Brevet additionnel subordonné au brevet principal n 234397. Procédé de filage à chaud des métaux. On a décrit, au brevet principal, un pro cédé de filage à chaud des métaux difficile ment filables dans lequel on interpose entre le lingot à Mer et au moins une partie de l'outillage de la presse, en particulier la filière, une matière fondant partiellement ou totalement sous l'effet de la chaleur du lingot en restant visqueuse, par exemple un verre, un oxyde, un sel ou un laitier répondant à ces conditions, de telle façon que, fondue,
cette matière forme entre le métal et une couche s'écoulant avec le métal pendant l'opération de filage.
L'un des modes de réalisation les plus avantageux de ce procédé consiste à interpo ser la matière lubrifiante, par exemple le verre, entre la filière et le lingot, sous forme., d'une plaque. Cette plaque, sous l'effet de la pression de filage, est comprimée fortement entre le lingot et la, filière et la matière lubri fiante, qui fond peu à peu au contact du lingot chaud, est filée elle-même en passant sous forme d'une couche mince entre le métal et la filière et, de ce fait, lubrifie cette der nière.
Ainsi qu'il a été exposé dans une première addition à ce brevet principal, on peut, pour constituer des réserves de lubrifiant et ali menter la couche qui se forme autour du pro duit encours de filage, munir de cavités, par exemple trous borgnes ou cuvettes, la face de la filière qui se trouve du côté du lingot. L'expérience a montré que, dans, le cas d'un profil circulaire, la matière lubrifiante se répartit sous forme d'une, couche sensible ment régulière sur la barre filée. Il en est de même quand la section de la barre filée affecte la forme d'un polygone régulier dont les côtés sont en nombre assez élevé, par exemple supérieur à cinq.
Par contre, on constate que la répartition de la matière lubrifiante cesse d'être régu lière lorsque le nombre des côtés du polygone est faible (3 ou 4) ou que les sommets du polygone sont voisins des bords de la filière. Dans ce cas, la lubrification se fait mal à la partie médiane des côtés. Des irrégularités analogues se produisent dans le cas de profils comportant des angles rentrants; l'épaisseur du film visqueux s'affaiblit alors au voisi nage de ces angles, et, en conséquence, la lubrification de la partie correspondante de la filière est souvent insuffisante.
De telles irrégularités entraînent les, inconvénients sui vants: collage du métal filé sur la filière, grippage, entraînement ,du métal de la filière par celui de la barre et, de toutes manières, usure et mise rapide hors .service de la filière. La présente invention, due aux travaux effectués dans les services -de la demande resse par MM.
Jacques Séjournet et Jean Bonnassieux, permet de remédier à ces incon- v6nients. Les filières habituellement utilisées jus qu'ici pour le filage des métaux comportent une zone d'entrée convergente dont les géné ratrices sont en général formées par un arc de cercle dont le rayon est compris entra 0 et l0 mm environ, cette zone d'entrée se raccor dant à une partie cylindrique ou prismatique, dite ½portée" de la filière, de hauteur tons- tante et dont la section droite correspond à celle de la barre à filer.
La portée se raccorde elle-même, du côté de la sortie de la filière, à une zone dégagée pouvant affecter des formes diverses, par exemple cylindrique ou conique.
Contrairement à cet usage courant, dans le procédé qui fait l'objet de la présente inven tion et dans lequel le filage s'effectue comme défini à la revendication du brevet principal, on utilise une filière dont la portée présente une hauteur variable dans les diverses parties du profil et d'autant plus faible, dans chaque zone déterminée, que celle-ci est plus diffi cile à lubrifier, le rayon d'entrée restant sen siblement le même en tous points du profil.
La hauteur de la portée peut varier par paliers, trois hauteurs différentes étant en général suffisantes dans la plupart des cas de la pratique. Il est également possible de donner à la portée des hauteurs régulière ment croissantes ou décroissantes, mais la réalisation pratique en est alors plus difficile et l'expérience prouve qua ce mode de réali sation ne présente pas d'avantages sensibles.
Pour déterminer avec précision les zones de la portée où la lubrification est la plus difficile, l'on peut procéder à un essai de filage préalable effectué dans les conditions dans lesquelles doit avoir lieu le filage défi nitif mais avec une filière normale à portée de hauteur constante; cet essai indique immé diatement les endroits mal lubrifiés, pour les quels on doit choisir une hauteur faible de la portée, et les endroits moyennement ou convenablement lubrifiés, pour lesquels on peut choisir des hauteurs plus bandes pour la portée.
D'une façon générale, conformément à ce qui a été dit plus haut, la hauteur de la por- tée doit être la plus faible dans la région des angles rentrants du profil et dans la partie médiane des côtés des profils polygonaux à nombre de côtés restreint, et la plus grande dans la région des angles sortants du profil, les régions de plus grande et de plus faible hauteur étant éventuellement raccordées par des régions de hauteurs intermédiaires.
Dans le dessin annexé: Fig. l à 5 représentent des exemples de sections de barres à filer; fig. 6 à 8 représentent, .en coupe Longitu dinale, trois filières de type connu; fig. 9 à 1ll sont des schémas montrant la répartition des regions de diverses hauteurs pour des filières correspondant aux profils représentés respectivement aux fig. l, 3 et 5; fig. l2 est une vue, par la face de sortie, d'une filière utilisable pour la mise en o#uvre du procédé selon l'invention; fig. l3 est une coupe par XIII-XIII de fig. 12; fig. l4 à l6 sont des coupes respectives par XIV-XIV, XV-XV et XVI-XVI de fig. l3.
Sur les sections de profilés représentés aux fig. 1 à 5 on a indiqué par des hachures les régions particulièrement sujettes à usure par suite d'une insuffisance d'épaisseur du film visqueux.
C'est ainsi que, dans le cas du filage d'un profil triangulaire (fig. l), la région médiane des côtes du trianule peut se trouver insuffisamment lubrifiée. Pour un profil pentagonal tel que celui représenté à la fig. 2!, les régions mal lubrifiées correspon- dent aux parties médianes -des. côtés les plus longs.
Pour un profil -du type de celui repré senté à la fig: 3,, ce sont la partie voisine de l'angle rentrant et la partie située en regard qui sont les plus difficiles à lubrifier. Il en' est de même pour les profils des fig. 4- et<B>5.</B>
Dans les filières de types connus représen tées aux fia-. 6 à 8 t qui comportent une zone d'entrée 1 dont la surface 'latérale présente un rayon de courbure R, une Portée 2- dont la -section droite correspond à celle de la barre à filer et une zone ,de sortie dégagée 3, la hauteur e de la portée 2 est constante pour une même filière.
Contrairement à cela, dans les filières employées dans le procédé selon l'invention, on donne à la portée des hauteurs variables d'une region à l'autre du profilé, la hauteur dans chaque zone déterminée étant d'autant plus faible que cette zone est plus difficile à lubrifier.
Aux fig. 9 à ll, on a indiqué scehémati- quement, par un trait fort, les zones de la portée pour laquelle la hauteur doit être la plus forte, en trait fin, celles où la hauteur de la portée doit être la plus faille et en trait moyen les zones de hauteur intermé diaire. D'ans l'ordre décroissant, les hauteurs de portée peuvent, par exemple, être les sui vantes: e1 = 6 mm e2=4mm e3 = 2 mm. Dans le cas d'un profil triangulaire (fig. 9), on peut se contenter de deux hau teurs de portée différentes, l'une e1 de 6 mm, l'autre es de 2 mm, par exemple, la hauteur e1 correspondant aux trois angles du profil et la hauteur es aux parties médianes des côtés.
Pour le profil représenté à la fig. 10, on adopte de préférence trois hauteurs de portée. La plus faible, e3, correspond à l'angle rentrant et à la partie rectiligne du profil situé en regard de cet angle. La plus grande, e1, doit être adoptée pour la partie circulaire extérieure et pour l'extrémité de la partie rectangulaire du profil, les zones de plus grande et de plus faible hauteur étant raccordées par un palier intermédiaire de hauteur e2.
Dans le cas d'un profil en T, les zones de portée de faible hauteur e3 sont celles des angles rentrants et de la partie des ailes op- posée à ces angles, les zones de plus grande hauteur e1, celles des extrémités des ailes et de l'âme, ces diverses zones étant raccordées par des paliers de hauteur moyenne e2.
La filière représentée aux fig. l2 à l6 correspond à ce dernier type de profil.
Additional patent subordinate to main patent No. 234397. Process for hot-spinning metals. The main patent describes a hot-spinning process for difficultly spinnable metals in which a fluxing material is interposed between the sea ingot and at least part of the tooling of the press, in particular the die. partially or totally under the effect of the heat of the ingot while remaining viscous, for example a glass, an oxide, a salt or a slag meeting these conditions, such that, when melted,
this material forms between the metal and a layer flowing with the metal during the spinning operation.
One of the most advantageous embodiments of this method consists in interposing the lubricating material, for example glass, between the die and the ingot, in the form of a plate. This plate, under the effect of the spinning pressure, is strongly compressed between the ingot and the die, and the lubricating material, which gradually melts in contact with the hot ingot, is itself spun by passing in the form of 'a thin layer between the metal and the die and thus lubricates the latter.
As was explained in a first addition to this main patent, it is possible, in order to constitute reserves of lubricant and to feed the layer which forms around the product being extruded, to provide cavities, for example blind holes or cuvettes, the face of the die which is on the side of the ingot. Experience has shown that, in the case of a circular profile, the lubricating material is distributed in the form of a substantially regular layer on the extruded bar. It is the same when the section of the extruded bar affects the shape of a regular polygon whose sides are quite large in number, for example greater than five.
On the other hand, it is observed that the distribution of the lubricating material ceases to be regular when the number of sides of the polygon is low (3 or 4) or when the vertices of the polygon are close to the edges of the die. In this case, the lubrication is done badly in the middle part of the sides. Similar irregularities occur in the case of profiles comprising re-entrant angles; the thickness of the viscous film then weakens in the vicinity of these angles, and, consequently, the lubrication of the corresponding part of the die is often insufficient.
Such irregularities cause the following drawbacks: sticking of the spun metal on the die, seizing, entrainment, of the metal of the die by that of the bar and, in any case, wear and rapid shutdown of the die. The present invention, due to the work carried out in the services -de demand resse by MM.
Jacques Séjournet and Jean Bonnassieux, makes it possible to remedy these drawbacks. The dies usually used until now for metal spinning include a converging entry zone, the generators of which are generally formed by an arc of a circle, the radius of which is between approximately 0 and 10 mm, this entry zone being connected to a cylindrical or prismatic part, called ½-span "of the die, of toning height and the cross section of which corresponds to that of the bar to be extruded.
The bearing itself connects, on the side of the outlet of the die, to an open area which can have various shapes, for example cylindrical or conical.
Contrary to this common use, in the process which is the subject of the present invention and in which the spinning is carried out as defined in the claim of the main patent, a die is used, the scope of which has a variable height in the various parts of the profile and all the weaker, in each determined area, the more difficult it is to lubricate, the entry radius remaining substantially the same at all points of the profile.
The height of the span can vary in steps, with three different heights generally being sufficient in most cases of practice. It is also possible to give the staff regularly increasing or decreasing heights, but the practical realization is then more difficult and experience shows that this embodiment does not present any appreciable advantages.
To determine precisely the areas of the span where lubrication is most difficult, a preliminary spinning test can be carried out under the conditions in which the definitive spinning is to take place but with a normal die within reach of height. constant; this test immediately indicates the poorly lubricated places, for which it is necessary to choose a low height of the bearing, and the moderately or suitably lubricated places, for which one can choose heights more bands for the bearing.
In general, in accordance with what has been said above, the height of the span must be the lowest in the region of the re-entrant angles of the profile and in the median part of the sides of the polygonal profiles with a number of sides. restricted, and the greatest in the region of the outgoing angles of the profile, the regions of greatest and of lower height possibly being connected by regions of intermediate heights.
In the attached drawing: Fig. 1-5 show examples of sections of spinning bars; fig. 6 to 8 represent, in longitudinal section, three dies of known type; fig. 9 to 11 are diagrams showing the distribution of regions of various heights for dies corresponding to the profiles shown respectively in FIGS. 1, 3 and 5; fig. 12 is a view, through the exit face, of a die which can be used for carrying out the method according to the invention; fig. 13 is a section through XIII-XIII of fig. 12; fig. 14 to 16 are respective sections by XIV-XIV, XV-XV and XVI-XVI of fig. l3.
On the sections of profiles shown in fig. 1 to 5 are indicated by hatching the regions particularly subject to wear due to insufficient thickness of the viscous film.
Thus, in the case of the spinning of a triangular profile (fig. 1), the median region of the ribs of the trianula may be insufficiently lubricated. For a pentagonal profile such as that shown in fig. 2 !, the poorly lubricated regions correspond to the middle parts of the. longer sides.
For a profile -of the type of that shown in fig: 3 ,, it is the part close to the re-entrant angle and the part located opposite which are the most difficult to lubricate. It is the same for the profiles of FIGS. 4- and <B> 5. </B>
In the sectors of known types represented in the fia-. 6 to 8 t which include an entry zone 1 whose side surface has a radius of curvature R, a Span 2- whose right-section corresponds to that of the bar to be drawn and a zone of clear exit 3, the height e of the span 2 is constant for the same die.
Contrary to this, in the dies used in the method according to the invention, the span is given variable heights from one region to another of the profile, the height in each determined zone being all the lower as this zone is more difficult to lubricate.
In fig. 9 to ll, we have schematically indicated, by a strong line, the zones of the staff for which the height must be the strongest, in fine lines, those where the height of the staff must be the weakest and in line medium areas of intermediate height. In descending order, the span heights can, for example, be the following: e1 = 6 mm e2 = 4mm e3 = 2 mm. In the case of a triangular profile (fig. 9), we can be satisfied with two different span heights, one e1 of 6 mm, the other is of 2 mm, for example, the height e1 corresponding to three angles of the profile and the height are at the middle parts of the sides.
For the profile shown in fig. 10, preferably three span heights are adopted. The smallest, e3, corresponds to the re-entrant angle and to the rectilinear part of the profile located opposite this angle. The largest, e1, must be adopted for the outer circular part and for the end of the rectangular part of the profile, the areas of greater and less height being connected by an intermediate bearing of height e2.
In the case of a T-profile, the low-height span zones e3 are those of the re-entrant angles and the part of the wings opposite these angles, the zones of greatest height e1, those of the ends of the wings and of the core, these various zones being connected by bearings of average height e2.
The industry shown in Figs. l2 to l6 corresponds to the latter type of profile.