Brevet FR2237693A1 — publié le 19750214

La presente invention concerne un procédé pour la fabri- cation de produits longs en metaux reactifs, par exemple des tubes, des tiges et des fils en métaux réactifs comme le titane etle zirconium et les alliages à base de titane et à base de zirconium. Les procédés de formage classiques ne peuvent pas entre facilement utilisés pour transformer certains métaux réactifs, en particulier le titane, en des tubes ou des tiges en ralson de la tendance de ces métaux à éroder et faire gripper l'ouvrage et l'outil Dans le cas du titane, le procédé d'étirage de tubes classiques ne peut etre mis en oeuvre que pour de faibles taux de réduction par passes à des vitesses d'étirage peu élevées, la réduction maximum étant une réduction de section de 10 à 12% à une vitesse d'étirage d'environ 9 m par minute. Lorsqu'on chauffe un bloom ou une billette utilisé pour des procédés de formage en vue de le soumettre à des traitements thermiques pu à des opérations de transformations la surface risque d'être contaminée par du gaz capté, habituellement de l'oxygène absorbé et une atmosphère inerte ou un vide est normalement requis pour fournir la protection voulue. On a proposé d'enfermer des blooms à extruder dans des chemises en cuivre étroitement ajustées pour les protéger pendant l'extrusion mais la chemise de cuivre ainsi formée sur le produit extrudé n'est pas suffisamment adhérente pour permettre des opérations d'étirage et des opérations analogues Suivant l'invention, pour fabriquer un produit long en métaux réactifs, par exemple un tube, une tige ou un fil, on dépose par voie électrolytique,sur un bloom ou une billette du mé- tai réactîf,-une couche d7un métal ductile qui, par chauffage forme avec le métal réactif une composition non eutectique ayant un point de fusion égal ou inférieur à la température d'extrusion du bloom ou de la billette, on chauffe le bloom ou la billette ainsi que la couche de métal ductile à une température à laquelle une jonction par diffusion est formée au niveau de l'interface entre le bloom ou la billette et la couche de métal ductile, on extrude le bloom ou la billette pour former un produit extrudé et on travaille l'objet extrudé à froid pour obtenir le produit long. La jonction entre le bloom ou la billette et la couche de metal ductile peut être obtenue soit par une opération de chauffage distincte qui précède l'extrusion, soit pendant le processus d'extrusion qui implique le chauffage du métal à sa température d'ex trusion. les procédés de travail à froid servant à transformer le produit long comprennent l'étirage, la réduction de section d'un tube (laminage à froid au pas de pélerin) et le laminage de tubes sur mandrin. Les métaux ductiles que l'on peut utiliser sont notamment le cuivre, le nickel et l'argent, le cuivre étant le métal préféré. Ces métaux peuvent être facilement enlevés du produit par des techniques classiques, par exemple par décapage à la fin du processus. Le revêtement est déposé d'une manière classique à l'aide d'un électrolyte classique, de préférence une solution de sulfate de cuivre dans de l'acide dans le cas du cuivre, la surface du m4- tal réactif étant décapée à l'acide pour éliminer l'oxyde avant le processus de dépôt. Une couche de métal ductile assez épaisse sur le bloom ou la billette est souhaitable en vue de l'extrusion et de l'étirage, par exemple 2,54 mm,l'épaisseur dépendant de la réduction totale de la section de départ à la section terminale et, tandis qu'une cou che de cette épaisseur peut être appliquée par un seul traitement d'électrodéposition,certaines difficultés peuvent surgir à la suite de la stratification du dépit pendant le traitement thermique. On peut éviter ces difficultés en appliquant un revêtement qui comprend deux ou plusieurs couches de métal ductile.Une mince couche de métal ductile, par exemple, 0,025-0,127 mm est déposée par voie électroly- tique sur le bloom ou la billette qui est ensuite traité thermiquement pour former une jonction par diffusion entre le métal réactif et le métal ductile puis une seconde couche de métal ductile beaucoup plus épaisse est déposée sur la couche mince. En variante, au lieu de déposer par voie électrolytique une seconde couche de métal ductile, on peut enfermer le bloom ou la billette entièrement dans une chemise étroitement ajustée et faite du métal dactflle.Lacou- che appliquée par après ne doit pas necessairement être faite du meme métal que la première couche.Dans un procédé d'exécution de l'invention, une couche épaisse de métal ductile est déposée sur la surface propre du métal réactif et une Jonction est formée entre le métal ductile et le métal réactif pendant l'extrusion. Le succès du procédé dépend de la formation d'une jonction par diffusion à l'interface entre le métal réactif et le dépot de métal ductile, par exemple dans le cas du titane recouvert de cuivre, un composé de cuivre-titane est formé à l'interface par chauffage à 8000C. Dès que cette jonction est formée, dans un cas par un traitement thermique préalable du bloom ou de la billette ou dans l'autre cas pendant le processus d'extrusion, la couche de métal ductile appliquée adhère suffisamment à la surface du bloom ou de la billette ou du produit extrudé pour résister aux opérations d'extrusion et/ou aux opérations de travail à froid suivant le cas. Un simple clavetage mécanique sur une surface non préparée, par exemple lors du chemisage, ne donne pas une adhérence suffisante. Un avantage important du procédé suivant l'invention est que des réductions de section beaucoup plus fortes à des vitesses d'é- tirage accrues, peuvent être facilement obtenues au moyen de lubrifiants classiques. Par exemple, du titane recouvert de cuivre suivant l'invention a été étiré à des vitesses-allant jusqu'à 42 m par minute avec une réduction de section de 30 à 35% en utilisant un lubrifiant à baste de stéarate tandis queflors de l'étirage du titane de la manière classique, une vitesse d'environ 9 m par minute et une réduction de section de 10% constituent des valeurs mamima. On peut donc appliquer à ces métaux réactifs des matériaux à outils classiques, des profils d'outils, des lubrifiants et des vitesses de travail classiques et des atmosphères spéciales dans des fours de traitement thermique ne sont pas nécessaires car le revêtement en métal ductile-fournit la protection-voulue. On estime que le revetement en metal ductile se comporte comme un lubrifiant au passage dans la filière d'étirage dufait qu'il empêche tout contact entre le métal réactif et la surface de la filière, ce qui évite toute érosion par frottement. La couche de métal ductile nécessite un lubrifiant classique, par exemple un stéarate, pour pouvoir traverser une filière. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Procédé pour fabriquer un produit long en métal réactif, par exemple un tube, une tige ou un fil, caractérisé en ce qu'on dépose par voie électrolytique, sur un bloom ou une billette du métal réactif, une couche d'un métal ductile qui, lorsqu'on le chauffe, forme avec le métal réactif une composition non eutectiqué ayant un point de fusion égal ou supérieur à la température d'extrusion du bloom ou de la billette, on chauffe le bloom ou la billette et le revêtement en métal ductile à une température à laquelle une jonction par diffusion se forme dans l'interface séparant le bloom ou la billette de la couche de métal ductile, on extrude le bloom ou la billette pour former un produit extrudé et on travaille le produit extrudé à froid pour former le produit long. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le métal ductile est du cuivre, du nickel ou de l'argent. 3.- Procédé suivant la revendication l caractérisé en ce que le revêtement comprend deux ou plusieurs couches de métal ductile, la première couche étant appliquée par électrodéposition et étant chauffée pour former une jonction par diffusion entre le métal réactif et le métal ductile et étant plus mince que la ou les couches appliquées par la suite. 4.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé an ce que la première couche appliquée a une épaisseur de 0,25 à 0,125 mm. 5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications li - à 3, caractérisé en ce que la couche de revêtement appliquée sut- le bloom ou la billette a 2,54 mm d'épaisseur. 6.- Procédé suivant la revendication 3, caractérise en ce que la couche appliquée par la suite est déposée par voie élec- trolytique sur la première couche après formationd'une jonction par diffusion. 7.- Procédé suivant la revendication 3 8.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé-en ce que le métal réactif est du titane et le métal ductile est du cuivre. 9.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la phase de travail à froid estuns phase d'étirage ou de réduction de section ou de laminage sur mandrin