Procédé pour tremper des pièces d'horlogerie et appareil pour la mise en #uere de ce procédé Les petites pièces telles que les pièces de montres (par exemple tiges d'ancre, goupilles, axes de balan cier, etc.), ont de tout temps présenté certaines difficultés lors des traitements thermiques.
L'axe de balancier, en particulier, accuse des différences de section très importantes. Exemple diamètre des pivots : 0,08 mm, diamètre de la tige de plateau : 0,79 mm et diamètre de 1' assiette 1,30 mm. En plus des difficultés rencontrées pour chauffer et refroidir de façon uniforme une pièce de sections si différentes, il est souvent demandé des caractéristiques mécaniques distinctes aux parties énumérées ci-dessus, qui doivent remplir des buts bien définis et différents les ûns des autres.
C'est ainsi que le pivot doit être suffisamment résistant à l'usure, donc dur, mais sans être fragile, tandis que la tige de plateau doit pouvoir être déformée par écrasement. L' assiette , par contre, bien que très mince en direction axiale, 0,17 mm, doit supporter la charge due au rivage. Comme il n'est pas possible de soumettre ces diverses parties à des traitements thermiques différents (à cause des dimensions et du coût), on recherche un compromis. Dans ces condi tions, des variations même faibles de température ou de temps peuvent provoquer une dispersion assez grande des caractéristiques mécaniques.
Jusque vers 1940, les pièces de ce genre étaient mélangées à de la poudre de charbon de bois, puis le tout était introduit dans des récipients cylindriques en acier ou en fonte, avant d'être chauffé dans un four à moufle. Après un maintien suffisant à la température de trempe, pièces et poudre étaient pro jetées dans un bac d'huile pour être refroidies. La poudre de charbon de bois empêchait la décarbura- tion des pièces en traitement. Cette méthode était peu rationnelle (remplissage et temps de chauffe rela tivement longs). D'autre part, comme les pièces étaient disposées au hasard dans le récipient, elles étaient chauffées et refroidies irrégulièrement.
Pour remédier à ces inconvénients, on a déjà proposé diverses solutions. Ainsi, on a construit un four spécial consistant en un tube fermé à une extré mité, incliné à environ 250 par rapport à l'horizon tale et porté à la température désirée par un corps de chauffe extérieur. Les pièces introduites dans ce tube par l'extrémité libre sont basculées dans un bac d'huile lorsque la température et la durée du traite ment sont atteintes. Une protection gazeuse empêche l'oxydation et la décarburation. Cette solution pré sente l'avantage d'une production accrue, puisqu'il ne faut chauffer que les pièces.
En revanche, elle présente divers inconvénients, notamment a) chauffage irrégulier des pièces qui se trouvent en vrac dans le fond du tube : certaines touchant la sole très chaude sont amenées rapidement à la température désirée, tandis que d'autres, placées au centre du lot, atteignent la température de trempe beaucoup plus tard. Par suite, les temps de chauffage et par conséquent de maintien à la température de trempe sont différents d'une pièce à l'autre.
Le même phénomène se produit entre deux parties de la même pièce, ce qui est très défavorable, comme expliqué plus haut ; b) refroidissement irrégulier des pièces qui sont très légères et qui se refroidissent d'une façon tout à fait différente suivant qu'elles arrivent les premières ou les dernières dans l'huile. Certaines traversent la flamme qui brûle à l'extrémité libre du tube ; c) risque de décarburation par suite d'une mau vaise qualité de gaz ou d'un mauvais fonctionnement du générateur.
Nous n'avons pas cité le manque de propreté, car avec l'ancien procédé, c'est la poudre de charbon de bois qui souille l'huile, et dans le cas du four bascu lant, c'est l'huile en brûlant qui produit une fumée noirâtre qui colle à la partie frontale du four. Dans les deux cas, une installation d'aspiration est néces saire.
D'autres solutions ont encore été proposées pour la trempe de pièces métalliques. Citons notamment les suivantes a) un procédé de trempe de pièce en acier selon lequel on introduit la pièce, noyée dans une poudre de protection, dans un récipient plat de manière qu'elle soit au moins approximativement située à égales distances des faces dudit récipient, on chauffe le récipient à la température voulue dans une enceinte et enfin on refroidit la pièce en la plongeant avec son enceinte dans un liquide approprié ;
b) un dispositif pour la trempe de petites pièces, comprenant un carrousel destiné à faire passer des récipients contenant les pièces à traiter au travers des différents postes : chargement, chauffage, refroi dissement. Le carrousel présente plusieurs bras soli- daires d'un arbre central rotatif ; c) un dispositif pour tremper de petites pièces, comportant un carrousel à quatre bras, solidaires d'un arbre central, comportant à leur extrémité des pinces pouvant basculer pour plonger les pièces à traiter dans le liquide de refroidissement ;
d) un dispositif pour tremper des pièces métal liques, comportant un transporteur à chaîne sans fin, destiné à transporter les pièces à traiter, entre le poste de chargement, la chambre de chauffe et le poste de refroidissement, ces différents postes étant disposés en ligne droite ; e) un dispositif pour tremper des pièces métal liques, dans lequel, pendant la chauffe, les pièces sont placées dans un récipient qui, par la suite, bascule afin de faire tomber les pièces dans le bain de refroidissement ; f) un dispositif pour tremper des pièces, dans lequel lesdites pièces sont évacuées du bain de refroidissement au moyen d'un boisseau rotatif.
Aucun de ces procédés et dispositifs ne résout de façon satisfaisante le problème de la trempe des petites pièces d'horlogerie, car le chauffage et le refroidissement restent irréguliers.
La présente invention vise à éliminer ces incon vénients. Elle a pour objet un procédé pour trem per des pièces d'horlogerie, qui est caractérisé en ce qu'on introduit les pièces, noyées dans une poudre de protection, dans un récipient plat, de manière que les pièces soient au moins approximativement situées dans un plan médian, c'est-à-dire à égales distances des grandes faces dudit récipient, on chauffe le récipient à la température de trempe Tl dans une première enceinte se trouvant à une température T, supérieure à Tl, puis,
dès que la température Tl est atteinte, on déplace le récipient dans une seconde enceinte où règne la température Tl et l'on y main tient le récipient pendant un temps déterminé, enfin l'on refroidit les pièces en les plongeant simultané ment dans un liquide approprié.
L'invention se rapporte également à un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui est carac térisé par un dispositif avec poste de chargement, chambre de préchauffe, chambre de stabilisation et poste de refroidissement et un dispositif de support pour ledit récipient, capable de faire passer successi vement ledit récipient chargé des pièces à traiter au travers des différentes parties du dispositif.
Le dessin annexé représente schématiquement, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention.
La fi-. 1 est une vue en plan de cette forme d'exécution, partiellement en coupe suivant la ligne I-I de la fig. 2.
La fig. 2 est une coupe passant par la ligne II-II de la fig. 1.
La fi-. 3 est une vue d'un détail à échelle agran die, partiellement en coupe.
L'appareil représenté comprend une enveloppe 1 de forme générale cylindrique et présente quatre parties principales : un poste de chargement 2, une chambre de préchauffe 3, une chambre de stabilisa tion 4 et un poste de refroidissement 5.
Le chargement, si le four travaille sous vide ou sous protection gazeuse, se fait, de manière connue, au moyen d'un boisseau rotatif (non représenté), présentant des encoches dans lesquelles on introduit les récipients contenant les pièces à tremper. Ce boisseau est analogue au boisseau 22 du dispositif d'extraction, décrit plus loin. De cette façon, les récipients peuvent être introduits un à un dans l'enveloppe 1, sans altérer le vide ou la protection gazeuse du four.
Le récipient 6 contenant les pièces à tremper 7 est représenté à échelle agrandie sur la fig. 3. Il se compose d'un corps de boîte 8 plat, c'est-à-dire peu épais, fermé par un couvercle à charnière 9. Le corps 8 est serré dans une pince 34 qui est elle-même articulée au moyen de deux charnières d'axes per pendiculaires 10 et 11 sur un bras de support hori zontal 12. Le bras 12 est solidaire d'un arbre central 13 qui porte également trois autres bras 12, ces quatre bras 12 étant disposés suivant une croix. Les pièces 7 sont placées dans un plan médian du réci pient 6 et sont retenues en position verticale par de la poudre de protection 14 placée à épaisseurs égales de chaque côté du plan des pièces 7.
La poudre de protection 14 peut être, par exemple, de la poudre de charbon de bois, de la poudre de graphite indus triel ou de la poudre de quartz.
La chambre de préchauffe 3 s'étend environ sur un angle de 900 et est entourée par une paroi iso- tante 15. Des corps de chauffe 35 permettent de porter l'intérieur de la chambre 3 à une tempéra ture T. supérieure à la température de trempe Tl. Aux extrémités de la chambre de préchauffe 3 sont prévus des passages 16 et 17 permettant l'entrée et la sortie des récipients 6.
La chambre de stabilisation 4 est construite comme la chambre de préchauffe 3. Elle s'étend aussi sur environ 90o et est entourée par une paroi isolante 18. Des corps de chauffe 19 permettent de porter l'intérieur de la chambre 4 à la température de trempe Tl. A sa sortie, la chambre 4 présente un passage 20 conduisant au poste de refroidissement 5. Ce dernier présente un bac d'huile 21 dont le fond a la forme d'un entonnoir conduisant à un dispositif d'extraction de type connu. Ce dispositif comprend un boisseau rotatif 22 d'axe 23 et présentant des encoches 24.
Pour tremper les pièces 7, on procède comme suit On commence par introduire les pièces 7 dans le récipient 6, comme montré sur la fig. 3, puis on verrouille le couvercle 9 au moyen d'un crochet 25. On introduit le récipient 6 ainsi chargé dans le poste de chargement, de sorte que le récipient 6 se trouve alors en position verticale, comme montré sur les fig. 1 et 3. L'arbre 13 est entraîné en rotation de manière discontinue, en sens inverse des aiguilles d'une montre (fig. 1), au moyen d'un moteur non représenté. Pour éviter les pertes de chaleur, l'entrée 16 de la chambre 3 peut être fermée par une porte 26 qui s'ouvre au moment voulu sous l'action d'un dispositif automatique non représenté, de type connu.
Le récipient 6 pénètre maintenant dans la chambre de préchauffe 3, dans laquelle règne une tempéra ture T@ de par exemple 8500 C, cette température étant supérieure à la température de trempe Tl, qui est par exemple de 770 C.
Le récipient 6 reste dans la chambre de préchauffe 3 un temps juste suffisant pour être porté à la température de trempe Tl. Le récipient 6 passe ensuite dans la chambre de stabili sation 4, dans laquelle règne, comme déjà dit, la température de trempe Tl. Pendant le passage du récipient 6 dans la chambre 4, les pièces 7 restent à la température Tl, ce qui permet d'obtenir une bonne stabilisation. Le récipient 6 sort ensuite de la cham bre 4, une porte 27 étant de nouveau prévue pour éviter les pertes de chaleur. Le récipient 6 arrive ainsi dans le poste de refroidissement 5.
Jusqu'à pré sent, le récipient 6 occupait la position verticale, mais il est maintenant basculé de 90,1 autour de la charnière 11 et parvient dans la position horizontale montrée sur les fig. 1 et 2. A ce moment-là, le cou vercle 9 est déverrouillé et s'ouvre sous l'action de son propre poids (voir fig. 2). Les pièces 7 tombent simultanément dans le bac d'huile 21 et sont refroi dies de manière uniforme.
Comme, pendant le chauf fage, les pièces 7 ont été chauffées aussi de manière uniforme, du fait qu'elles étaient situées dans un plan médian du récipient 6, on voit que le traitement thermique complet assure l'obtention de pièces 7 trempées-de manière uniforme. En arrivant au fond du bac d'huile 21, les pièces entrent dans l'une, 24a, des encoches 24 du boisseau rotatif 22 et sont recueillies dans un récipient en treillis 28. L'huile 29 tombant au fond du réservoir 30 est ramenée dans le bac 21, après filtration, par une pompe 31.
Un canal 32 pratiqué dans le fond du bac 21 ramène de l'huile dans les encoches 24 du boisseau rotatif 22, et un canal 33 relié à l'atmosphère évacue l'air contenu dans les encoches 24 après la décharge des pièces trempées 7 dans le récipient 28. La récupé ration des pièces trempées 7 pourrait se faire aussi par tout autre moyen connu, garantissant l'étanchéité entre l'enceinte intérieure du four et l'air extérieur.
En admettant que la température de trempe et le temps de maintien sont bien définis pour un genre de pièces à traiter, l'installation décrite permet d7assu- rer les avantages suivants: a) toutes les pièces d'une même charge sont chauf fées de la même façon ; b) ces pièces sont toutes refroidies de la même façon ; c) ces avantages sont garantis pour toutes les char ges de séries de pièces identiques ; d) l'installation est automatique et assure une pro duction au moins égale à celle des fours actuels ; e) le procédé utilisé évite toute décarburation et oxydation des pièces ;
f) il permet de choisir le temps de maintien suffi samment long à la température de trempe, même si cette dernière est relativement basse.
Il va de soi que l'installation décrite peut tra vailler en continu, c'est-à-dire qu'au moment où un récipient 6 est chargé en 2, d'autres récipients 6 se trouvent dans les autres parties du dispositif à carrousel.
Selon une variante non représentée, on pourrait avoir un four en ligne , au lieu d'un four à car rousel tel que décrit ci-dessus. Dans ce cas, le poste de chargement, la chambre de préchauffe, la cham bre de stabilisation et le poste de refroidissement seraient disposés en ligne droite, les supports des réci pients étant déplacés au moyen d'une chaîne sans fin actionnée elle-même par des roues.
Après la trempe, les pièces refroidies peuvent être conduites dans un bac de nettoyage, puis ame nées dans un four de revenu. On peut prévoir par exemple quatre fours de revenu portés à des tempé ratures différentes, les pièces étant introduites dans le four de revenu choisi lors de l'introduction du récipient dans le poste de chargement de l'installa tion. Une mémoire d'un type connu, commandée par un index solidaire du récipient, permet de choisir le four de revenu. L'opération de revenu se fait par passage des pièces dans un canal porté à la tempé rature désirée. Ce traitement se fait sous protection gazeuse.