Brevet FR2229772A1 — publié le 19741213

L'invention se rapporte à un procédé de traitement thermique de scies. Elle vise, plus particulièrement, un procédé dans lequel un bord de coupe de la scie émerge seul de la surface de l'eau, tandis que la partie restante de la scie est immergée dans 11 eau pendant le chauffage du bord de coupe. Immediatement, après ce chauffage, on plonge le bord de coupe dans l'eau pour qu'il soit seul durci. On connaît déjà des procédés de traitement thermique des arêtes de coupe des dentures de scie, destinés à améliorer leur dureté et leur durée de vie. Lorsque ces arêtes sont usées, après une certaine période de travail, il faut les meuler et leur donner une certaine torsion de part et d'autre du plan médian, ou les repousser vers l'extérieur pour donner à la denture une configuration divergente, appelée voie, Les procédés connus de traitement thermique, dans lesquels toute la denture est trempée, présentent l'inconvénient de donner à toute cette denture une dureté élevée, de sorte que les dents se cassent lorsqu'on forme la voie. I1 est par conséquent nécessaire de procéder à un revenu uniforme de la denture pour obtenir la dureté désirée, ou de faire disparattre toute la partie durcie des dents avant de les ouvrir vers l'extérieur si l'ensemble de la denture est durcie. I1 est difficile d'adoucir uniformément la trempe des bords durcis, pour qu'ils aient la mdme dureté que le corps des dents, chaque fois qu'on veut refaire la voie, et ce procédé demande beaucoup de temps. En outre, l'ope'ration de meulage pour enlever toute la partie durcie entraîne une perte de matière de la scie, et une dépense de temps et d'argent. La présente invention a donc pour objet un nouveau procédé de traitement thermique de scies, par exemple scies circulaires, à ruban, à refendre, etc. dans lequel la trempe des bords de coupe est effectuée dans une zone minimale limitée à la partie nécessaire pour la coupe, ce qui permet d'éliminer facilement la partie durcie, par meulage plus ou moins comparable au meulage usuel lorsque l'arête est usée. L'invention vise également un procédé de traitement thermique de scies, dans lequel seul le bord de coupe est trempé, sans qu'il y ait durcissement de la base ou du corps de la dent, de façon à ce que les arêtes ne s'rusent pas rapidement et que la scie garde la souplesse nécessaire, notamment pour son mouvement suivant une courbe dans le cas de scie à ruban. Dans le procédé suivant l'invention, on chauffe 1'arête coupante des dents d'une scie, par exemple sur 1 a 2 sB, au moyen d'une flamme, d'un chauffage par induction ou autre, tandis que la partie restante de la dent et le corps de la scie sont immerges dans le milieu de trempe ou fluide de refroidissement, eau ou huile par exemple, de façon à durcir seulement le bord de coupe sans effectuer de traitement thermique de la partie restante. Lorsque la température de l'arête atteint une valeur predeternine'e, la partie chauffée est trempée par immersion dans ledit fluide, ou au moyen de jets ou de projection d'un autre fluide de refroidissement. L'émersion du bord de coupe peut être obtenue de differentes fa çons. Par exemple, dans le cas de chauffage à la flamine, la scie à traiter est supportée dans le fluide de façon à oe que les ar tes des dents dépassent légèrement au-dessus du niveau du fluide, ou bien elle est immergée substantiellement de façon à dégager les arêtes par creusement de la surface du fluIde autour des dites arêtes sous la pression de la flamme. Autrement dit, dans le cas de chauffage par une flamme, la position des arêtes de coupe par rapport au niveau du fluide de refroidissement est déterminée par la force de la flamme. Dans le cas de chauffage électrique ou haute fréquence, on dirige des jets d'air comprimé, chauffé ou non, vers l'at à chauffer, de façon à empecher la formation de bulles ascendantes autour de ladite arête. Cela permet également de creuser la surface du fluide de refroidissement, autour du bord de coupe, de façon à ce que ce bord dépasse de 1 à 3 nin environ au-dessus du liquide Lorsque le bord de coupe est chauffé à la bemperature voulue pour la trempe, par exemple 760 à 820 C, suivant la matière de la scie, lès moyens de chauffage, ou la scie elle-mAme, sont déplacés d'une dent, de sorte que le chauffage est interrompu.Il en résulte une trempe du dit bord chauffé et son durcissement jus- qu'à une valeur de 61 à 62 Rockwell C, puisque la plus grande partie de la dent est immergée dans le fluide de refroidissement et que la surface de contact entre la dent et le fluide devient relativement grande. De plus, le volume de la partie chauffée est très petit et la surface déprimée revient au niveau normal du liquide après achèvement du chauffage. La scie ou les moyens de chauffage sont alors déplacés pas-à-pas, au moyen d'une manivelle ou système semblable. Chaque arête de dent de la scie est trempée successivement, de la mtme façon que ci-dessus, jusqu'à ce que toutes les dents soient trempées. Lorsque cette opération de trempe est terminée, ou immé- diatement après la trempe de chacune des aretes, les parties trempées sont à nouveau chauffées à une température de revenu, par des moyens de chauffage usuels, par exemple flamme douce, chauffage électrique, chauffage par induction à moyenne ou haute fréquence, puis soumises à un refroidissement à l'airs Avec une température de revenu de 150 à 1600C, on obtient une dureté de bord de coupe de 59 à 60 Rockwell C.- Pour une température de revenu de 170 est à 20O, la dureté/de 57 à 58 Rockwell C. Après un tel traitement thermique, la limite entre les parties durcies et non durcies des dents est bien définie et la surface de la partie durcie de chaque dent est sensiblement constante, de sorte que lorsqu'on forme la voie après emploi, par deux ou trois passes de meulage, la partie durcie est complètement supprimée par un léger meulage. De plus, la durée de coupe pour chaque meulage est de 3 à 20 fois supérieure à celle des scies usuelles non traitées. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description de ses formes de réalisation, non limitatives, représentées sur les dessins annexés. Fig. 1 est une vue en élévation d'une forme de réalisation de l'invention, le chauffage étant effectué au moyen d'une flamme. Fig. 2 est une vue de coté, à plus grande échelle,montrant la position relative du bord de coupe d'une scie à ruban et de la surface du fluide de refroidissement. Fig. 3 est une vue schématique d'une autre forme de réalisation de l'invention, dans laquelle le bord de coupe coincide sensiblementarec le niveau de liteau. Fig. 4 est un graphique représentatif de la dureté du bord de coupe lorsque ce bord dépasse au-dessus du niveau de liteau et est trempé, la distance du bord de coupe en mm étant portée en abcisse et la dureté en ordonnée. Fig. 5 est une vue en perspective d'une autre forme de réalisation de l'invention, dans laquelle le chauffage est du type à haute fréquence. Fig. 6 est une vue en élévation du dispositif de la fi gure 5, et Figo 7 est une vue de coté d'une autre forme de réalisation de 11 invention, dans laquelle le traitement thermique est appliqué à une scie circulaire. La scie,dont le traitement thermique est représenté sur les différentes figures et décrit plus loin, est en acier, contenant 0,80 à 0,90% de carbone, moins de 0,35% de silicium, moins de 0,5Q% de manganèse, moins de 0,03% de phosphore et moins de 0,03% de soufre. Sa dureté Rockwell C est de 46 à 48. EXEiwPLE 1 On voit, sur la figure 1, que la scie à traiter est du type à ruban, comprenant un corps 1 muni, d'un côté, d'une série de dents inclinées dans une direction. Ubac 3 contient de l'eau dant laquelle est plongée la scie, dont les pointes de dents dépassent de 0,5 à 1,5mm au-dessus du niveau du liquide. Un dispositif 4 de chauffage usuel, par exemple un brûleur oxy-acétylènique, est placé au-dessus de ces pointes ou arêtes de coupe. Le corps 1 de la scie peut être déplacé, par translation horizontale, à vitesse constante ou par intermittence d'une dent à chaque pas, au moyen dtune manivelle ou autre système d'avance.Ainsi, comne représenté, sur la figure 2, le bord en déplacemen + épasse au-dessus de la surface de l'eau, d'une longueur (h), 1 mm par exemple, et il est chauffé à 800 C par la flamme du brûleur 4, tandis que la surface de l'eau autour de ce bord est creusée par la pression de la flamme d'une profondeur (h'), 1 mm par exemple. Lorsqu'on éloigne de la flamme la partie ainsi chauffée, la dépression de la surface de l'eau autour de la pointe de la dent remonte jusqu'au niveau normal DE de l'eau. La pointe est donc immédiatement trempée puisque la chaleur de cette partie, de faible surface CDE, est rapidement dissipée par la grande surface représentée par la ligne DE.D'autre part, la distance (h) de la surface de liteau à l'arête de coupe de la dent est faible, 0,5 à 2 mm environ, de sorte que la transmission de chaleur de la pointe CDE à la ligne de contact DE s'effectue instantanément. Si on veut modifier la vitesse de trempe, on prévoit à l'arrière du brtleur une buse reliée à un compresseur, ou à une pompe- d'alimentation en eau, ou à un dispositif analogue, de façon à refroidir l'arête de coupe à l'air ou à 1' eau. La dureté de la dent 2, trempée comme décrit ci-dessus, est déterminée et représentée sur la figure 4. Sur cette figure, le trait plein concerne un cas dans lequel le traitement thermique est effectué sur une dent dont la pointe sort de l'eau de I mm. Lorsque ltopération de trempe d'une arrête de coupe est terminée, selon le processus décrit ci-dessus, la scie a ruban est déplacée d'un pas, au moyen d'une manivelle, et on trempe la pointe de la dent suivante, de la méme façon. On procède de mdme pour chacune des autres dents, qui sont ainsi déplacées et trempées 11 une après l'autre. Pour améliorer la dureté et la résistance de ltarete durcie, un brtleur 7 de revenu est prévu à l'carrière du brQ1eur de trempe 4, dans la direction de déplacement. La flamine du brOleur 7 est dirigée vers le passage des dents 2, par un conduit 8, dont la paroi comporte des trous 9 d'aspiration d'air et qui présente à son extrémité supérieure un orifice d'entrée 10. On peut porter ainsi le bord de coupe 3 une température de 150 à 2500C, et le chauffer bien que la flamme soit faible, jusqu'à une température de revenu. On le refroidit ensuite à l'air, après avoir déplacé la scie à ruban 1 d'une dent. Selon le procédé de traitement thermique décrit ci-dessus, seuls les bords de coupe des dents sont chauffés et trempés, de sorte que seule cette partie de la scie est durcie, et que le corps conserve toute sa résistance. Grace à cette dureté, la pointe peut être mieux affutée. D'autre part, les parties situées au-dessous de la ligne AB de la denture, ainsi que le corps 1, sont traites 4500C environ et durcies à une dureté Rockwell C 46 à 47. Puisque cette dureté et leur structure ne sont pas affectées par ladite température de revenu de 150 à 250 C, il est possible d'enlever les pointes durcies, par un léger meulage, lorsqu'on veut procéder à une opération de repoussage des dents vers l'extérieur. On peut ainsi utiliser au maximum le corps de la scie et ladite opération est facilitée. EXENSLE 2 On se reporte à la figure 3, qui représente une autre forme de mise en oeuvre du procédé. On voit que la scie à ruban 1 est immergée dans l'eau, de façon à ce que les pointes es dents 2 coincident sensiblement avec le niveau normal de l'eau. La flamme du brAleur à gaz 4 a une certaine force et elle est dirigée vers un bord de coupe d'une dent, de façon à ce que la surface de l'eau autour de ce bord soit déprimée ou creusée, corne représenté. La pointe de la dent dépasse ainsi de la surface de l'eau, de 0,5 à 1,5 mm, sous l'effet de la pression de la flamme. Lorsque le bord de coupe a été chauffé à une température de trempe appropriée, par exemple 8200C, on déplace la scie dtun pas, c'est-a-dire d'une dent 2,de sorte que le bord chauffé se trouve immédiatement plongé dans l'eau et trempé. Comme dans l'exemple 1, dans le cas présent l'eau qui vient en contact avec la partie chauffée des dents bouillonne et s'évapore, ladite partie pouvant être portée à une température aussi élevée que 8200C, mais les bulles et la vapeur sont retenues ou supprimées par la flamme. On obtient donc une surface concave stable d'eau autour de la pointe de la dent, et cette pointe est effectivement chauffée dans une zone bien délimitée, sans couche dur cie intermédiaire résultant de projection de bulles, ce qui donnerait la courbe de dureté représentée en trait mixte sur la figure 4. EXEWLE 3 On se reporte aux figures 5 et 6, qui représentent la mise en oeuvre d'un traitement thermique avec chauffage par induction à haute fréquence0 Ce dispositif comprend un générateur 21 à haute fréquence, un transformateur 22 de puissance, et une bobine annulaire 23. La haute fréquence est fournie par le générateur 21 à l'enroulement 23, par l'intermédiaire du transformateur 22. La lame de scie est également plongée dans l'eau, de fa les les pointes/des dents 2 dépassent au-dessus de la surface de l'eau. L'enroulement annulaire 23 est placé su-dessus des arêtes ou de coupe de manière à ce que, lorsqu'on déplace la scie, pas-à-pas/ à vitesse constante, pour amener une arrête dIrectement au-dessous de l'axe de l'enroulement 23, seule la pointe de la dent soit chauffée à une température de 760 à 8200C par l'action inductive du flux magnétique de la bobine 23. De préférence, les bulles qui stélèvent autour de la partie chauffée sont arrêtées par des jets d'air comprimé, chauffé ou non, dirigés vers learête de la dent. Dans ce cas, l'arête peut initialement émerger de l'eau de 1 mus1. Ainsi, lorsque le bord de coupe est amené sous l'axe de l'enroule- ment, la surface de l'eau est creusée suivant la ligne concave AB par les jets d'air, et la pointe de la dent dépasse davantage de la surface de l'eau, de 2 mm en tout. La pointe chauffée est déplacée d'un pas, de façon à amener la pointe suivante sous l'axe de l'enroulement, et la sur facede l'eau autour de ladite pointe chauffée revient au niveau normal. Il en résulte une trempe de la partie chauffée C, et un durcissement de la pointe, puisque la très petite zone GDE (voir figure 6) est immédiatement refroidie par la surface DE plus grande. Il est bien entendu possible d'effectuer ensuite une opé- ration de revenu comme indiqué précédemment. EXENIPLE 4 On se reporte à la figure 7, qui représente la mise en oeuvre d'un procédé de trempe des dents 2 d'une scie circulaire 31, qui est montée sur un arbre transversal inséré dans son trou axial 32. La scie est immergée dans l'eau comme dans l'exemple I ou 2, de façon à ce que le bord de coupe d'au moins la dent 2 la plus haute dépasse de 1 mn au-dessus de la surface de l'eau, ou coincide sensiblement avec cette surface. Le bord de coupe est également chauffé à une température de trempe, comme précédemment, par des moyens de chauffage tels qu'un brûleur à gaz 4. On fait ensuite tourner la scie circulaire 31, d'un pas de denture, pour immerger la pointe chauffée et la tremper immédiatement. On répète ce cycle de trempe pour chaque dent 2 de la scie.Lorsque toutes les dents 2 sont trempées, on sort la scie 31 de l'eau et on procède à une opération de revenu, de la mee façon que dans l'exemple 1. Bien que dans les exemples 1, 2 et 3, le procédé de traitement thermique comprenne le déplacement pas-à-pas de la scie elle-mme, d'une dent à la fois, il est entendu quI on peut déplacer le brûleur à gaz, ou l'enroulement de chauffage par induction à haute fréquence, le long de la scie à ruban, sans déplacer cette dernière. Dans le cas d'une scie à refendre, non représentée, on peut déplacer la scie ou les moyens de chauffage, de la meme façon que pour la scie à ruban. il est entendu que d'autres modifications de détail peuvent titre apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDIGATICt 1. Procédé de traitement thermique de scies, notamment scies à refendre, circulaires ou à ruban, caractérisé en ce qutil con siste à maintenir 1t arete de coupe d'une dent au-dessus de la surface d'un fluide de refroidissement, eau, huile ou autre, au moins pendant le chauffage de ladite arête, qui est ainsi la seule partie à entre chauffée puis trempée. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la dite arête de coupe est chauffée au moyen d'une flamme et en ce que la scie est immergée dans le fluide de refroidissement de façon à ce que l'arête de la dent coincide sensiblement avec la surface du fluide ou en émerge, la partie dépassante étant ainsi chauffée par la flamme, la scie ou les moyens de chauffage étant ensuite déplacés lorsque l'arrête est portée à la tempé rature de trempe voulue, pour tremper cette arête par le fluide de refroidissement. 3. Procédé suivant la revendication > 'ou 2, caractérisé en ce que l'arête de coupe subit un revenu, après trempe. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la scie est immergée dans le fluide de refroidissement de façon à ce que l'arête de coupe de la dent coincide sensiblement avec la surface du fluide ou en dépasse partiellement, et en ce que des jets d'air comprimé, chauffé ou non, sont dirigés vers 1' arête pour faire émerger celle-ci du fluide, la partie émergée étant chauffée à une température de trempe par un chauffage par induction à haute fréquence, la scie ou les moyens de chauf fage étant ensuite déplacés de façon à éloigner des moyens de chauffage l'arête chauffée et à la tremper par le fluide de re froidissement