Brevet FR2192883A1 — publié le 19740215

L'invention concerne un procédé de tréfilage d'un fil, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. On sait que le tréfilage des fils est généralement réalisé en amenant ceux-ci par traction à passer dans des trous de filière de dimensions décroissantes jusqu'à conférer aux fils le diamètre désiré. Ce procédé de tréfilage qui met en jeu au niveau des trous de filière des forces de frottements de valeurs très élevées, présente plusieurs inconvénients d'autant plus marqués que le métal dont est constitué le fil, possède une plus grande tendance à gripper. Pour des métaux ayant une forte tendance au grippage, tel que le titane, il est nécessaire pour obtenir un état de surface satisfaisant, d'une part, d'effectuer un grand nombre de passes du fil, d'autre part, d'adjoindre au dispositif de tréfilage des moyens de lubrification très efficaces, dont la moindre défaillance se traduit par une altération de la qualité du fil obtenu.De plus, ce tréfilage classique requiert la mise en oeuvre de puissances de traction relativement élevées, en raison de la création des forces de frottements précitées. Notons, en outre, que les opérations de tréfilage classique allongent les grains du métal dans le sens longitudinal et créent, ainsi, des directions préférentielles dans le produit et des directions de moindre résistance. Des problèmes se posent également dans les procédés de laminage qui consistent à faire passer l'élément à laminer entre des rouleaux moteurs qui engendrent sa progression et provoquent la mise en forme désirée : ces rouleaux moteurs qui transmettent l'effort moteur à l'élément à laminer, développent au niveau des zones de contact avec cet élément, des forces de frottements importantes, lesquelles déterminent des inconvénients, notamment pour les métaux ayant une certaine propension au grippage. Afin de situer l'importance du problème, il convient d'indiquer que, pour pallier les inconvénients ci-dessus indiqués, les tréfileurs ont été conduits, dans le cas du titane à recouvrir, avant tréfilage, le fil en titane au moyen d'une gaine constituée en un matériau à faible propension de grippage, de façon à pouvoir effectuer le tréfilage dans des conditions satisfaisantes à l'abri des inconvénients précités, cette gaine étant éliminée après le tréfilage : on conçoit la complexité de telles opérations, qui grèvent le piix de revient ds produits ainsi obtenus. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients précédemment indiqués en fournissant un procédé et un dispositif permettant de tréfiler, avec des puissances notablement inférieures à celles requises par les procédés classiques et à un prix de revient réduit, des fils quelque soit le métal dont ils sont constitués et en particulier, des fils de titane et autres métaux ayant une forte propension au grippage. Un autre objet de l'invention est de permettre de réaliser un pétrissage déterminant un écrouissage à la fois radial et longitudinal du produit, qui atténue la création de directions de moindre résistance au sein de celui-ci, un peu à la manière de ce qui se passe pendant le forgeage d'un lingot. A cet effet, le procédé de tréfilage selon l'invention consiste à amener par traction le fil à tréfiler à passer entre, au moins, deux rouleaux cylindriques montés fous en regard l'un de l'autre avec leurs axes sensiblement parallèles, de sorte que des génératrices de ces deux rouleaux viennent constamment se disposer à proximité ou en contact ; ces rouleaux comportent sur leur pourtour des gorges circulaires de section transversale de forme prédéterminée, dont le rapprochement, au niveau des génératrices voisines ou au contact, forme à tout instant un trou de filière que traverse le fil à tréfiler. La section transversale des gorges précitées est adaptée à la forme finale désirée du fil à tréfiler. Ainsi, au niveau de la zone de travail, un tel procédé supprime le glissement du fil par rapport à la filière pour le remplacer par un roulement avec glissement négligeable, s'accompagnant de frottements très réduits par rapport à ceux développés dans les procédés de tréfilage ou laminage classiques. De ce fait, le procédé selon l'invention permet de tréfiler en utilisant des puissances amoindries, des métaux ayant tendante à gripper, sans risques de grippage, pour obtenir un fil dont l'état de surface se révèle de qualité supérieure à celle des fils obtenus par les procédés classiques. De préférence, plusieurs paires de rouleaux sont disposées les unes à la suite des autres, de sorte que les trous de filière formés entre les rouleaux de ces paires présentent des dimensions décroissantes et viennent se disposer sensiblement dans l'alignement les uns des autres ; les axes des rouleaux des différentes paires peuvent être orientés suivant des directions angulairement décalées, de façon à obtenir la conformation désirée pour le fil, par la mise en oeuvre des déformations de directions radiales réparties. De telles dispositions présentent I'avantage de réaliser un écrouissage à la fois radial et longitudinal du fil, ce qui préserve, au moins en partie, I'isotropie de la matière. L'invention s'étend à un dispositif de tréfilage permettant de mettre en oeuvre le procédé ci-dessus décrit. Ce dispositif comprend un chien de traction du fil et, au moins, une paire de rouleaux cylindriques montés fous en regard l'un de l'autre autour d'axes sensiblement parallèles ; ces derniers sont articulés sur un support de façon que des génératrices des deux rouleaux soient constamment disposés à proximité ou en contact ; ces rouleaux comportent sur leur pourtour des gorges circulaires de section transversale de forme prédéterminée, qui forment au niveau des génératrices voisines ou au contact un trou de filière. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui suit en regard du dessin annexé, lesquels, description et dessin, ne sont donnés qu'à titre d'exemple non limitatif, sur ce dessin - la figure I est une vue en coupe selon aa, d'un dispositif conforme à l'invention ; - la figure 2 est une coupe selon bb de ce dispositif. Le dispositif représenté à titre d'exemple aux figures est composé de trois ensembles 1, 2 et 3 comprenant, chacun, un support, tel que 4, constitué, en l'exemple représenté, par une cage ajourée à l'avant et à l'arrière. Sur ce support, sont articulés deux galets tels que 5 et 6 par des axes, respectivement 7 et 8, retenus à une extrémité par une tete, telle que 9, et à l'autre, au moyen d'une goupille schématisée en 10. L'axe 8 est logé dans un trou cylindrique qui, au jeu près, présente la dimension dudit axe, tandis que l'axe 7 est logé dans un trou Il en forme de boutonnière oblongue, qui permet de faire varier la distance du galet 5 à celle du galet 6. Chacun des galets 5 et 6 comporte une gorge circulaire 12 dont la section transversale est adaptée à la forme du fil à obtenir ; en l'exemple, cette section transversale présente une forme sensiblement demi-elliptique. Le galet 5 peut être rapproché ou écarté du galet 6 au moyen de deux vis 1-3 et 14 venant caler son axe 7 par leur extrémité. Ces vis sont, chacune, munies d'une tette de manoeuvre à pans creux, telle que 15, et d'un écrou de blocage 16. Bien entendu, ces vis suffisent, lorsque le dispositif est en cours de fonctionnement, à positionner parfaitement l'axe 7 du galet 5, puisque ce dernier est repoussé par le fil qui passe entre les deux galets, son axe venant, donc, constamment en butée avec l'extrémité desdites vis. Par ailleurs, les cages des ensembles 1, 2 et 3 comprennent sur leurs joues en contact, des logements de forme circulaire sensiblement centrés par rapport aux trous de filière formés entre galets : dans ces logements sont insérées des rondelles de centrage, telles que 17, dont le rôle est de positionner les cages, deux à deux, les unes par rapport aux autres, de sorte que les trous de filière soient situés sensiblement dans l'alignement ; bien entendu, les rondelles 17 sont ajourées en leur centre pour livrer passage au fil à tréfiler. Les ensembles 1, 2 et 3, centrés par les rondelles 17, sont assujettis les uns aux autres, au moyen de tiges filetées telles que 18 et d'écrous tels que 19, qui permettent de les serrer les uns contre les autres. En l'exemple décrit, tes galets des ensembles extrêmes I et 3 tournent autour d'axes parallèles, cependant que les deux galets de l'ensemble intermédiaire 2 tournent autour d'axes perpendiculaires à la direction des galets des deux autres ensembles. II est bien entendu qu'il est possible de prévoir un nombre d'ensembles différents : par exemple, pour former un fil de section circulaire, il sera possible de prévoir cinq ensembles dont les galets tournent autour d'axes décalés entre eux d'un angle de 360. Un tel dispositif permet de tréfiler des métaux du type titane, ayant tendance à gripper, sans risques notables de grippage, bien entendu, pour améliorer encore ses performances, on pourra prévoir une lubrification appropriée. II est à noter que la faculté de faire varier la distance des galets permet un réglage précis, à postériori, du diamètre du fil. L'invention ayant été exposée et son intérêt justifié, la demanderesse s'en réserve l'exclusivite pendant toute la durée du brevet sans limitation autre que celle des termes des revendications ci-après. REVEND ICAT iON S 1- Dispositif de tréfilage d'un fil, comprenant un chien de traction du fil, plusieurs cages assujetties les unes à la suite des autres et ajourées pour permettre l'entrée et la sortie du fil, et plusieurs paires de rouleaux, les deux rouleaux de chaque paire étant montés fou en regard l'un de l'autre sur des axes sensiblement parallèles, articulés dans une cage précitée, lesdits rouleaux comportant sur leur pourtour des gorges circulaires qui forment au niveau des génératrices voisines ou de contact un trou de filière, ledit dispositif étant caractérisé en ce que deux cages contigus sont positionnées l'une par rapport à l'autre de façon que leur trou de filière soit aligné, au moyen d'une rondelle en particulier de forme circulaire ajourée dans sa zone centrale, ladite rondelle étant disposée dans des logements de forme adaptée, qui sont ménagés sur l'une et l'autre cages en position centrée par rapport au trou de filière correspondant. 2- Dispositif de tréfilage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cages sont assujetties les unes aux autres par des moyens de serrage, prenant appui sur les deux cages extrêmes et de nature à serrer les cages les unes contre les autres, moyens de serrage constitués, en particulier, par des tiges filetées associées à des écrous prenant appui sur les faces externes des deux cages extrêmes. 3- Dispositif de tréfilage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé ce qu il comprend trois paires de rouleaux, les axes des deux paires extrêmes étant parallèles entre eux, cependant que ceux de la paire intermédiaire sont perpendiculaires à la direction commune des axes des paires extrêmes.