EP0737755B1 - Procédé de traitement thermique et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents

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EP0737755B1
EP0737755B1 EP19960105715 EP96105715A EP0737755B1 EP 0737755 B1 EP0737755 B1 EP 0737755B1 EP 19960105715 EP19960105715 EP 19960105715 EP 96105715 A EP96105715 A EP 96105715A EP 0737755 B1 EP0737755 B1 EP 0737755B1
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EP
European Patent Office
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furnace
speed
pieces
treatment
charges
Prior art date
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Revoked
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EP19960105715
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German (de)
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EP0737755A1 (fr
Inventor
Jean-Marie Hertzog
Thierry Spérisen
Michel Voutat
Daniel Zimmermann
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Patherm SA
Original Assignee
Patherm SA
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Publication date
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0006—Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces
    • C21D9/0018—Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces for charging, discharging or manipulation of charge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0056—Furnaces through which the charge is moved in a horizontal straight path
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0062—Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
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    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0006—Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces
    • C21D9/0025—Supports; Baskets; Containers; Covers

Definitions

  • the present invention relates to a method of heat treatment of parts, in particular of small dimensions, according to the preamble of claim 1, thus than an installation for implementing this process.
  • Conventional heat treatment facilities include one or more several ovens which are associated with at least one quenching cell, these elements cooperating with means of transport allowing the movement of the parts to treat between the oven (s) and the cell.
  • the ovens are maintained at relatively heating temperatures capable of handling the parts which must, for this purpose, remain in the ovens for a certain period of time in order to reach the temperature of desired treatment.
  • Gas quenching as it has been implemented to date, is generally limited in its application to highly alloyed or so-called steels "self-soaking".
  • quenching in a liquid medium requires setting up work of washing parts after treatment, which increases considerably the cost of treatment per piece.
  • standards anti-pollution require the use of equipment for cleaning pollution from washing baths and require strict observance of limits as to the proportion and nature of the products rejected, which, we understand, further complicates the exploitation of this type quenching.
  • Liquid quenching heat treatment facilities which have been for currently offered for the treatment of small parts, are installations known as parade, that is to say in which the displacement of the parts in the furnace of processing occurs in an essentially horizontal plane. In these facilities, quenching takes place by dropping the pieces into the quenching bath, at the outlet of the oven, under the effect of gravity.
  • conventional parade processing facilities include one or more several watertight airlocks at the inlet and outlet of the oven, and at the inlet and outlet of the cell.
  • the gas heats up in crossing the bed of rooms, so that there are levels of parts subject to different quenching conditions, i.e. which are in contact with a gas whose temperature has increased. Furthermore, it can be seen that the turbulence in the parts bed cannot be maintained only on the first few levels.
  • thermochemical treatment for all types of treatment whether for austenitization under nitrogen, austenitization under gas from synthesis, austenitization under equilibrium potential, carburizing, carbonitriding or for nitrocarburization.
  • process gases can be flammable.
  • thermochemical treatment requires a draconian regulation of the treatment atmosphere.
  • the quality of the treatment thermochemical is therefore a direct function of the precision and stability of characteristics of this atmosphere which cannot undergo significant variations. However, transfers of parts between the oven and the outside may cause such disturbances.
  • thermal treatment installation and the implementation of a specific process must meet the requirements of any industrial installation, namely, technological simplicity, profitability, reliability, in particular for hot working mechanics, safety, and finally a manufacturing and maintenance with the lowest possible costs.
  • the present invention aims to provide an installation and a heat treatment process which allow the treatment of small parts, without limitation of their material, and which avoids the problems and obstacles mentioned above while meeting all the requirements criteria raised.
  • the method includes processing thermochemical under controlled atmosphere in the furnace, in particular a austenitization, carburizing, carbonitriding or nitrocarburizing, oven inlet region being preceded by an unheated inlet channel, communicating with the oven and provided with a first door, and the region of exit from the oven being followed by an unheated outlet channel, communicating with the oven and provided a second door.
  • thermochemical under controlled atmosphere in the furnace in particular a austenitization, carburizing, carbonitriding or nitrocarburizing
  • oven inlet region being preceded by an unheated inlet channel, communicating with the oven and provided with a first door, and the region of exit from the oven being followed by an unheated outlet channel, communicating with the oven and provided a second door.
  • This heat treatment facility which is identified by the general reference 1 includes, in this exemplary embodiment, a furnace 2 in the longitudinal axis which has a gas quenching cell 4.
  • the invention is not limited to an installation having only one oven and only one cell, but it also applies to installations with several ovens and multiple cells, with combinations chosen numbers for these two elements.
  • the oven 2 is constituted by a carcass thermally insulating 2a which defines an enclosure or treatment cavity 2b inside which are arranged a plurality of heating elements 2c, one of which only one has been referenced here.
  • the heating elements 2c are constituted, by example, by a set of electrical resistors capable of heating the enclosure 2b by convection and / or by radiation and to bring this enclosure to selected processing temperatures. These resistances are conventionally connected to a power supply unit programmable electric, not shown.
  • the processing temperatures used are common, and are chosen from the conventional ranges of temperatures used in treatment processes thermal of metal parts.
  • Oven 2 is open at both ends by openings 2d and 2e, formed in the carcass 2a and respectively forming an entrance opening and a oven outlet opening 2. These openings have a width referenced LO ( Figure 2).
  • the second region, referenced R2, which is contiguous to the first region R1, and which is arranged downstream of this constitutes, in the enclosure 2b of the furnace 2, the longer region. It is indeed this which is intended to heat the rooms to treat up to the selected treatment temperature.
  • the third characteristic region, referenced R3, which is contiguous to the second region R2, and which is likewise arranged downstream thereof, is called exit region since it is from this third region as parts being processed will be moved out of the oven, until the gas quenching cell 4.
  • installation 1 has a first channel or tunnel called input C1, extending from input E of the installation to the opening 2d of the oven 2.
  • Installation 1 has a second channel or tunnel said outlet C2, extending from the outlet opening 2e from oven 2 to an intermediate zone Z provided between the outlet of the oven 2 and the inlet of the cell 4.
  • the two channels or tunnels C1 and C2 which are fixed from tightly sealed to the carcass 2a of the oven 2, are thermally insulated and unheated. They communicate respectively with the regions R1 and R3 of the enclosure 2b from the oven 2.
  • the two channels C1 and C2 present respectively lengths K1 and K2.
  • the length K2 is chosen at less equal to the width LO of the openings 2d and 2e (the representation in the figure not being to scale).
  • the C1 channel is provided with a door not watertight P1, while the channel C2 is provided at its outlet of a non-watertight door P2 of the same type.
  • doors P1 and P2 can be controlled in opening and closing (here by pivot) independently.
  • Installation 1 at the exit door P2 also includes means for isolating the atmosphere prevailing in the oven 2, vis-à-vis of the atmosphere of the quenching cell 4, these means being made by creating a protective screen, here not shown, obtained, according to a first variant, by combustion of process gas or another of gas.
  • a protective screen here not shown, obtained, according to a first variant, by combustion of process gas or another of gas.
  • Ve pilot light it is provided at the door of P2 outlet of oven 2 a Ve pilot light allowing ignite the process gas in a controlled manner in this region.
  • This protective screen can also be obtained, according to a second variant, by establishing a inert gas curtain (not shown) projected by a nozzle B, in the same region.
  • the protective screen is formed when the door P2 is open, but also when it is closed, because this door is not waterproof, it leaves a space open by where the process gas can be ignited, on contact with air, through pilot, if gas is flammable. If he is not flammable, the overpressure of oven 2 allows create the gas curtain.
  • the screen protection ensures the seal between the oven 2 and the air ambient and avoids the destabilization of the atmosphere of the oven 2. This prevents the gas from oven 2 from being driven in the quenching cell 4.
  • channels C1 and C2 and the mounting of non-watertight doors P1 and P2 to the free end of these channels keep the source away potential for disturbance of the furnace 2 atmosphere and thereby contributes to improving the stability of prevailing thermochemical processing characteristics inside the oven 2.
  • the quenching cell 4 is provided at its entry and exit from two watertight doors or not waterproof P3 and P4.
  • This quenching cell 4 includes a device turbulence generator, not shown, formed by a wind box or propeller. Gas speed and flow are also provided by fans, similarly not represented.
  • the fluid used in this cell to ensure the quenching operation is designated in as being a gas, but we will specify that a two-phase medium can be used, i.e. a mixture formed of a gas and a liquid of another nature, in pulverized form, in droplets.
  • the means of transport T are formed (FIG. 2) by example by a strip system constituting several independent training devices, here number of four, respectively referenced DE1, DE2, DE3 and DE4. These four independent devices are placed in installation 1, one in line with the other, at a short distance, on the same level, and they form, in this installation, the movement plan of rooms.
  • the first DE1 training device that extends from the entrance E of the installation, up to the first region R1 of oven 2, through channel C1 and the 2d inlet opening of the oven, is intended to receive the parts to be treated after they have been installed by a conventional supply device, not shown here.
  • This first drive device DE1 is also intended for ensure rapid introduction of batches of parts to be treated beyond gate P1 and, as in the example shown, even in oven 2, and more particularly up to the first region R1.
  • the second DE2 drive device extends in the central region R2 of enclosure 2b, on the most of this enclosure, leaving however a sufficient space between the end of DE2 and the end of the R3 region.
  • the third DE3 drive device extends from a terminal part of the R2 region, it crosses the R3 region and it enters the outlet opening of the oven referenced 2e, in the vicinity of channel C2.
  • the fourth device DE4 extends, from a part, from channel C2 to exit S of the installation, and on the other hand, through the area of transition Z and the quenching cell 4 which it crosses from side to side.
  • each device DE1 to DE4 drive includes for example a band of flexible transport, driven and supported in rotation by one or more drive rollers R, only one being here referenced.
  • the four drive devices DE1 to DE4, and more particularly their bands b1 to b4, as well as the furnace 2 and quench cell 4 form, extending on the same longitudinal axis, a processing line linear LT.
  • the installation 1 according to the invention can therefore be qualified as a parade installation, oven 2 being a passage oven.
  • rollers R which support the bands b1 to b4 are pivotally mounted in bearings (not referenced) including some are fixed to the carcass 2a of the oven 2, the others being supported by conventional support benches, not represented.
  • the bands b1, b2, b3 and b4 are respectively associated with independent motors M1, M2, M3 and M4.
  • Motors M1 to M4 are electric motors of classic construction and therefore will not described here in more detail. We will mention simply that the drive between each engine and one rollers of the four drive devices DE1 to DE4 is done by mechanical means, such as by example a chain 6 (only one being referenced) engaged on two toothed pinions integral in rotation motor and motor roller respectively correspondent ensuring the training of the band.
  • mechanical means such as by example a chain 6 (only one being referenced) engaged on two toothed pinions integral in rotation motor and motor roller respectively correspondent ensuring the training of the band.
  • the four motors M1 to M4 are all connected, by example, electrically to a control unit electric UC, constituted, in this example, by a programmable robot. So these motors can be independently controlled at rotational speeds different to allow the actuation of the four training devices DE1 to DE4 at levels of different speeds, according to operating sequences chosen.
  • rollers 18 are rotatably mounted in bearings 18 (two being referenced), for example ball bearings, fixedly engaged in the carcass 2a of the oven 2, and in particular in its side walls, not referenced.
  • the other rollers of the devices DE1 to DE4 which do not are not supported by the carcass 2a of the oven 2, are free mounted in rotation in support benches conventional, not shown.
  • volume V The other dimensions of volume V are given here ( Figures 1 and 3) by the size of the sides of this volume, quantities referenced L1 (width) and L2 respectively (length).
  • L1 width
  • L2 length
  • a height H at minus twice as small as the quantities L1 and L2.
  • the height H is equal to about 200 mm, while the width L1 and length L2 are equal to about 400 mm to 800 mm each.
  • This particular dimensioning of the load volume allows all the parts of a load to be crossed, during subsequent quenching by a gas flow, a two-phase mixture or by a liquid whose characteristics do not vary or little for the different levels of parts within the load.
  • the outlet and the inlet of the furnace 2 that is to say the inlet and outlet openings 2d and 2e of the carcass 2 and, in this example, the outwardly opening openings of the channels C1 and C2 have a height h of the order of the height of the batches of parts, with the ready spaces necessary for the passage of the conveyor belts and for the introduction of the baskets into the openings.
  • each load C is placed at the input E of installation, on the end of the first device DE1 drive.
  • the device DE1 drive is operated to allow charging C thus dimensioned and set up to be introduced quickly in oven 2, to the first region R1.
  • Load C therefore passes gate P1, then it passes through channel C1 and the 2d inlet opening of the carcass 2a at a first speed level V1 for example of the order of 250 to 400 cm / min. We then close the door P1 to minimize contamination of the furnace atmosphere and limit gas consumption.
  • the length of the strip b1 is not not shown to scale in Figures 1 and 2 because it must allow the load C to take an acceleration sufficient to reach the insertion speed V1.
  • this speed V1 may likewise not be constant. It can vary around the value V1, if the device DE1 suffers between input E and the region R1 accelerations or decelerations. That's the reason for which reference is made here to "levels" of speed. This remark generally applies to the pace of the other speeds characteristic of the installation, referenced V2 and V3.
  • This second level speed characteristic is for example equal to about 50 to 100 cm / min.
  • the second device is controlled DE2 drive so that it takes speed V2 via a appropriate M2 motor supply, under control of the central control unit UC.
  • the charge C therefore goes be moved at speed V2 but now by the second DE2 drive device over the entire strip length b2.
  • the latter is controlled via its motor M3, so that it also takes the speed level V2, and that it can receive charge C.
  • Charge C is therefore displaced throughout the region R2 of oven 2 at speed level V2, speed at which the parts load C 22 undergoes processing temperature chosen.
  • the door P2 of the oven outlet is opened and the door P3 of the quenching cell is opened.
  • control of the motors M1 to M4 aux specific diets to achieve the levels of speeds V1 to V3 is controlled by the central unit of UC command which in this installation constitutes means for regulating the speed of the devices DE1 to DE4, in order to reach the levels differentiated speeds V1 to V3.
  • the installation shown in these figures does not differ of the installation previously described that in that the means of transport T no longer have four, but three drive devices DE1, DE2 and DE3 '.
  • the first two training devices DE1 and DE2 as well that the other components of this installation are identical to those described above.
  • the DE3 'drive device which is the same controlled by the central unit UC via the motor M3 'extends, like the two devices DE3 and DE4 of the first mode of realization that it replaces, from the terminal part of the R2 region and it crosses the R3 region, the opening of outlet of oven 2e, outlet channel C2 and the transition Z to reach quench cell 4.
  • the drive device DE3 ' also passes through the quenching cell 4 and leads to the exits.
  • This second installation operates according to identical or similar sequences S1, S2 and S3 and with same speed levels V1, V2 and V3.
  • the movement of batches of loads C to the end of the two devices DE1 and DE2 is obtained by piloting of the UC control unit which orders acceleration, deceleration and possibly stopping motors M1 to M3 'accordingly.
  • doors P2 and P3 are then open and the device DE3 'is brought to speed V3 so that the load is quickly transported to the quench cell 4.
  • Door P2 is immediately closed as soon as the load leaves channel C2 and gate P3 is closed when the load C is entirely in the quench cell 4.
  • the second DE2 drive device has a length LD2 which is a multiple of the length L2 of the loads, apart from the gaps left between the charges.
  • the installation operates in three sequences features with fast insertion speed V1, a slower processing speed V2 (V1> V2) and a output speed to the very fast quench cell V3 which is at least greater than V2 (V3> V2) and which can be also greater than V1 (V3> V1> V2).
  • the installations according to the invention can also be provided with mechanical stops housed at least in part in the enclosure 2b of the oven 2 and which can be controlled from the outside, for example by the control unit UC, to position itself at the end, for example, of the first two drive devices DE1 and DE2 or at the end of the three devices DE1 to DE3 'for stop the loads at the end of these devices by positions defined on the LT processing line.
  • a such stop can be constituted for example by a cleat mounted swivel or by a linear displacement finger actuated by cylinder and capable of projecting the end of the bands b1, b2 and possibly b3 'or between two rollers.
  • processing in load of small parts described in conjunction with the above sequences also applies to quenching in liquid medium.
  • the installation shown in Figure 7 includes a quenching cell 4 'which comprises a tank 30 containing a liquid medium M such as water, a mixture of polymers, oil or molten salts. Bac 30 is partially positioned under a sealed transfer lock 32 which is integral with the carcass 2a and which is immersed in the middle M.
  • a quenching cell 4 ' which comprises a tank 30 containing a liquid medium M such as water, a mixture of polymers, oil or molten salts.
  • Bac 30 is partially positioned under a sealed transfer lock 32 which is integral with the carcass 2a and which is immersed in the middle M.
  • the airlock 32 has a door P5 which can be actuated by a jack 34.
  • an elevator 36 which includes a support 38 capable of receiving the load at the end of the third drive device DE3 '.
  • rollers 40 linked between them by a chain or any other means drive, not shown.
  • Rollers 40 can come in the plane of the last drive device DE3 'and they are associated on a first side with a wheel or a drive roller 42 which is intended to come to the contact, either from another wheel, or from a roller or the free end of the strip to be driven in rotation by the drive device DE3 '.
  • This wheel or roller 42 being linked by a chain or any other means the rollers 40, it ensures the rotational drive of rollers 40 when the support 32 is in position high as shown in Figure 7.
  • the elevator 36 descends this support 38 and the load C in the tank 30 for tempering (arrow B in the figure).
  • the elevator then moves laterally to the right (arrow L) then it goes up the support 38, and the load C to the open air (arrow R) so that the load C can be recovery, either by a lifting device or by a DES external training device also formed a group of rollers or a band b5.
  • the elevator 36 is therefore one of the means of transport T of the loads C in the installation, the LT processing line extending in several orthogonal directions.
  • Retractable mechanical stops can be provided on each side of the support 38 for ensure the precise positioning of the load on this support.
  • stops can be constituted for example by vertical plates which are, on the one hand, mounted from on either side of the support 38 on springs of compression keeping them in the up position and which are, on the other hand, associated with control members, such than a finger or an orthogonal plate, which can take support under rollers or device strip DE3 'and DE5, during climb movements of elevator 36, in order to control the lowering of the corresponding stop plate and allow passage of load.
  • stops can, according to yet another mode of achievement, be constituted by the organs which support the wheels 42 and 44 on either side of the support 38 if these members are rotatably mounted on this support and can be released by the action of an element elastic when the wheels 42 and 44 are not at contact of DE3 'and DES drive devices, such as shown in broken lines in Figure 7, at right of support 38.
  • the constitution of the parts to be treated in loads with dimensions such as height H of this load is chosen to be significantly lower than other dimensions of the volume, allows, as for tempering gas, not to force the flow to cross a height too important in order to obtain conditions of homogeneous quenching for parts located upstream and downstream with respect to the direction of circulation of the liquid in avoiding a rise in temperature of the quenching liquid at the passage between these levels.
  • the fact of constituting the parts as charges and transport the parts well through the oven allows these charges to be recovered on an elevator for introduce into the quenching medium, by a movement vertical descent orthogonal to linear displacement in the oven, at the same speed determined for all rooms.
  • Liquid quench medium can be agitated conventional by imposing on the fluid a movement according to an identical or opposite direction to that of the load.
  • This advantageous characteristic makes it possible to limit the deformations of parts and it makes it possible to avoid any risk of injury to parts when inserted in the quench medium.
  • this installation includes means of regulation formed by the associated control unit UC to training devices DE1 to DE4 to control them at speed levels such as batches of parts enter and exit the oven at speeds above speed level V2 at which the batches are moved in the oven, during processing.
  • batch processing of small parts and the division of means of transport into several drive devices along the line of processing allows to separate operations introduction of the batches into the oven and extraction of lots of the oven, so that only one of the doors P1 or P2 has need to be open.
  • the pilot control unit UC the drive devices and their motor such so the adjacent ends of these devices are driven at the same speed when transferring each charge from one device to another so that load baskets C pass from the previous device to the next device without excessive sliding between their bottom and, for example, the two bands that support them during the overlapping of the bottom of these baskets and adjacent bands.
  • This steering of training devices to the same pace over a given period i.e. at the same speed level or according to the same acceleration after a load stop ensures load transfer from one device to another without speed variation between baskets that carry loads and bands or rollers that drive them.

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Description

La présente invention concerne un procédé de traitement thermique de pièces, en particulier de petites dimensions, selon la préambule de la revendication 1, ainsi qu'une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Les installations de traitement thermique classiques comportent un ou plusieurs fours qui sont associés à au moins une cellule de trempe, ces éléments coopérant avec des moyens de transport permettant le déplacement des pièces à traiter entre le ou les fours et la cellule.
Les fours sont maintenus à des températures de chauffage relativement élevées, capables d'assurer le traitement des pièces qui doivent, à cet effet, demeurer dans les fours pendant un certain laps de temps afin d'atteindre la température de traitement souhaitée.
En ce qui concerne la trempe subséquente, il existe deux grandes familles qualifiées respectivement de trempe au gaz et de trempe liquide, du fait des milieux utilisés pour assurer le refroidissement rapide des pièces.
La trempe au gaz, telle qu'elle a été jusqu'à ce jour mise en oeuvre, est généralement limitée dans son application aux aciers fortement alliés ou dits "autotrempants".
A contrario, les aciers courants, tels que les aciers de construction, les aciers de carbonitruration ou les aciers de roulement doivent être trempés dans des milieux liquides, constitués par exemple par de l'eau, des polymères, de l'huile ou des sels fondus, et ce afin d'obtenir des vitesses de trempe nettement plus élevées.
Or, on a pu constater que lorsque les pièces traitées subissent une trempe en milieu liquide, elles sont soumises à un choc thermique important, et le phénomène de refroidissement se produit de façon non homogène en raison notamment de l'apparition de gaines de caléfaction dues à l'ébullition du liquide. En outre, ces gaines apparaissent à la surface des pièces trempées, ce qui modifie les coefficients de transfert de chaleur entre les pièces et le milieu, et ce qui fait naítre des déformations ou des distorsions des pièces, en particulier si elles sont peu massives et si elles présentent des formes amincies, comme c'est généralement le cas des pièces de petites dimensions.
On comprend donc que la trempe en milieu liquide est difficilement applicable au traitement thermique des petites pièces, présentant généralement des formes complexes, dont la stabilité géométrique, que ce soit en forme ou en dimension, doit être assurée si l'on veut éviter les opérations ultérieures de reprise, telles que l'usinage.
En outre, il faut noter que la trempe en milieu liquide nécessite la mise en oeuvre d'opérations de lavage des pièces après traitement, ce qui augmente considérablement le coût de revient du traitement par pièce. Par ailleurs, les normes antipollution imposent l'utilisation d'équipements de dépollution des bains de lavage et exigent l'observation stricte de limites quant à la proportion et à la nature des produits rejetés, ce qui, on le comprend, complique encore davantage l'exploitation de ce type de trempe.
Les installations de traitement thermique à trempe liquide qui ont été pour l'instant proposées pour le traitement de petites pièces, sont des installations dites au défilé, c'est-à-dire dans lesquelles le déplacement des pièces dans le four de traitement se produit dans un plan essentiellement horizontal. Dans ces installations, la trempe s'effectue par la chute des pièces dans le bain de trempe, à la sortie du four, sous l'effet de la pesanteur.
On connaít par ailleurs une alternative à la trempe en milieu liquide, qui est la trempe au gaz, appliquée spécifiquement aux aciers moyennement ou faiblement alliés. Ce type de trempe se caractérise par l'utilisation de pressions de gaz qui peuvent être supérieures à 15 bars. Cependant, l'utilisation de pressions élevées ne peut se justifier que pour la trempe de pièces ayant une très haute valeur ajoutée ou pour des pièces très massives, par exemple des outillages, et ce de nouveau à cause des coûts importants d'exploitation.
On comprend donc qu'il n'existe aujourd'hui aucune solution technologique économique et rationnelle permettant la trempe de pièces de petites dimensions, puisque toutes les solutions énumérées ci-dessus présentent des inconvénients ayant pour conséquence une mise en oeuvre, soit incompatible, soit trop onéreuse.
On peut en effet constater que, pour des pièces de petites dimensions, l'application, par analogie, des conditions de trempe en milieu liquide aux conditions de la trempe au gaz ne peut se faire sans une adaptation appropriée des installations et des procédés puisque, notamment dans le cas du traitement au défilé, il est inconcevable avec une cellule de trempe au gaz de laisser chuter les pièces dans la cellule, en sortie de four, puisque le milieu de trempe n'est pas capable de freiner la chute des pièces.
Celles-ci pourraient donc se blesser ou se déformer, ce qui rendrait ce type de traitement thermique inapplicable.
En outre, si pour le traitement de pièces de petites dimensions, l'on souhaite effectivement concevoir un procédé et une installation de traitement thermique au défilé avec une cellule de trempe au gaz, on se heurte aux obstacles suivants.
En effet, l'objectif étant d'obtenir une trempe brutale, pour l'application à tous les types d'aciers, les moyens de transport classiques ne s'avèrent plus adaptés puisqu'ils sont sources de pertes de chaleur non négligeables entre la sortie du four et l'entrée dans la cellule de trempe.
On pourrait bien évidemment augmenter la température régnant à l'intérieur du four de façon correspondante, mais cette mesure aurait pour conséquence une augmentation beaucoup trop importante de la taille de grain du matériau, altération qui, comme on le sait, a pour effet d'affaiblir très sérieusement les propriétés mécaniques finales de la ou des pièces traitées.
En outre, les installations classiques de traitement au défilé comportent un ou plusieurs sas étanches à l'entrée et à la sortie du four, et à l'entrée et à la sortie de la cellule.
Or, les opérations d'ouverture d'un sas étanche à la sortie du four et d'ouverture d'un sas étanche à l'entrée de la cellule de trempe, lors du transfert des pièces, provoquent un refroidissement de l'enceinte du four et entraínent par conséquent de nouveau un abaissement de la température du four et des pièces contenues dans celui-ci.
De plus, la présence de gaz dans la cellule de trempe, que ce soit sous forme pure ou sous forme de mélange, amène des risques importants d'explosion du fait de l'incompatibilité entre les deux milieux, respectivement du four et de la cellule.
Ainsi, alors que l'on cherche, d'un côté, à éviter la mise en place d'une mécanisation trop lourde dans la construction des sas de fermeture, pour assurer le transfert des pièces du four vers la cellule sans perte de température dans des zones de transition, on constate que l'on doit, d'un autre côté, éviter à tout prix l'interaction entre les deux milieux, respectivement du four et de la cellule, d'une part pour ne pas provoquer de refroidissement du four, et, d'autre part, pour réduire les risques d'une explosion sur le site d'exploitation.
A cela s'ajoutent les inconvénients inhérents à la trempe au gaz pour laquelle, par opposition à la trempe en milieu liquide, la capacité d'échange calorifique est très faible. Cette capacité calorifique qui n'est rien d'autre que la capacité du gaz à absorber la chaleur contenue dans les pièces à traiter, tient une place importante dans la qualité de la trempe, car c'est aussi cette caractéristique d'absorption qui conditionne très fortement la vitesse de trempe.
Pour cette raison, on doit reconnaítre que la mise en oeuvre des installations classiques de traitement thermique avec trempe au gaz n'est pas optimale dans toutes les conditions. Ainsi, pour les pièces dont la massivité est élevée ou pour les pièces élaborées dans des aciers qui requièrent des vitesses de refroidissement telles que la trempe au gaz ne peut pas conférer aux pièces trempées la dureté finale souhaitée, il peut s'avérer souhaitable d'utiliser une installation dont la trempe s'effectue dans des milieux liquides.
On a pu déterminer que pour accroítre cette capacité calorifique dans le cas de la trempe au gaz, c'est-à-dire cet échange thermique, trois conditions devaient être réunies, à savoir la présence d'un gaz froid avant l'opération de trempe, un débit de gaz important et un régime turbulent du flux de gaz dans la cellule.
Or, si les pièces se présentent sous forme d'un lit, le gaz s'échauffe en traversant le lit de pièces, si bien qu'il existe à l'intérieur de ce lit des niveaux de pièces soumis à des conditions de trempe différentes, c'est-à-dire qui sont en contact avec un gaz dont la température s'est accrue. En outre, on peut constater que la présence d'une turbulence au sein du lit de pièces ne peut être maintenue uniquement que sur les quelques premiers niveaux.
A tout cela s'ajoute, dans les installations avec trempe au gaz, une autre condition qui est la stabilité de l'atmosphère contrôlée à l'intérieur du four, afin de maintenir une qualité de traitement thermochimique constante, pour tous les types de traitement que ce soit pour l'austénitisation sous azote, l'austénitisation sous gaz de synthèse, l'austénitisation sous potentiel d'équilibre, la cémentation, la carbonitruration ou encore pour la nitrocarburation. Ces gaz de traitement peuvent être inflammables.
On sait que tous ces types de traitement thermochimique requièrent une régulation draconienne de l'atmosphère de traitement. La qualité du traitement thermochimique est donc directement fonction de la précision et de la stabilité des caractéristiques de cette atmosphère qui ne peut pas subir de variations importantes. Or, les transferts de pièces entre le four et l'extérieur risquent de provoquer de telles perturbations.
Enfin, on notera que la construction d'une installation de traitement thermique et la mise en oeuvre d'un procédé spécifique doivent répondre aux exigences de toute installation industrielle, à savoir, la simplicité technologique, la rentabilité, la fiabilité, en particulier pour des mécaniques travaillant à chaud, la sécurité, et enfin une fabrication et une maintenance présentant des coûts les plus faibles possible.
La demande internationale WO 94/09164, à laquelle correspond le préambule des revendications 1 et 6, décrit un procédé de traitement thermique de petites pièces métalliques dans une installation comprenant successivement une zone de préchauffage, un four équipé de brûleurs, un sas et une cellule de trempe à l'air froid. Les pièces à traiter sont déposées directement sur un convoyeur à rouleaux qui est subdivisé en trois sections fonctionnant à des vitesses respectives différentes. Une première section à vitesse prédéterminée en fonction de l'épaisseur des pièces transporte celles-ci à travers un canal de préchauffage à air chaud et une région d'entrée du four. Une deuxième section transporte les pièces à travers la région la plus chaude du four, à une vitesse plus élevée pour prévenir les processus de carburation ou de décarburation, puis une troisième section les transporte à une vitesse encore plus élevée pour leur faire traverser le sas de sortie et la cellule de trempe. On conçoit que ces augmentations graduelles de la vitesse de transport ont pour effet d'espacer les pièces sur le train de rouleaux, mais peuvent nécessiter d'allonger les parties finales de l'installation, en particulier la cellule de trempe. Par ailleurs une telle installation ne permet pas un traitement sous une atmosphère comprenant des gaz inflammables.
Dans le brevet DE 31 50 576 C1, il est prévu de faire passer des petites pièces métalliques à travers un four de traitement thermique en disposant ces pièces dans des récipients qui sont rangés en une file sur des rouleaux, la file de récipients étant avancée pas à pas chaque fois que le récipient situé à la fin d'une région initiale du four a atteint une température prédéterminée. Ainsi, tous les récipients avancent ensemble et il n'y a pas de différences de vitesses le long de la ligne de traitement. En outre il n'est pas prévu de cellule de trempe dans cette ligne de traitement. D'ailleurs les moyens de transport décrits seraient incapables de transférer rapidement les pièces du four à une cellule de trempe.
Ainsi la présente invention a-t-elle pour but de fournir une installation et un procédé de traitement thermique qui permettent le traitement de petites pièces, sans limitation de leur matériau, et qui évite les problèmes et les obstacles mentionnés ci-dessus tout en répondant à tous les critères d'exigences soulevés.
A cet effet, l'invention concerne un procédé de traitement thermique de pièces, notamment de petites dimensions, sur une ligne de traitement comportant au moins un four, une cellule de trempe et des moyens de transport successifs permettant de déplacer les pièces à l'intérieur du four et de la cellule de trempe, ainsi qu'entre le four et la cellule de trempe, de sorte que les pièces se déplacent le long de la ligne de traitement localement à des vitesses différentes qui comprennent un premier niveau de vitesse pour introduire les pièces dans une région d'entrée du four, où lesdites pièces sont portées à la ou aux températures de traitement, un deuxième niveau de vitesse pour déplacer les pièces dans une région centrale du four et un troisième niveau de vitesse pour déplacer les pièces d'une région de sortie du four à la cellule de trempe, le troisième niveau de vitesse étant supérieur au deuxième pour assurer un transport rapide des charges entre le four et la cellule de trempe, caractérisé en ce que :
  • on dispose les pièces en charges individuelles, dans des bacs ou paniers, pour constituer des lots distincts formant un volume de pièces dont la hauteur est choisie nettement inférieure aux autres dimensions dudit volume,
  • on utilise un premier moyen de transport à vitesse variable pour introduire les charges individuelles dans la région d'entrée du four, le premier niveau de vitesse étant choisi pour assurer une introduction rapide des charges dans le four,
  • on utilise un deuxième moyen de transport pour déplacer les charges dans la région centrale du four, le deuxième niveau de vitesse étant inférieur au premier,
  • on utilise au moins un troisième moyen de transport à vitesse variable pour déplacer les charges de la région de sortie du four en direction de la cellule de trempe, et on pilote lesdits moyens de transport de sorte que, pour le passage d'une charge du premier moyen de transport au deuxième, on diminue la vitesse du premier jusqu'au niveau de vitesse du deuxième et, pour le passage d'une charge du deuxième moyen de transport au troisième, on diminue la vitesse du troisième jusqu'au niveau de vitesse du deuxième.
Dans une forme d'exécution préférée, le procédé comprend un traitement thermochimique sous atmosphère contrôlée dans le four, notamment une austénitisation, une cémentation, une carbonitruration ou une nitrocarburation, la région d'entrée du four étant précédée d'un canal d'entrée non chauffé, communiquant avec le four et muni d'une première porte, et la région de sortie du four étant suivie d'un canal de sortie non chauffé, communiquant avec le four et muni d'une deuxième porte. Pour effectuer le passage d'une charge du premier moyen de transport au deuxième et le passage d'une charge du deuxième moyen de transport au troisième, on pilote les trois moyens de transport au deuxième niveau de vitesse sans qu'aucune desdites portes soit ouverte. En outre, on peut effectuer les opérations d'introduction des charges dans le four et d'extraction des charges du four de telle sorte qu'une seule desdites portes soit ouverte.
L'invention concerne également une installation de traitement thermique pour la mise en oeuvre de ce procédé comportant:
  • au moins un four de traitement capable de porter les pièces à traiter à des températures de traitement,
  • au moins une cellule de trempe disposée en aval du four, ce four et cette cellule formant une ligne de traitement, et
  • des moyens de transport permettant de déplacement lesdites pièces le long de la ligne de traitement localement à des vitesses différentes,
   l'installation étant caractérisée en ce qu'elle est prévue pour traiter un ensemble de bacs ou paniers agencés pour recevoir les pièces à traiter et les regrouper en charges individuelles pour constituer des lots distincts formant un volume V de pièces dont la hauteur H est nettement inférieure aux autres dimensions du volume,
  • en ce que lesdits moyens de transport comprennent au moins trois dispositifs d'entraínement successifs qui sont être pilotés individuellement, par des moyens de régulation, à au moins trois vitesses respectives d'entrée, de traitement et de sortie pour diviser la ligne de traitement en secteurs assurant localement, sur cette ligne, un déplacement des bacs ou paniers à des niveaux de vitesses différents, le premier dispositif d'entraínement s'étendant jusqu'à une région d'entrée du four, le deuxième dispositif d'entraínement s'étendant dans une région centrale du four et le troisième dispositif d'entraínement s'étendant à partir d'une région de sortie du four en direction de la cellule de trempe,
  • et en ce que les premier et troisième dispositifs d'entraínement sont à vitesses variables, leur permettant de fonctionner tantôt au même niveau de vitesse que le deuxième dispositif d'entraínement, tantôt à des niveaux de vitesse respectifs plus élevés.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront à la lecture de la description détaillée qui suit, faite en référence aux dessins annexés qui sont donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels :
  • La figure 1 est une vue de côté d'une installation de traitement thermique selon un premier mode de réalisation de l'invention, cette installation étant représentée ici de façon très schématique, avec un diagramme de vitesse de déplacement des charges,
  • la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de l'installation de la figure 1, représentant essentiellement des dispositifs d'entraínement à bandes de cette installation,
  • la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 mais représentant des dispositifs d'entraínement formés de groupes de rouleaux,
  • la figure 4 est une vue de dessus d'un des groupes de rouleaux de la figure 3,
  • La figure 5 est une vue similaire à la figure 1, mais représentant un deuxième mode de réalisation de l'installation selon l'invention, munie uniquement de trois dispositifs d'entraínement,
  • la figure 6 est une vue en coupe similaire à la figure 2, mais représentant l'installation selon le deuxième mode de réalisation, et
  • la figure 7 est une vue de côté d'une installation selon un troisième mode de réalisation de l'invention, montrant une application à la trempe en milieu liquide.
En se reportant aux figures 1 et 2, on décrira ci-après une installation de traitement thermique selon l'invention, conformément à un premier mode de réalisation.
Cette installation de traitement thermique, qui est repérée par la référence générale 1 comporte, dans cet exemple de réalisation, un four 2 dans l'axe longitudinal duquel est disposée une cellule de trempe au gaz 4. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à une installation n'ayant qu'un four et qu'une seule cellule, mais elle s'applique également aux installations ayant plusieurs fours et plusieurs cellules, avec des combinaisons choisies de nombres pour ces deux éléments.
Dans cette installation, le sens de déplacement des pièces à traiter qui s'effectue ici de gauche à droite, est représentée par la flèche D. Ce déplacement se fait de façon essentiellement linéaire et plus particulièrement dans un même plan géométrique horizontal, par l'intermédiaire de moyens de transport T, à bandes ou à rouleaux.
Le four 2 est constitué par une carcasse thermiquement isolante 2a qui définit une enceinte ou cavité de traitement 2b à l'intérieur de laquelle sont disposés une pluralité d'éléments de chauffage 2c, dont un seul a été ici référencé.
Les éléments de chauffage 2c sont constitués, par exemple, par un ensemble de résistances électriques capables de chauffer l'enceinte 2b par convection et/ou par rayonnement et de porter cette enceinte à des températures de traitement choisies. Ces résistances sont reliées de façon classique à une unité d'alimentation électrique programmable, non représentée.
Les températures de traitement mises en oeuvres sont courantes, et sont choisies dans les plages classiques de températures utilisées dans les procédés de traitement thermique de pièces métalliques.
Le four 2 est ouvert en bout à ses deux extrémités par des ouvertures 2d et 2e, ménagées dans la carcasse 2a et formant respectivement une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie du four 2. Ces ouvertures présentent une largeur référencée LO (figure 2).
L'enceinte 2b comporte trois régions caractéristiques référencées respectivement R1, R2 et R3.
La première région, référencée R1, forme l'entrée du four 2. Elle est disposée en amont par rapport aux deux autres, les directions "amont" et "aval" étant définies en référence au sens de déplacement D des pièces dans l'installation.
La deuxième région, référencée R2, qui est contiguë à la première région R1, et qui est disposée en aval de celle-ci, constitue, dans l'enceinte 2b du four 2, la région de plus grande longueur. C'est en effet celle-ci qui est destinée à assurer le chauffage des pièces à traiter jusqu'à la température de traitement sélectionnée.
Enfin, la troisième région caractéristique, référencée R3, qui est contiguë à la deuxième région R2, et qui est de même disposée en aval de celle-ci, est appelée région de sortie puisque c'est depuis cette troisième région que les pièces en cours de traitement vont être déplacées vers l'extérieur du four, jusqu'à la cellule de trempe au gaz 4.
L'installation 1 comporte en outre une entrée E et une sortie S permettant l'introduction et la reprise des pièces. L'entrée E et la sortie S sont matérialisées sur la figure 1 par les deux extrémités débouchantes des moyens de transport T.
On remarquera par ailleurs que l'installation 1 comporte un premier canal ou tunnel dit d'entrée C1, s'étendant depuis l'entrée E de l'installation jusqu'à l'ouverture 2d du four 2.
L'installation 1 comporte un deuxième canal ou tunnel dit de sortie C2, s'étendant depuis l'ouverture de sortie 2e du four 2 jusqu'à une zone intermédiaire Z prévue entre la sortie du four 2 et l'entrée de la cellule 4.
Les deux canaux ou tunnels C1 et C2 qui sont fixés de façon étanche à la carcasse 2a du four 2, sont thermiquement isolés et non chauffés. Ils communiquent respectivement avec les régions R1 et R3 de l'enceinte 2b du four 2.
Les deux canaux C1 et C2 présentent respectivement des longueurs K1 et K2. La longueur K2 est choisie au moins égale à la largeur LO des ouvertures 2d et 2e (la représentation sur la figure n'étant pas à l'échelle).
Le canal C1 est pourvu à son entrée d'une porte non étanche P1, tandis que le canal C2 est pourvu à sa sortie d'une porte non étanche P2 du même type.
On précisera que les portes P1 et P2 peuvent être commandées en ouverture et en fermeture (ici par pivotement) de façon indépendante.
Au niveau de la porte de sortie P2, l'installation 1 comporte par ailleurs des moyens permettant d'isoler l'atmosphère régnant dans l'enceinte du four 2, vis-à-vis de l'atmosphère de la cellule de trempe 4, ces moyens étant réalisés par la création d'un écran de protection, ici non représenté, obtenu, selon une première variante, par la combustion du gaz de traitement ou d'un autre de gaz. A cet effet, il est prévu au niveau de la porte de sortie P2 du four 2 une veilleuse Ve permettant d'enflammer de façon contrôlée le gaz de traitement dans cette région.
Cet écran de protection peut également être obtenu, selon une deuxième variante, par l'établissement d'un rideau de gaz inerte (non représenté) projeté par une buse B, dans la même région.
L'écran de protection est formé lorsque la porte P2 est ouverte, mais aussi lorsqu'elle est fermée, car cette porte étant non étanche, elle laisse un espace ouvert par où le gaz de traitement peut être enflammé, au contact de l'air, par la veilleuse, si le gaz est inflammable. S'il n'est pas inflammable, la surpression du four 2 permet de créer le rideau de gaz.
Lors de l'ouverture de la porte P2, l'écran de protection assure l'étanchéité entre le four 2 et l'air ambiant et évite la déstabilisation de l'atmosphère du four 2. On évite ainsi que le gaz du four 2 ne soit entraíné dans la cellule de trempe 4.
On notera aussi que la disposition des canaux C1 et C2, et le montage des portes non étanches P1 et P2 à l'extrémité libre de ces canaux éloignent la source potentielle de perturbation de l'atmosphère du four 2 et concoure de ce fait à améliorer la stabilité des caractéristiques thermochimiques de traitement régnant dans l'enceinte du four 2.
On notera aussi que la mise en place de cet agencement est facilitée par le fait que les pièces sont traitées en charges, dans des lots ayant une hauteur plus faible que la largeur, comme on l'expliquera ci-après de façon détaillée.
De même, la cellule de trempe 4 est munie à son entrée et à sa sortie de deux portes étanches ou non étanches P3 et P4.
Cette cellule de trempe 4 comporte un dispositif générateur de turbulences, non représenté, formé par une boíte à vent ou une hélice. La vitesse et le débit du gaz sont en outre assurés par des ventilateurs, de même non représentés.
Le fluide utilisé dans cette cellule pour assurer l'opération de trempe est désigné dans comme étant un gaz, mais on précisera qu'un milieu diphasique peut être utilisé, c'est-à-dire un mélange formé d'un gaz et d'un liquide d'une autre nature, sous forme pulvérisée, en goutelletes.
Les moyens de transport T sont formés (figure 2) par exemple par un système à bandes constituant plusieurs dispositifs d'entraínement indépendants, ici au nombre de quatre, référencés respectivement DE1, DE2, DE3 et DE4. Ces quatre dispositifs indépendants sont placés dans l'installation 1 les uns dans le prolongement des autres, à faible distance, sur un même niveau, et ils forment, dans cette installation, le plan de déplacement des pièces.
Le premier dispositif d'entraínement DE1 qui s'étend depuis l'entrée E de l'installation, jusque dans la première région R1 du four 2, au travers du canal C1 et de l'ouverture d'entrée 2d du four, est destiné à recevoir les pièces à traiter après qu'elles aient été posées par un dispositif d'amenée classique, ici non représenté. Ce premier dispositif d'entraínement DE1 est aussi destiné à assurer l'introduction rapide des lots de pièces à traiter au-delà de la porte P1 et, comme dans l'exemple représenté, jusque dans le four 2, et plus particulièrement jusque dans la première région R1.
Le deuxième dispositif d'entraínement DE2 s'étend dans la région centrale R2 de l'enceinte 2b, sur la majeure partie de cette enceinte, en laissant toutefois un espace suffisant entre l'extrémité de DE2 et l'extrémité de la région R3.
Le troisième dispositif d'entraínement DE3 s'étend depuis une partie terminale de la région R2, il traverse la région R3 et il pénètre dans l'ouverture de sortie du four référencée 2e, au voisinage du canal C2.
Enfin, le quatrième dispositif DE4 s'étend, d'une part, depuis le canal C2 jusqu'à la sortie S de l'installation, et d'autre part, au travers de la zone de transition Z et de la cellule de trempe 4 qu'il traverse de part en part.
Comme on le voit sur la figure 2, chaque dispositif d'entraínement DE1 à DE4 comporte par exemple une bande de transport souple, entraínée et supportée en rotation par un ou plusieurs rouleaux d'entraínement R, un seul étant ici référencé.
Les quatre dispositifs d'entraínement DE1 à DE4, et plus particulièrement leurs bandes b1 à b4, ainsi que le four 2 et la cellule de trempe 4 forment, en s'étendant sur un même axe longitudinal, une ligne de traitement linéaire LT. L'installation 1 selon l'invention peut donc être qualifiée d'installation au défilé, le four 2 étant un four à passage.
Les rouleaux R qui supportent les bandes b1 à b4 sont montés pivotants dans des paliers (non référencés) dont certains sont fixés à la carcasse 2a du four 2, les autres étant supportés par des bancs de support classiques, non représentés.
Les bandes b1, b2, b3 et b4 sont respectivement associées à des moteurs indépendants M1, M2, M3 et M4.
Les moteurs M1 à M4 sont des moteurs électriques de construction classique et ne seront par conséquent pas décrits ici de façon plus détaillée. On mentionnera simplement que l'entraínement entre chaque moteur et l'un des rouleaux des quatre dispositifs d'entraínement DE1 à DE4 se fait par des moyens mécaniques, tels que par exemple une chaíne 6 (une seule étant référencée) engagées sur deux pignons dentés solidaires en rotation respectivement du moteur et du rouleau moteur correspondant assurant l'entraínement de la bande.
Les quatre moteurs M1 à M4 sont tous reliés, par exemple, de façon électrique à une unité de commande électrique UC, constituée, dans cet exemple, par un automate programmable. Ainsi, ces moteurs peuvent être pilotés indépendamment à des vitesses de rotation différentes pour permettre l'actionnement des quatre dispositifs d'entraínement DE1 à DE4 à des niveaux de vitesses différents, selon des séquences de fonctionnement choisies.
En se référant désormais aux figures 3 et 4, on décrira ci-après une installation de traitement thermique avec des dispositifs d'entraínement uniquement à rouleaux.
Cette installation ne diffère de l'installation représentée à la figure 2 que par l'absence de bandes souples d'entraínement, les quatre dispositifs d'entraínement DE1 à DE4 étant ici constitués par des groupes de rouleaux d'entraínement, rouleaux dont la structure est du type de celle des rouleaux équipant les dispositifs d'entraínement de la figure 2.
Dans chaque groupe de rouleaux d'entraínement, un rouleau moteur Rm (figure 4) est relié mécaniquement, comme dans le mode de réalisation précédent, à l'un des moteurs M1 ou M4, par l'intermédiaire de deux pignons 8 et 10, solidaires respectivement du moteur et du rouleaux moteur, et par l'intermédiaire d'une chaíne 6 engrenant sur ces deux pignons. Dans chaque groupe de rouleaux, le rouleau moteur Rm est relié aux autres rouleaux entraínés Re (deux étant référencés) par une chaíne de transmission 12 engrenant, d'une part, avec un deuxième pignon 14 solidaire en rotation du rouleau moteur Rm, et d'autre part, avec des pignons 16 (deux étant référencés) fixés respectivement à une extrémité des rouleaux entraínés Re pour leur fournir un mouvement de rotation, en synchronisme.
Certains de ces rouleaux, comme c'est le cas des rouleaux du dispositif d'entraínement DE2 qui est représenté en détail à la figure 4, sont montés à rotation dans des paliers 18 (deux étant référencés), par exemple des paliers à billes, engagés fixement dans la carcasse 2a du four 2, et notamment dans ses parois latérales, non référencées.
Les autres rouleaux des dispositifs DE1 à DE4 qui ne sont pas supportés par la carcasse 2a du four 2, sont montés libres en rotation dans des bancs de support classiques, non représentés.
En se reportant désormais aux figures 1 et 2, on décrira ci-après de façon plus détaillée la disposition avantageuse des pièces à traiter, à l'intérieur de l'installation.
En effet, l'installation 1 se caractérise en outre en ce qu'elle est prévue dans ses dimensions et dans son mode de fonctionnement pour traiter un ensemble de bacs ou paniers 20 qui sont ménagés pour recevoir les pièces à traiter 22 (une seule étant référencée) et pour les regrouper en charges individuelles C. Les pièces 22 sont représentées sur les figures 1, 2 et 3 de façon très schématique par des symboles de forme carrée, mais il est bien entendu que des petites pièces de n'importe quelle forme peuvent être traitées par l'installation et le procédé selon l'invention.
Plus particulièrement, selon ce procédé, on dispose, dans une première étape, les pièces à traiter 22 en charges individuelles C, dans les bacs ou paniers 20, pour constituer des lots distincts qui forment un volume V de pièces dont la hauteur H est avantageusement choisie nettement inférieure aux autres dimensions du volume.
Les autres dimensions du volume V sont données ici (figures 1 et 3) par la grandeur des côtés de ce volume, grandeurs référencées respectivement L1 (largeur) et L2 (longueur). A titre indicatif, on choisit une hauteur H au moins deux fois plus petite que les grandeurs L1 et L2. Dans un exemple de réalisation, la hauteur H est égale à environ 200 mm, tandis que les largeur L1 et longueur L2 sont égales chacunes à environ 400 mm à 800 mm.
Ce dimensionnement particulier du volume des charges permet à toutes les pièces d'une charge d'être traversées, lors de la trempe ultérieure par un flux de gaz, un mélange diphasique ou par un liquide dont les caractéristiques ne varient pas ou peu pour les différents niveaux de pièces au sein de la charge.
On remarque en outre que la sortie et l'entrée du four 2, c'est-à-dire les ouvertures d'entrée et de sortie 2d et 2e de la carcasse 2, et, dans cet exemple, les ouvertures extérieurement débouchantes des canaux C1 et C2 présentent une hauteur h de l'ordre de la hauteur des lots de pièces, aux espaces prêts nécessaires au passage des bandes de transport et à l'introduction des paniers dans les ouvertures.
Ensuite, après avoir disposé les pièces à traiter en charges C, on pose chaque charge C à l'entrée E de l'installation, sur l'extrémité du premier dispositif d'entraínement DE1.
Après ouverture de la porte P1, le dispositif d'entraínement DE1 est actionné pour permettre à la charge C ainsi dimensionnée et mise en place d'être introduite rapidement dans le four 2, jusqu'à la première région R1.
La charge C passe donc la porte P1, puis elle passe au travers du canal C1 et de l'ouverture d'entrée 2d de la carcasse 2a à un premier niveau de vitesse V1 par exemple de l'ordre de 250 à 400 cm/min. On ferme alors la porte P1 pour minimiser la contamination de l'atmosphère du four et limiter la consommation de gaz.
On précisera ici que la longueur de la bande b1 n'est pas représentée à l'échelle aux figures 1 et 2 car elle doit permettre à la charge C de prendre une accélération suffisante pour atteindre la vitesse d'introduction V1. On a illustré ce procédé avec une accélération constante de la charge, conduisant à une augmentation linéaire de sa vitesse, mais une autre forme d'accélération peut être choisie. En outre, cette vitesse V1 peut de même ne pas être constante. Elle peut varier autour de la valeur V1, si le dispositif DE1 subit entre l'entrée E et la région R1 des accélérations ou des décélérations. C'est la raison pour laquelle il est fait référence ici à des "niveaux" de vitesse. Cette remarque s'applique de manière générale à l'allure des autres vitesses caractéristiques de l'installation, référencées V2 et V3.
Lorsque la charge C arrive dans la première partie de la région R1, on diminue sa vitesse en ralentissant le moteur M1, pour que la charge C qui est toujours sur le premier dispositif d'entraínement DE1 atteigne un niveau de vitesse V2 inférieur au niveau V1. Ce deuxième niveau caractéristique de vitesse est par exemple égal à environ 50 à 100 cm/min.
Simultanément, on commande le deuxième dispositif d'entraínement DE2 pour qu'il prenne la vitesse V2 via une alimentation appropriée du moteur M2, sous commande de l'unité centrale de régulation UC. La charge C va donc être déplacée à la vitesse V2 mais désormais par le deuxième dispositif d'entraínement DE2 sur toute la longueur de la bande b2.
Lorsque la charge s'approche du troisième dispositif d'entraínement DE3, ce dernier est piloté, via son moteur M3, pour qu'il prenne aussi le niveau de vitesse V2, et qu'il puisse recevoir la charge C.
La charge C est donc déplacée dans toute la région R2 du four 2 au niveau de vitesse V2, vitesse à laquelle la charge C de pièces 22 subit la température de traitement choisie.
Lorsque la charge C arrive dans la région de sortie R3, on actionne le troisième dispositif d'entraínement DE3, via une commande appropriée du moteur M3, pour qu'il accélère fortement la bande b3 et la charge C, et pour que cette charge C prenne un niveau de vitesse V3, au moins supérieur au niveau V2 et, dans cet exemple, également supérieur au niveau V1. Le niveau de vitesse V3 qui sert à l'extraction rapide des charges est choisi dans cet exemple entre environ 500 et 800 cm/min.
Simultanément, on ouvre la porte P2 de sortie du four et on ouvre la porte P3 d'entrée de la cellule de trempe.
De plus, on amène le quatrième dispositif d'entraínement DE4 via une commande de son moteur M4 au niveau de vitesse V3, pour assurer le transfert rapide de la charge C entre le four 2 et la cellule de trempe 4, au travers du canal C2 et des portes P2 et P3.
On comprend que la commande des moteurs M1 à M4 aux régimes spécifiques permettant d'atteindre les niveaux de vitesses V1 à V3 est contrôlée par l'unité centrale de commande UC qui constitue dans cette installation des moyens de régulation de la vitesse des dispositifs d'entraínement DE1 à DE4, afin d'atteindre les niveaux différenciés de vitesses V1 à V3.
Comme on le voit sur la figure 1, le déplacement des charges C est régulé le long de la ligne de traitement LT, par un pilotage approprié des deux dispositifs d'entraínement DE3 et DE4 sous commande de l'unité centrale de commande UC, de telle sorte que l'on crée entre la dernière charge (référencée Cd), se situant dans la cellule de trempe et la charge en amont (référencée Ca) présente dans le four, dans la région de sortie R3, une distance L, capable d'assurer la stabilité de la température des pièces 22 et la stabilité des caractéristiques thermochimiques régnant dans l'enceinte 2b du four 2. Cette distance L est typiquement égale à deux à quatre fois la longueur L2 d'une charge.
Grâce à cette disposition, on peut tremper un lot de pièces sans influencés le traitement du ou des lots en amont.
En se référant désormais aux figures 5 et 6, on décrira ci-après une installation selon un deuxième mode de réalisation.
L'installation représentée sur ces figures ne diffère de l'installation précédemment décrite qu'en ce que les moyens de transport T ne comportent plus quatre, mais trois dispositifs d'entraínement DE1, DE2 et DE3'. Les deux premiers dispositifs d'entraínement DE1 et DE2 ainsi que les autres composants de cette installation sont identiques à ceux décrits ci-dessus.
Le dispositif d'entraínement DE3' qui est de même piloté par l'unité centrale UC via le moteur M3' s'étend, comme les deux dispositifs DE3 et DE4 du premier mode de réalisation qu'il remplace, depuis la partie terminale de la région R2 et il traverse la région R3, l'ouverture de sortie du four 2e, le canal de sortie C2 et la zone de transition Z pour atteindre la cellule de trempe 4. Dans l'exemple représenté, le dispositif d'entraínement DE3' traverse également la cellule de trempe 4 et débouche à la sortie S.
Cette deuxième installation fonctionne selon des séquences S1, S2 et S3 identiques ou similaires et aux mêmes niveaux de vitesses V1, V2 et V3.
Cependant, après que le lot de pièce ait passé la porte P1 et qu'il a été amené à la vitesse V1 jusqu'à l'extrémité du premier dispositif DE1, on entraíne simultanément les trois dispositifs d'entraínement DE1 à DE3' à la même vitesse V2, pendant un temps T, pour permettre à la charge nouvellement introduite, située sur le dispositif DE1, de venir se placer complètement sur le dispositif DE2 (comme représenté en traits interrompus) et pour permettre à la dernière charge qui était positionnée initialement à l'extrémité du deuxième dispositif DE2 de venir elle-aussi se placer complètement sur le dispositif suivant DE3' (comme représenté également en traits interrompus). Cette opération est réalisée sans qu'aucune des portes P1 et P2 ne doive être ouverte.
Le déplacement des lots de charges C jusqu'à l'extrémité des deux dispositifs DE1 et DE2 est obtenu par le pilotage de l'unité de contrôle UC qui ordonne l'accélération, la décélération et éventuellement l'arrêt des moteurs M1 à M3' en conséquence.
Enfin, lorsque la charge se trouve sur le troisième dispositif DE3', les portes P2 et P3 sont alors ouvertes et le dispositif DE3' est amené à la vitesse V3 pour que la charge soit rapidement transportée jusque dans la cellule de trempe 4. La porte P2 est immédiatement fermée dès que la charge sort du canal C2 et la porte P3 est fermée lorsque la charge C se trouve entièrement dans la cellule de trempe 4.
On notera que dans ce mode de réalisation de l'invention, le deuxième dispositif d'entraínement DE2 comporte une longueur LD2 qui est un multiple de la longueur L2 des charges, aux écarts près laissés entre les charges.
Ainsi comme pour le premier mode de réalisation, l'installation fonctionne selon trois séquences caractéristiques avec une vitesse d'introduction rapide V1, une vitesse de traitement plus lente V2 (V1>V2) et une vitesse de sortie vers la cellule de trempe très rapide V3 qui est au moins supérieure à V2 (V3>V2) et qui peut être également supérieure à V1 (V3>V1>V2).
Bien que cela ne soit pas ici décrit, on précisera que les installations selon l'invention peuvent en outre être munies de butées mécaniques logées au moins en partie dans l'enceinte 2b du four 2 et pouvant être commandées depuis l'extérieur, par exemple par l'unité de contrôle UC, pour venir se positionner à l'extrémité, par exemple, des deux premiers dispositifs d'entraínement DE1 et DE2 ou à l'extrémité des trois dispositifs DE1 à DE3' pour assurer l'arrêt des charges à la fin de ces dispositifs en des positions définies sur la ligne de traitement LT. Une telle butée peut être constituée par exemple par un taquet monté pivotant ou par un doigt à déplacement linéaire actionné par vérin et capable de faire saillie à l'extrémité des bandes b1, b2 et éventuellement b3' ou entre deux rouleaux.
On comprend que dans ce mode de commande particulier, les lots de charges C sont arrêtés à l'extrémité des dispositifs d'entraínement et que ces lots ont une vitesse nulle (V = 0) à la fin de chaque séquence S1, S2 et S3 (les variations de vitesses avec ce type de commande ont été représentées, par rapport au mode de commande en continu, ou traits interrompus). Pour éviter le frottement des paniers sur les bandes ou rouleaux, le mouvement des dispositifs d'entraínement associés à ces butées mobiles est de préférence arrêté par une commande appropriée de l'unité de contrôle UC, lorsque les butées agissent sur les charges correspondantes.
Comme on le voit à la figure 7, le traitement en charge de petites pièces décrit en conjonction avec les séquences ci-dessus s'applique également à la trempe en milieu liquide.
L'installation représentée à la figure 7 comporte une cellule de trempe 4' qui comporte un bac 30 contenant un milieu liquide M tel que de l'eau, un mélange de polymères, de l'huile ou des sels fondus. Le bac 30 est positionné en partie sous un sas de transfert étanche 32 qui est solidaire de la carcasse 2a et qui est immergé dans le milieu M.
Le sas 32 comporte une porte P5 qui peut être actionnée par un vérin 34.
A l'intérieur du bac 30 est logé un ascenseur 36 qui comporte un support 38 capable de recevoir la charge à l'extrémité du troisième dispositif d'entraínement DE3'.
Sur ce support 38 sont placés des rouleaux 40 liés entre eux par une chaíne ou tout autre moyen d'entraínement, non représenté. Les rouleaux 40 peuvent venir dans le plan du dernier dispositif d'entraínement DE3' et ils sont associés sur un premier côté à une roue ou un galet d'entraínement 42 qui est prévu pour venir au contact, soit d'une autre roue, soit d'un rouleau ou de l'extrémité libre de la bande pour être entraíné en rotation par le dispositif d'entraínement DE3'. Cette roue ou galet 42 étant lié par une chaíne ou tout autre moyen aux rouleaux 40, il assure l'entraínement en rotation des rouleaux 40 lorsque le support 32 se trouve en position haute comme représenté à la figure 7.
Lorsqu'une charge C est placée sur le support 38, l'ascenseur 36 descend ce support 38 et la charge C dans le bac 30 pour assurer la trempe (flèche B sur la figure). L'ascenseur se déplace ensuite latéralement vers la droite (flèche L) puis il remonte le support 38, et la charge C à l'air libre (flèche R) pour que la charge C puisse être reprise, soit par un appareil de levage, soit par un dispositif d'entraínement extérieur DES formé également d'un groupe de rouleaux ou d'une bande b5. Dans le cas où la charge est reprise à sa sortie par un groupe de rouleaux ou une bande b5, une deuxième roue 44, opposée à la première roue référencée 42, peut être prévue de l'autre côté du support 38 pour venir en prise avec cette bande et pour assurer l'entraínement des rouleaux 40 du support 38 afin de permettre le dégagement de la charge sur la bande b5 (vers la droite sur la figure).
Dans cet exemple, l'ascenseur 36 fait donc partie des moyens de transport T des charges C dans l'installation, la ligne de traitement LT s'étendant selon plusieurs directions orthogonales.
Des butées mécaniques escamotables, non représentées, peuvent être prévues de chaque côtés du support 38 pour assurer le positionnement précis de la charge sur ce support.
Ces butées peuvent être constituées par exemple par des plaques verticales qui sont, d'une part, montées de part et d'autre du support 38 sur des ressorts de compression les maintenant en position haute et qui sont, d'autre part, associées à des organes de commande, tels qu'un doigt ou une plaque orthogonale, pouvant prendre appui sous les rouleaux ou la bande des dispositifs d'entraínement DE3' et DE5, lors des mouvements de montée de l'ascenseur 36, afin de commander l'abaissement de la plaque de butée correspondante et permettre le passage de la charge.
Ces butées peuvent, selon encore un autre mode de réalisation, être constituées par les organes qui supportent les roues 42 et 44 de part et d'autre du support 38 si ces organes sont montés rotatifs sur ce support et peuvent se libérer par l'action d'un élément élastique lorsque les roues 42 et 44 ne sont pas au contact des dispositifs d'entraínement DE3' et DES, comme représenté en traits interrompus à la figure 7, à la droite du support 38.
On notera que dans cette application à la trempe en milieu liquide, la constitution des pièces à traiter en charges dont les dimensions sont telles que la hauteur H de cette charge est choisie nettement inférieure aux autres dimensions du volume, permet, comme pour la trempe au gaz, de ne pas obliger le flux à traverser une hauteur trop importante dans le but d'obtenir des conditions de trempe homogènes pour les pièces situées en amont et en aval par rapport au sens de circulation du liquide en évitant une élévation de température du liquide de trempe au passage entre ces niveaux.
En outre, on notera que la constitution de charges en lots offre une alternative intéressante dans le cas de trempe dans un milieu liquide, qui s'effectue traditionnellement par la chute de pièces dans le milieu de trempe. En effet, les pièces en chutant dans le milieu de trempe sous l'effet de la gravitation s'entrechoquent et se blessent d'autant plus facilement qu'elles sont préalablement portées à des températures auxquelles les pièces n'ont plus de résistance mécanique, ni une dureté suffisante leur permettant d'accommoder les chocs par déformation élastique.
De plus, le fait de constituer les pièces en charges et de transporter les pièces ainsi au travers du four permet de récupérer ces charges sur un ascenseur pour les introduire dans le milieu de trempe, par un mouvement vertical de descente orthogonal au déplacement linéaire dans le four, à une même vitesse déterminée pour toutes les pièces.
Le milieu de trempe liquide peut être agité de façon conventionnelle en imposant au fluide un mouvement selon un sens identique ou opposé à celui de la charge.
Cette caractéristique avantageuse permet de limiter les déformations de pièces et elle permet d'éviter tout risque de blessure des pièces lors de leur introduction dans le milieu de trempe.
On notera ici que dans la description détaillée qui est faite du procédé selon l'invention, on fait référence à une charge mais qu'en fonction d'un dimensionnement approprié des moyens de transport T, du four 2 et de la cellule 4, on pourrait bien évidemment disposer côte à côte plusieurs charges C (c'est-à-dire plusieurs paniers) qui subiraient simultanément les mêmes déplacements aux trois niveaux caractéristiques de vitesse V1, V2 et V3 et qui se déplaceraient parallèlement de façon concomitante depuis l'entrée E de l'installation 1, jusqu'à sa sortie S.
On comprend donc de ce qui vient d'être décrit que l'on a réalisé un procédé dans lequel, après avoir introduit chaque charge individuelle dans le four pour porter les pièces à traiter à la ou aux températures de traitement, on transporte la ou les charges C, d'une part, à l'intérieur du four 2, et d'autre part, à l'intérieur de la cellule de trempe 4, ainsi qu'entre le four 2 et la cellule 4 par l'intermédiaire des moyens de transport T constitués par les dispositifs de déplacement DE1 à DE4, en pilotant le déplacement de ces charges C sur les moyens de transport T, le long de la ligne de traitement LT, de sorte que les charges C se déplacent le long de cette ligne, localement, à des vitesses différentes V1, V2 et V3.
Dans cette installation de traitement thermique au défilé ayant un four à passage, on a donc prévu des dispositifs d'entraínement DE1 à DE4 qui peuvent être pilotés individuellement à des vitesses caractéristiques pour diviser la ligne de traitement LT en secteurs S1, S2 et S3 (figure 1) assurant localement, sur cette ligne LT, un déplacement à des allures discontinues des bacs ou paniers formant les contenant des charges C, à des niveaux de vitesses V1 à V3 différents.
Par ailleurs, cette installation comprend des moyens de régulation formés par l'unité de commande UC associée aux dispositifs d'entraínement DE1 à DE4 pour les piloter à des niveaux de vitesses tels que les lots de pièces entrent et sortent du four à des vitesses supérieures au niveau de vitesse V2 auquel les lots sont déplacés dans le four, lors du traitement.
Ainsi, on diminue les temps de transfert des lots de pièces, lors de l'introduction dans le four, mais également lors de l'extraction, pour l'introduction dans la cellule de trempe.
Par ailleurs, le traitement en lots des petites pièces et la division des moyens de transport en plusieurs dispositifs d'entraínement, le long de la ligne de traitement, permet de dissocier les opérations d'introduction des lots dans le four et d'extraction des lots du four, si bien que seule une des portes P1 ou P2 a besoin d'être ouverte. On limite ainsi de nouveau les risques de perturber l'atmosphère du four. On a donc dans ce procédé et cette installation dissocié les opérations d'alimentation du four, d'avance dans le four et de sortie du four, en accélérant ainsi localement les transferts de charges.
On précisera également que dans l'installation et le procédé selon l'invention, l'unité de contrôle UC pilote les dispositifs d'entraínement et leur moteur de telle sorte que les extrémités adjacentes de ces dispositifs soient entraínées à une même allure lors du transfert de chaque charge d'un dispositif sur un autre afin que les paniers de charge C passent du dispositif précédent au dispositif suivant sans glissement excessif entre leur fond et, par exemple, les deux bandes qui les supportent au cours du chevauchement du fond de ces paniers et des bandes adjacentes.
Ce pilotage des dispositifs d'entraínement à une même allure sur une période donnée, c'est-à-dire à un même niveau de vitesse ou selon une même accélération après un arrêt des charges assure le transfert des charges d'un dispositif à un autre sans variation de vitesse entre les paniers qui transportent les charges et les bandes ou rouleaux qui les entraínent.
On précisera que bien que l'on ait décrit une installation et un procédé dans lesquels chaque charge se déplace le long de la ligne de traitement LT selon au moins trois types de déplacements caractéristiques, à savoir rapide, lent et plus rapide, l'invention n'est pas limitées à ces trois régimes mais pourrait comprendre un nombre plus élevé de niveaux de vitesse, en association avec un nombre de dispositifs d'entraínement supérieur à quatre.
En outre, les types d'entraínement et leurs séquences aux niveaux de vitesse V1 à V3, bien que décrits en référence au mode de réalisation de la figure 2, s'appliquent également à l'entraínement des groupes de rouleaux représentés aux figures 3 et 4.

Claims (9)

  1. Procédé de traitement thermique de pièces, notamment de petites dimensions, sur une ligne de traitement (LT) comportant au moins un four (2), une cellule (4) de trempe et des moyens de transport (T) successifs permettant de déplacer les pièces à l'intérieur du four et de la cellule de trempe, ainsi qu'entre le four et la cellule de trempe, de sorte que les pièces se déplacent le long de la ligne de traitement localement à des vitesses différentes qui comprennent un premier niveau de vitesse (V1) pour introduire les pièces dans une région d'entrée (R1) du four, où lesdites pièces sont portées à la ou aux températures de traitement, un deuxième niveau de vitesse (V2) pour déplacer les pièces dans une région centrale (R2) du four et un troisième niveau de vitesse (V3) pour déplacer les pièces d'une région de sortie (R3) du four à la cellule de trempe, le troisième niveau de vitesse (V3) étant supérieur au deuxième (V2) pour assurer un transport rapide des charges entre le four et la cellule de trempe, caractérisé en ce que :
    on dispose les pièces (22) en charges individuelles (C), dans des bacs ou paniers (20), pour constituer des lots distincts formant un volume (V) de pièces dont la hauteur (H) est choisie nettement inférieure aux autres dimensions (L1, L2) dudit volume,
    on utilise un premier moyen de transport (DE1) à vitesse variable pour introduire les charges individuelles (C) dans la région d'entrée du four, le premier niveau de vitesse (V1) étant choisi pour assurer une introduction rapide des charges dans le four,
    on utilise un deuxième moyen de transport (DE2) pour déplacer les charges (C) dans la région centrale du four, le deuxième niveau de vitesse (V2) étant inférieur au premier (V1),
    on utilise au moins un troisième moyen de transport (DE3) à vitesse variable pour déplacer les charges (C) de la région de sortie du four en direction de la cellule de trempe, et on pilote lesdits moyens de transport de sorte que, pour le passage d'une charge du premier moyen de transport (DE1) au deuxième (DE2), on diminue la vitesse du premier jusqu'au niveau de vitesse (V2) du deuxième (DE2) et, pour le passage d'une charge du deuxième moyen de transport (DE2) au troisième (DE3), on diminue la vitesse du troisième jusqu'au niveau de vitesse (V2) du deuxième (DE2).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on régule le déplacement des charges (C) le long de la ligne de traitement de façon à créer, entre une charge (Cd) située dans la cellule de trempe (4) et une charge suivante située en amont (Ca) dans le four (2), une distance L, capable d'assurer la stabilité de la température des pièces et la stabilité des caractéristiques thermochimiques régnant dans l'enceinte de chauffage.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant un traitement thermochimique sous atmosphère contrôlée dans le four, notamment une austénitisation, une cémentation, une carbonitruration ou une nitrocarburation, la région d'entrée du four étant précédée d'un canal d'entrée (C1) non chauffé, communiquant avec le four et muni d'une première porte (P1), et la région de sortie du four étant suivie d'un canal de sortie (C2) non chauffé, communiquant avec le four et muni d'une deuxième porte (P2),
    caractérisé en ce que, pour effectuer le passage d'une charge du premier moyen de transport au deuxième et le passage d'une charge du deuxième moyen de transport au troisième, on pilote les trois moyens de transport (DE1, DE2, DE3) au deuxième niveau de vitesse (V2) sans qu'aucune desdites portes (P1, P2) soit ouverte.
  4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on effectue les opérations d'introduction des charges dans le four et d'extraction des charges du four de telle sorte qu'une seule desdites portes (P1, P2) soit ouverte.
  5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on isole l'atmosphère du four (2) de l'atmosphère de la cellule de trempe (4) en créant à la sortie du four, au moins lorsque la deuxième porte (P2) est ouverte, un écran de protection formé par la combustion d'un gaz de traitement contenu dans le four ou d'un autre gaz ou par l'établissement d'un rideau de gaz inerte.
  6. Installation de traitement thermique pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, comportant :
    au moins un four de traitement (2) capable de porter les pièces à traiter (22) à des températures de traitement,
    au moins une cellule de trempe (4) disposée en aval du four (2), ce four et cette cellule formant une ligne de traitement (LT), et
    des moyens de transport (T) permettant de déplacement lesdites pièces (22) le long de la ligne de traitement (LT) localement à des vitesses différentes,
       l'installation étant caractérisée en ce qu'elle est prévue pour traiter un ensemble de bacs ou paniers (20) agencés pour recevoir les pièces à traiter (22) et les regrouper en charges individuelles pour constituer des lots distincts formant un volume V de pièces dont la hauteur H est nettement inférieure aux autres dimensions (L1, L2) du volume,
    en ce que lesdits moyens de transport (T) comprennent au moins trois dispositifs d'entraínement successifs (DE1, DE2, DE3, DE3', DE4) qui sont être pilotés individuellement, par des moyens de régulation (UC), à au moins trois vitesses respectives d'entrée, de traitement et de sortie pour diviser la ligne de traitement (LT) en secteurs (S1, S2 et S3) assurant localement, sur cette ligne, un déplacement des bacs ou paniers à des niveaux de vitesses (V1, V2 et V3) différents, le premier dispositif d'entraínement (DE1) s'étendant jusqu'à une région d'entrée (R1) du four, le deuxième dispositif d'entraínement (DE2) s'étendant dans une région centrale (R2) du four et le troisième dispositif d'entraínement (DE3, DE3') s'étendant à partir d'une région de sortie (R3) du four en direction de la cellule de trempe,
    et en ce que les premier et troisième dispositifs d'entraínement (DE1 et DE3) sont à vitesses variables, leur permettant de fonctionner tantôt au même niveau de vitesse (V2) que le deuxième dispositif d'entraínement (DE2), tantôt à des niveaux de vitesse respectifs plus élevés (V1, V3).
  7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que la région d'entrée (R1) du four est précédée d'un canal d'entrée (C1) non chauffé, communiquant avec le four et muni d'une porte d'entrée du four (P1), et en ce que la région de sortie (R3) du four est suivie d'un canal de sortie (C2) non chauffé, communiquant avec le four et muni d'une porte de sortie du four (P2), lesdites portes étant commandées par les moyens de régulation (UC).
  8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le troisième dispositif d'entraínement (DE3) s'étend jusqu'au voisinage du canal de sortie (C2) et en ce qu'un quatrième dispositif d'entraínement (DE4) est disposé en aval du troisième et s'étend depuis l'intérieur du canal de sortie (C2) au moins jusqu'à l'intérieur de la cellule de trempe (4).
  9. Installation selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que le troisième dispositif d'entraínement (DE3') s'étend au moins jusqu'à l'intérieur de la cellule de trempe (4).
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