Brevet FR2139952A1 — publié le 19730112

La présente invention concerne un outil muni d'un noyau en matière durei en particulier en métal dur ou en matière céramique, pour travail à haute pression, notamment une matrice de presse pour l'extrusion, matriçage à froid ou matriçage à chaud. Pour la fabrication de tels outils on a procédé jusqu'à présent en munissant le corps en matière dure, par frettage à chaud, d'une ou plusieurs frettes, en particulier de frettes en acier pour efforts de pression élevés. Une autre possibilité de fabrication est le matriçage à froid des corps de matière dure dans les frettes. Par le matriçage à froid, on peut obtenir dans le corps de matière dure, des précontraintes de pression beaucoup plus élevées qu'avec l'emploi de frettes multiples. Ces deux procédés de fabrication sont cependant soumis à des difficultés et des facteurs d'insécurité non négligeables. Comme les frettes employées se trouvent sous forte précontrainte, elles doivent être faites en matière à haute résistance et par suite conteuse. D'autre part, il existe toujours le risque que ( le-cas du au défaut de matière ou vice de construction) l'une des frettes se rompe et mette ainsi des personnes en danger ou cause des dgâts. La présente invention s'est donné pour tâche d'éliminer dans une large mesure les inconvénients décrits ci-dessus des constructions d'outils connues, et de rendre en outre possible d'obtenir dans l'outil des précontraintes considérablement plus élevés. Suivant l'invention, ce problème est résolu au moyen d'un outil muni d'un noyau en matière dure, en particulier en métal dur ou en matière céramique, en ce que le noyau, dans le but d'y obtenir une précontrainte importante est entouré d'un fil métallique, notamment en acier à grande résistance à la traction, enroulé et fortement serré sur le noyau. En enroulant autour de l'outil, un fil métallique mince présentant une grande résistance à la traction, de préférence de 300 kp/mm2 ou davantage, on peut atteindre des précontraintes de pression largement plus élevées que celles obtenues par exemple par le mode de travail par matriçage à froid. Une réalisation préférée de l'invention consiste en ce que le noyau est muni d'une frette, par exemple en acier, appliquée à chaud, qui est elle-même entourée du fil métallique. Un autre mode de réalisation de l'invention consiste en ce que l'outil est muni d'une frette, par exemple en acier, appliquée en particulier par frettage à chaud. I1 y a aussi avantage à revêtir le fil métallique d'une couche de colle synthétique. De cette façon, la transmission de force peut être améliorée, etla position des diverses spires peut être assurée sur la partie concernée. Pour mieux faire comprendre l'invention, on a donné ciaprès quelques exemples de réalisation en référence aux dessins, dans lesquels - la figure 1 représente un outil sans frette ; - la figure 2, un outil avec une frette en acier emboîtée à chaud, autour de laquelle le fil métallique est enroulé ; - la figure 3, un outil avec frette en acier, le fil métallique étant enroulé sur le noyau de matière dure, et - les figures 4 et 5, des réalisations correspondant aux figures 2 et 3, avec une forme particulière donnée à la surface entourée de fil métallique de la frette en acier, et du noyau en matière dure, respectivement. Dans le forme d'exécution la plus simple, l'outil consiste en un corps de matière dure, en particulier un corps dur en métal ou céramique 1, autour duquel est enroulé serré sous une tension élevée un fil métallique 2. Ce fil métallique est en une matière, par exemple de l'acier à haute résistance à la traction, de pré 2 férence 300 kp/mm2 ou davantage. Une autre forme d'exécution de l'outil consiste en un noyau de matière dure 1, sur lequel une frette en acier 3 appropriée est emmanchée à chaud. Sur cette frette est enroulé le fil métallique 2. L'avantage de cette exécution réside dans l'économie de matières dures coûteuses. La frette en acier 3 peut en effet être faite d'acier normal, puisque la précontrainte de pression est appliquée de l'extérieur par l'enroulement de fil métallique , et qu'il n'existe donc pour la frette en acier aucun risque de rupture. La troisième forme d'exécution de l'outil correspond essentiellement à celle de la figure 1 ; cependant, sur l'enroulement du noyau 1 on a placé une frette en acier 4. Le fil est ainsi protégé des influences extérieures. Par une forme appropriée donnée à la partie entourée de il métallique, c 'est-à-dire la frette en acier 5, ou au noyau 1 entouré de la frette en acier 6, on peut, suivant les besoins, produire dans le noyau une précontrainte plus ou moins grande. Le seme effet peut être obtenu par une précontrainte dif forent du fil métallique lors de l'enroulement dans les différentes zones de l'outil, par une disposition correspondante des enroulements sur l'outil, ainsi que par une modification du nombre de couchue. La frette en acier 5 de la figure 4, comme la frette 6 de la figure 5 empêche en outre un déplacement du noyau de matière dure 1 dans le sens du mouvement de la matière à travailler par outil. Pour l'amélioration de la transmission de force et la sû reté des diverses spires de fil métallique, on peut appliquer un adhésif de matière synthétique, éventuellement avec addition d'une matière de charge appropriée. On peut, sans sortir du cadre de la présente invention, employer pour la production de la haute précontrainte dans l'outils du feuillard d'acier par exemple, au lieu de fil métallique. L'avantage essentiel de l'outil selon l'invention réside dans le fait que, comparativement aux réalisations connues, on peut obtenir dans l'outil des précontraintes considérablement plus élevées. Les premiers essais effectuées avec le nouvel outil ont montré que son rendement moyen, par suite de la précontrainte supérieure, est augmenté du facteur 10. La précontrainte peut être modifiée, de façon simple, dans certaines zones déterminées de l'outil, par exemple par l'augmenta- tion ou la réduction de la précontrainte dans le fil métallique lors de l'enroulement, ou en changeant le nombre de couches de fil. Pour le frettage du noyau en matière dure, on peut employer des pièces faites d'aciers normaux, auxquels la tension de pression est appliquée de l'extérieur, c'est-à-dire par conséquent, à l'inverse des outils utilisés Jusqu'à présent, qu'il n'existe aucun risque de rupture. REVENDICATIONS 1. Outil muni d'un noyau en matière dure, particulièrement en métal dur ou en matière céramique, pour travail à haute pression, tel quenDtamment matrice pour l'extrusion, matriçage à chaud ou matriçage à froid, caractérisé en ce que, en vue de produire dans le noyau une grande pré contrainte de pression, on enroule autour de ce noyau un fil métallique, en particulier en acier, d'une grande résistance à la traction. 2. Outil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le noyau est muni d'une frette, par exemple en acier, emboîtée à chaud, autour de laquelle le fil métallique est enroulé. 3. Outil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est muni d'une frette en acier appliquée en particulier par emboîtage à chaud. 4. Outil suivant l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé par le fait que le fil métallique est recouvert d'un adhésif synthétique.