Brevet additionnel subordonné au brevet principal No 503 112
Four pour la trempe d'aciers alliés auto-trempants et d'aciers rapides
Le brevet principal a pour objet un four pour a trempe d'aciers alliés auto-trempants et d'aciers rapides c'est-à-dire comportant une enceinte en matière réfractaire à double paroi destinée à recevoir les pièces à tremper, des organes de chauffage de l'enceinte, un refroidissement de l'enceinte par un liquide circulant entre ces parois et des moyens pour introduire un gaz de protection dans l'enceinte.
Ce four présente l'avantage de ne nécessiter aucun dispositif d'entraînement de la pièce à tremper. En effet, alors que les autres fours connus sont divisés en plusieurs compartiments placés à des températures différentes puisque destinés à des opérations distinctes, celui proposé selon le brevet principal ne possède qu'une enceinte à température unique. Cette enceinte comprenant les éléments indispensables pour qu'elles puisse subir des variations de températures nécessaires lors des traitements des aciers (trempe et revenu) le four n'exige pas, à la différence des autres, que la pièce trempée soit déplacée. Cependant un tel four, constitué par une enceinte hermétique, n'est pas utilisable pour la trempe à l'huile puisque la pièce à tremper ne peut être mise rapidement en relation avec un bain d'huile extérieur au four.
A l'heure actuelle, un four ne permet pas à son utilisateur d'effectuer, sans modification préalable de l'appareillage une forme quelconque de trempe sur une pièce puis de passer à une aulne forme de ce traitement sur une seconde pièce. L'invention vise à remédier à cet inconvénient.
Le four selon l'invention est caractérisé par le fait que l'enceinte verticale est prolongée dans sa partie inférieure et débouche dans un bac à circulation d'huile, un écran mobile permettant de supprimer ou d'établir la communication entre l'enceinte et le bac, le tout de manière à pouvoir utiliser le four pour effectuer une trempe à l'huile.
Une forme d'exécution de l'objet de l'invention sera décrite, à titre d'exemple, en se référant au dessin annexé dans lequel l'unique figure est une vue schématique du four. Le four représenté est destiné à la trempe d'acier allié auto-trempant, d'acier rapide, ainsi que d'acier trempable à l'huile, et comprend une enceinte cylindrique verticale chauffante 1 entourant un tube 2 en matière réfractaire supportant un fort choc thermique, tube à double parois 3 et 4 entre lesquelles peut circuler l'eau de refroidissement arrivant par le conduit 5 et sortant par le conduit 6.
Ce tube, protégé intérieurement par une cage métallique 7 qui empêche tout contact entre la pièce à tremper et le matériau réfractaire, est fermé d'une part à sa partie supérieure par un couvercle 8, d'autre part à sa partie inférieure par un écran à tiroir métallique horizontal 9 placé dans une boîte étanche 10 qui est fixée au tube vertical 2 par un presse étoupe. Le couvercle 8 possède un orifice permettant le passage du conduit d'arrivée de gaz 11, de plus il soutient des écrans de radiation 12, et il guide par l'intermédiaire d'un presse étoupe 13 placé dans son corps, la tige 14 de suspension des pièces à traiter entraînées par les mécanismes 15.
Lorsque l'écran à tiroir 9 est dégagé, il dévoile sous la boîte étanche un tube 16 prolongeant la tube 2et de même caractéristique que celui-ci, ce tube 16 plongeant dans le bain à circulation d'huile 17 et comprenant une sortie de gaz 18 placée en parallèle avec la sortie de gaz 19 située à l'extrémité inférieure du tube principal 2. La circulation d'huile dans le bain est assurée par la pompe 20, le conduit d'arrivée d'huile au bain étant surmonté d'un entonnoir cylindrique 21 placé sous le panier 22 de réception des pièces à tremper à l'huile et permettant donc au liquide de circuler verticalement, sous l'effet d'une certaine vitesse à travers ledit panier.
Quel que soit le mode de trempe à réaliser, on trouve toujours les prémices suivantes: Le four étant froid et l'écran à tiroir 9 étant placé en position fermée, les pièces à traiter sont rendues solidaires de la tige de suspension 14. Dès que le couvercle 8 est fixé sur le tube 2, on envoie alors dans ce dernier par l'intermédiaire du conduit 1 1 un faible débit de gaz de protection, débit qui sera conservé pendant tout le trai tement. Ensuite le four est enclenché et la montée de la température, réglée par un régulateur à programme, assure un minimum de déformation et évite tout risque de fissuration de la pièce à traiter.
Pour la trempe d acier allié auto-trempant et d'acier rapide, une fois la température de trempe atteinte, on procède à l'arrêt du chauffage, à l'introduction de l'eau entre les parois 3 et 4 du tube 2 et à l'injection d'un fort courant de gaz.
Par contre, dans le cas d'acier trempable à l'huile, à la fin de la période de chauffage, trois opérations sont simultanément déclenchées, mise en correspondante des tubes 2 et 16 par déplacement de l'écran à tiroir, écran destiné à couper le rayonnement sur l'huile, mise en route à la pompe à l'huile et commande de la descente verticale des pièces vers le panier de réception 22. Un faible débit de gaz de protection est conservé; en effet en circulant de haut en bas, le gaz va éviter la montée de vapeur d'huile dans la partie chauffée du tube. Le gaz qui avant l'ouverture du tiroir 9 était évacué par le conduit 19, I'est maintenant aussi par le conduit 18 placé à la partie inférieure extrême du tube 16. Le gros avantage du four qui vient d'être décrit est qu'il permet aussi bien la trempe d'acier autotrempant que d'acier trempable à l'huile.
Par rapport au four du brevet principal, les seules modifications résident dans l'addition d'une boîte étanche 10 prolongée par le tube 16 et comprenant l'écran à tiroir 9, et dans l'introduction d'un mouvement vertical des pièces à traiter. Mais ce mouvement, s'il est absolument nécessaire lors de la trempe à l'huile, n'est jamais utilisé pour toutes les autres formes de trempe. Ainsi l'amélioration déterminante apportée par le brevet principal se trouve maintenue: Lors de la trempe d'acier allié auto-trempant et d'acier rapide, les pièces à traiter sont immobiles par rapport au four.
Additional patent subject to main patent No 503 112
Furnace for hardening self-hardening alloy steels and high speed steels
The main patent relates to a furnace for quenching self-quenching alloy steels and high-speed steels, that is to say comprising an enclosure of double-walled refractory material intended to receive the parts to be quenched, heating of the enclosure, cooling of the enclosure by a liquid circulating between these walls and means for introducing a protective gas into the enclosure.
This oven has the advantage of not requiring any device for driving the part to be quenched. In fact, while the other known ovens are divided into several compartments placed at different temperatures since they are intended for separate operations, the one proposed according to the main patent only has a single temperature chamber. This enclosure comprising the essential elements so that they can undergo the temperature variations necessary during the treatment of steels (quenching and tempering) the furnace does not require, unlike the others, that the quenched part be moved. However, such a furnace, consisting of a hermetic enclosure, cannot be used for oil quenching since the part to be quenched cannot be rapidly brought into contact with an oil bath outside the oven.
At the present time, an oven does not allow its user to carry out any form of quenching on a part, without prior modification of the equipment, and then to switch to an alder form of this treatment on a second part. The invention aims to remedy this drawback.
The furnace according to the invention is characterized in that the vertical enclosure is extended in its lower part and opens into an oil circulation tank, a mobile screen making it possible to eliminate or establish communication between the enclosure and the tank, all in such a way as to be able to use the oven to carry out an oil quenching.
An embodiment of the object of the invention will be described, by way of example, with reference to the appended drawing in which the only figure is a schematic view of the oven. The furnace shown is intended for the quenching of self-quenching alloy steel, high speed steel, as well as oil hardenable steel, and comprises a vertical cylindrical heating chamber 1 surrounding a tube 2 of refractory material supporting a strong thermal shock, double-walled tube 3 and 4 between which the cooling water arriving through pipe 5 and exiting through pipe 6 can circulate.
This tube, internally protected by a metal cage 7 which prevents any contact between the part to be quenched and the refractory material, is closed on the one hand at its upper part by a cover 8, on the other hand at its lower part by a screen. horizontal metal drawer 9 placed in a sealed box 10 which is fixed to the vertical tube 2 by a cable gland. The cover 8 has an orifice allowing the passage of the gas inlet duct 11, in addition it supports radiation screens 12, and it guides through a stuffing box 13 placed in its body, the rod 14 of suspension of the workpieces driven by the mechanisms 15.
When the slide screen 9 is released, it reveals under the sealed box a tube 16 extending the tube 2 and having the same characteristic as the latter, this tube 16 immersing in the circulating oil bath 17 and comprising a gas outlet 18 placed in parallel with the gas outlet 19 located at the lower end of the main tube 2. The oil circulation in the bath is ensured by the pump 20, the oil inlet pipe to the bath being surmounted by a cylindrical funnel 21 placed under the basket 22 for receiving the parts to be quenched in oil and therefore allowing the liquid to circulate vertically, under the effect of a certain speed through said basket.
Whatever the quenching mode to be carried out, the following beginnings are always found: The oven being cold and the slide screen 9 being placed in the closed position, the parts to be treated are secured to the suspension rod 14. As soon as the cover 8 is fixed to the tube 2, a low flow of protective gas is then sent into the latter via the conduit 11, which flow rate will be maintained throughout the treatment. Then the oven is started and the temperature rise, regulated by a program regulator, ensures a minimum of deformation and avoids any risk of cracking of the part to be treated.
For the quenching of self-quenching alloy steel and high speed steel, once the quenching temperature has been reached, the heating is stopped, water is introduced between walls 3 and 4 of tube 2 and to the injection of a strong current of gas.
On the other hand, in the case of oil-hardenable steel, at the end of the heating period, three operations are simultaneously triggered, placing the tubes 2 and 16 in correspondence by moving the slide screen, screen intended to cut off the radiation on the oil, start the oil pump and control the vertical descent of the parts towards the receiving basket 22. A low flow of shielding gas is maintained; in fact, by circulating from top to bottom, the gas will prevent the rise of oil vapor in the heated part of the tube. The gas which before the opening of the drawer 9 was evacuated through the pipe 19, I is now also through the pipe 18 placed at the extreme lower part of the tube 16. The big advantage of the oven which has just been described is that it allows the quenching of both self-hardening steel and oil-hardenable steel.
Compared to the oven of the main patent, the only modifications reside in the addition of a sealed box 10 extended by the tube 16 and comprising the slide screen 9, and in the introduction of a vertical movement of the parts to be treated. . But this movement, if absolutely necessary during oil quenching, is never used for all other forms of quenching. Thus the decisive improvement provided by the main patent is maintained: During the quenching of self-hardening alloy steel and high speed steel, the parts to be treated are stationary with respect to the furnace.