2.925 inches, which produces an extrusion ratio of .3 oi3 in area, 31 may suitably be 11a. ^ Yifl. ^ T .2t the
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V1: '133 activated at a speed of approximately 500 inches; by ninuta, under a pressure of 1340 tons originally and 1200.; <J.inai in operation.
The extrudate 35 can be quenched in water immediately- :: '1': "" "J: 1 ..):. ::; l ': <t rus ion e, ... A; cut into six inch lengths.
: J, 'wl.'. Lütl-uchon nose at an angle of 45 and an end plug, i, t, 5 of C, 5 inch can be welded to opposite ends of the short length blank 37, for a second extrusion operation, the extrusion die can be preheated to 900 F and have; a .ia: 0.625 inch internal being, thus providing an extrusion ratio of 22.8 times in area. Preheat 37 can be preheated to a temperature of 1800 ° F for three hours in a graphite vessel. The extrusion speed can be 145 inches pac minute under a pressure of 590 tons originally and 560 tons in operation.
The extruded blanks 42 can be quenched in water immediately after this second ex- '= r> isLon operation. The blank 42 can then be cold drawn in four steps - 5.:3 J1.1 31u 'to a total reduction of approximately 60%, each a;: = c' providing a / reduction of approximately 20% in the cross-sectional area pn. Between the 20% reductions, the drawn blank can be annealed at a temperature of about 1700 F for two seconds per 0.001 inch diameter of the wire. The final diameter is approximately 0.26 inch, resulting in filaments having: ": 1: diameter of approximately 0.0007 inch.
Material in sheath 16 and sheaths 15 can be removed by means of nitric acid in reservoir 47.
The resulting filaments formed as previously described .3r, t ': U: 1; mean final tensile strength, cold machined, (appr0: <pf, atively 250,000 pounds per square inch, with an extension al;:; medium, with cold machining, of approximately 2.1%. The wires have an average final tensile strength, after annealing,
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of approximately 109.COO pounds per square inch, the average annealed elongation being approximately 11%.
Another example of forming fine filaments by the present invention is as follows. The wires 12 can be made of 304 stainless steel wire with a diameter of 0.080 in. 18 inches long, while the sheath 15 can be made of a monel400 tube having a outside diameter of 0.097 inch, an internal gauge of 0.085 inch and a length of 20 feet. Sheath 16 can be made of mild steel with an outside diameter of 1.960 inches, an internal diameter of 1.740 inches and an overall length of six inches. The nose plug 23 can be constituted by ur. 45 angle cap.
Lengths of stainless steel wire can be sheathed formed by the monel tube and drawn through a 0.091 inch diameter die to facilitate association. After dressing, the sheath coated wire can be cut into three inch lengths for placement in the sheath. 240 son coated with scoops can be placed in the sheath 16 and the latter can be placed under a vacuum of less than 0.1 micron of mercury at 800 F and sealed. The blank can then be heat treated at 1800 F for two hours in a graphite container.
The extrusion dies 32 can be preheated 900 F and have an internal diameter of 0.500 inch, which provides an extrusion ratio of 16 times the area. The blank 31 can be suitably lubricated and the cylinder 33 operate at a speed of approximately 65 inches per minute at a pressure of 265 tons originally and 260 tons in operation.
The extruded blank 31 can then be cold drawn in successive passes to a final diameter of 0.008 inch.
Between steps of 60% area reduction, the stretched blank can be annealed at a temperature of approximately 1700 ° F for two seconds per 0.001 inch of wire diameter.
The material of the seed 16 and the sheaths 15 can be removed.
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mined with nitric acid in tank 47. The final diameter of filaments 11, as previously formed, is approximately 0.00034 inch. As mentioned briefly above, the present invention comprises forming tubular filaments by the method described above to obtain fine filaments of yarn. massive. As shown in Figures 20 to 24, when forming tubular filaments, the starting elongate element is a metal tube 14 which may first be filled with a solid wire 49 and then enclosed in a suitable sheath 50. .
Each of the wires 49 and the sleeves 50 is made of a material having different physical characteristics than the tubes 14, in order to allow separation of the materials of the wire 40 and the sleeve 50, when desired. By way of illustration, the tube 14 may be made of 304 stainless steel, the wire 49 of copper, and the sheath 50 of metalmonel 400. As shown in Figure 22, the assembly of tube, wire and tube. The sheath may first be stretched so as to tighten the tube on 11 49 and the sheath on the tube 14, in intimate contact. By way of illustration, the resulting compound assembly 51 may have an outside diameter of 0.100 inch, with the tube having an outside diameter of 0.085 inch, while the wire has an outside diameter of 0.045 inch.
Compound assemblies 51 can be scooped into three inch lengths and 61 such lengths can be placed in a mild steel jacket 52 having an outside diameter of 1.0663 inch and an internal diameter of 0.920 inch, so that the extrusion ratio can be approximately 16 times in area. The temperature of the blank can be 1800 F and the extrusion pressures 70 tons at the outlet and 65 tons in operation.
The resulting extruded blank can then be cold drawn to an outside diameter of approximately 0.172 inches.
The resulting tubular filaments can then be released after cutting the composed stretched blank into lengths that are consistent.
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venables, as shown in Fig. 18. The resulting tubular filaments 13 have a uniform cross-sectional dimension within 5% normal deviation from the mean and they have an average transverse dimension (i.e. (i.e. between vertices) 0.015 inch.
Thus, the present invention provides an improved process for forming both solid and tubular filaments, which allows easy and economical manufacture, while the filaments produced have a uniform cross section and extremely long lengths.
It should be understood that the present invention is in no way limited to the above embodiments and that many modifications can be made thereto without departing from the scope of the present patent.
CLAIMS
1. Method for forming several filaments, characterized in that it consists in coating with a sheath each of the various elongated elements from which the filaments are to be formed, with the aid of an alteration having characteristics. physical characteristics different from those of the elements, to allow separation of the sheath material from the elements, when desired .; to join in bundles the elements covered with sheaths, with an almost parallel association; hot shaping the bundle to reduce its cross section;
stretching the shaped bundle to reduce the cross section of the elements therein to a preselected cross section of the filaments; and removing the barrel material.