Brevet FR2011018A1 — publié le 19700227

L'operation de refroidissement rèpresente, dans le traitement thermique des aciers, en particulier toutefois lors de la trempe, une operation essentielle pour le resultat recherché. D'une part, les processus métallographiques exigent souvent, pendant le refroidissement de l'acier, un refroidissement d'une rapidité aussi grande que possible D'autre part, cependant, une trop grande vitesse de refroidissement conduit souvent à une plus forte déformation et favorise en outre une indésirable formation de criques ou fissures. C'est pourquoi toute une serie de mesures ont été déJà proposees pour modifier le pouvoir de refroidissement. Des additions au milieu de refroidissement qu'est l'eau peuvent, soit améliorer son action refroidissante -par exemple l'eau salée- soit la réduire, comme dans le cas d'addition d'huiles ou de constituants organiques (alcools polyvinyliques). En outre, on a élaboré toute une série de différentes huiles de refroidissement qui permettent d'adapter chaque fois le processus de refroidissement au problème dont il s'agit. Ce qui est valable pour le traitement thermique des aciers est fondamentalement valable aussi pour le refroidissement après un traitement de nitruration, en particulièr après un traitement de nitruration en bain de sel I1 est notamment désirable, après une nitruration en bain de sel, de refroidir en principe dans l'eau, d'une part pour atteindre -si besoin est- la vitesse de refroidissement désirée et, d'autre part, pour débarrasser à cette occasion les pièces ou éléments à travailler du sel qui y adhère. Dans le cas de divers matériaux, en particulier ceux qui sont fortement alliés, ou aussi de la fonte, notamment lorsque celle-ci est employée comme fonte dure, cette méthode n n'est cependant pas applicable, car il peut se produire une formation de criques. On peut, en pareils cas, employer, au lieu de l'eau à la température ambiante, de l'eau chaude, ce qui ne conduit toutefois pas dans tous les cas au succès. I1 est également possible d'employer des huiles qui présentent cependant en particulier pour des pièces nitrurées en bain de sel- lginconvenient qu'il se forme un mélange huile-sel, dont lçélimination cause des dîfficultès On connaît aussi le moyen consistant à refroidir, après un traitement de nitruration, sous un gaz protecteur ou sous vide. Ces procédez, qui en général sont utilisables, sont toutefois pour une part couteux et, d'autre part, exigent beaucoup de temps. L'invention a pour objet un procédé pour le refroidissement de pièces à travailler, qui ont été chauffées à une température déterminee aux fins d'un traitement thermique, procédé caractérisé par ce que le refroidissement est effectué dans un récipient rempli de vapeur humide. L'invention s'étend également à une installation pour-l'application du procédé ci-dessus. On obtient ainsi un effet refroidissant particulièrement satisfaisant. Si, en outre, la quantité d'eau introduite dans le recipient de refroidissement est réglée, il est possible d'ajuster une large gamme de différentes vitesses de refroidissement, gamme qui peut en général etre reglée entre la vitesse du refroidissement p.ar l'air et celle du refroidissement par l'eau. L'invention s'étend également à une installation pour l'application du procédé ci-dessus. Selon la présente invention, il estparticulière- ment favorable de régler la vitesse de refroidissement de la manière suivante Un corps métallique, pourvu d'un ou plusieurs couples thermo-électriques, est chauffé à la température à partir de laquelle on doit refroidir, et il est introduit, en meme temps que la charge de pièces à travailler, dans le récipient de refroidissement. La température constatée par les couples thermo-électriques' règle de la manière habituelle, par exemple à'aide de cames oi d'appareils électroniques appropriés, l'amenée d'eau et permet ainsi de régler le déroulement du refroidissement d'après une caractéristiques de refroidissement pré-établie. Une installation appropriée, pour le procédé de refroidissement décrit, est représentée dans le dessin ci-joint. L'eau requise est prélevée dans le réservoir I. Si besoin est, l'eau peut être préchauffée dans ce réservoir. La pompe 2 refoule l'eau dans le système de tuyauterie, pourvu de fines tuyères, du récipient de refroidissement 3. Les tuyères sont orientées vers des tôles d'impact 4, ce qui réalise une pulvérisation supplémentaire. On évite aussi de ce fait que l'eau sortant des tuyères arrive directement sur les pièces. On peut toutefois aussi se dispenser de ces tôles si l'on utilise des tuyères donnant une pulvérisation particulièrement fine et en large cône. Dans la partie supérieure du récipient 3, fermé par un couvercle, il est prévu une aspiration 5, par laquelle la vapeur qui se forme est évacuée. Le récipient comporte dans le fond un écoulement 6 pour la partie de l'eau qui n'a pas été vaporisée. Pour le réglage de la vitesse de refroidissement, on suspend en même temps, dans le récipient, une éprouvette interchangeable 7, pourvue d'un couple thermo-électrique. Cette éprouvette peut aussi être installée à demeure dans le récipient de refroidissement, si elle est équipée d'éléments chauffants appropriés, par lesquels elle puisse être chauffée à la température initiale de la charge. Le couple tiermo-électrique est relié à un régulateur à valeur réelle ravaleur théorique 8, lequel branche ou débranche la pompe selon la manière dont la courbe de refroidissement réelle écarte de la courbe théorique pré-établie. Enfin, on peut encore envisager de loger dans le récipient de refroidissement un deuxième système de tuyauterie pourvu de tuyères plus grandes, grâce -auquel on projette de l'eau de lavage sur les pièces, après achèvement du refroidissement. Ces tuyères seront rationnellement orientées directement vers la charge de pièces nitrurées. On peut employer une seule et même pompe pour l'eau de refroidissement et l'eau de lavage. L'opération de lavage peut également être mise en route et arrêtée par l'intermédiaire du régulateur 8. bans une telle exécution, l'installation constituerait un dispositif automatique combiné de refroidissement et de lavage. Bien entendu l'invention n'est pas limitée à l'exem- ple de réalisation ci-dessus décrit et reprssenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Procédé pour le refroidissement de pièces à travailler, qui ont été chauffées à une température déterminée aux fins dcun traitement thermique, procédé caractérisé par ce que le refroidissement est effectué dans un récipient rempli de vapeur humide, ce qui permet un réglage de l'allure de refroidissement dans les divers cas 20) Installation pour l'application du procédé selon la revendication 1, caractérisée par ce que la vapeur humide est produite directement dans le récipient de refroidissement, par pulvérisation dgeau sous pression, à l'aide de tuyères. 30) Installation selon revendication 2, caractérisé par ce que le refroidissement est commandé par régulation de l'amenée d'eau 4 ) Installation selon revendications 2 et 3, caractérisée par ce que la commande de l'amenée d'eau s'effectue à l'aide d'un corps métallique, qui est pourvu de couples thermoélectriques, dont les variations de tension thermo-électrique sont utilisées pour la régulation de l'amenée d'eau. 50) Installation selon revendication 2,caractérisée par ce qu'eux est appliquée aurefroidissement de métaux autres que le fer.