Procédé pour le perçage à chaud de billettes de métal et mandrin pour la mise en aeuvre de ce procédé. La présente invention a pour objet un procédé pour le perçage à chaud de billettes métalliques; elle, comprend, en outre, 11n mandrin pour la mise en oeuvre de ce pro cédé, lequel est destiné à être utilisé notam ment en vue de la préparation d'ébauches pour le filage de tubes par extrusion à chaud.
Le perçage à chaud des billettes destinées à la fabrication des tubes s'effectue générale ment dans un conteneur cylindrique, sur des pièces de section carrée dont la surface est calculée de manière qu'au cours de l'opération de perçage la billette conserve une longueur sensiblement constante. Les efforts mis en jeu sont alors relativement faibles et proviennent essentiellement de la déformation du métal dans im plan perpendiculaire à l'axe de per- cage.
Une autre méthode consiste à utiliser des billettes rondes dont le diamètre extérieur est légèrement inférieur à celui du conteneur. La déformation s'effectue alors à la fois perpen diculairement et parallèlement à l'axe de perçage. Les efforts nécessaires pour effectuer le travail sont encore relativement faibles.
Dans les deux cas, les efforts de frotte ment le long des parois du conteneur sont peu importants et l'usure de la partie active du mandrin de perçage n'est pas rapide.
Ces procédés présentent, par contre, Pin convénient de donner fréquemment des trous excentrés par suite des jeux qu'il est néces saire de prévoir pour permettre l'introduction de la billette dans le conteneur.
Un autre procédé consiste à comprimer la billette, ronde, carrée ou de forme quelconque, dans le conteneur avant d'effectuer l'opé ration .de perçage. Ce procédé donne des per çages remarquablement centrés, mais son ap plication se heurte à des difficultés de lubri- f'fcation du mandrin de perçage par suite de l'augmentation notable des efforts mis en jeu, düs à la compression préalable qui fait croître les frottements du métal déformé contre les outillages. Ces difficultés ont em pêché le développement industriel de ce pro cédé.
Pour diminuer ces difficultés, on a essayé d'améliorer la lubrification du mandrin en <B>f</B> vue de réduire les efforts nécessaires au per çage et l'usure de .l'outillage. C'est ainsi que l'on â proposé d'utiliser, comme lubrifiant;
une substance capable de fondre au moins partiellement sous l'effet de la chaleur de la billette, tout en restant visqueuse, notam ment du verre, et qui peut être utilisée par exemple sous forme de plaque, poudre ou fibre interposée -entre-le mandrin et la bil, lette, ou sous forme de voile .de verre envë= loppant la billette: On a aussi proposé de donner à la partie active du mandrin de perçage des formes particulières, notamment ogivales ou en ca lotte sphérique.
L'utilisation des lubrifiants ci-dessus rap pelés a permis d'améliorer notablement le centrage du trou percé dans les billettes et de diminuer- sensiblement les efforts mis en jeu. Toutefois, lors de la pénétration du mandrin dans la billette, le lubrifiant tend à être refoulé par le mandrin et à s'échapper en ma jeure partie, dès le début de l'opération, sur les côtés du mandrin, l'efficacité du lubrifiant se trouvant ainsi considérablement diminuée.
La présente -invention, due aux travaux de M. Jacques Sejournet, permet de remédier à cet inconvénient, grâce à l'utilisation d'un mandrin présentant à son extrémité une face frontale concave.
La description qui va suivre se rapporte à un -exemple de mise en ceuvre du procédé selon l'invention, et le dessin annexé repré sente, à titre d'exemple, deux formes d'exé cution du mandrin selon l'invention, ainsi que des mandrins connus.
Fig.1, 2, 3, 4, 5 et 6 sont des vues de profils de -divers types de mandrins habi tuellement utilisés pour le perçage à chaud des billettes de métal.
Fig. 7''et 8 sont .des coupes longitudinales des deux formes d'exécution du mandrin selon l'invéntion.
. Fig. 9 est une coupe longitudinale schéma tique d'une billette en cours de perçage. Ainsi qu'il. est représenté aux fig.1 à 6, on a proposé clés formes très diverses pour les mandrins destinés -au perçage à chaud de billettes métalliques,
en vue- de réaliser des conditions- de perçage les meilleures possibles. C'est ainsi que l'extrémité des mandrins con nus peut .être conique (fig. 1), .hémisphérique (fig. 2), ovdïdé (fig. 3), en forme-de calotte sphérique (fig. 4), ou encore, à surface fron tale plane, cette extrémité ayant un diamètre constant.
sur toute sa hauteur (fig. 5) ou pré sentant -une section rétrécie vers l'arrière (fig. 6). Les formes représentées aux fig. 3 à 6 sont celles qui ont été récemment les plus utilisées. . . Cependant, ces formes n'ont pas donné complète satisfaction, même lorsqu'on utili sait, de façon concomitante, un lubrifiant constitué par une substance fondant au moins partiellement tout en restant vis- queuse à la température de l'opération de perçage, par exemple du verre.
Les mandrins représentés aux fig. 7 et 8 présentent un corps cylindrique 1, dont le diamètre est égal à celui du trou à percer, muni .d'un moyen de fixation, par exemple d'une queue 2 permettant son assujettisse ment à une tige, et une extrémité présentant une face frontale dans laquelle est ménagée une cavité de peu de profondeur.
Cette ca vité peut, par exemple, présenter un fond en forme de calotte sphérique, ainsi qu'il est représenté en 3, ,à la fig. 7, ou présenter un fond plat, ainsi qu'il est représenté en 4, à la fig. 8, une surface tronconique raccordant ce fond à la face frontale.
Pour procéder au perçage d'une billette de métal 5 (fig.9), celle-ci est placée dans un conteneur cylindrique 6 reposant sur une plaque de base 7. Le mandrin 1, présentant à son extrémité une face frontale .concave, est assujetti, par sa queue 2, sur une tige 8 ac tionnée par des moyens par exemple hydrau liques, non représentés.
Au début de l'opération de perçage, on place le lubrifiant, par exemple du verre, sous forme de plaque, poudre ou fibre, sur la face, supérieure de la billette 5, logée dans le conteneur 6. On approche ensuite le man drin 1 de la billette. Celui-ci découpe dans le lubrifiant une rondelle de même diamètre, que l'on pousse au travers de la billette. Au fur -et à mesure que ,l'opération de perçage avance, sous l'influence de la chaleur et de la pression, le lubrifiant 9 fond. partiellement tout en restant visqueux et s'écoule constam ment le long du .mandrin 1, en recouvrant.
d'une couche lubrifiante 9a la surface inté rieure du trou percé.
L'expérience montre que, dans ces condi tions, le perçage nécessite un effort nette ment moindre que par les méthodes connues, que. les trous obtenus sont bien centrés et que l'usure du mandrin devient négligeable, les résultats étant encore meilleurs si l'on prend soin de lubrifier les parois du conteneur, préalablement à l'introduction de la billette, au moyen de sels ou d'un voile de verre, fondant à la température de l'opération, tout en restant visqueux.
La compression préalable de la billette peut être appliquée particulièrement bien au procédé ci-dessus; elle intervient alors après la mise :en place du lubrifiant.
A titre d'exemple, on a procédé au per çage de billettes d'acier demi-dur ayant, avant et après perçage dans un conteneur approprié, les dimensions suivantes:
EMI0003.0012
Avant <SEP> perçage: <SEP> diamètre <SEP> extérieur <SEP> 180 <SEP> mm
<tb> longueur <SEP> 400 <SEP> mm
<tb> Après <SEP> perçage:
<SEP> diamètre <SEP> extérieur <SEP> 185 <SEP> mm
<tb> longueur <SEP> 465 <SEP> mm
<tb> alésage <SEP> 80 <SEP> mm On a utilisé, toutes choses égales par ail- leurs Dans une première opération, un man drin présentant une extrémité hémisphérique, analogue à celui représenté à la fig. 2; dans une deuxième opération, un man drin concave analogue à celui représenté à la fig. 7.
Dans la première opération, le mandrin était hors d'usage après le perçage d'une bil- lette. La surface hémisphérique .était forte ment érodée.
Dans la deuxième opération, le mandrin a percé vingt lingots sans retouches. Il a alors été légèrement nettoyé au papier de verre et a percé une nouvelle série de vingt lingots. Après quoi il était encore parfaite ment utilisable.
Toutes les billettes percées présentaient un excentrage inférieur à un millimètre.