EP0622141A1 - Pièce de fermeture de billette composite mono- ou multifilamentaire - Google Patents

Pièce de fermeture de billette composite mono- ou multifilamentaire Download PDF

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EP0622141A1
EP0622141A1 EP94400893A EP94400893A EP0622141A1 EP 0622141 A1 EP0622141 A1 EP 0622141A1 EP 94400893 A EP94400893 A EP 94400893A EP 94400893 A EP94400893 A EP 94400893A EP 0622141 A1 EP0622141 A1 EP 0622141A1
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billet
tubular body
grooves
closure
closing
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François Peltier
Hoang Gia Ky
Mougenot Pascal
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GEC Alsthom Intermagnetics SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B22F3/1208—Containers or coating used therefor
    • B22F3/1258—Container manufacturing

Definitions

  • the present invention relates to a single or multifilament composite billet closure part.
  • the process for manufacturing monofilament or multifilament strands comprises an operation of assembling several hundred or thousands of rods (for example an alloy of niobium and titanium in a matrix of copper or nickel-copper alloy) to inside a machined cylindrical part.
  • the part is closed at its two ends by covers, or closing parts, of variable shape. These closure parts are generally fitted into the bore of the cylindrical part and welded thereto. A billet ready for spinning is thus obtained.
  • the billet thus formed must undergo an isostatic compacting operation, hot or cold, after the lids are closed by welding. Because of the radial rigidity of the closure parts, compaction of the cylindrical part is not carried out uniformly everywhere. The areas of the cylinder close to the areas of the closure parts are less compacted than the other parts of the billet and the cylindricity can be significantly affected. The product obtained after extrusion will therefore have a lack of cohesion at these locations.
  • the covers are provided with internal and external grooves allowing a radial deformation of the covers during isostatic compaction.
  • the subject of the invention is therefore a single or multifilamentary composite billet closure piece, the billet consisting of a tubular body filled with one or more cylindrical components, each end of the body tubular being closed by said closure piece which has two main faces, a first main face closing the interior of the tubular body and a second main face opposite the first, characterized in that each of the two main faces is provided with a groove closed on itself, one of the grooves surrounding the other, the depth of the grooves being such that they overlap.
  • the grooves can be circular and concentric with the axis of the tubular body when the closure piece closes off the tubular body. This facilitates their realization.
  • the grooves are advantageously straight grooves.
  • the width of the grooves and the distance separating them are preferably such that, after an isostatic compacting operation of the billet, the grooves are completely or partially filled in with the material constituting the closure part. This provides the most homogeneous compaction possible for the whole billet.
  • the closing part can be provided with a pumping tube.
  • the billet shown in Figure 1 is conventionally used for the manufacture of a multifilament strand. It is formed of hexagonal rods 1 composed of filaments of NbTi or metallic alloys embedded in a matrix of copper or other alloys or conductive metals.
  • the rods 1 are assembled in a tubular body 2 made of copper for example.
  • Each end of the tubular body 2 is closed by a flat closing part 3, 4.
  • These parts 3 and 4 fit into the bore of the tubular body 2.
  • the closing part 3 is provided with a pumping tube 5 allowing to create an air vacuum inside the billet.
  • the closing pieces are welded to the tubular body according to their joint so as to make the billet airtight.
  • the isostatic compaction has deformed certain parts of the billet as can be seen in FIG. 2.
  • the tubular body has seen its external diameter reduce somewhat except for its ends whose compaction could not be carried out because of the parts 3 and 4.
  • the central part of each closure part was also slightly depressed except for their periphery.
  • Figure 3 which is an enlarged view of a peripheral end portion of the billet, clearly shows the lack of homogeneity of the compaction at this location.
  • the rods 1 are curved and a vacuum 6 remains between the rods and the tubular body 2.
  • FIG. 4 represents the billet seen by the closure part 4.
  • the circles in dashed lines represent the internal circumference of the tubular body 2 in the central part of the billet, it is the circle 7, and in the end parts, it's circle 8.
  • a closing part 11 comprises two main faces 12 and 13.
  • the part 11 is planar and circular. It is represented in half-section.
  • the part 11 has a shoulder 14 which facilitates its fitting into the tubular body of the billet.
  • the face 13 is therefore opposite the ends of the rods.
  • the face 13 is provided with a concentric circular groove 15 and of cross section.
  • the face 12 is provided with a groove 16 similar in shape to the groove 15 but surrounded by the latter. The depth of each groove is such that the grooves overlap. There is a separating crown between them 17.
  • another closure part 21, has two main faces 22 and 23.
  • the part 21 is planar and circular. It is represented in half-section.
  • the part 21 has a shoulder 24 which facilitates its fitting into the tubular body of the billet.
  • the face 23 is therefore opposite the ends of the rods.
  • the face 23 is provided with a concentric circular groove 25 and of cross section.
  • the face 22 is provided with a groove 26 similar in shape to the groove 25 but surrounded by the latter. The depth of each groove is such that the grooves overlap. There is between them a separation crown 27.
  • the part 21 is provided axially with a hub 28 which makes it possible to create a vacuum in the billet.
  • the closure parts may be of the same metal or alloy as the tubular body or of a different nature.
  • a billet equipped with closure parts such as parts 11 and 21 allows the tubular body to deform uniformly both at the center and at its ends. This deformation makes the compaction homogeneous over the entire length of the body. It allows a better flow of products during the extrusion operation which will follow. This is shown in Figures 7 to 9.
  • Figure 8 which is an enlarged view of a peripheral end portion of the billet, clearly shows the homogeneity of the compaction at this location.
  • the rods 1 are straight and no vacuum remains between the rods and the tubular body 2.
  • the invention therefore makes it possible to obtain a better quality billet after compaction. This increases the yield overall billet after processing.
  • Another advantage lies in the fact that it is no longer necessary to carry out a retouching of machining of the tubular body, after the compacting operation, to allow extrusion. Indeed, the tubular body being compacted in a uniform manner, it can enter the extrusion container without problem.
  • closure parts having other shapes, for example with or without internal or external cone.

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Abstract

L'invention concerne une pièce de fermeture de billette composite mono- ou multifilamentaire, la billette étant constituée d'un corps tubulaire rempli de filaments métalliques, chaque extrémité du corps tubulaire étant obturée par ladite pièce de fermeture (11) qui présente deux faces principales, une première face principale (13) fermant l'intérieur du corps tubulaire et une deuxième face principale (12) opposée à la première, caractérisée en ce que chacune des deux faces principales est pourvue d'une rainure (15, 16) refermée sur elle-même, l'une des rainures entourant l'autre, la profondeur des rainures étant telle qu'elles se chevauchent.

Description

  • La présente invention concerne une pièce de fermeture de billette composite mono-ou multifilamentaire.
  • Le procédé de fabrication de brins mono-ou multifilamentaires (conducteurs supraconducteurs ou autres) comprend une opération d'assemblage de plusieurs centaines ou milliers de tiges (par exemple un alliage de niobium et de titane dans une matrice du cuivre ou en alliage nickelcuivre) à l'intérieur d'une pièce cylindrique usinée. La pièce est obturée à ses deux extrémités par des couvercles, ou pièces de fermeture, de forme variable. Ces pièces de fermeture sont généralement emboîtées dans l'alésage de la pièce cylindrique et soudées à celle-ci. On obtient ainsi une billette prête pour le filage.
  • Pour obtenir une meilleure cohésion du produit après extrusion, la billette ainsi constituée doit subir une opération de compactage isostatique, à chaud ou à froid, après la fermeture des couvercles par soudage. A cause de la rigidité radiale des pièces de fermeture, le compactage de la pièce cylindrique ne se réalise pas partout de manière uniforme. Les zones du cylindre proches des zones des pièces de fermeture sont moins compactées que les autres parties de la billette et la cylindricité peut être notablement affectée. Le produit obtenu après extrusion comportera donc un manque de cohésion à ces endroits.
  • L'invention permet de remédier à cet inconvénient. A cet effet, les couvercles sont pourvus de rainures intérieure et extérieure autorisant une déformation radiale des couvercles lors du compactage isostatique.
  • L'invention a donc pour objet une pièce de fermeture de billette composite mono-ou multifilamentaire, la billette étant constituée d'un corps tubulaire rempli d'un ou de plusieurs composants cylindriques, chaque extrémité du corps tubulaire étant obturée par ladite pièce de fermeture qui présente deux faces principales, une première face principale fermant l'intérieur du corps tubulaire et une deuxième face principale opposée à la première, caractérisée en ce que chacune des deux faces principales est pourvue d'une rainure refermée sur elle-même, l'une des rainures entourant l'autre, la profondeur des rainures étant telle qu'elles se chevauchent.
  • Les rainures peuvent être circulaires et concentriques à l'axe du corps tubulaire lorsque la pièce de fermeture obture le corps tubulaire. Ceci facilite leur réalisation.
  • Les rainures sont avantageusement des rainures droites.
  • La largeur des rainures et la distance les séparant sont de préférence telles que, après une opération de compactage isostatique de la billette, les rainures se trouvent complètement ou partiellement rebouchées par la matière constituant la pièce de fermeture. Ceci procure un compactage le plus homogène possible pour l'ensemble de la billette.
  • La pièce de fermeture peut être pourvue d'un tube de pompage.
  • L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre non limitatif, accompagnée des dessins annexés parmi lesquels :
    • la figure 1 est une vue comprenant une demi-coupe et représentant une billette multifilamentaire selon l'art connu avant l'opération de compactage isostatique,
    • les figures 2, 3 et 4 illustrent la billette représentée à la figure 1 après l'opération de compactage isostatique,
    • les figures 5 et 6 représentant des pièces de fermeture de billette selon l'invention,
    • les figures 7, 8 et 9 illustrent une billette équipée de pièces de fermeture selon l'invention, après l'opération de compactage isostatique.
  • La billette représenté à la figure 1 est classiquement utilisée pour la fabrication d'un brin multifilamentaire. Elle est formée de tiges hexagonales 1 composées de filaments de NbTi ou d'alliages métalliques noyés dans une matrice de cuivre ou d'autres alliages ou métaux conducteurs. Les tiges 1 sont assemblées dans un corps tubulaire 2 en cuivre par exemple. Chaque extrémité du corps tubulaire 2 est obturé par une pièce de fermeture plate 3, 4. Ces pièces 3 et 4 s'emboîtent dans l'alésage du corps tubulaire 2. La pièce de fermeture 3 est pourvue d'un tube de pompage 5 permettant de faire le vide d'air à l'intérieur de la billette. Les pièces de fermeture sont soudées sur le corps tubulaire selon leur joint de manière à rendre la billette hermétique.
  • Une fois que la billette est scellée, celle-ci subit une opération de compactage isostatique.
  • Avec une telle billette, le compactage du corps tubulaire sur les tiges ne se réalise pas de façon uniforme aux extrémités de la billette. La rigidité des pièces de fermeture est à l'origine de ce défaut. C'est ce que représentent les figures 2 à 4.
  • Le compactage isostatique a déformé certaines parties de la billette comme cela est visible sur la figure 2. Le corps tubulaire a vu son diamètre externe se réduire quelque peu à l'exception de ses extrémités dont le compactage n'a pu se réaliser à cause des pièces 3 et 4. La partie centrale de chaque pièce de fermeture a été également légèrement enfoncée sauf leur périphérie.
  • La figure 3, qui est une vue agrandie d'une partie d'extrémité périphérique de la billette, montre bien le manque d'homogénéité du compactage à cet endroit. Les tiges 1 sont courbées et un vide 6 subsiste entre les tiges et le corps tubulaire 2.
  • La figure 4 représente la billette vue par la pièce de fermeture 4. Les cercles en traits interrompus représentent la circonférence interne du corps tubulaire 2 dans la partie centrale de la billette, c'est le cercle 7, et dans les parties d'extrémité, c'est le cercle 8.
  • A la figure 5, une pièce de fermeture 11, selon l'invention, comporte deux faces principales 12 et 13. Dans cet exemple de réalisation, la pièce 11 est plane et circulaire. Elle est représentée en demi-coupe. La pièce 11 possède un épaulement 14 qui facilite son emboîtage dans le corps tubulaire de la billette. Lors de la fermeture de la billette, la face 13 est donc en vis-à-vis des extrémités des tiges. La face 13 est pourvue d'une rainure circulaire 15 concentrique et de section droite. La face 12 est pourvue d'une rainure 16 de forme similaire à la rainure 15 mais entourée par cette dernière. La profondeur de chaque rainure est telle que les rainures se chevauchent. Il existe entre elles une couronne de séparation 17.
  • A la figure 6, une autre pièce de fermeture 21, selon l'invention, comporte deux faces principales 22 et 23. Dans cet exemple de réalisation, la pièce 21 est plane et circulaire. Elle est représentée en demi-coupe. La pièce 21 possède un épaulement 24 qui facilite son emboîtage dans le corps tubulaire de la billette. Lors de la fermeture de la billette, la face 23 est donc en vis-à-vis des extrémités des tiges. La face 23 est pourvue d'une rainure circulaire 25 concentrique et de section droite. La face 22 est pourvue d'une rainure 26 de forme similaire à la rainure 25 mais entourée par cette dernière. La profondeur de chaque rainure est telle que les rainures se chevauchent. Il existe entre elles une couronne de séparation 27. La pièce 21 est pourvue axialement d'un queusot 28 qui permet de faire le vide d'air dans la billette.
  • Les pièces de fermeture peuvent être du même métal ou alliage que le corps tubulaire ou de nature différente.
  • Une billette équipée de pièces de fermeture telles que les pièces 11 et 21 permet au corps tubulaire de se déformer de manière uniforme tant au centre qu'à ses extrémités. Cette déformation rend le compactage homogène sur toute la longueur du corps. Elle permet un meilleur écoulement des produits lors de l'opération d'extrusion qui va suivre. C'est ce que montrent les figures 7 à 9.
  • Le compactage isostatique a déformé de manière uniforme le corps tubulaire 2 comme cela est visible sur la figure 7. Son diamètre interne s'est réduit de façon uniforme. C'est ce qu'indique le cercle 31 en traits interrompus sur la figure 9 qui représente la billette vue par la pièce de fermeture 11.
  • La figure 8, qui est une vue agrandie d'une partie d'extrémité périphérique de la billette, montre bien l'homogénéité du compactage à cet endroit. Les tiges 1 sont droites et aucun vide ne subsiste entre les tiges et le corps tubulaire 2.
  • En dimensionnant correctement les rainures, c'est-à-dire leur largeur et l'épaisseur de la couronne 17 ou 27 qui les sépare, on réalise au mieux le compactage. Il faut en effet, pour obtenir le meilleur résultat, que les pièces de fermeture puissent se comprimer radialement de la valeur voulue. D'une part la déformation des pièces de fermeture doit être suffisante pour obtenir un compactage uniforme des tiges. D'autre part il ne faut pas altérer l'étanchéité de la billette. Ceci se constate sur la figure 7 où l'on voit que les rainures 15, 16 de la pièce de fermeture 11 et 25, 26 de la pièce de fermeture 21 sont pratiquement refermées. Le léger enfoncement axial des pièces de fermeture, dû au compactage isostatique, a provoqué la fermeture des rainures 16 et 26 sur les faces principales externes 12 et 22 des pièces de fermeture. Ainsi sur la figure 9, la rainure 16 est devenue un simple trait.
  • L'invention permet donc d'obtenir après compactage une billette de meilleure qualité. Ceci augmente le rendement global de la billette après transformation. Un autre avantage réside dans le fait qu'il n'est plus nécessaire d'effectuer une retouche d'usinage du corps tubulaire, après l'opération de compactage, pour permettre l'extrusion. En effet, le corps tubulaire étant compacté de manière uniforme, il peut entrer sans problème dans le conteneur d'extrusion.
  • La description a porté sur des pièces de fermeture plates mais l'invention s'applique également à des pièces de fermeture possédant d'autres formes, par exemple avec ou sans cône interne ou externe.

Claims (5)

1 - Pièce de fermeture de billette composite mono-ou multifilamentaire, la billette étant constituée d'un corps tubulaire (2) rempli d'un ou de plusieurs composants cylindriques, chaque extrémité du corps tubulaire étant obturée par ladite pièce de fermeture (11, 21) qui présente deux faces principales, une première face principale (13, 23) fermant l'intérieur du corps tubulaire et une deuxième face principale (12, 22) opposée à la première, caractérisée en ce que chacune des deux faces principales est pourvue d'une rainure (15, 16, 25, 26) refermée sur elle-même, l'une des rainures entourant l'autre, la profondeur des rainures étant telle qu'elles se chevauchent.
2 - Pièce de fermeture selon la revendication 1, caractérisée en ce que les rainures (15, 16, 25, 26) sont circulaires et concentriques à l'axe du corps tubulaire (2) lorsque la pièce de fermeture obture le corps tubulaire.
3 - Pièce de fermeture selon la revendication 1, caractérisée en ce que les rainures (15, 16, 25, 26) sont des rainures droites.
4 - Pièce de fermeture selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la largeur des rainures et la distance les séparant sont telles que, après une opération de compactage isostatique de la billette, les rainures se trouvent complètement ou partiellement rebouchées par la matière constituant la pièce de fermeture.
5 - Pièce de fermeture selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle est pourvue d'un tube de pompage (28).
EP19940400893 1993-04-29 1994-04-26 Pièce de fermeture de billette composite mono- ou multifilamentaire Expired - Lifetime EP0622141B1 (fr)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1980000803A1 (fr) * 1978-10-26 1980-05-01 Graenges Nyby Ab Boitiers et pieces embouties servant a l'extrusion d'objets, en particulier de tubes, et procede de fabrication de tels boitiers et de telles pieces embouties
WO1988003449A1 (fr) * 1986-11-14 1988-05-19 Uddeholm Tooling Aktiebolag Procede de consolidation d'un materiau en poudre metallique et piece forgee produite par ce procede
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GB2257161A (en) * 1991-06-25 1993-01-06 Shell Int Research Process of forming a metal article.

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FI941953A (fi) 1994-10-30
FR2704465B1 (fr) 1995-06-23
FR2704465A1 (fr) 1994-11-04
EP0622141B1 (fr) 1998-03-25
FI941953A0 (fi) 1994-04-27
DE69409150T2 (de) 1998-07-16
DE69409150D1 (de) 1998-04-30
FI100865B (fi) 1998-03-13

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