Procédé de filage à chaud, à la presse, pour l'obtention d'un profilé La présente invention concerne un pro cédé de filage à chaud, à la presse, pour l'ob tention, à partir d'une billette constituée trans versalement à son axe par au moins deux mé taux différents juxtaposés, d'un profilé barre ou tube, présentant des sections transversales composites de métaux dont la grandeur des sur faces est sensiblement proportionnelle à celle des surfaces de ces métaux dans les plans cor- réspondants de la billette.
L'invention a pour but la fabrication de profilés ou de tubes, symétriques autour de leur axe longitudinal, dont les parties intérieu res et extérieures sont constituées de deux ou plusieurs aciers de nature différente, répartis avec précision dans leur épaisseur et sur toute leur longueur, suivant des rapports déterminés à l'avance.
On fabrique déjà par filage des profilés composites constitués de plusieurs métaux dif férents. Plusieurs méthodes ont été proposées.
Une première méthode connue consiste à placer dans le conteneur de la presse à filer une barre centrale entourée d'un tube et à forcer l'ensemble, préalablement assemblé à froid, à passer à travers la filière comme un bloc ho mogène, mais cette méthode ne s'applique qu'à des métaux relativement faciles à filer. Si l'on essaye de mettre en oeuvre des métaux difficiles à filer, tels que de l'acier, on cons- tate que le métal central file en premier et que, de ce fait, la répartition des deux métaux dans le produit filé s'écarte de celle existant dans le produit de départ.
D'après une autre méthode connue, on in troduit dans le conteneur deux blocs constitués de métaux différents s'emmanchant l'un dans l'autre, le bloc du métal destiné à constituer la partie extérieure du profilé se trouvant placé du côté de la filière. Ce procédé ne permet tou tefois d'obtenir ni une régularité suffisante de la couche métallique entourant la barre filée, ni un recouvrement de la barre sur toute sa longueur par le métal extérieur.
Une troisième méthode connue consiste à placer à l'extrémité du lingot, entre celui-ci et la filière, un métal de placage qui, par l'effet de la pression du filage, vient se répartir éga lement sur toute la surface du profilé et y adhère étroitement. Mais il ne s'agit là que de la fabrication de produits plaqués, c'est-à-dire présentant un revêtement de faible épaisseur.
Selon un quatrième procédé connu de fi lage à -chaud de métaux difficilement filables, on interpose, soit uniquement entre la filière et l'extrémité du lingot qui lui fait face, soit, en outre, entre d'autres parties de l'outillage et du lingot, une matière fondant partiellement ou totalement sous l'effet de la chaleur du lin got tout en restant visqueuse, par exemple un verre, un oxyde, un sel, ou un laitier répondant à ces conditions.
Or, en soumettant le métal des objets ob tenus par ce procédé à une étude systématique, on a pu se rendre compte qu'en passant de l'état de billette à celui de profilé, le métal suit une loi d'écoulement et de répartition par rap port à l'axe de filage bien différente de celle que l'on observe pour des profilés résultant des mêmes opérations, exception faite de l'emploi du lubrifiant selon le dernier des procédés ci- dessus mentionnés.
On a en effet constaté que lorsqu'on file une billette de métal homogène sans faire in- tervenir' ledit lubrifiant, la répartition dans le profilé ou le tube contenu, du métal consti tuant la billette se fait d'une façon très diffé rente pour les parties de la billette filées au début et celles filées à la fin de l'opération. Ainsi, si l'on file une barre ronde à partir d'une billette cylindrique, les tranches successives de cette billette deviennent, dans la barre, des cy lindres plus ou moins longs se chevauchant les uns les autres et les portions de métal qui, dans la billette, se trouvent le long d'une droite parallèle à son axe, apparaissent dans la barre suivant une courbe non parallèle à l'axe.
Au contraire, dans le cas où une bonne lu brification est assurée, non seulement entre la billette et la filière, mais encore entre la bil- lette et le conteneur, le long des parois de ce dernier, la déformation du métal au cours du filetage et, par conséquent, sa répartition dans le profilé ou le tube obtenus sont toutes dif férentes. Les tranches cylindriques successives de la billette se transforment alors en tronçons cylindriques successifs constituant la barre. Ces tronçons sont le résultat de l'allongement des tranches de billettes et sont identiques en tre eux.
En outre, les portions de métal qui, dans la billette, se trouvent sur une parallèle à l'axe de celle-ci, se retrouvent également dans la barre, à moindre distance, sur une parallèle au même axe. Ce résultat cependant n'est ob tenu que si la paroi du conteneur est très soi gneusement lubrifiée au cours de l'opération, par exemple au moyen d'une couche de voile de verre enroulée autour de la billette.
On pouvait s'attendre à ce que le métal d'une billette non homogène, constituée, par exemple, de deux métaux superposés ou répar tis en double couche autour de l'axe de la bil- lette, n'obéisse pas à cette règle, un déplace ment relatif des métaux étant à craindre, sur tout lorsqu'ils présentaient de fortes différen ces de propriétés. Or, on a trouvé que, lors qu'on file une billette constituée d'au moins deux métaux différents avec interposition d'un lubrifiant vitreux entre l'outil de filage et la billette, on obtient, ce qui est surprenant, une barre hétérogène dans laquelle la répartition des métaux suit sensiblement la même règle que dans le cas d'une billette homogène.
On constate, en effet, que toutes les portions de l'un ou de l'autre métal de la billette se trans forment en des portions semblables dans la barre filée, de telle sorte que la répartition des deux métaux dans la barre se fait d'une façon parfaitement régulière ; en particulier, les sec tions respectives des divers métaux sont sen siblement dans le même rapport dans la barre que dans les parties correspondantes de la billette.
Le procédé objet de la présente invention est caractérisé par le fait que l'on interpose une matière incombustible dont la viscosité varie en fonction de la température et qui fond au moins partiellement et devient visqueuse à la température de l'opération de filage, d'une part, entre la billette à filer et la filière et, d'au tre part, entre cette billette et la paroi du con teneur de la presse à filer.
En opérant ainsi on obtient une répartition des différents métaux, dans les sections trans versales des produits filés reproduisant sensi blement le rapport des couches desdits métaux dans les sections correspondantes de la billette de départ.
Les diverses parties de la billette de départ pourront, par exemple, être constituées par un cylindre de métal intérieur plein et par un cy lindre creux extérieur, entourant le premier, d'un autre métal. Dans ce cas, si l'orifice de la filière est, par exemple, de section circu laire, elle-même coaxiale aux deux cylindres, la barre filée sera constituée par une partie cy lindrique intérieure pleine et une partie exté rieure également cylindrique, les sections des deux parties métalliques de la barre étant géo métriquement semblables aux sections corres pondantes de la billette.
Si, au contraire, l'ori fice de la filière n'est pas circulaire, les sec tions de la barre ne seront plus géométrique ment semblables aux sections correspondantes de la billette mais les surfaces des deux métaux dans les sections de la barre seront entre elles sensiblement dans le même rapport que dans les sections correspondantes de la billette.
D'une manière générale, la barre filée aura, bien entendu, la section extérieure de la filière et les couches des différents métaux seront ré parties dans les différentes sections de la barre sensiblement suivant le même rapport que dans les sections correspondantes de la billette.
Enfin, et c'est là un des avantages fonda mentaux du procédé, à une section de forme constante tout le long de la billette correspond également une seciion de forme constante tout le long de la barre.
Si, au lieu d'être constituée de deux cylin dres, la billette est formée de deux troncs de cônes coaxiaux emmanchés l'un dans l'autre, cette même configuration se reproduira dans la barre, à condition que la filière ait une sec tion circulaire coaxiale aux troncs de cônes.
Le procédé s'applique de façon identique à la fabrication de tubes composites. Si l'on part, par exemple, d'une billette constituée par deux cylindres creux, l'un intérieur, l'autre extérieur, et si l'on file cette billette, conformé ment au présent procédé, à l'aide d'un mandrin pénétrant dans le cylindre intérieur et d'une fi lière à section circulaire, on obtient un tube constitué par deux parties cylindriques, l'une intérieure, l'autre extérieure, dans lequel les rapports des sections des deux métaux seront sensiblement les mêmes que dans la billette.
On peut, bien entendu, imaginer toute au tre combinaison pour la répartition des diffé- rents métaux dans la billette, ce qui permet d'obtenir des profilés ou des tubes composites comportant toutes les répartitions désirables et imaginables des différents métaux. On peut prévoir à l'avance cette répartition dans le pro filé ou le tube grâce au fait que les rapports des sections des divers métaux conservent sen siblement, dans les produits filés, la même va leur que dans la billette de départ.
Les diverses pièces constituant la billette composite peuvent être exécutées en métaux différents permettant d'obtenir dans ces con ditions des produits dont les diverses parties possèdent des propriétés différentes. Il est es sentiel dans ce cas que les températures de fu sion des divers métaux constituant la billette soient supérieures à la température normale de filage du métal le plus réfractaire.
On peut, par exemple, obtenir des profilés pleins dont la partie extérieure présente des propriétés différentes de celles de la partie in térieure, par exemple des profilés en acier doux recouverts d'une couche d'acier inoxydable d'épaisseur préalablement déterminée. On peut également obtenir des profilés dont l'intérieur soit en acier doux ordinaire et l'extérieur en acier présentant une résistance particulière à l'usure. On peut encore obtenir des tubes en acier doux dont les surfaces extérieure et/ou intérieure sont, par exemple, constituées en acier inoxydable. On peut en outre fabriquer des tubes dont une des surfaces au moins pré sente une dureté particulièrement élevée, le reste du tube étant en acier doux ordinaire.
Dans le dessin annexé la fig. 1 est une vue en coupe du conte neur d'une presse à filer, muni de sa filière et chargé d'une billette composite ; la fig. 2 est une vue en coupe d'une barre filée en l'absence de lubrifiant; la fig. 3 est une vue en coupe d'une barre analogue obtenue selon le procédé objet de l'invention.
les fig. 4, 5 et 6 sont des vues en coupe de billettes pleines constituées de deux métaux différents ; les fig. 7, 9 et 11 sont des vues en coupe de barres obtenues sans lubrifiant à partir de billettes respectivement telles que celles repré sentées aux fig. 4 à 6 ;
les fig. 8, 10 et 12 sont des vues en coupe de barres obtenues, selon le procédé objet de l'invention, à partir de billettes respectivement telles que celles représentées aux fig. 4 à 6 ; et la fig. 13 est une vue en coupe d'une bil- lette tubulaire emmanchée sur le mandrin d'une presse à filer pour l'obtention d'un tube com posite.
A la fig. 1, on a représenté un conteneur 1 muni de sa filière 2 et du porte-filière 3, dans lequel a été introduite une billette hétérogène ronde, constituée de trois métaux différents for mant respectivement les couches a, b et c. Un piston de presse 5 est susceptible de faire pas ser la billette ainsi constituée à travers l'ori fice 6 de la filière 2.
Lorsqu'on met en marche la presse sans interposer de lubrifiant entre la billette et la filière, d'une part, et la billette et le conteneur, d'autre part, on constate que les différents métaux constituant la billette ne tra versent pas la filière en même temps. Il s'éta blit un décalage entre eux, dans lequel le métal a, qui est le plus au centre, a le premier rang, ainsi que le montre la fig. 2. Toute la partie antérieure de la barre est inutilisable et doit être coupée. On remarque, de plus, que les couches résultant des divers métaux ne présen tent pas une épaisseur constante.
Ainsi, lors qu'on veut filer une barre sans utiliser de lubri fiant, on obtient un faible rendement, du fait du tronçon de barre qu'il est chaque fois né cessaire de couper ; la variation de l'épaisseur des différents métaux le long de la barre con duit également à des différences de propriétés parfois gênantes.
Par contre, lorsqu'on opère en interposant entre la billette et la filière, d'une part, et le conteneur, d'autre part, un lubrifiant constitué par une matière incombustible et fondant au moins partiellement en prenant une consistance visqueuse à la température de l'opération, par exemple un verre, un oxyde, un sel ou un lai tier répondant à ces conditions, on obtient des barres dans lesquelles les métaux sont répartis de façon très régulière et ne présentent entre eux qu'un décalage longitudinal négligeable, ainsi que le. montre la fig. 3.
On remarque, en effet, que la barre obte nue selon ce procédé présente une structure en couches régulières et uniformes, la réparti tion des métaux à l'extrémité antérieure n'étant que légèrement perturbée.
Lorsqu'on désire une répartition variable des métaux dans le sens de la longueur de la barre, on part de billettes dans lesquelles cette répartition désirée apparaît déjà à une échelle plus ramassée. C'est ainsi qu'avec des billettes telles que représentées aux fig. 4 à 6 consti tuées, par exemple, par deux éléments concen triques de métaux différents d et e, on obtient respectivement, en opérant selon le procédé objet de la présente invention, des barres tel les que celles représentées aux fig. 8, 10 et 12, dans lesquelles la disposition des métaux dans les sections est géométriquement semblable à celle des billettes de départ correspondantes.
Par contre, si l'on opère en absence de lubri fiant, on obtient des produits dans lesquels la répartition des métaux est très différente de celle de la billette de départ, ainsi que le mon trent les fig. 7, 9 et 11 correspondant aux fig. 8, 10 et 12.
Enfin, dans la fi-. 13, une billette 10 com posite est placée dans un conteneur 11 qui comporte, à l'une de ses extrémités, un porte- filière 12 et une filière 13. Un piston 14, ayant une tête 15, pénètre dans l'autre extrémité du conteneur 11. Un mandrin 16 est fixé sur un support 17, support qui peut glisser dans le piston 14. Le mandrin est introduit dans une ouverture centrale 18 ménagée dans la billette de métal composite, et peut être mû dans la direction de la filière 13 de manière qu'il pé nètre à travers l'ouverture de ladite filière.
La billette composite est constituée d'un cylindre 19 intérieur, creux, en acier doux, et d'un autre cylindre 20 creux extérieur en acier inoxyda- ble. Pour opérer le filage, on porte la billette ainsi constituée à la température de filage de l'acier inoxydable, par exemple par chauffage dans un bain d'un sel, et ensuite on l'enrobe d'un voile de verre pour constituer une couche 21 de lubrifiant. De même, le mandrin 16 est enveloppé dans du voile de verre formant une couche lubrifiante 22. Une masse 23 de verre est en outre disposée dans le conteneur 11 en avant de la filière 13. La billette ainsi chauf fée et entourée de toutes parts de matière lu brifiante, est alors filée par déplacement du piston 14 et du mandrin 16.
Il en résulte un tube composite ayant une section intérieure en acier doux et une écorce extérieure en acier inoxydable, l'épaisseur des deux métaux est sensiblement égale tout le long du tube filé, et la partie à rebuter à l'extrémité du tube est pra tiquement négligeable. Pour mieux préciser encore les conditions opératoires, on décrira ci-après, à titre d'exem ple, une opération de filage d'un tube de métal composite. Les chiffres de référence se rappor tent à la fig. 13. Dans un conteneur monté sur une presse de 1500 tonnes, on a introduit une billette de métal composite constituée d'un cylindre tubu laire central 19 en acier doux ordinaire et d'un cylindre extérieur 20 en acier inoxydable du type 18/8.
Le diamètre intérieur du cylindre 19 était de 65 mm et son diamètre extérieur d'environ 105 mm ; et les diamètres corres pondants du cylindre 20 étaient d'environ 105 mm et d'environ 148 mm. Le diamètre intérieur du conteneur 11 était de 148 mm, la longueur de la billette 10 d'environ 200 mm. Un jeu d'environ 1/2 mm était dis ponible entre le cylindre 19 et le cylindre 20, lesquels étaient reliés à chacune de leurs ex trémités par des points de soudure 24. Avant introduction dans la presse, on a chauffé la bil- lette à environ 1220 C dans un bain de chlo rure de baryum et ensuite on l'a enveloppée de voile de verre pour former la couche lubri fiante 21. De même, le mandrin 16 a été en veloppé de voile de verre pour constituer la couche lubrifiante 22.
Une masse 23 de laine de verre a été placée dans le conteneur devant la filière 13.
On a opéré le filage en appliquant sur la billette une pression de 61 kg/mm2.
Le tube filé obtenu avait environ 10 m de long, un diamètre extérieur de 60 mm, et une épaisseur totale de 2 mm 1/2, cette épaisseur comprenant une épaisseur d'acier inoxydable et une épaisseur d'acier doux d'environ 1,25 mm chacune. Les épaisseurs relatives des deux sections ne variaient pas de plus de 0,2 mm depuis une extrémité jusqu'à l'autre du tube filé ; les deux parties du tube étaient fortement adhérentes l'une à l'autre.
The present invention relates to a hot-spinning process, using a press, for obtaining, from a billet formed transversely to its axis by at least two different juxtaposed me rates, of a bar or tube profile, having composite cross sections of metals, the size of the surfaces of which is substantially proportional to that of the surfaces of these metals in the corresponding planes of the billet.
The object of the invention is the manufacture of sections or tubes, symmetrical about their longitudinal axis, the internal and external parts of which consist of two or more steels of different nature, distributed with precision in their thickness and over their entire length. , according to predetermined ratios.
Composite profiles made of several different metals are already produced by spinning. Several methods have been proposed.
A first known method consists in placing in the container of the extrusion press a central bar surrounded by a tube and in forcing the assembly, previously assembled cold, to pass through the die like a homogeneous block, but this method only applies to metals that are relatively easy to spin. If one tries to use metals that are difficult to spin, such as steel, one finds that the central metal spins first and that, therefore, the distribution of the two metals in the spun product s 'deviates from that existing in the starting product.
According to another known method, two blocks made of different metals are introduced into the container, which fit into each other, the block of metal intended to constitute the outer part of the profile being placed on the side of the Faculty. However, this process does not make it possible to obtain either sufficient regularity of the metal layer surrounding the extruded bar, or a covering of the bar over its entire length by the outer metal.
A third known method consists in placing at the end of the ingot, between the latter and the die, a plating metal which, by the effect of the extrusion pressure, is also distributed over the entire surface of the profile and adheres to it closely. But this is only the manufacture of plated products, that is to say having a thin coating.
According to a fourth known method of hot-spinning of metals which are difficult to spin, is interposed either only between the die and the end of the ingot which faces it, or, in addition, between other parts of the tool and ingot, a material which melts partially or totally under the effect of the heat of the flax tasted while remaining viscous, for example a glass, an oxide, a salt, or a slag meeting these conditions.
However, by subjecting the metal of the objects obtained by this process to a systematic study, we were able to realize that in passing from the state of billet to that of profile, the metal follows a law of flow and distribution. with respect to the spinning axis very different from that observed for profiles resulting from the same operations, except for the use of the lubricant according to the last of the above-mentioned processes.
It has in fact been observed that when a homogeneous metal billet is spun without causing said lubricant to intervene, the distribution in the profile or the tube contained, of the metal constituting the billet takes place in a very different manner for the parts of the billet spun at the start and those spun at the end of the operation. Thus, if a round bar is spun from a cylindrical billet, the successive slices of this billet become, in the bar, more or less long cylinders overlapping each other and the portions of metal which, in the billet, lie along a line parallel to its axis, appear in the bar following a curve not parallel to the axis.
On the contrary, in the case where a good lubrication is ensured, not only between the billet and the die, but also between the ball and the container, along the walls of the latter, the deformation of the metal during the threading and, consequently, its distribution in the profile or the tube obtained are all different. The successive cylindrical sections of the billet are then transformed into successive cylindrical sections constituting the bar. These sections are the result of the elongation of the slices of billets and are identical to each other.
In addition, the portions of metal which, in the billet, are on a parallel to the axis of the latter, are also found in the bar, at a shorter distance, on a parallel to the same axis. This result, however, is only obtained if the wall of the container is very carefully lubricated during the operation, for example by means of a layer of glass veil wound around the billet.
One might expect that the metal of a non-homogeneous billet, made up, for example, of two metals superimposed or distributed in a double layer around the axis of the bullet, would not obey this rule. , a relative displacement of metals being to be feared, especially when they presented strong differences in properties. Now, it has been found that, when a billet consisting of at least two different metals is spun with the interposition of a glassy lubricant between the spinning tool and the billet, a heterogeneous bar is obtained, which is surprisingly. in which the distribution of metals follows substantially the same rule as in the case of a homogeneous billet.
It is observed, in fact, that all the portions of one or the other metal of the billet are transformed into similar portions in the extruded bar, so that the distribution of the two metals in the bar is made d 'in a perfectly regular fashion; in particular, the respective sections of the various metals are substantially in the same ratio in the bar as in the corresponding parts of the billet.
The process which is the subject of the present invention is characterized in that an incombustible material is interposed, the viscosity of which varies as a function of the temperature and which melts at least partially and becomes viscous at the temperature of the spinning operation, of on the one hand, between the billet to be extruded and the die and, on the other hand, between this billet and the wall of the container of the extrusion press.
By operating in this way, a distribution of the different metals is obtained, in the cross sections of the extruded products, substantially reproducing the ratio of the layers of said metals in the corresponding sections of the starting billet.
The various parts of the starting billet may, for example, consist of a solid inner metal cylinder and an outer hollow cylinder, surrounding the first, of another metal. In this case, if the orifice of the die is, for example, of circular section, itself coaxial with the two cylinders, the extruded bar will be constituted by a solid internal cylindrical part and an external part which is also cylindrical, the sections of the two metal parts of the bar being geometrically similar to the corresponding sections of the billet.
If, on the contrary, the orifice of the die is not circular, the sections of the bar will no longer be geometrically similar to the corresponding sections of the billet but the surfaces of the two metals in the sections of the bar will be between they have substantially the same ratio as in the corresponding sections of the billet.
In general, the extruded bar will, of course, have the outer section of the die and the layers of the different metals will be parted in the different sections of the bar in substantially the same ratio as in the corresponding sections of the billet.
Finally, and this is one of the fundamental advantages of the process, a section of constant shape all along the billet also corresponds to a section of constant shape all along the bar.
If, instead of being made up of two cylinders, the billet is formed of two trunks of coaxial cones fitted one inside the other, this same configuration will be reproduced in the bar, provided that the die has a section circular coaxial with the trunks of cones.
The process is applied identically to the manufacture of composite tubes. If we start, for example, with a billet consisting of two hollow cylinders, one inside and the other outside, and if we spin this billet, in accordance with the present process, with the aid of a mandrel penetrating into the inner cylinder and a circular section die, one obtains a tube consisting of two cylindrical parts, one inner, the other outer, in which the ratios of the sections of the two metals will be substantially the same than in the billet.
One can, of course, imagine any other combination for the distribution of the different metals in the billet, which makes it possible to obtain composite profiles or tubes comprising all the desirable and imaginable distributions of the different metals. This distribution in the profile or the tube can be predicted in advance by virtue of the fact that the ratios of the sections of the various metals retain substantially, in the spun products, the same value as in the starting billet.
The various parts constituting the composite billet can be made of different metals, making it possible to obtain, under these conditions, products whose various parts have different properties. It is essential in this case that the melting temperatures of the various metals constituting the billet are higher than the normal spinning temperature of the more refractory metal.
It is possible, for example, to obtain solid profiles the outer part of which has properties different from those of the inner part, for example mild steel profiles covered with a layer of stainless steel of predetermined thickness. It is also possible to obtain sections whose interior is made of ordinary mild steel and the exterior of which is made of steel with particular resistance to wear. It is also possible to obtain tubes of mild steel, the outer and / or inner surfaces of which are, for example, made of stainless steel. It is also possible to manufacture tubes of which at least one of the surfaces has a particularly high hardness, the rest of the tube being made of ordinary mild steel.
In the accompanying drawing, FIG. 1 is a sectional view of the story of a spinning press, fitted with its die and loaded with a composite billet; fig. 2 is a sectional view of a bar extruded in the absence of lubricant; fig. 3 is a sectional view of a similar bar obtained according to the method which is the subject of the invention.
figs. 4, 5 and 6 are sectional views of solid billets made of two different metals; figs. 7, 9 and 11 are sectional views of bars obtained without lubricant from billets respectively such as those shown in FIGS. 4 to 6;
figs. 8, 10 and 12 are sectional views of bars obtained, according to the method which is the subject of the invention, from billets respectively such as those shown in FIGS. 4 to 6; and fig. 13 is a sectional view of a tubular ball fitted onto the mandrel of a extrusion press to obtain a composite tube.
In fig. 1, there is shown a container 1 provided with its die 2 and the die holder 3, into which has been introduced a heterogeneous round billet, consisting of three different metals forming the layers a, b and c respectively. A press piston 5 is capable of causing the billet thus formed to pass through the orifice 6 of the die 2.
When the press is started without interposing lubricant between the billet and the die, on the one hand, and the billet and the container, on the other hand, it is observed that the different metals constituting the billet do not pass through the sector at the same time. There is an offset between them, in which the metal a, which is more in the center, has the first rank, as shown in fig. 2. The entire front part of the bar is unusable and must be cut. It is further noted that the layers resulting from the various metals do not present a constant thickness.
Thus, when one wishes to spin a bar without using lubricant, a low yield is obtained, owing to the section of bar which it is necessary to cut each time; the variation in the thickness of the different metals along the bar also leads to differences in properties which are sometimes troublesome.
On the other hand, when one operates by interposing between the billet and the die, on the one hand, and the container, on the other hand, a lubricant consisting of an incombustible material and melting at least partially, taking a viscous consistency at temperature. of the operation, for example a glass, an oxide, a salt or a milk satisfying these conditions, one obtains bars in which the metals are distributed in a very regular way and have between them only a negligible longitudinal offset, as well as the. shows fig. 3.
We note, in fact, that the bar obtained bare according to this process has a structure in regular and uniform layers, the distribution of the metals at the front end being only slightly disturbed.
When one wishes a variable distribution of metals in the direction of the length of the bar, one starts from billets in which this desired distribution already appears on a more compact scale. Thus, with billets such as shown in FIGS. 4 to 6 constituted, for example, by two concen tric elements of different metals d and e, one obtains respectively, by operating according to the method which is the subject of the present invention, bars such as those shown in FIGS. 8, 10 and 12, in which the arrangement of the metals in the sections is geometrically similar to that of the corresponding starting billets.
On the other hand, if one operates in the absence of lubricant, one obtains products in which the distribution of metals is very different from that of the starting billet, as shown in figs. 7, 9 and 11 corresponding to fig. 8, 10 and 12.
Finally, in the fi-. 13, a composite billet 10 is placed in a container 11 which has, at one of its ends, a die holder 12 and a die 13. A piston 14, having a head 15, enters the other end of the die. container 11. A mandrel 16 is fixed on a support 17, which support can slide in the piston 14. The mandrel is introduced into a central opening 18 formed in the billet of composite metal, and can be moved in the direction of the die 13 so that it penetrates through the opening of said die.
The composite billet consists of an inner, hollow, mild steel cylinder 19 and another outer hollow cylinder 20 of stainless steel. To operate the spinning, the billet thus formed is brought to the spinning temperature of stainless steel, for example by heating in a bath of a salt, and then it is coated with a glass veil to form a layer. 21 lubricant. Likewise, the mandrel 16 is wrapped in the glass veil forming a lubricating layer 22. A mass 23 of glass is also placed in the container 11 in front of the die 13. The billet thus heated and surrounded on all sides by Brifying material, is then spun by displacement of the piston 14 and the mandrel 16.
This results in a composite tube having a mild steel inner section and a stainless steel outer shell, the thickness of the two metals is substantially equal all along the extruded tube, and the scrap portion at the end of the tube is pra tically negligible. To further specify the operating conditions, a description will be given below, by way of example, of an operation of spinning a composite metal tube. The reference figures refer to fig. 13. Into a container mounted on a 1500 ton baler, a composite metal billet consisting of a central tubular cylinder 19 of ordinary mild steel and an outer cylinder 20 of 18/8 type stainless steel was introduced.
The inner diameter of cylinder 19 was 65mm and its outer diameter about 105mm; and the corresponding diameters of cylinder 20 were about 105 mm and about 148 mm. The inside diameter of the container 11 was 148mm, the length of the billet 10 about 200mm. A clearance of about 1/2 mm was available between the cylinder 19 and the cylinder 20, which were connected at each of their ends by welding points 24. Before introduction into the press, the ball was heated. at about 1220 C in a barium chloride bath and then wrapped in glass veil to form the lubricating layer 21. Likewise, the mandrel 16 was coated with glass veil to form the lubricating layer 22.
A mass 23 of glass wool was placed in the container in front of the die 13.
The spinning was carried out by applying a pressure of 61 kg / mm 2 to the billet.
The resulting extruded tube was about 10 m long, an outer diameter of 60 mm, and a total thickness of 2 1/2 mm, this thickness including a thickness of stainless steel and a thickness of mild steel of about 1, 25 mm each. The relative thicknesses of the two sections did not vary by more than 0.2 mm from one end to the other of the extruded tube; the two parts of the tube were strongly adherent to each other.