Brevet FR2201162A1 — publié le 19740426

L'invention concerne un procédé de plaquage métallique unilatéral et/ou bilatéral. Pour le plaquage métallique, des essais ont été effectués d'après lesquels la ou les tales de plaquage ont été placées au bord de la lingotière dont l'intérieur a été rempli de matériau de base. On a alors toujours dû constater l'inconvénient de la formation d'une fente entre le matériau de base et le matériau de plaquage qui ne pouvait plus être soudée lors du laminage ultérieur. Il semble que l'explication de ce phénomène réside dans le fait que le matériau de plaquage relativement froid se dilate sous l'influence de la chaleur, alors que le matériau de base relativement chaud se contracte en même temps sous l'effet du refroidissement. Etant donné qu'il est impossible d'empêcher une pénétration d'oxygène dans la fente, il se forme ici une couche d'oxyde qui agit comme couche de séparation et empêche un soudage postérieur lors du laminage. L'invention a pour but de créer un procédé du genre précité qui ne présente pas les inconvénients indiqués ci-dessus et qui est conçu, au contraire, de telle façon que, pendant le refroidissement, une formation de fente entre le matériau de plaquage et le matériau de base ne peut plus se produire et que par conséquent le matériau de plaquage ne s'écaille plus du matériau de base. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que des tôles en matériau de plaquage sont enrobées de matériau de base en entourant les tôles de matériau de plaquage dans une lingotière de matériau de base en fusion que l'on laisse se solidifier, les surfaces du matériau de plaquage étant préparées de telle façon que seule l'une des faces peut se souder avec le matériau de base. Il est alors possible de plonger les tôles en matériau de plaquage dans la lingotière remplie de matériau de base en fusion. Selon l'invention, il existe également la possibilité de placer tout d'abord les tôles de plaquage dans la lingotière et de verser ensuite le matériau de base en fusion dans la lingotière. D'après une autre caractéristique de l'invention, il est prévu que la couche de séparation ou les couches de séparation entre la tôle de plaquage et le matériau de base ou entre différentes tales de plaquage sont constituées par des couches qui empêchent la soudure, par exemple des couches d'oxyde métallique, de quartz, de nattes en soie de verre ou de poudre céramique d'une épaisseur quelconque. Inversement, l'invention prévoit que les surfaces composites recherchées entre les tôles de plaquage et le matériau de base sont décapées avant l'enrobage ou la plongée et protégées contre l'oxydation par des vernis ou peintures protectrices correspondants. De cette manière, il est possible de prédéterminer avec exactitude les surfaces qui doivent se souder au matériau de base et celles qui ne le doivent pas. D'après ce procédé, il est possible d'effectuer un plaquage unilatéral, bilatéral et combiné unilatéral et bilatéral. Pour cela, l'invention prévoit que, pour le plaquage unilatéral, deux tôles de plaquage dont les couches non-soudables sont dirigées directement l'une contre l'autre, sont plongées dans la lingotière remplie de matériau de base ou enrobées de matériau de base à l'intérieur de la lingotière. Selon l'invention, il est également possible, pour le plaquage bilatéral, de plonger ou d'enrober deux tôles de plaquage situées face à face et à faible distance de la paroi de la lingo tière de telle façon que les couches de séparation se trouvent dirigées vers la paroi de la lingotière et les couches composites vers l'intérieur de celle-ci. Enfin,l'invention permet également, pour le plaquage combiné unilatéral et bilatéral, de plonger dans la lingotière ou d'enrober dans celle-ci quatre couches de plaquage de telle façon que les surfaces respectivement non-soudables sont appliquées directement l'une contre l'autre, alors que les surfaces composites sont dirigées vers le matériau de base. Il est avantageux de réaliser des combinaisons de plaquage qui présentent des rapports d'épaisseur de couche identiques ou différents ainsi que des combinaisons de matériaux quelconques. L'épaisseur de couche de la tôle de plaquage est alors adaptée à l'épaisseur totale du lingot initial et au comportement de déformation des matériaux de plaquage et de base. Il est recommandé que la lingotière pour le lingot initial ou la section de brame présente des dimensions de délimitation qui sont dans une large mesure parallèles. En outre, il est essentiel pour le procédé selon l'invention que, pour un plaquage unilatéral du matériau de base, une tôle double en matériau de plaquage avec couche intermédiaire de séparation soit enfermée dans le matériau de base à l'intérieur de l'axe du lingot et laminée ultérieurement, la séparation en deux lingots méplats ou tôles fortes ou feuillards laminés à chaud plaqués, etc... étant effectuée, selon ltutilisation et la phase de traitement, par un rognage latéral. En outre, l'invention est caractérisée par le fait que, pour un plaquage bilatéral, les tôles de plaquage avec une couche de séparation unilatérale sont disposées peu en dessous de la surface du lingot en matériau de base, la couche de séparation étant dirigée vers la surface du lingot de sorte que le matériau de base se solidifie en tant que bloc, que ce bloc est laminé ultérieurement et que la couche de plaquage est dégagée par rognage. De plus, l'invention prévoit encore que, pour la réalisation simultanée de plaquages unilatéraux et bilatéraux, deux tôles doubles en matériau de plaquage séparées par un joint sont disposées parallèlement à l'axe transversal du lingot de telle façon que le matériau de base qui les entoure se solidifie en tant que bloc et qu'ultérieurement, après le laminage, on réalise par rognage trois lingots méplats, tôles fortes, feuillards laminés à chaud ou tôles dont deux avec plaquage unilatéral et un avec plaquage bilatéral. Enfin, selon l'invention, il est encore possible qu'une tôle en matériau de plaquage de forme tubulaire suivant la section de la lingotière et présentant des surfaces de séparation et de soudure soit enrobée entièrement de matériau de base ou plongée, après la coulée, dans le matériau de base, laminée ultérieurement et rognée à l'intérieur du matériau de plaquage. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, fera mieux comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 montre un premier mode de réalisation en coupe suivant I-I de la figure 2, la figure 2 montre une coupe suivant Il-Il de la figure 1, la figure 3 montre un deuxième mode de réalisation, la figure 4 montre une tôle laminée à partir du lingot selon la figure 3, avec des bords rognés, la figure 5 montre un troisième mode de réalisation, la figure 6 montre un quatrième mode de réalisation et la figure 7 montre une tôle laminée à partir du lingot selon la figure 6,avec des bords rognés. Le procédé selon l'invention représenté dans les dessins a pour objet le plaquage de matériaux métalliques de base avec des couches de recouvrement métalliques dont les propriétés de surface offrent des avantages. Le procédé de plaquage proposé est réalise dans la lingotière (1). Le matériau de base est coulé en montant ou en descendant. La ou les couches de plaquage ultérieures (2) sont accrochées en tant que tôles, avant la coulée, dans la lingotière ou plongées, de préférence immédiatement après la coulée du matériau de base, dans le métal en fusion pour y rester dans une position prédéterminée à l'intérieur du matériau de base (3) en voie de solidification.Pour cette méthode de plaquage simple et sûre, le coeur et la base de l'invention réside dans le fait que, lors de la solidification du matériau de base (3), la couche de plaquage (2) est complètement entourée du matériau de base qui se resserre sur la ou les tôles de plaquage. Les couches de plaquage sont préparées de telle façon qu'elles se soudent au matériau de base ou qu'elles peuvent en être séparées au cours des stades de déformation par l'application de couches de séparation (4). Par une combinaison judicieuse de surfaces soudables (5) et de couches de séparation (4) ainsi que de la position de la tôle de plaquage dans le matériau de base en voie de solidification du lingot, on obtient des combinaisons de plaquage unilatéral (figure 1), bilatéral (figure 3) ou unilatéral et bilatéral (figure 5). Après la déformation, c'est-à-dire en tant que lingot méplat (figure 4), tôle forte ou feuillard laminé à chaud, la couche de séparation (4) est coupée par un rognage latéral (6) de telle façon que les couches plaquées en tant qu'unité peuvent alors être séparées les unes des autres. Les surfaces (5) de la tôle de plaquage (2) qui, lors de la solidification du matériau de base (3) et lors de la déformation ultérieure, se soudent au matériau de base doivent être décapées pour le plaquage et elles ne doivent présenter aucune couche d'oxyde ou d'impuretés, alors que les surfaces (4) de la tôle de plaquage (2) qui doivent être séparées sont munies de couches de séparation spéciales qui empêchent un soudage. D'après ce procédé, il est possible de réaliser à volonté des tôles plaquées unilatéralement (figure 1), plaquées bilatéralement (figure 3) ainsi que des paquets de tôles plaquées unilatéralement ou bilatéralement (figure 5). La possibilité de dégager la couche de plaquage déjà sur le lingot méplat, sur la tôle forte ou seulement sur le feuillard laminé à chaud permet d'une part de réaliser en une seule opération des produits finis plaqués et, d'autre part, de procéder également d'une autre manière et de réaliser tout d'abord un matériau préliminaire traité d'après le procédé de plaquage proposé, de le séparer par rognage (figure 4) et de laminer ensuite individuellement les produits intermédiaires plaqués unilatéralement ou bilatéralement à la dimension finale prévue. Etant donné que les couches de plaquage ultérieures-se trouvent à l'intérieur du lingot, elles ne sont pas exposées aux influences de calaminage de l'atmosphère des fours de réchauffage et elles ne se trouvent pas non plus en contact direct avec les cylindres. Si deux tôles de plaquage (2) placées l'une contre l'autre avec interposition d'une couche de séparation (4) sont disposées dans l'axe du lingot et parallèlement au côté large (figure 1) et si le matériau de base (3) se solidifie, lors de la coulée ou lors de la plongée, autour de ces tôles de plaquage, on obtient, lors du découpage ou du rognage après la déformation, deux tôles plaquées unilatéralement. Pour une plaque bilatéral (figure 3), respectivement deux tôles individuelles (2) dont chacune est munie d'une couche de séparation (4) sont disposées en dessous du côté large de la surface du lingot. Dans cette disposition aussi, le matériau de base (3) doit entourer complètement la couche de plaquage (2), c'est-à-dire remplir l'espace entre la tôle de plaquage et la surface du lingot. En direction de l'intérieur du lingot, la surface de plaquage (5) est décapée, c' est-à-dire préparée pour le soudage, alors que vers l'extérieur, en direction de la surface du lingot, elle est préparée en tant que couche de séparation (4). Après le laminage et la coupe ou le rognage du plaquage (figure 4), la couche de recouvrement en matériau de base au-dessus de la couche de séparation est produite en tant que rognure. Les rognures sont maintenues faibles par le fait que les tôles de plaquage sont disposées aussi près que possible de la surface du lingot. Dans une combinaison de tôles plaquées unilatéralement et bilatéralement (figure 5), ces rognures n'existent pas étant donné que dans ce cas les parties respectivement extérieures du lingot représentent les éléments de base pour le plaquage unilatéral. C'est pourquoi il est recommandé de prévoir pour ce type de plaquage de formats de lingots relativement grands. L'épaisseur des couches de plaquage peut être choisie à l'intérieur de larges plages ; elle est limitée dans un sens par la dissolution possible des minces tôles de plaquage-dans le matériau de base et, dans l'autre sens, par l'effet d'un refroidissement trop important du matériau de base. Le risque d'une dissolution dans la lingotière est relativement faible étant donné que, dans la lingotière, le métal de base ne présente pas de chaleur de surchauffe. Les dimensions de la couche de plaquage qui est normalement beaucoup plus précieuse que le matériau de base peuvent être fixées de telle façon que les pertes inévitables dues à l'éboutage et au rognage sont couvertes presque entièrement par le matériau de base. Le choix de l'épaisseur respective de la couche de plaquage est déterminé par l'épaisseur de couche de plaquage désiré sur le produit fini, la section respective en ce qui concerne la déformation totale ainsi que la résistance spécifique à la défor- mation des matériaux de base et de plaquage étant adaptées les unes aux autres. Pour conserver une épaisseur de couche de plaquage régulière sur le produit fini, il convient de maintenir à une valeur minimale le bombé ou toute variation de section sur le lingot initial. Pour les tôles plaquées, le traitement pose normalement le problème des arêtes de coupe dans la mesure oh l'on entame des sections de tôles plaquées. Selon l'invention, ce problème peut au moins être diminué (figure 6) si, à la place de tôles séparées, une tôle fermée et quasi-tubulaire (7) en matériau de plaquage est disposée de telle façon qu'elle suit la forme extérieure du lingot à une distance correspondante de la surface de celui-ci. Cette disposition offre l'avantage que, du moins sur les arêtes latérales ultérieures (8) dela tôle ou du feuillard, il n'y a pas de problème d'arêtes de coupe étant donné qu'après le rognage et en choisissant correctement l'arête de coupe (9), on entame uniquement le matériau de plaquage. Les avantages offerts par le procédé selon l'invention sont résumés encore une fois ci-après 1. Il est possible d'obtenir une combinaison simple des matériaux de plaquage et de base dans la lingotière. 2. Les exigences auxquelles doit satisfaire la préparation de la couche de plaquage sont faibles, c'est-à-dire que excepté les arêtes d'oxycoupage et les surfaces sablées, aucun traitement mécanique n'est nécessaire. 3. Aucun traitement mccanique compliqué et aucune adaptation entre le matériau de base et la tôle de plaquage ne sont nécessaires comme dans le cas du plaquage par laminage. 4. La couche de plaquage est protégée contre l'atmosphère du four et contre l'attaque mécanique par les cylindres en raison de la position à l'intérieur du matériau de base. En outre, la dépense de décapage est faible. 5. La déformation du lingot initial jusqu'à la dimension finale désirée avant la séparation en couches individuelles plaquées est dans une large mesure peu compliquée. 6. En couvrant la plus grande partie des pertes de rognage par le matériau de base, le matériau de plaquage est utilisé de manière optimale. 7. Une réalisation simple de plusieurs combinaisons de plaquages unilatéraux et bilatéraux dans une lingotière éventuellement de grandes dimensions est possible. 8. Il est possible de réduire le problème des arêtes de coupe en utilisant des tôles de plaquage présentant une forme tubulaire. REVENDICATIONS 1. Procédé pour le plaquage unilatéral et/ou bilatéral, caractérisé par le fait que le matériau de base est combiné avec des tôles en matériau de plaquage en entourant les tôles de plaquage, dans une lingotière, de matériau de base en fusion et en le laissant se solidifier, les surfaces du matériau de plaquage étant préparées de telle façon qu'une seule face latérale peut se souder au matériau de base. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les tôles en matériau de plaquage sont plongées dans la lingotière remplie de matériau de base en fusion. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les tôles en matériau de plaquage sont placées tout d'abord dans la lingotière et qu'ensuite le matériau de base en fusion est versé dans celle-ci. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la ou les couches de séparation entre la tôle de plaquage et le matériau de base ou entre différentes tôles de plaquage sont constituées par des couches empêchant le soudage, par exemple par des couches d'oxyde métallique, de quartz, de soie de verre, de poudre céramique ou d'autres matières d'une épaisseur de couche quelconque. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les surfaces composites recherchées entre les tôles de plaquage et le matériau de base sont décapées avant l'enrobage ou avant la plongée et protégées contre l'oxydation par des vernis ou peintures protectrices correspondants. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que, pour le plaquage unilatéral, deux tôles de plaquage dont les couches non-soudables sont appliquées l'une contre l'autre sont plongées dans la lingotière remplie de matériau de base ou enrobées à l'intérieur de ceblle-ci par la coulée de matériau de base. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que, pour le plaquage bilatéral, deux tôles de plaquage disposées face à face sont plongées ou enrobées à faible distance de la paroi de la lingotière de telle façon que les couches de séparation se trouvent dirigées vers la paroi de la lingotière, alors que les couches de soudage sont dirigées vers l'intérieur de celle-ci. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que, pour le plaquage combiné unilatéral et bilatéral, quatre couches de plaquage sont plongées ou enrobées dans la lingotière de telle façon que les faces respectivement non-soudables sont directement appliquées les unes contre les autres, alors que les surfaces de soudage sont dirigées vers le matériau de base. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'on réalise des combinaisons de plaquage avec des rapports d'épaisseurs de couches identiques ou différents et avec des combinaisons de matériaux quelconques. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que l'épaisseur de couche de la tôle de plaquage est adaptée à l'épaisseur totale du lingot initial et au comportement de déformation des matériaux de plaquage et de base. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que la lingotière présente, pour le lingot initial ou la section de la brame, des dimensions de délimitation parallèles dans une large mesure. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que, pour un plaquage unilatéral du matériau de base, une tôle double en matériau de plaquage avec couche de séparation intermédiaire est enfermée par le matériau de base en voie de solidification à l'intérieur de l'axe du lingot et laminée ultérieurement, la séparation en deux lingots méplats ou tôles fortes ou feuillards laminés à chaud plaqués, etc... est effectuée selon l'utilisation et la phase de traitement par rognage latéral. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que, pour un plaquage bilatéral, des tôles de plaquage avec une couche de séparation unilatérale sont disposées peu en dessous de la surface du lingot en matériau de base, la couche de séparation étant dirigée vers la surface du lingot, de sorte que le matériau de base se solidifie en tant que bloc, que ce bloc est laminé ultérieurement et que la couche de plaquage est dégagée par rognage. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caracterise par le fait que, pour la réalisation simultanée de plaquages unilatéraux et bilatéraux, deux tôles doubles en matériau de plaquage avec joint de séparation intermédiaire sont disposées parallèlement à l'axe transversal du lingot de teLe façon que le matériau de base qui les entoure se solidifie en tant que bloc et que l'on réalise ultérieurement, après le laminage par rognage, trois lingots méplats, tôles fortes, feuillards laminés à chaud ou tôles dont deux à plaquage unilatéral et un à plaquage bilatéral. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait qu'une tôle en matériau de plaquage qui présente une forme tubulaire suivant la section de la lingotière et des surfaces de séparation et de soudage est enrobée entièrement de matériau de base ou plongée dans celui-ci après la coulée, laminée ultérieurement et rognée à l'intérieur du matériau de plaquage.