FR2477914A1

FR2477914A1 - Procede et appareil pour la fabrication de tiges coniques

Info

Publication number: FR2477914A1
Application number: FR8105035A
Authority: FR
Inventors: Tetsuo Kato; Shozo Abeyama; Makoto Saito; Hiroyasu Nagasaka; Masashi Mizuno; Toshio Endo
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1980-03-17
Filing date: 1981-03-13
Publication date: 1981-09-18
Also published as: DE3110043C2; DE3110043A1; FR2477914B1

Abstract

PROCEDE ET APPAREIL DE FABRICATION D'UNE TIGE CONIQUE A PARTIR D'UNE PIECE METALLIQUE RECTILIGNE. ON CHAUFFE LA PIECE SUIVANT UNE CARACTERISTIQUE PREDETERMINEE DE GRADIENT DE TEMPERATURE DANS SA DIRECTION AXIALE, AVANT OU PENDANT LA TRACTION DE LA PIECE A UNE VITESSE APPROPRIEE, JUSQU'A FORMATION D'UNE PARTIE CONIQUE DESIREE. L'APPAREIL COMPREND UN MECANISME 12, 22 DE SERRAGE ET DE TRACTION DE LA PIECE, UN DISPOSITIF 15 D'ENVOI DE COURANT A TRAVERS LA PIECE, UN DISPOSITIF 15 D'ENVOI DE COURANT A TRAVERS LA PIECE ENTRE LES DEUX POINTS DE SERRAGE, DES MOYENS DE REFROIDISSEMENT C-C PLACES LE LONG DE LA PIECE POUR LA REFROIDIR, UN DETECTEUR 17 DE TEMPERATURE DE SURFACE DE LA PIECE QUI ENVOIE LA VALEUR DETECTEE AU DISPOSITIF 15 D'ALIMENTATION EN COURANT, ET DES MOYENS DE COMMANDE DE LA TEMPERATURE DE CHAUFFAGE DE LA PIECE. APPLICATION A LA FABRICATION DE TIGES POUR RESSORTS HELICOIDAUX CONIQUES.

Description

La présente invention est relative à un procédé et à un appareil pour la fabrication de tiges coniques.

Elle est plus particulièrement relative a un procédé pour la fabrication de tiges et de barres coniques a partir d'une pièce métallique prédéterminée, avec un très grand rendement, c'est-à-dire avec une perte minimale de matière et une productivité maximale. Elle est également relative à un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.

Depuis un certain temps, les ressorts hélicoldaux utilisés pour les véhicules automobiles et les wagons de chemin de fer ont été progressivement modifiés, afin d'améliorer le confort des passagers transportés, et on est passé du type usuel à diamètre constant à un type de ressort conique constitué d'une tige conique profilée suivant des caractéristiques non linéaires. Les tiges coniques utilisées pour ces ressorts hélicoidaux coniques, d'emploi rapidement prépondérant, comportent une partie (a) de plus grand diamètre dans la zone centrale et des parties coniques (b) de diamètre régulièrement décroissant, de part et d'autre de la zone précédente, comme représenté sur la figure 1.Dans un exemple de réalisation, le rapport entre la zone de plus grand diamètre (a) et la zone (b) de diamètre progressivement décroissant est b/a/b = 1/1/1, et la longueur totale L, c'est-à-dire (a) + 2(b), représente la'longueur d'une pièce pour un ressort. De cette façon, on utilise actuellement, comme élément de départ dans les usines de fabrication de ressorts hélicoïdal coniques, une tige comportant la partie (a) de plus grand diamètre dans sa zone centrale et les parties (b) de diamètre décroissant de part et d'autre de cette zone.Pour un ressort hélicoldal fabriqué à partir d'une tige conique de ce type, la courbe de variation de sa hauteur en fonction de la variation de charge est non linéaire, comme représenté par la courbe(A) de la figure 2, alors que pour un ressort hélicoïdal usuel fabriqué à partir d'une tige de diamètre constant, la hauteur varie linéairement en fonction de la charge, comme représenté par la droite (B) de la figure 2. Cette différence entre (A) et (B), c'est-à-dire la différence de hauteur en fonction d'une variation de charge, engendre la différence de confort. En d'autres termes, les ressorts hélicoidaux coniques présentant une allure non linéaire de variation de hauteur, contribuent beaucoup à l'amélioration du confort des divers véhicules de transport.

Les tiges coniques qui servent d'éléments de départ pour les ressorts hélicoldaux coniques, sont habituellement fabriquées principalement par usinage de fils ou de tiges en matériau métallique voulu. L'usinage de la pièce métallique entraine naturellement une perte considérable de matière et requiert aussi beaucoup de temps, ce qui diminue beaucoup la productivité.

Dans certains cas, un procédé de forgeage a chaud, appelé procédé d'emboutissage rotatif utilisant une machine à emboutir, est adopté pour la fabrication de ce type de tiges coniques. Ce procédé est en effet satisfaisant en ce qu'il diminue la perte de matière mais, toutefois, les longues durées inévitables de fabrication demeurent inchangées.

Tous les procédés connus de fabrication des tiges coniques ont une productivité très faible et il n'existe pas d'appareils suffisamment perfectionnés pour résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus.

La présente invention a en conséquence pour but de pourvoir à un procédé de fabrication d'une tige ou barre conique dont le diamètre varie suivant l'axe longitudinal, à partir d'une pièce métallique prédéterminée, ce procédé ayant une productivité élevée et un faible taux de perte de matière.

Le procédé conforme à la présente invention peut être résumé en ce que l'on communique localement à la pièce métallique prédéterminée, un gradient de température dans sa direction axiale, par chauffage, et en ce qu'on étire axialement, par traction, la pièce métallique chauffée suivant le gradient de température locale ment établi. La pièce métallique placée sous contrainte de tension par l'opération de traction devient une tige conique, ayant un diamètre localement modifié dàns la direction axiale en fonction de l'allure ou de la caractéristique du gradient de la température de chauffage.

Ce procédé permet d'obtenir une tige conique désirée, dans un temps de fabrication sensiblement réduit et avec une perte de matière bien moindre. Ce procédé s' avère donc satisfaisant pour améliorer au plus haut degré possible le rendement de l'opération.

Une pièce métallique,ou ébauche, peut être transformée en tige conique désirée, conformément à la présente invention, par une simple opération de chauffage selon un gradient de température d'allure voulue, uniquement de celles de ses parties qu'on veut rendre coniques, avant de la soumettre à un effort de traction axiale. Ce procédé permet d'obtenir une tige conique désirée, dans un temps remarquablement court, et supprime toutes les opérations usuelles longues et compliquées, par exemple l'usinage, qui demande beaucoup de temps et entraîne une perte de matière, ou le forgeage à chaud, qui nécessite une durée longue et inutile de forgeage etc... On peut donc dire que le procédé qui fait l'objet de la présente invention contribue beaucoup à la diminution de prix des tiges coniques, par simplification des opérations et réduction du temps nécessaire.Si le procédé décrit ci-dessus est appliqué à une pièce métallique aussi longue qu'un fil bobiné, par déplacement de cette pièce pas-à-pas d'une longueur prédéterminée vers l'avant, on peut obtenir une longue série de tiges coniques continues prédéterminées. Le respect de ce mode de variation de la traction en fonction du temps, permet d'obtenir une tige conique satisfaisante avec un rapport de réduction élevé, c' est-à-dire un rapport satisfaisant de la section transversale de la partie de plus grand diamètre à la section transversale de la partie de plus petit diamètre (A max/
A min). La formation d'une partie cylindrique, à génératrices non convergentes mais parallèles, avec un diamètre constant dans la partie de diamètre minimal, est également efficacement obtenue lorsqu'on suit ce mode de traction.

La découverte du principe ci-dessus d'une variation de la traction en fonction du temps a conduit aux caractéristiques ci-après du procédé conforme à la présente invention. Lorsqu'on exerce sur une pièce métallique une traction par application d'une force de tension appropriée, alors que cette pièce est sous l'influence d'un chauffage suivant un gradient de température axial, à une vitesse de déformation comprise entre 0,5 %/s et 1000 %/s dans la partie de diamètre minimal, pour former une tige conique dont le diamètre varie axialement, la vitesse de traction doit varier par exemple progressivement d'une vitesse élevée à une faible vitesse, en diminuant la vitesse de traction par intermittence ou par paliers en divisant la valeur totale de la traction en plusieurs parties. Ce mode de traction permet de former de façon efficace une partie conique désirée, sans entrainer de cassure de la pièce par striction locale, et de former simultanément une partie cylindrique droite de diamètre constant dans la partie de diamètre minimal.

Le procédé nouveau conforme à l'invention par application d'une traction réglée variable de façon appropriée contrlée en fonction du temps, permet d'obtenir une tige conique voulue présentant un diamètre de valeur précise rigoureusement contrôlée. Ce procédé permet d'obtenir une tige conique de dimensions précises, en une seule ayant une partie conique voulue à intervalles voulus. Si on coupe cette pièce longue ainsi préparée, en tronçons voulus, on obtient avec un rendement avantageux une pluralité de tiges coniques de longueur prédéterminée.

La Demanderesse a constaté, en poursuivant ses travaux de recherche, que la vitesse de déformation, c'està-dire le taux de déformation de la section transversale de la pièce métallique par unité de temps, lors de son étirage ou de sa traction en vue de sa déformation dans la direction axiale, est un paramètre très important. I1 est également important que la déformation de la section transversale dans la partie de diamètre minimal soit maintenue à l'intérieur de limites prédéterminées. La Demanderesse a pu établir que la fabrication efficace des tiges coniques désirées a été obtenue en pratique par la mise en oeuvre du principe ci-dessus.

La présente invention, qui découle des observations ou des connaissances mentionnées ci-dessus, est caractérisée en ce qu'elle comprend le mode opératoire suivant : la vitesse de déformation, lorsqu'on applique à la pièce métallique une force de tension axiale pendant qu'elle est chauffée suivant un gradient de température axial pour la transformer en tige conique, est maintenue dans la zone de 0,5 %/s à 1000 %/s. I1 a été vérifié qu'une pièce métallique peut être efficacement transformée en une tige conique désirée, par ceprocédé, sans provoquer de rupture de la piece par striction ou contraction locale.

La poursuite de ses études par la Demanderesse a également fait apparaitre le fait suivant : l'allure ou le mode de traction de la pièce métallique, plus précisément la courbe de traction en fonction du temps, a beaucoup d'importance, lorsque la pièce est étirée de telle manière que la vitesse de déformation dans la partie de diamètre minimal soit maintenue à l'intérieur de limites opération de traction, sans nécessiter aucun usinage de finition, ce qui contribue beaucoup à la réduction du temps de fabrication et,-par conséquent,à la diminution du cott de production.

Outre les dispositions qui précèdent, 11 invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la description qui va suivre.

L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 représente schématiquement un exemplé de réalisation d'une tige conique utilisée en tant que ressort hélicoldal
- la figure 2 est un diagramme comparatif des carac téristiques d'un ressort hélicoidal usuel et d'un ressort hélicoldal conique
- les figures 3a et 3b sont respectivement des courbes de différentes répartitions de températures dans la direction axiale d'une pièce métallique,et la figure 3c est une vue schématique illustrant l'état d'une pièce métallique après traction
- la figure 4 est un schéma d'un mode de réalisation préféré d'un appareil utilisé pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention
- la figure 5 est un schéma d'un autre mode de réalisation préféré d'un appareil utilisable pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention
- la figure 6 est une vue en coupe transversale suivant la ligne 6-6 de la figure 5 ;
- la figure 7 est un graphique illustrant la relation entre la courbe de variation désirée pour le gradient de température et la courbe de température effectivement mesurée
- la figure 8 représente schématiquement un autre mode de réalisation préféré d'un appareil utilisable pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention
- la figure 9, la figure 11 et la figure 13 sont respectivement des graphiques illustrant la répartition des températures sur des éprouvettes suivant les exemples 1, 2 et 3, avant l'opération de traction
- la figure 10, la figure 12 et la figure 14 sont respectivement des graphiques illustrant la répartition des diamètres sur des éprouvettes suivant les exemples 1, 2 et 3, après l'opération de traction
- la figure 15 est un graphique illustrant la relation, observée dans l'exemple 4, entre la vitesse de déformation dans la section minimale de la barre et le rapport de réduction maximale sous déformation uniforme ;;
- les figures 16a et 16b sont respectivement un graphique illustrant le résultat observé dans l'exemple 6 de traction par application d'une force de tension avec une réduction progressive de vitesse et un graphique montrant la courbe de la vitesse progressivement réduite
- les figures 17a et 17b sont respectivement un graphique illustrant le résultat observe dans l'exemple 7 d'une traction par application d'une force de tension en deux paliers,et un graphique illustrant le mode de traction en deux paliers, et
- les figures 18a et 18b sont respectivement un graphique illustrant le résultat observé dans l'exemple 8 lorsque la traction par application d'une force de tension est exercée en trois paliers, et un graphique représentant le mode de traction en trois paliers.

I1 doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes, sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation.

Les pièces métalliques utilisées pour former les tiges coniques conformément à la présente invention, sont généralement sous forme de fils et tiges. Elles sont le plus souvent en acier mais d'autres metaux non ferreux ne sont nullement exclus. Comme matière préférée pour les ressorts hélicoldaux coniques, on utilise une tige ou fil d'acier contenant 0,35 à 1,10 % de carbone,en poids, et contenant en outre, si on le désire, du silicium a une teneur maximale de 2,5 %,du manganèse à raison de 1,5 % au maximum, 3,0 % de cuivre au maximum, 3,0 % de nickel au maximum, 5,0 % de chrome au maximum, 1,0 % de molybdène au maximum, 1,0 % de vanadium au maximum, 0,05 % de bore au maximum, 0,1 % d'aluminium au maximum, ainsi que du titane, du niobium, du zirconium, du tantale, du tungstène, du hafnium à des teneurs respectives ne dépassant pas 0,5 %, le complément étant du fer.

La teneur en carbone de la tige d'acier mentionnée ci-dessus, utilisée comme élément préféré pour la formation des tiges coniques, doit être maintenue entre 0,35 % et 1,10 %. Lorsque la teneur en carbone est inférieure à 0,35 %, la dureté par trempe est difficile à obtenir dans le traitement thermique qui suit la formation de l'enroulement hélicoidal, ce qui nuit aux caractéristiques nécessaires du ressort. Par contre, lorsque la teneur en carbone est supérieure à 1,10 %, la cémentite proeutectoide devient énorme, ce qui réduit la durée de vie du ressort par fatigue. Parmi les éléments éventuellement ajoutés, le silicium est efficace pour améliorer la résistance à la perte de charge, le manganèse convient pour améliorer la capacité de durcissement, le cuivre permet d'améliorer la résistance aux intempéries et évite la décarburation pendant le traitement thermique, le nickel est efficace pour améliorer la capacité de durcissement et la résistance, le chrome et le molybdène améliorent la capacité de durcissement et la résistance à l'adoucissement par revenu, le vanadium convient pour améliorer la résistance mécanique par obtention de cristaux plus fins, le bore peut améliorer la capacité de durcissement lorsqu'on l'ajoute à l'état de traces, l'aluminium est efficace pour allonger la durée de vie et contre la fatigue ainsi que pour former des cristaux plus fins de manière à abaisser la température de transition de l'état ductile à l'état fragile, et le titane, le niobium, le zirconium, le tantale, le tungstène, le hafnium sont avantageux respectivement pour la formation de carbures fins, ce qui améliore la résistance à l'adoucissement par revenu. Tous ces élé- ments d'addition peuvent être présents séparément ou en association, dans la limite de la teneur prédéterminée.

D'autres éléments inévitablement presents à l'état de traces d'impuretés au cours de la fabrication industrielle des fils d'acier, par exemple le phosphore, le soufre, l'arsenic, l'étain, l'antimoine, le zinc, le sélénium, etc..., sont sans inconvénient.

En ce qui concerne le gradient de température communiqué au fil d'acier constituant la pièce métallique, sa caractéristique peut être modifiée de différentes fa çons, suivant la qualité de la matière et la dimension du fil d'acier, la température de chauffage, la condition de tension, la conicité désirée, etc... Elle peut être déterminée de façon spécifique dans chaque cas et non être décidée uniformément ou sans discrimination. D'une manière générale, on peut dire qu'une partie du fil d'acier soumis à une température élevée devient plus fine ou plus mince dans l'opération de tension ultérieure et une partie à basse température devient moins mince. Par conséquent, pour former un cône continu dont le diamètre augmente ou diminue régulièrement, comme représenté à la figure 1, on utilise de préférence un gradient de température ayant l'allure indiquée sur la figure 3a ou 3b par exemple.En particulier, lorsqu'on adopte une courbe de gradient de température en forme de cloche, comme dans les figures 3a et 3b, où la zone centrale dans la direction axiale de la pièce métallique est à température élevée et les autres zones éloignées de cette zone centrale sont à une température plus basse, on obtient des parties coniques c, d opposées l'une à l'autre, comme représenté à la figure 3c.

Ainsi, un fil d'acier étiré de façon continue pour produire une pluralité de parties coniques c, d mutuellement opposées, à intervalles prédéterminés dans la direction axiale du fil, peut être coupé à chacune des parties e de diamètre minimal situées entre les parties coniques c, d, de manière à obtenir une pluralité de tiges coniques de longueur prédéterminée, du type représenté sur la fil gure 1, en continu et avec efficacité.

En ce qui concerne le chauffage pour obtenir le gradient de température, on maintient de préférence la température maximale de chauffage entre 6000C et 10000C.

A une température inférieure à 6000C, l'allongement à la rupture de la pièce devient faible et par exemple, dans le cas du fil d'acier décrit plus haut, l'allongement à la rupture est inférieur à 40 %. La rupture de la pièce peut se produire avant que celle-ci soit finalement transformée en une tige conique désirée, par suite d'une éventuelle striction locale. Par contre, à une'température supérieure à 10000C, l'oxydation et la décarburation de la surface de la pièce progressent rapidement, ce qui nuit beaucoup à la durée de vie du produit final, c'est-à-dire du ressort, soumis à des efforts de fatigue.

En ce qui concerne le mode de chauffage pour obtenir le gradient de température, tous les procédés connus, tels que le chauffage direct, le chauffage par induction à haute fréquence, le chauffage au gaz, le chauffage aux rayons infrarouges, le chauffage indirect au four électrique, etc... sont acceptables. On peut choisir n'importe lequel de ces procédés, selon les circonstances.Pour le chauffage de la pièce métallique suivant un gradient de température au moyen d'un des procédés ci-dessus, les deux procédés suivants peuvent plus particulièrement être recommandés : (1) le chauffage direct de la pièce métallique, de façon à obtenir la caractéristique prédéterminée de gradient de température dans la direction axiale, et (2) après avoir chauffé ou pendant le chauffage de la pièce métallique jusqu a une température élevée prédéterminée, le refroidissement de la pièce par réglage de la température, de façon à obtenir la caractéristique prédéterminée du gradient de température dans la direction axiale de la pièce.Plus concrètement, la quantité de chaleur ou la quantite de frigories pour le refroidissement, pour chaque zone de la pièce métallique dans la direction axiale, peut être modifiée en fonction du profil de cône désiré, par exemple par division de la longueur totale d'un cône, de la partie centrale à l'extrémité de chaque côté, en plusieurs sections, de façon à envoyer à chaque section une quantité respectivement modifiée d'air de refroidissement, conformément au profil du cône, en modifiant, en fonction de la position, le diamètre ou le pas des enroulements électriques utilisés dans un radiateur par induction à haute fréquence, dans la direction axiale de la pièce métallique, conformément au profil du cône, ou en modifiant le débit de gaz combustible permettant de faire varier le degré de chauffage, en fonction de la position, dans la direction axiale de la pièce métallique conformément au profil du cône. Dans le cas d'un radiateur par résistance électrique, la puissance d'entrée envoyée à une pluralité d'éléments de résistance chauffants peut être réglée, de préférence pour chaque position de la pièce métallique, conformément au profil du cône.

Une piece métallique, à laquelle a été communiqué ce gradient de température de caractéristique prédéterminée, est soumise à un effort de traction dans la direction axiale pendant qu'elle se trouve sous le gradient thermique, de façon à être transformée en tige conique désirée par modification progressive de son diamètre en fonction de la caractéristique du gradient de température.

En général, une partie à haute température devient de faible diamètre, tandis que le diamètre d'une partie à basse température diminue moins.

Cette force de traction est appliquée à une pièce métallique sous l'influence du chauffage suivant un gradient de température, en fonction de la qualité, de la forme et de la conicite désirée, de manière à obtenir une vitesse de déformation désirée de la pièce. Les études effectuées par la Demanderesse ont montré que cette vitesse de déformation de la pièce doit être contrôlée par tous moyens, pour obtenir efficacement des tiges coniques de forme voulue, pendant que la pièce est soumise à la traction pendant qu'elle est chauffée suivant un gradient de température. La Demanderesse a également constaté que le réglage de la vitesse de déformation est de préférence effectué dans la partie de diamètre minimal (partie de contraction uniforme maximale) de la tige conique obtenue, à l'intérieur de certaines limites prédéterminées.

En d'autres termes, les tiges coniques qu'on veut obtenir par le procédé conforme à la présente invention, doivent être soumises à une force de traction dans la partie de diamètre minimal, c'est-à-dire dans la partie chauffée à la température la plus haute de chauffage, à l'intérieur des limites de vitesse de déformation (É) de 0,5 %/s à 1000 %/s. Dans ces conditions de déformation sous tension, on obtient facilement et efficacement les tiges coniques voulues, sans créer de problèmes de rupture de pièces, etc... A ce sujet, la vitesse de déformation de 0,5 %/s doit être considérée comme la limite inférieure, car la caractéristique de gradient-de température dans la direction axiale se comporte en réalité comme si elle était plate ou sans gradient à une vitesse inférieure à cette valeur limite de 0,5 %/s.Par contre, lorsque la vitesse de déformation dépasse 1000 ZJs, une chaleur assez élevée est engendrée au moment de la déformation plastique de la pièce, ce qui provoque un chauffage local et une striction locale qui risquent d'entrainer la rupture de la pièce. Cette valeur doit donc être considérée comme la limite supérieure.La vitesse ou taux de déformation (C) signifie ici la quantité de déformation par unité de temps dans la partie de diamètre minimal et, plus particulièrement, le taux de variation de la section transversale qui peut être détermine d'une manière générale par la formule ci-dessous
(A0 - A) x 100 # = %
A x t dans laquelle :
Ao est la section transversale initiale de la pièce métal lique (cm2) ;
A est la section transversale de la tige conique (pièce
métallique après la déformation sous tension) dans la
partie de diamètre minimal (cm2), et t est la durée d'application de la force de déformation
sous tension.

Dans le procédé conforme à la présente invention, il y a lieu de définir le mode de traction de la pièce métallique à l'intérieur des limites prédéterminées de vitesse de déformation, ou la caractéristique de vitesse de déformation (c). Plus précisément, (a) la variation progressive de la vitesse de traction, d'une valeur élevée à une valeur faible, de la pièce métallique à la tête de prise, lorsque cette derniere est maintenue pour la traction, et (b) la division de la valeur de la traction en plusieurs paliers, pour réduire graduellement la force de traction, et pour exercer de façon intermittente une traction sur la pièce, sont deux des modes de trac tion employés de préférence.L'un ou l'autre de ces deux modes permet de former facilement une tige conique avec un rapport de réduction élevé, c'est-à-dire le rapport entre les sections transversales dans la partie de diamètre maximal et dans la partie de diamètre minimal, et en donnant une longueur suffisante à la partie cylindrique droite, de diamètre constant, dans la partie de diamètre minimal formée en même temps que la partie conique.

Une pièce métallique chauffée suivant un gradient de température prédéterminé lorsqu'elle estsoumise à une traction à vitesse constante en tête, peut présenter une partie contractée à un stade relativement précoce de la traction, ce qui aboutit à la formation d'une partie conique seulement sans partie cylindrique droite dans certains cas, ou à la formation d'une partie cylindrique droite seulement dans certains autres cas, avec une partie conique, si elle existe, ayant un rapport de réduction relativement faible. De toutes façons, on ne peut pas obtenir une tige conique convenable à rapport de réduction élevé, par ce mode de traction à vitesse constante.

La présente invention a permis d'obtenir une tige conique excellente, à rapport de réduction élevé, évitant parfaitement l'inconvénient ci-dessus, par adoption de la caractéristique particulière ou mode de traction décrit plus haut. L'explication théorique pour cette formation simultanée de la partie conique à rapport de réduction élevé et de la partie cylindrique droite peut être la suivante
On considère d'abord un cas dans lequel la quantité de traction est divisée en plusieurs paliers, de façon à exercer la traction en plusieurs fois et par intermittence tout en diminuant la vitesse. La déformation de la pièce métallique à température élevée est bien équilibrée entre le durcissement sous contrainte provoqué par la déformation et l'adoucissement par récupération.Si la traction est interrompue immédiatement avant que la première striction ne commence à apparaître, c'est-à-dire à la limite pour la déformation uniforme de la pièce, et si on laisse celle-ci en l'état pendant plusieurs secondes, la pièce non soumise à une déformation subit dans l'intervalle un recuit, du fait de la température élevée encore existante. La ductilité de la pièce est fortement améliorée par la diminution ou la suppression de la transition, provoquée jusqu'à ce moment par la déformation. La répétition de ce processus permet d'obtenir une pièce avec un rapport de réduction beaucoup plus grand que dans le cas où une force constante de traction est appliquée en une seule fois.Pendant la phase initiale de traction à vitesse relativement grande, la pièce est susceptible de subir l'influence du gradient de température en général, pour former principalement la partie conique, tandis que pendant la derniere phase à vitesse réduite la déformation se produit principalement dans la partie centrale de la pièce, dans la zone à haute température, ce qui aboutit à la formation de la partie cylindrique droite de diamètre minimal constant. Il est nécessaire de réduire la vitesse de traction lorsqu'on arrive dans la dernière partie du processus, car la partie déformable est progressivement limitée par l'abaissement de température de la pièce. Cette diminution inévitable de la vitesse en tête ralentit naturellement la vitesse de déformation (E) ci-dessus.

D'autre part, même dans le cas d'une diminution progressive de la vitesse à la tête de prise, d'une valeur élevée à une valeur faible, afin de diminuer peu à peu la vitesse de déformation, le durcissement provoqué par la déformation est surpassé par l'adoucissement provoqué par la récupération, pour donner à la pièce un effet d'autorecuit dû à la température restante. Ainsi, dans ce cas, le rapport de réduction obtenu est beaucoup plus grand que celui qui est observé dans des conditions de traction à vitesse constante. Dans le mode de traction conforme à l'invention, lorsque la vitesse est diminuée par paliers ou progressivement, la dernière vitesse de traction, la plus lente, est une caractéristique importante pour obtenir la partie cylindrique droite de diamètre constant.

Dans le cas de la fabrication de tiges coniques dont le mode de réalisation préféré est représenté sur la figure 3c, comportant deux parties coniques opposées c, d, à partir d'un fil ou d'une tige longue continue, par une opération de fabrication répétitive et continue, une telle tige longue comportant une pluralité de parties coniques séparées par des intervalles égaux prédéterminés, peut être coupée, avant ou après un post-traitement et/ou une opération nécessaire, dans des positions prédéterminées-successives, de manière à obtenir des tiges coniques finies de longueur constante.

Bien entendu, ce procédé convient également pour former une ou deux tiges coniques, à partir d'une pièce relativement courte de longueur limitée au lieu de la pièce longue décrite plus haut. La partie conique formée sur la pièce peut être modifiée dans sa forme. Elle peut, par exemple, avoir un diamètre croissant ou décroissant linéairement et de façon continue comme représenté sur la figure 3c, avec un ou deux paliers dans la partie c (d), ou avoir une forme convexe vers l'extérieur ou concave vers l'intérieur. En ce qui concerne le mode de définition de la partie conique, diverses modifications sont admissibles. On peut, par exemple, former seulement une partie conique, former une partie de grand diamètre dans la zone centrale avec deux parties de petit diamètre de part et d'autre de cette zone, de façon inverse à ce qui est représenté sur la figure 3c, en plus du mode comportant deux parties de grand diamètre à chaque extrémité comme représenté sur la figure 3c.

Pour la mise en oeuvre effective du procédé conforme à l'invention décrit ci-dessus, on utilise de préférence l'appareil décrit ci-après.

Cet appareil comprend un mécanisme de traction, pour exercer un effort de traction sur une pièce métallique en forme de fil, serrée en deux points, suivant la direction axiale de la pièce, dans un sens qui tend à augmenter la distance entre les deux points, et des moyens de chauffage comportant plusieurs paliers disposés entre les deux points, pour chauffer la pièce métallique à chaque palier de manière à obtenir dans la pièce une caractéristique prédéterminée de gradient de température. De cette façon, on communique à la pièce métallique le chauffage suivant un gradient de température, tout en exerçant sur elle une traction dans les deux directions au moyen du mécanisme de traction. La pièce se transforme ainsi en tige conique avec un diamètre variable dans sa direction axiale. Un exemple de l'appareil conforme à l'invention est représenté schématiquement sur la figure 4.Sur cette figure, le repère 1 désigne une tige ronde en acier qui est serrée dans des mandrins 2,2 à ses deux extrémités.

On exerce une traction sur la pièce par des moyens appropriés, par exemple un cylindre hydraulique, non représenté, de façon à ce que la distance entre les deux mandrins 2,2 puisse être augmentée. En d'autres termes, la tige 1 est tirée dans deux directions, indiquées par les flèches
D, de façon à être allongée entre les mandrins 2,2. Le long de l'axe de la tige 1 sont disposés des éléments de chauffage par induction à haute fréquence, à savoir n éléments allant de H1 à H n comportant chacun le même nombre de spires. Ces éléments chauffants sont disposés dans la direction axiale de la tige 1, en sorte que chaque élément constitue une zone de chauffage pour chaque position de la tige 1 dans sa direction axiale.Un courant à haute fréquence, réglé indépendamment à une valeur prédétermi- née, est envoyée à chacun des enroulements Hl-Hn, au moyen d'un dispositif de commande 3. Lorsqu'on fait varier l'intensité du courant qui circule dans chaque enroulement Hl-Hn, l'intensité du courant d'induction qui circule dans la tige 1 dans chaque position varie et, par suite, le degré de chauffage varie également suivant la position.

En d'autres termes, on obtient une caractéristique particulière de gradient de température correspondant à chaque position de la tige 1. Le dispositif conforme à l'invention comporte également une série d'appareils de mesure de chaleur ou de détecteurs de température T1 - Tn, pla cés chacun en face de chacune des zones de chauffage de la tige 1, pour mesurer ou détecter la température effective de la zone chauffée respective.Pour régler la température dans chaque zone de chauffage, la température détectée par les appareils de mesure T1 - T n est renvoyée respectivement au dispositif de commande 3, afin de régler indépendamment l'intensité du courant envoyé à chacun des enroulements H1 - Hn
Dans un appareil construit comme ci-dessus, la tige 1, à laquelle a été communiqué un chauffage suivant un gradient de température dans chacune de ses zones de chauffage pendant qu'elle est étirée dans chaque direction D aux mandrins.2,2, reçoit une quantité respectivement dif férente de chauffage à haute fréquence, en fonction de la position dans la direction axiale.La tige 1 présente un taux différent d'extension ou d'allongement, bien qu'elle soit soumise à une force de tension uniforme, selon la position dans la direction axiale de la tige 1. C'est la raison pour laquelle on forme un cône voulu.

Dans un appareil du type ci-dessus, le courant envoyé aux enroulements échelonnés H1 - H n est réglé respectivement pour chacun et la température effective dans chaque zone de chauffage formée par les enroulements
H1 - H n est mesurée par les appareils T1 - T n et renvoyée au dispositif de commande', afin de régler à une valeur désirée la température engendrée par les enroulements
H1 - Hn Par conséquent, il est possible de régler à volonté la température de chaque enroulement Hl-Hn, pour modifier la forme du cône de la façon désirée. La température de chauffage, et par conséquent la forme du cône, peuvent être réglées exactement, avec un tel dispositif.

Bien que dans le dispositif décrit ci-dessus à titre d'exemple, une pluralité d'enroulements comportant un nombre identique de spires soient raccordés en parallèle pour être commandés indépendamment en ce qui concerne l'intensité du courant, certaines variantes sont admissibles, par exemple la modification du nombre de spires de chaque enroulement, le branchement de chaque enroulement en série avec modification du nombre de spires, ou la modification du diamètre de chaque enroulement, etc..., afin d'envoyer une intensité de courant prédéterminée à chaque enroulement pour que chaque zone de chauffage de la pièce métallique puisse être soumise à une intensité de courant respectivement différente.Plus particulièrement, pour obtenir une caractéristique de chauffage du type représenté à la figure 3, la densité du nombre des spires doit être plus grande dans les enroulements de chauffage par induction situés dans la partie centrale de la pièce métallique dans la direction axiale, et elle doit etre plus petite pour les enroulements le plus éloignés de la partie centrale. De même, si on adopte un mode de réglage par modification du diamètre d'enroulement, ce diamètre doit être plus petit dans l'enroulement de chauffage par induction situé dans la partie centrale de la pièce métallique dans la direction axiale et celui des enroulements situés le plus loin de la partie centrale doit être plus grand.

Dans l'appareil décrit à titre d'exemple, d'autres moyens de chauffage, par exemple une pluralité de brûleurs échelonnés, peuvent être utilisés à la place du dispositif de chauffage par induction précédemment décrit.

Comme procédé de fabrication des tiges coniques, on peut utiliser avantageusement dans la présente invention un chauffage direct par résistance. On envoie directement un courant électrique à une pièce métallique filiforme, à partir de deux de ses points espacés dans la direction axiale, et on dispose une pluralité de zones de refroidissement dans la direction axiale de la pièce pour communiquer un refroidissement, réglé en fonction de la position, dans chacune des positions définies sur la pièce. La pièce, chauffée par le courant qui la traverse, tandis qu'elle est soumise à une traction dans les deux directions, est refroidie suivant une loi prédéterminée, de façon à créer une zone de refroidissement suivant un gradient de température. La pièce peut ainsi être transformée en une tige conique de diamètre variable dans la direction axiale.

Pour la fabrication de la tige conique ci-dessus, le degré de chauffage par chauffage direct par résistance est mesuré dans toute position appropriée, entre les deux points de raccordement sur la pièce, afin de régler le degré de chauffage à partir de la valeur mesurée. Ce dispositif est caractérisé en ce que la température de chauffage, dans la position de mesure elle-meme, est réglée de manière à avoir la valeur désirée. Ce procédé présente divers avantages, par exemple l'amélioration de la vitesse de fabrication, le raccourcissement de la durée de traitement, l'obtention de tiges coniques sensiblement conformes au profil désiré, et une fabrication facile des produits voulus.

Un appareil de ce type est décrit ci-après, par référence aux figures 5 et 6. Le repère 11 désigne une tige ronde en acier, dont chaque extrémité est serrée respectivement par un mandrin 12, 22 de façon à être étirée par des moyens de traction appropriés, non représentés, par exemple par un cylindre hydraulique, dans une direction qui tend à augmenter la distance entre mandrins, c'est-à-dire dans la direction indiquée par les flèches D, pour augmenter la longueur de la tige. Les mandrins 12, 22 agissent dans ce dispositif simultanément comme contact pour le passage du courant de chauffage direct par résistance.Le courant, qui traverse un dispositif 15 de ré- glage de courant, est envoyé, après avoir été réglé à une valeur prédéterminée1 à la tige lî par l'intermédiaire des mandrins 12, 22, de manière à chauffer directement la tige. Le long de la tige 11, dans sa direction longitudinale, sont disposés n éléments de refroidissement par air, qui ont une configuration transversale en forme de C, C1 - Cn, de manière à constituer des zones de refroidissement dans chaque position de la tige 11 à refroidir.Un gaz froid, de l'air par exemple, est envoyé à chacun des éléments Cl-Cn de refroidissement par air, à partir d'une source de gaz 14, par exemple un compresseur, par l'intermédiaire de passages respectifs P1 - P n dans lesquels le débit est réglé au moyen de régulateurs S1 - 5n On refroidit ainsi chaque position de la tige 11 située respectivement en face des refroidisseurs Cl-Cn.

Un détecteur de température de type connu, comprenant un objectif 16, capable de détecter la température de surface de la tige 11 sur toute sa longueur, et un détecteur d'image 17 sont disposés pour mesurer la température de surface de la tige 11 au moins dans une partie située en face d'un refroidisseur Cm placé dans la partie centrale de la tige 11, entre les deux mandrins 12, 22. Le détecteur de température collecte l'énergie rayonnée par la surface de la tige 11, afin d'engendrer un signal représentatif de la température. Le signal émis par le détecteur de température (16, 17), qui représente la température de surface de la tige 11, est envoyé à un convertisseur de température 19 pour être transmis, après y avoir été transformé en un signal électrique, à un régulateur de courant 15 et à un dispositif 18 de réglage de refroidissement.Le courant à envoyer à la tige 11 est réglé dans le régulateur de courant 15, sur la base du signal de température reçu, de façon à correspondre à la valeur de consigne du régulateur, c'est-à-dire à la température de chauffage désirée dans la position de mesure. Un signal de commande est élaboré dans le dispositif 18 de commande de refroidissement, à partir d'un signal électri- que provenant du convertisseur de température 19, et il est envoyé à des moteurs M1 - Mni conformément à la loi de réglage prédéterminée. Les dispositifs S1 - 5n de réglage de débit sont actionnés respectivement par chaque moteur M1 - Mn, afin de régler la quantité d'air V1 - Vn envoyée à chacun des dispositifs C1 - C n de refroidissement à air.La tige 1 est refroidie, de cette façon, à une température prédéterminée, dans une position axiale désirée. En d'autres termes, on communique à la tige 1 un chauffage prédéterminé, suivant un gradient de température de configuration prédéterminée.

A titre d'exemple, on décrit un appareil du type ci-dessus, dans lequel les refroidisseurs par air C1 - C n sont disposés en nombre impair n. La température de la partie centrale m de la tige 11 est réglée par la régulation de l'intensité du courant envoyé dans la tige. Ce réglage est effectué par une régulation, du type proportionnel - intégral - dérivé, de l'intensité du courant envoyé à la tige 11, sur la base de la valeur d'entrée provenant du convertisseur de température 19, qui est sensible à la valeur détectée (donnée de température) par le détecteur de température (16, 17) pour la mesure de la température de surface de la partie centrale de la tige 11.Dans cette situation, on admet que la condition de chauffage de l'ensemble de la tige 11 est définie par la régulation du chauffage de sa partie centrale et le chauffage direct par circulation de courant peut produire une crete de température au milieu de la tige 11 en général. Par conséquent, ce procédé de chauffage direct par résistance est recommandé, de préférence, lorsqu'on veut obtenir une courbe de chauffage en forme de cloche pour la caractéristique de répartition de température dans la partie centrale, comme représenté sur la figure 3a.Le reglage de température n'est pas nécessairement limité à ce mode de réalisation, mais on peut utiliser dans certains cas la détection de la température de surface dans d'autres parties que le milieu de la tige 11, pour la régulation du chauffage, cette température étant supposée représenter l'état de chauffage de la totalité de la tige.

Lorsque la caractéristique de température désirée pour la tige 11 est modifiée, les points de détection de la température de surface sont naturellement modifiés et il est également admissible de détecter la température de surface en plusieurs points de la tige 11 pour effectuer la régulation du chauffage basée sur la valeur visée prédéterminée.

Dans la régulation du chauffage basée sur la partie à plus haute température au milieu (m) de la tige 11, la commande de refroidissement, c'est-à-dire le chauffage par un courant électrique plus le refroidissement à l'air, n'est normalement pas pratiquée. C'est seulement lorsque la température Tm dans la position m a largement dépassé la valeur prévue qu'on souffle de l'air froid, par le passage Pm, dans le dispositif de refroidissement à l'air
Cm. Toutefois, dans certains cas, il peut être avantageux, en fonction de la caractéristique du gradient de température, d'effectuer la régulation du chauffage dans la position m en utilisant en parallèle le chauffage par le courant électrique et le refroidissement par air, ce qui déplace naturellement la régulation du chauffage en d'autres points de la tige 11.

La température aux autres positions que la position m commence habituellement à être réglée par refroidissement lorsque la température dans la position m a atteint la valeur visée Tm puisque la position m est celle qui doit être chauffée à la température la plus haute. I1 est bien entendu admissible de commencer à régler la température dans les autres positions, par régulation de la température de chauffage au moyen d'un refroidissement par air au début du chauffage, si les conditions l'exigent.

Le réglage par refroidissement est effectué par commande du débit V1 ... Vn de gaz de refroidissement (air) envoyé aux dispositifs de refroidissement par air C1 ... Cn
Cette variation du débit est réalisée par les moteurs
M1 ... Mn qui commandent de façon appropriée le degré d'ouverture de l'orifice dans les régulateurs de débit
S1 ... Sn. Le débit de gaz de refroidissement à utiliser peut être déterminé préalablement, en fonction de chaque type de gradient de température, par des essais ou toute autre méthode.

La température de la tige 11 peut donc être régulée de deux façons. L'une consiste en une régulation du chauffage au moyen du courant qui circule dans la tige, l'intensité du courant étant réglée de façon à faire correspondre la température de surface effectivement mesurée de la tige 11 à la température visée. L'autre consiste en une régulation de refroidissement exécutée par la pluralité de refroidisseurs à air C1 ... C n disposés axialement dont on fait varier la capacité de refroidissement l'un par rapport à l'autre selon le débit prédéterminé de gaz de refroidissement envoyé à chacun d'eux. Une telle régulation du chauffage et du refroidissement en parallèle permet d'obtenir de façon efficace une caractéristique de gradient de température telle que celle qui est représen tée sur la figure 3a par exemple.

Une piece ou tige 11, soumise à un tel gradient de température, est transformée, lorsqu'une force de traction bidirectionnelle prédéterminée est appliquée entre les deux mandrins 12, 22, en une tige conique comportant des parties coniques c, d comme représenté sur la figure 3c, du fait des taux différents d'allongement de la pièce en fonction de la position.

La température de la tige 11 dans la position m de mesure de la température, qui est la valeur de référence pour la régulation du chauffage, peut être amenée exactement à la valeur désirée Tm En ce qui concerne la température dans les autres positions, une certaine discordance peut apparaitre entre la température réelle de chauffage et la température visée, car elle est ré- glée de deux façons, à savoir un refroidissement par les refroidisseurs à air C1 ... C n dont le débit de gaz de refroidissement est déterminé expérimentalement, et un chauffage direct par résistance.Afin d'éliminer cette discordance, le débit du gaz de refroidissement envoyé aux dispositifs de refroidissement à air Cl...Cn, est également commandé par l'information de température mesurée par le détecteur de température (16,17)-Il est bien entendu préférable de soumettre simultanément la tige 11 à la commande de refroidissement et à la régula- tion du chauffage, mais on rencontre alors une difficulté pratique en ce que le chauffage par passage de courant demande seulement quelques secondes, tandis que la vitesse de refroidissement dans l'opération de refroidissement au gaz est sensiblement plus lente.L'information de température obtenue dans un cycle de formation de cone comprenant un chauffage et une traction est utilisée de façon efficace pour commander la valeur du refroidissement dans le cycle de formation du cône qui suit immédiatement, selon la présente invention. De cette façon, la répétition de ce meme processus permet d'atteindre finalement sensiblement la caractéristique désirée de gradient de température. Dans un mode de réalisation représenté à titre d'exemple aux figures 5 et 6, le détecteur de température (16, 17) effectue pour cette raison la detection de température dans plusieurs positions, dans la direction axiale de la tige 11, et un signal de commande provenant du dispositif de régulation du refroidissement 18 est émis après chaque fin d'un cycle de formation de cône, pour être reçu par les refroidisseurs à air C1..Cn comme donnée de commande du débit de gaz de refroidissement dans le cycle suivant de formation de cône. Autrement dit, la détermination du débit de gaz de refroidissement est exécutée pour chaque chauffage et élévation de température de la tige 11, pour un cycle donné de formation de cône, mais la valeur déterminée n'est en aucun cas modifiée pendant un cycle de chauffage et d'élévation de température, c'est-à-dire que la commande du débit de gaz de refroidissement est effectuée seulement par intermittences.

La détermination du débit de gaz de refroidissement envoyé à chacun des refroidisseurs à air C1 ... C n est effectuée, plus précisément, comme décrit Ci-après. On considère, par exemple, le cas de la position de refroidissement i de la tige 11, la température de la tige 11 à la position i étant Ti p-1 et les températures dans les positions i-1 et i+1 étant respectivement T1-1 n-1et Ti+1.

On suppose que les écarts des températures dans ces positions, T1n-1 Ti- n-1 et Tn-1, par rapport aux températures visées dans ces positions, Ti, Ti-1 et Ti+1 sont respectivement #in-1, #i-1p-1 et#i+1 n-1. Cette relation est représentée par le graphique de la figure 7, où la ligne discontinue indique la répartition de température visée et le trait plein indique la répartition de température dans le cycle de commande précédent.

Dans cette situation, la valeur de consigne du du moteur Mi, pour déterminer le débit de gaz de refroidissement pour le cycle de commande suivant du refroidisseur à air Ci, est déterminée par le calcul de l'équa- tion suivante dans le dispositif 18 de commande du refroidissement : #in= #i n-1 + k#i n-1 + k' (# i+1 n-1 + i+1 n-1) dans laquelle #i n-1 désigne und valeur réglée pour le mo- teur Mi dans le cycle de refroidissement précédent et k et k' sont des constantes dans l'opération de réglage.

Par conséquent, si la température de la surface dans chaque position de la tige 11 correspondant à chacun des refroidisseurs à air C1 ... C n est mesurée, la valeur de consigne du moteur M. pour la détermination du débit de gaz de refroidissement peut être calculée par la méthode ci-dessus, ce qui permet un nouveau contrôle exact du refroidissement, bien adapté à la répartition de température visée, dans le cycle suivant de formation de cône.

I1 est également possible, au lieu d'effectuer un calcul respectif à partir de la valeur de la mesure réelle de la température de surface dans chaque position de la tige 11, de mesurer la température réelle dans plusieurs positions sur la tige afin d'en déduire la répartition de température en général et de déterminer la valeur du refroidissement ou le débit d'air envoyé à chacun des refroidisseurs C1 ... n sur la base de la comparaison entre la répartition de température mesurée et la répar- tition de température visée.

Dans ce mode de contrôle du refroidissement, une fois que la répartition de température visée ou la caractéristique de gradient est atteinte, elle n'est pas modifiée mais elle reste fixe pour répéter le cycle de formation de cône dans cette même situation. Les tiges coniques ayant le profil de cône désiré peuvent être obtenues successivement de cette façon.

La figure 8 représente un autre mode de réalisation d'un dispositif pour la mise en Qeuvre de ce procédé de chauffage direct par résistance. Dans ce dispositif, des informations de dimension du profil de cône effectivement produit sont introduites dans un calculateur, en plus de la commande habituelle du profil de cône basée uniquement sur la température de surface de la tige 11, afin d'effectuer un contrôle du refroidissement plus exact adapté au profil de cône désiré. On affecte les mêmes repères et signes aux mêmes éléments que dans le mode de réalisation précédent, pour en éviter la~description, et seuls les éléments différents sont décrits ci-après.Le repère 13 désigne un détecteur de température comprenant un objectif et un détecteur d'image, comme dans le mode de réalisation précédent, et on envoie à chacun des refroidisseurs à air C1... Cn, disposés dans la direction axiale de la tige 11, un débit prédéterminé de gaz de refroidissement qui est commandé à partir du dispositif de commande de refroidissement.

Dans l'appareil représenté à la figure 8, une partie conique d'une pièce fabriquée dans un cycle de formation de cône est mesurée, en ce qui concerne les dimensions de son profil, par un dispositif 20 de mesure de dimension et les résultats sont introduits dans un dispositif 21 de réglage de la caractéristique de température, dans lequel est effectué un réglage ou une correction de la caractéristique de répartition de température visée.

Plus précisément, on effectue une comparaison entre la courbe de température visée, établie dans le dispositif de réglage de température 21, et la courbe de température mesurée qui vient d'être introduite, afin de modifier la courbe de température qui a servi jusqu'alors de référence pour la commande du refroidissement. La relation entre le cône indiqué dimensionnellement et la caractéristique de répartition de température est rendue plus étroite. La relation entre le profil de cône désiré et la caractéristique de température n' est pas nécessairement correcte dans les applications réelles mais parfois incorrecte, en sorte que le dispositif 21 de correction dè la caractéristique de température a sa raison d'être.L'information de la caractéristique de température corrigée, en provenance du dispositif 21 de correction de caractéristique de température, est introduite dans le dispositif 18 de réglage de refroidissement 18, en sorte que la commande de régulation du débit du gaz de refroidissement envoyé aux refroidisseurs à air C1 ... Cn pour le cycle suivant de formation du profil de cône est engendrée sur la base de la caractéristique de température introduite provenant du convertisseur de température 19 conformément à la caractéristique de température corrigée.

L'introduction des informations de dimension, prises sur le profil de cône réel, comme indiqué ci-dessus, dans le but de corriger le profil de cône visé, permet d'obtenir une référence pour la commande du refroidissement du cycle suivant de formation de cône. La relation mutuelle entre le profil de cône réel et la caractéristique de répartition de température est ainsi améliorée.

Des tiges coniques très proches du profil de cône voulu peuvent ainsi être obtenues et la répétition de l'opera- tion de correction de la caractéristique de température, c'est-à-dire la répétition du cycle de formation de cône, conformément à ce processus, permet la production des tiges coniques parfaitement conformes au profil de cône visé.Lorsqu'on a atteint la concordance des deux profils par la répétition de l'opération de correction de la caractéristique de répartition de température basée sur les informations de dimension, la simple répétition du cycle de formation de cône ou la répétition du cycle de formation de cône aidée par la régulation du chauffage, ainsi que la commande du refroidissement basée sur la caractéristique de température fixée ou finalement corri gée deviennent possibles, ce qui permet d'abandonner la correction de la caractéristique de répartition de température et par conséquent de cesser la mesure des informations de dimension.

I1 va de soi que la présente invention n'est en aucune manière limitée aux exemples ou modes de réalisation décrits ci-dessus, mais que diverses modifications et variantes peuvent y être apportées sans sortir du cadre de l'invention.

La pièce métallique à transformer en tiges coniques est habituellement à l'état de fil mais elle peut être également une tige ou un tube creux. En ce qui concerne la forme de la pièce, elle peut présenter une section rectangulaire, carrée, etc... En ce qui concerne le type du matériau utilisé pour une telle pièce, les métaux non ferreux sont acceptables, en plus de l'acier habituellement utilisé.

Les tiges coniques conformes à la présente invention ont de nombreuses applications, en plus de leur utilisation en tant que ressorts hélicoidaux coniques, par exemple pour des antennes, des bâtons de ski si la pièce est creuse, des pieds de lampe, etc...

Quelques exemples de réalisation de l'invention seront décrits dans ce qui va suivre, pour expliquer plus complètement ses caractéristiques concrètes, ces exemples n'étant, bien entendu, pas limitatifs.

EXEMPLE 1
Des éprouvettes (barres rondes) A et B, en acier
SAE 9254 à température ambiante, dont le diamètre est de 6,35 mm et la longueur de 170 mm, sont saisies à chaque extrémité par un mandrin à refroidissement par eau, une zone chauf fable de 100 mm environ séparant les mandrins.

Un chauffage direct par résistance est appliqué aux deux pièces, de façon à ce que leur partie médiane soit chauffée jusqu'à une température de 8500C + 50C. La répartition de température à cet instant est illustrée par la figure 9. La pièce A, à laquelle a été communiquée une telle répartition de température, est soumise à une force de traction à une vitesse moyenne de déformation de 10 %/s, avec une vitesse de traction de 50 mm/s. La pièce B, dans les mêmes conditions de répartition de température, est soumise à une force de traction à une vitesse moyenne de déformation de 100 t/s, avec une vitesse de traction de 100 mm/s. Les résultats de la formation du cône sur les deux pièces sont représentés à la figure 10.

Les deux graphiques montrent que les deux pièces A et B, qui ont été chauffées de manière à obtenir un gradient de température, ont été étirées ou allongées par l'action de traction axiale sur la distance concernée, de 100 mm jusqu'à 130 mm. Un cône comportant la partie de diamètre minimal sensiblement en son milieu est obtenu, avec un diamètre croissant de façon continue vers chaque extrémité, dans les deux pièces. Les diamètres au milieu des deux pièces A, B sont respectivement de 4,83 mm, c'est-à-dire qu'on a obtenu un rapport de réduction de 42,1 % et de 4,70 mm, soit un rapport de réduction de 45,2 %.

A titre de comparaison, une autre éprouvette C, qui est une barre ronde en même acier, est chauffée de manière à présenter une température uniforme dans la direction axiale, puis elle est étirée axialement à une vitesse moyenne de déformation de 100 %/s, avec une vitesse de traction de 100 mm/s, comme illustré à la figure 9.

On constate, comme indiqué à la figure 10, que la partie de diamètre minimal ne se trouve pas au milieu de la pièce, que le diamètre ne diminue pas de façon continue et qu'une striction locale apparait.

EXEMPLE 2
Une éprouvette D, constituée par une tige en acier
JIS SUP 7 à température ambiante, d'un diamètre de 9,50 mm et d'une longueur de 700 mm, est serrée à chaque extrémité par un mandrin à refroidissement par eau, pour être chauffée par passage de courant dans une zone de chauffage possible de 500 mm, de manière à obtenir une caractéristique de gradient de température de 8500C au milieu et de 6200C environ à chaque extrémité. La répartition de température résultante est illustrée à la figure 11.

L'application d'une force de traction à la pièce dans cette situation, à un taux moyen de déformation de 50 %/s, avec une vitesse de traction de 250 mm/s, produit un allongement de la distance entre mandrins de la pièce D, de 150 mm, c'est-à-dire que l'éprouvette passe de 500 mm à 650 mm. On obtient un cône dont la partie de diamètre minimal se trouve au milieu de la pièce, le diamètre augmentant progressivement vers chaque extrémité. Le diamètre dans la partie centrale est de 7,1 mm et le rapport de réduction correspondant est de 44,1 %.

D'autre part, une éprouvette E, constituée par une tige en acier JIS SUP 7 à température ambiante, de 9,50 mm de diamètre et de 900 mm de longueur, est serrée par un mandrin à refroidissement par eau et soumise à un chauffage par induction à haute fréquence au moyen d'enroulements de diamètres individuellement différents, de manière à obtenir une caractéristique de gradient de température le long de la zone chauffable de 500 mm, la température dans la partie centrale étant de 9000C + 50C et la température à chaque extrémité étant de 6500C. La répartition de température se présente alors comme représenté à la figure 11. On applique ensuite une force de traction à la pièce E dans la direction axiale, à une vitesse moyenne de déformation de 60 %/s et avec une vitesse de traction de 300 mm/s. La pièce E, dont la distance entre mandrins était de 500 mm, est allongée à 700 mm.Le cône formé comporte la partie de diamètre minimal en son centre et le diamètre varie de façon continue. Le diamètre de la pièce E dans la partie centrale est de 6,45 mm et le taux de réduction correspondant est de 53,0 %.

EXEMPLE 3
Une autre éprouvette F, constituée par une tige en acier SAE 9254 à haute température, immédiatement après un traitement à chaud, de 6,35 mm de diamètre et de 450 mm de longueur, est saisie par un mandrin à refroidissement par eau pour être chauffée par des brûleurs à gaz, de manière à obtenir une caractéristique de gradient de température, la température étant de 8700C dans la partie centrale et de 6500C environ à chaque extrémité, la température diminuant progressivement entre ces deux valeurs.

La répartition de température est alors celle qui est representée à la figure 13. Une force de traction axiale est ensuite appliquée à une vitesse moyenne de déformation de 50 %/s, avec une vitesse de traction de 150 mm/s.

On obtient ainsi un allongement de la distance entre mandrins de 300 mm à 390 mm. Dans le cône obtenu, la partie de diamètre minimal se trouve sensiblement au milieu et le diamètre diminue de façon continue en direction du milieu. Le diamètre dans la partie centrale de la pièce F est de 4,55 mm et le taux de réduction correspondant est de 48,9 %.

EXEMPLE 4
Une éprouvette, constituée par une tige en acier contenant 0,61 % de carbone, 2,05 % de silicium, 0,81 t de manganese et 0,11 % de chrome, obtenue par laminage et étirage, de 6,35 mm de diamètre, est tenue à chaque extrémité par un mandrin à refroidissement par eau. La pièce est chauffée par passage direct de courant et on utilise simultanément une pluralité de dispositifs de refroidissement par air, à débit d'air de soufflage individuellement différent, disposés dans la direction axiale de la pièce d'essai, de façon à obtenir une courbe caractéristique de gradient de température en forme de cloche le long de la distance de 200 mm entre mandrins, avec une valeur maximale de 8500C dans la partie centrale.

La pièce en acier, ayant la caractéristique de gradient de température décrite ci-dessus, est ensuite déformée par traction tout en faisant varier la vitesse de déformation e dans la partie centrale de diamètre minimal. Les rapports de réduction maximale sous déformation uniforme à chaque vitesse de déformation sont indiqués dans le Tableau 1, comme informations de résultat. Le rapport de réduction maximale sous déformation uniforme (%) signifie ici la valeur de la déformation jusqu'au moment qui précède immédiatement l'apparition d'une striction comme signe précurseur d'une rupture, soit (Ao - A) x 100/Ao, c'est-à-dire : section transversale de la pièce - section transversale de la partie de diamètre minimal x 100/section transversale de la pièce.

Les valeurs numériques du Tableau 1 sont reportées sous forme de graphique sur la figure 15.

Les valeurs reportées sur le Tableau 1 et la figure 15 montrent que le rapport de réduction maximale sous déformation uniforme est élevé dans la gamme de vitesse de déformation de traitement entre 0,5 et 1000 %/s, et même sa plus grande partie possible se trouve dans cette gamme.

En réalisant la déformation par traction à l'intérieur de telles limites contenant le rapport de réduction maximale, on obtient plus facilement un profil de cône voulu, car cela diminue le travail de fabrication.

TABLEAU 1

<tb> <SEP> N <SEP> Vitesse <SEP> de <SEP> déformation <SEP> Rapport <SEP> de <SEP> réduc
<tb> <SEP> pendant <SEP> l'opération <SEP> tion <SEP> maximale
<tb> <SEP> E <SEP> (%/s) <SEP> (%)
<tb> <SEP> I <SEP> 0,14 <SEP> I <SEP> 4,3
<tb> <SEP> 1 <SEP> 0,14 <SEP> 4,3
<tb> <SEP> t <SEP> t <SEP>
<tb> <SEP> 2 <SEP> 0,52 <SEP> 8,2
<tb> -------t-------------------------t----------------------
<tb> <SEP> I <SEP> I
<tb> <SEP> 3 <SEP> 0 <SEP> 1,02 <SEP> 0 <SEP> 25,1
<tb> I <SEP>
<tb> <SEP> t <SEP>
<tb> <SEP> I <SEP> I
<tb> <SEP> 4 <SEP> 0 <SEP> 4,55 <SEP> i <SEP> 36,2
<tb> <SEP> 5 <SEP> 39,2 <SEP> 46,5
<tb> <SEP> 6 <SEP> 107 <SEP> 43,1
<tb> <SEP> 7 <SEP> 510 <SEP> 31,8
<tb> <SEP> 8 <SEP> 1725 <SEP> 16,5
<tb>
EXEMPLE 5
Une éprouvette, constituée par un fil en acier contenant les divers éléments chimiques indiqués dans le
Tableau 2 et obtenu par recuit de sphéroldisation et étirage, est chauffée de la façon décrite dans l'Exemple 4, la température maximale de chauffage étant indiquée dans le Tableau 3, jusqu'à ce qu'on ait obtenu une caractéristique prédéterminée de gradient de température. Elle est ensuite déformée par traction, de la façon décrite dans l'Exemple 4, à la vitesse de déformation (#) indiquée dans le Tableau 3. Les valeurs résultantes du rapport de réduction maximale (%) sont indiquées parallèlement dans le Tableau 3.On obtient un excellent rapport de réduction maximale avec tous les types d'acier.
TABLEAU 2

<tb> N <SEP> Composant <SEP> chimique <SEP> (%)
<tb> <SEP> C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> Cr <SEP> Autres
<tb> <SEP> 9 <SEP> 1,07 <SEP> 0,28 <SEP> 0,52 <SEP> - <SEP>
<tb> 10 <SEP> 0,5 <SEP> 0,25 <SEP> 0,77 <SEP> 0,96 <SEP> 0,19 <SEP> V
<tb> 11 <SEP> 0,54 <SEP> 0,29 <SEP> 0,71 <SEP> 0,91 <SEP> 0,92 <SEP> V
<tb> 12 <SEP> 0,37 <SEP> 1,12 <SEP> 0,31 <SEP> 4.92 <SEP> 0,98 <SEP> Mo, <SEP> 0,42 <SEP> V
<tb> 13 <SEP> 0,58 <SEP> 2,45 <SEP> 0,77 <SEP> 0,01 <SEP>
<tb> 14 <SEP> 0,62 <SEP> 0,71 <SEP> 1,98 <SEP> 0,02 <SEP>
<tb> 15 <SEP> 0,55 <SEP> 0,85 <SEP> 1,15 <SEP> 0,03 <SEP> 0,85 <SEP> Cu
<tb> 16 <SEP> 0,36 <SEP> 0,35 <SEP> 0,82 <SEP> 1,55 <SEP> 2,98 <SEP> Ni, <SEP> 0,35 <SEP> Mo
<tb> 17 <SEP> 0,61 <SEP> 0,31 <SEP> 0,89 <SEP> 0,91 <SEP> 0,0029 <SEP> B
<tb> 18 <SEP> 0,58 <SEP> 1,20 <SEP> 0,75 <SEP> 0,21 <SEP> 0,095 <SEP> Al
<tb> 19 <SEP> 0,42 <SEP> 0,31 <SEP> 1 <SEP> <SEP> 0,55 <SEP> 1,02 <SEP> : <SEP> 0,46 <SEP> Ti
<tb> 20 <SEP> 0,92 <SEP> 0,33 <SEP> 1,12 <SEP> 0,49 <SEP> 0,49 <SEP> W
<tb> 21 <SEP> 0,49 <SEP> 0,38 <SEP> 1,51 <SEP> 0,55 <SEP> 0,38 <SEP> Nb
<tb> 22 <SEP> 0,51 <SEP> 0,39 <SEP> 1,49 <SEP> 0,73 <SEP> 0,44 <SEP> Zr
<tb> 23 <SEP> 0,62 <SEP> 0,35 <SEP> 1,20 <SEP> 0,75 <SEP> 0,49 <SEP> Ta
<tb> 24 <SEP> 0,51 <SEP> 0,11 <SEP> 0,95 <SEP> 1,00 <SEP> 0,33 <SEP> Hf
<tb>
TABLEAU 3

<tb> <SEP> Pièce <SEP> Température <SEP> Vitesse <SEP> de <SEP> Rapport
<tb> <SEP> N <SEP> Diamètre <SEP> distance <SEP> dis- <SEP> maximale <SEP> de <SEP> déformation <SEP> de
<tb> <SEP> (mm) <SEP> ponible <SEP> à <SEP> chauffage <SEP> ( C) <SEP> dans <SEP> la <SEP> par- <SEP> réduc
<tb> <SEP> chauffer <SEP> tie <SEP> de <SEP> dia- <SEP> tion
<tb> <SEP> (mm) <SEP> mètre <SEP> minimal <SEP> maxi
<tb> <SEP> (%/S) <SEP> male
<tb> <SEP> (%)
<tb> <SEP> 9 <SEP> 10,0 <SEP> 800 <SEP> 830 <SEP> 23,5 <SEP> 42,1
<tb> 10 <SEP> 12,7 <SEP> 1000 <SEP> 870 <SEP> 30,1 <SEP> 39,1
<tb> 11 <SEP> 12,7 <SEP> 1000 <SEP> 980 <SEP> 35,5 <SEP> 35,9
<tb> 12 <SEP> 6,35 <SEP> 200 <SEP> 930 <SEP> 20,3 <SEP> 25,2
<tb> 13 <SEP> 12,0 <SEP> 1350 <SEP> 850 <SEP> 215 <SEP> 38,8
<tb> 14 <SEP> 10,0 <SEP> 800 <SEP> 850 <SEP> 95,2 <SEP> 41,1
<tb> 15 <SEP> 6,35 <SEP> 200 <SEP> 770 <SEP> 18,5 <SEP> 33,2
<tb> 16 <SEP> 10,0 <SEP> 800 <SEP> 850 <SEP> 73,5 <SEP> 47,2
<tb> 17 <SEP> 12,0 <SEP> 1000 <SEP> 830 <SEP> 153 <SEP> 37,5
<tb> 18 <SEP> 10,0 <SEP> 800 <SEP> 770 <SEP> 55,2 <SEP> 29,0
<tb> 19 <SEP> 6,35 <SEP> 200 <SEP> 770 <SEP> 39,0 <SEP> 33,1
<tb> 20 <SEP> 6,35 <SEP> 200 <SEP> 940 <SEP> 83,2 <SEP> 40,6
<tb> 21 <SEP> 6,35 <SEP> 200 <SEP> 980 <SEP> 650 <SEP> 25,1
<tb> 22 <SEP> 6,35 <SEP> 200 <SEP> 980 <SEP> 353 <SEP> 30,7
<tb> 23 <SEP> 6,35 <SEP> 200 <SEP> 850 <SEP> 95,2 <SEP> 22,2
<tb> 24 <SEP> 6,35 <SEP> 200 <SEP> 900 <SEP> 77,5 <SEP> 42,5
<tb>
EXEMPLE 6
Une pièce constituée par une tige en acier contenant 0,61 % de carbone, 1,94 % de silicium et 0,81 % de manga nèse, de 6,35 mm de diamètre, obtenue par laminage et étirage, est tenue à chaque extrémité par un mandrin à refroidissement par eau, pour être chauffée par le procédé de chauffage direct par résistance, une pluralité de moyens de refroidissement, à débit d'air de soufflage individuellement différent, étant placés à chaque position dans la direction axiale de la pièce, de façon à obtenir une carac téristique de gradient de température en forme de cloche le long de la distance chauffable de 200 mm entre les mandrins, la valeur maximale étant de 8500C.

Après le chauffage, la pièce présentant la caractéristique de gradient de température mentionnée cidessus, est déformée par traction, à une vitesse de traction progressivement décroissante d'une valeur élevée à une valeur faible, comme indiqué sur la figure 16b. La courbe de variation de la vitesse de déformation, lorsqu'on passe de la vitesse initiale de traction à la vitesse finale, est représentée à la figure 16a.

On voit, sur la figure 16a, que le rapport de ré- duction maximale peut être augmenté par la diminution progressive de la vitesse de déformation. La déformation par traction, dans la gamme de rapports de réduction maximale aussi élevés, rend la formation d'un cône désiré très facile car cela diminue le temps et la quantité de travail nécessaires. On voit, sur la figure 16a, que plus le rapport de variation de la vitesse initiale de traction à la vitesse finale augmente, plus le rapport de réduction maximale obtenu est grand.

Lorsque la traction est effectuée a une vitesse constante de déformation de 100 % par seconde, le rapport de réduction maximale obtenu est seulement de l'ordre de 26 %.

Dans cet exemple, chaque élément de tige conique obtenu à une vitesse de traction progressivement décroissante, comporte une partie cylindrique de diamètre constant.

EXEMPLE 7
Sur une pièce à laquelle a été communiquée la caractéristique de gradient de température décrite à l'Exemple 6, on exerce une traction à deux paliers, comme représenté aux figures 17a et 17b.

Dans un premier exemple de mode de traction à deux paliers, on effectue un essai avec une première phase à une vitesse de déformation de 100 % pendant 5 secondes, puis avec une deuxième phase à des vitesses de déformation de 50, 40 et 30 %/s l'une après l'autre. Les rapports de réduction maximale obtenus sont représentés à la figure 17a et repérés par des cercles.

Dans un autre exemple de mode de traction à deux paliers, on effectue un essai dans lequel la vitesse de déformation de la première phase est fixée à 70 %/s pendant 5 secondes et les vitesses de déformation de la deuxième phase sont fixées à 50, 40 et 30 %/s respectivement,dans l'ordre. Les rapports de réduction maximale obtenus sont représentés à la figure 17a et repérés par des cercles noirs pleins.

A titre de comparaison, on effectue sur une même pièce des essais de traction à palier unique, avec une vitesse de déformation respectivement de 100 %/s et 70 %/s. Les rapports de réduction maximale obtenus sont respectivement de 26 % et 22 %.

Ces résultats montrent que le mode de traction à deux paliers améliore efficacement le rapport de réduction maximale et, en outre, que plus la vitesse de déformation dans la première phase est élevée, plus ce rapport devient grand.

EXEMPLE 8
Une éprouvette, constituée par une tige en acier à laquelle a été communiquée une caractéristique prédéterminée de gradient de température de la façon décrite dans l'Exemple 6, est soumise à une opération de traction à trois paliers, comme représenté aux figures 18a et 18b.

Cet essai est exécuté plus particulièrement de deux façons
La première façon consiste à utiliser les valeurs suivantes : - dans la première phase, une vitesse de déformation de
100 %/s et une durée d'application de 3 secondes ; - dans la deuxième phase, des vitesses de déformation de
80, 70, 60 et 50 %/s et une durée d'application de
2 secondes ; - dans la troisième phase, une vitesse de déformation
de 30 %/s.

La deuxième façon diffère de la première uniquement par la vitesse de déformation utilisée dans la troisième phase, qui devient 10 %/s.

Les résultats obtenus sont représentés sur le graphique de la figure 18a, sur laquelle les cercles indiquent les valeurs relatives à la première façon et les cercles noirs les valeurs relatives à la deuxième façon.

Le graphique de la figure 18a montre que le mode de traction à trois paliers augmente beaucoup le rapport de réduction maximale et que ce rapport est plus grand lorsque la vitesse de déformation dans la troisième phase est plus grande.

Claims

REVENDICATIONS

10- Procédé de fabrication d'une tige conique à partir d'une pièce métallique, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre la pièce métallique à une force de traction dans sa direction axiale, tout en lui communiquant un chauffage suivant un gradient de température dans sa direction axiale, en sorte que la tige obtenue possède une partie conique dont le diamètre varie suivant l'axe de la pièce de façon correspondante à la caractéristique du gradient de température.

20- Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la force de traction est appliquée à la pièce métallique apres que celle-ci a été chauffée, de manière à lui communiquer la caractéristique de gradient de température dans sa direction axiale.

30- Procédé selon la Revendication I, caractérisé en ce que la pièce métallique chauffée jusqu a une température prédéterminée est refroidie de manière réglable, afin de lui communiquer la caractéristique de gradient de température dans sa direction axiale avant d'appliquer la force de traction.

40- Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la pièce métallique chauffée suivant la caractéristique de gradient de température est soumise à une force de traction à une vitesse de déformation prédéterminée.

5 - Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la partie conique a un diamètre qui varie de façon continue dans la direction axiale de la pièce métallique.

60- Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la caractéristique de gradient de température est une courbe en cloche, la température étant la plus élevée dans la partie axialement centrale de la pièce métallique et diminuant progressivement au fur et à mesure qu'on s' éloigne de la partie centrale.

70- Procédé selon la Revendication 6, caractérisé en ce que la pièce métallique est un fil ou une tige continu et en ce que le chauffage suivant ladite caractéristique de gradient de température est appliqué de façon répétée, à un intervalle prédéterminé, sur la pièce métallique continue, pendant que celle-ci est soumise à la force de traction.

80- Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la température maximale de chauffage, lorsqu'on chauffe la pièce métallique dans les limites de ladite caractéristique de gradient de température dans sa direction axiale, est comprise entre 6000C et 10000C.

9 - Procédé selon l'une quelconque des Revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'opération de chauffage de la pièce métallique,suivant ladite caractéristique de gradient de température dans sa direction axiale, est effectuée avant de soumettre la pièce à la force de traction axiale de manière à déformer ladite pièce dans sa direction axiale de façon intermittente et répétitive, et en ce que la pièce métallique obtenue avec des parties coniques,est coupée dans la partie de diamètre minimal, de façon à obtenir en continu des tiges coniques comportant des parties coniques à chacune de leurs extrémités.

100- Procédé de fabrication d'une tige conique à partir d'une pièce métallique par application d'une force de traction dans la direction axiale de ladite pièce, tout en communiquant à celle-ci dans sa direction axiale un chauffage suivant une caractéristique de gradient de température, caractérisé en ce qu'on forme une partie conique présentant un diamètre qui varie dans la direction axiale de la pièce en fonction de la caractéristique de gradient de température, en appliquant à la pièce métallique une déformation par traction à une vitesse de déformation comprise entre 0,5 %/s et 1000 %/s dans la partie de section transversale minimale.

11 - Procédé de fabrication d'une tige conique à partir d'une pièce métallique par application à celle-ci d'une force de traction dans sa direction axiale, la vitesse de déformation de la pièce métallique dans sa partie de section minimale étant maintenue entre 0,5 %/s et 1000 %/s après avoir chauffé la pièce métallique suivant une caractéristique prédéterminée de gradient de température, lequel procédé est caractérisé en ce que la vitesse de traction de la pièce métallique est progressivement modifiée d'une valeur élevée à une valeur faible.

12 - Procédé de fabrication d'une tige conique à partir d'une pièce métallique par application à celle-ci d'une force de traction dans sa direction axiale, la vitesse de déformation de la pièce métallique dans sa partie de section minimale étant maintenue entre 0,5 %/s et 1000 t/s, après avoir chauffé la pièce métallique suivant une caractéristique prédéterminée de gradient de température, lequel procédé est caractérisé en ce que la vitesse de traction de la pièce métallique est réduite de façon intermittente et par paliers, en divisant la quantité totale de traction en plusieurs étapes.

130- Procédé de fabrication d'une tige conique à partir d'une piece métallique en forme de fil, par chauffage direct de la pièce métallique au moyen d'un.courant électrique circulant entre deux points de la pièce metal- lique et obtention d1une caractéristique prédéterminée de gradient de température entre ces deux points au moyen d'une commande individuelle de la valeur du refroidissement dans chacune d'une pluralité de zones de refroidissement prévues entre ces deux points, avant application de la force de traction entre ces deux points, de façon à former une partie conique dont le diamètre varie dans la direction axiale de la piece métallique, lequel procédé est caractérisé en ce que la température de la surface dans une partie quelconque -de la pièce métallique est mesurée pour commander l'intensité du courant sur la base de la valeur ainsi mesurée, ce qui permet de régler à une valeur désirée la température de chauffage dans la posi- tion de mesure de température.

140- Procédé selon la Revendication 13, caractérisé en ce que la mesure de la température de la surface de la pièce métallique est effectuée dans une partie centrale, entre les deux points de raccordement du courant sur la pièce métallique.

15 - Procédé selon la Revendication 13, caractérisé en ce que la mesure de la température de la surface est effectuée, en plus de la commande du chauffage direct par résistance, dans une pluralité de positions entre les deux points sur la pièce métallique, afin d'utiliser les informations de température ainsi obtenues pour la commande de la valeur du refroidissement dans chacune des zones de refroidissement, dans un cycle suivant de formation de cône.

160- Procédé selon la Revendication 15, caractérisé en ce que la dimension effective d'une partie conique obtenue par chauffage et traction est mesurée de façon à permettre le réglage de la caractéristique visée de gradient de température, cette caractéristique réglée de gradient de température étant utilisée pour la commande de la valeur de refroidissement dans chacune des zones de refroidissement, dans un cycle suivant de formation de cône, laquelle commande est basée sur lesdites informations de température.

17 - Appareil pour la fabrication d'une tige conique à partir d'une pièce métallique rectiligne, caractérisé en ce qu'il comprend : un mécanisme de traction pour saisir la pièce métallique (1) en deux points (12,22) et soumettre celle-ci à une force de traction dans une direction (D) qui tend à augmenter la distance entre les deux points ; un dispositif (15) d'alimentation en courant électrique, pour faire passer une intensité prédéterminée de courant entre les deux points de manière à chauffer directement la pièce métallique ; une pluralité de moyens de refroidissement (Cl-Cn) disposés entre les deux points de serrage de la pièce métallique, la capacité de refroidissement de chacun de ces moyens pouvant être réglée indépendamment ; des moyens (16, 17) de détection de température capables de mesurer la température de surface de la pièce métallique au moins dans une position entre les deux points ; et un dispositif (15) de commande de la température de chauffage, pour commander la valeur du chauffage par le courant fourni par le dispositif d'alimentation en courant électrique, sur la base d'un signal d'entrée émis par les moyens de détection de température.

18 - Appareil selon la Revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif (18) de commande du refroidissement, pour commander individuellement la capacité de refroidissement de chacun des moyens de refroidissement, sur la base d'un signal d'entrée émis par les moyens de détection de température.

19 - Appareil selon la Revendication 18, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un mécanisme (20) de mesure de dimension, pour mesurer la dimension effective d'une partie conique obtenue par chauffage et traction, et un dispositif (21) de réglage, pour régler la caractéristique désirée de gradient de température sur la base des informations de dimension fournies par le mécanisme de mesure de dimension, en sorte que la commande de capacité de refroidissement de chacun des moyens de refroidissement est réalisée, conformément à la caractéristique de gradient de température réglée par le dispositif (21) de réglage, sur la base d'un signal d'entrée émis par les moyens (13) de détection de température au dispositif (18) de commande de refroidissement.

200- Appareil selon 11 une quelconque des Revendications 17 à 19, caractérisé en ce que le mécanisme de traction fonctionne en tant qu'extracteur pour le serrage et la traction de la pièce métallique et comme contact pour le passage du courant électrique à travers la pièce métallique de façon à chauffer directement cette dernière.

210- Appareil pour la fabrication d'une tige conique à partir d'une pièce métallique rectiligne, caractérisé en ce qu'il comprend : un mécanisme de traction, pour serrer la pièce métallique (1) en deux points et exercer sur elle une force de traction dans une direction (D) qui tend à augmenter la distance entre les deux points ; et une pluralité de moyens de chauffage (H -H,) pour chauffer individuellement la pièce métallique suivant une caractéristique de gradient de température ainsi prédéterminée, en sorte que la pièce métallique à laquelle a été communiquée une caractéristique prédéterminée de gradient de température par cette pluralité de moyens de chauffage,est étirée par le mécanisme de traction pour être transformée en une tige conique comportant une partie conique de diamètre variable axialement.

22 - Appareil. selon la Revendication 21, caractérisé en ce qu'un dispositif (3) de commande de chauffage est prévu, en combinaison avec des moyens (Tl-Tn) de détection de température qui mesurent la température de. la pièce métallique chauffée par la pluralité de moyens de chauffage, pour commander de façon réglable la température de chauffage dans chaque zone de chauffage, sur la base de la température effective de la pièce métallique, mesurée par les moyens de détection de température.

230 Appareil selon la Revendication 21, caractérisé en ce que la pluralité des moyens de chauffage sont des moyens de chauffage par induction à haute fréquence.

240- Appareil selon la Revendication 23, caractérisé en ce que les moyens de chauffage par induction à haute fréquence sont composés d'une pluralité d'enroulements, qui diffèrent respectivement par le nombre de spires, disposés dans la direction axiale de la pièce métallique et reliés en série pour être parcourus par un courant d'intensité prédéterminée.

25 - Appareil selon la Revendication 23, caracterisé en ce que les moyens de chauffage par induction à haute fréquence sont composés d'une pluralité d'enroulements de diametres différents qui sont disposés dans la direction axiale de la pièce métallique et raccordés en série pour être parcourus par un courant d'intensité prédéterminée.

260- Appareil selon la Revendication 23, caractérisé en ce que les moyens de chauffage par induction à haute fréquence sont composés d'une pluralité d'enroulements, à chacun desquels le courant électrique est envoyé indépendamment, disposés dans la direction axiale de la pièce métallique, une caractéristique prédéterminée de gradient de température étant obtenue en faisant varier l'intensité du courant envoyé à chaque partie de la pièce métallique, par l'intermédiaire de lavariationde l'intensité du courant envoyé à chacun des enroulements.