CH410029A - Procédé pour tremper des pièces d'horlogerie et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents

Procédé pour tremper des pièces d'horlogerie et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé

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CH410029A
CH410029A CH389563A CH389563A CH410029A CH 410029 A CH410029 A CH 410029A CH 389563 A CH389563 A CH 389563A CH 389563 A CH389563 A CH 389563A CH 410029 A CH410029 A CH 410029A
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Jaccard Leon
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Suisse Horlogerie Rech Lab
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0062Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04DAPPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D3/00Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials
    • G04D3/0074Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for treatment of the material, e.g. surface treatment
    • G04D3/0079Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for treatment of the material, e.g. surface treatment for gearwork components

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Description


  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.

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS I. Procédé pour tremper des pièces d'horlogerie, 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 approxi mativement 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 tem p6rature T. supérieure à Tl, puis, dès que la tem pérature Tl est atteinte, on déplace le récipient dans une seconde enceinte où règne la température Tl et l'on y maintient le récipient pendant un temps déterminé,
    enfin l'on refroidit les pièces en les plon geant simultanément dans un liquide approprié. II. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il com prend un dispositif avec poste de chargement, cham bre de préchauffe, chambre de stabilisation et poste de refroidissement et un dispositif de support pour ledit récipient, capable de faire passer successivement ledit récipient chargé des pièces à traiter au travers des différentes parties du dispositif. SOUS-REVENDICATIONS 1.
    Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on maintient ledit récipient plat en position verticale pendant son passage dans lesdites enceintes et en ce qu'on le fait ensuite basculer de 90,1 pour l'amener en position horizontale, ce basculement ayant pour effet d'ouvrir le récipient et de faire tom- ber simultanément les pièces dans le liquide de refroidissement. 2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que les pièces sont introduites dans le four et en sont extraites au moyen de dispositifs garantissant l'étanchéité entre l'enceinte intérieure du four et l'air extérieur.
    3. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce que ledit récipient (6) se compose d'un corps de boîte plat (8) fermé par un couvercle (9) à char nière verrouillable. 4. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce que ledit dispositif est un dispositif à carrousel. 5. Appareil selon la sous-revendication 4, carac térisé en ce que le dispositif de support présente plu sieurs bras (12) solidaires d'un arbre central rotatif (13), chacun de ces bras se terminant par au moins une charnière (11) portant une pince (34) destinée à tenir ledit récipient (6). 6.
    Appareil selon la sous-revendication 4, carac térisé en ce que la chambre de préchauffe (3) et la chambre de stabilisation (4) s'étendent chacune sur un angle d'environ 90 . 7. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce que ledit dispositif est agencé de manière que le poste de chargement, la chambre de préchauffe, la chambre de stabilisation et le poste de refroidisse ment sont disposés en ligne droite. 8. Appareil selon la sous-revendication 7, carac térisé en ce que le dispositif de support présente une chaîne sans fin actionnée elle-même par des roues, chaîne au moyen de laquelle sont déplacés les sup ports des récipients.
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