Brevet FR2067389A1 — publié le 19710820

L'invention est relative à un procédé pour la fabrication d'anneaux et de tubes, et de récipients en matières renforcées par des fibres de résistance spécifique élevée, tels qu'on peut les utiliser par exemple pour des 5 canalisations sous pression, pour la construction légère de récipients sous haute pressions dans la navigation spatiale ainsi que dans les ultracentrifugeuses. Dans les procédés connus jusqu'à présent pour la fabrication de tuyaux et de récipients en matières 10 renforcées par des fibres, principalement des fils de verre dans une matrice en matière plastique, on imprègne les fils de verre de matière plastique, les enroule pour former les objets voulus et durcit ensuite la matrice en plastique. Quand on utilise comme matrice des métaux, 15 le fil est enroulé sur un noyau de moule approprié, et les interstices des fils sont remplis avec la matrice métallique liquide par coulée et/ou imprégnation. Cette méthode ne peut être appliquée avec succès comme l'expérience l'a montré que s'il ne se produit pratiquement aucune réaction chimique entre 20 la matière sous forme de fil et le métal liquide. Un inconvénient de ce procédé est que les différents fils peuvent se toucher réciproquement, ce qui est provoqué par l'opération d'enroulement, et peut, si la pièce moulée est soumise à des efforts, entraîner des ruptures de fils et par suite une diminution de la résistance 25 mécanique» Ce contact réciproque des fibres dans la matière de liaison peut être évité en enrobant les fils, avant l'opération de formage proprement dite en pièces moulées, avec une enduction appropriée de la matrice correspondante. Si toute-30 fois l'on doit fabriquer des pièces moulées à partir de ces fils enrobés de matrice, l'enroulement et le serrage subséquent ne peuvent se faire qu'en brisant les fils enduits, les changements de direction nécessaires pour le serrage sont notamment si importants que la résistance mécanique des divers fils est dépassée. 35 L'objet de l'invention est de réaliser un procédé qui permette de fabriquer des pièces moulées renforcées de fils ou de fibres, comportant une matrice, de façon telle que la matière en fils ou en fibres ne soit pas endommagée et ne soit pas sujette à se rompre et qu'ainsi on obtienne une pièce 40 moulée dont la résistance est importante. 70 41601 - 2 - 2067389 A cet effets l'invention concerne m' procédé de fabrication de matières renforcées par des fibres ou des fils et présentant une résistance spécifique élevée, caractérisé en ce que les fils ou fibres revêtues de métal, 5 ou les fils ou fibres et la matrice sont conformés en une pièce de moulage en subissant un laminage à chaud. Avec le procédé de l'invention, on évite efficacement le contact réciproque des fils ou des fibres• les possibilités de rupture indiquées ci-dessus sont'par suite 10 évitées® D'autre part les pièces moulées, que l'on doit fabriquer sont déjà compactées au maximum par le laminage à chaud. Les pièces moulées. doivent simplement être amenées éventuellementj> après le laminage à chaudj, à leurs dimensions finales." Il n'est plus nécessaire d'appliquer un traitement de serrage. 15 II est possible dans le procédé suivant l'invention d'appliquer des pressions de laminage élevées„ de sorte que les températures nécessaires pour le laminage sont comparativement faibles s, ce qui amène alors la diminution ou la suppression des réactions chimiques entre fils et matrice. 20 II est en outre possible, en posant obliquement an des rouleaux nécessaires pour le laminage à chaud» de régler pratiquement comme on le désire l'angle d'enroulement du fil par rapport à l'axe de la pièce moulée que l'on se propose de fabriquere 25 l'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et du dessin annexé représentant un exemple de réalisation de l'invention d'où ressortiront d'autres caractéristiquesv particularités et avantages. L'installation est constituée essentiellement 30 d'un banc de laminage 19 d'un cylindre supérieur 29 ainsi que d'un cylindre inférieur 3 chauffé intérieurement ou extérieurement par une flamme ou électriquement (par résistance ou par induction) L'entraînement des cylindres peut être assuré aussi bien manuellement qu'au moyen d'un moteur. 35 La pression de laminage sera appliquée sur les rouleaux, d'une part, par un contrepoids 5S d'autre part» hydrauliquemento les fils enroulés 7 sont appliqués sur les rouleaux par l'intermédiaire d'un renvoi 6» On peut laminer ici aussi bien des fils enduits de matrice que des fils non enduitss 40 la matrice pouvant se présenter avec ces derniers sous forme 70 41601 » 3 ° 2067389 de feuilles5 de rubans ou d'un fil fin et étant comprimée en pièces moulées en même' temps que la matière à haute résistance en fils. Dans la fabrication d'anneaux, de tubes et de récipients, on peut utiliser le cylindre inférieur comme pièce formant 5 le noyau de moule.. Dans les tuyaux et les récipients allongés, le cylindre presseur ou supérieur 2 peut être plus court (plus étroit) que le cylindre inférieur ou noyau. De cylindre presseur, ou le cylindre noyau, exécute alors un mouvement de va et vient 10 au-dessus de la pièce moulée qui doit être laminée en même temps que la matière sous forme de fils. Le cylindre noyau peut recevoir sur sa circonférence plusieurs cylindres presseurs, de sorte que l'on peut enrouler simultanément plusieurs fils ou faisceaux de fils 15 sur la pièce moulée qui doit être renforcée de fibreso En donnant au cylindre noyau ou au cylindre presseur une position ob2"vquep on peut donner un angle d'enrou~ lement quelconque à la matière en fil par rapport à l'axe du tuyau ou du récipient. 20 Les températures de travail se situent, dans ce procédé, pour des métaux légers ou des alliages de métaux légers par exemple, de 200 à 500°G, la pression à appliquer entre 40 et 100 kgp effectifs. Les matières en forme de fils sont amenées 25 entre les rouleaux à des vitesses de 5 à 30 m/min» On fabrique, par le procédé suivant l'invention, un anneau dont le diamètre intérieur est de 145 mm, le diamètre extérieur de 148 mm et la largeur de 20 mm, en fil d'acier 30 (Rocket Wire, Fe 98,9 G 0,7 à 1 f«) qui a été revêtu d'alumi rapport à une résistance qui est pour l'aluminium de 10 kgp/mm . La résistance des aciers spéciaux peut sans doute dépasser le chiffre de 100 kgp/mm , toutefois la résistance spécifique 35 (rapport entre la résistance et le poids spécifique) est consi~ dérablement plus élevée dans l'anneau décrit. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes 40 de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 70 41601 « 4 «• 2067389 REVENDICATIONS 1°/ Procédé de fabrication de matières renforcées par des fibres ou des fils et présentant une résistance spécifique élevée, caractérisé en.ce que les fils ou 5 fibres revêtvs de métal, ou les fils ou fibres et la matrice sont conformés en une pièce de moulage en subissant un laminage à chaud. 2°/ Procédé suivant la revendication t, caractérisé en ce que les fils ou fibres enduites et la matrice 10 sont amenées dans 1°espace compris entre les cylindres de laminage avec un angle d'entrée réglablee