Brevet FR2209702A1 — publié le 19740705

La présente invention concerne un procédé de réalisation de vis sans fin transporteuses résistantes a' l'usure et d'une longue durée d'utilisation. Les vis sans fin en question sont destinées aux pompes à vis pour le transport de mortiers renfermant du silicate ou autres matériaux analogues fortement générateurs d'usure. On utilise actuellement,pour le transport de mortiers dans l'industrie du bâtiment, des pompes à pistons habituelles, mais elles présentent plusieurs inconvénients C'est ainsi que leur débit est discontinu et saccadé en fonction du nombre et de l'accouplement des pistons. Leur poids est en outre trop élevé, et elles sont équipées d'un grand nombre de pièces mécaniques qui sont autant de sources de défauts aussi leur entretien et leur remise en état sont-ils plumet difficiles et compliqués. Les pompes à vis simples sont répandues depuis longtemps dans l'industrie alimentaire, mais elles ne sont utilisables que lorsqu'il s'agit de transporter des matériaux n'exerçant qu'un effet d'usure minimal La vis sans fin de ces pompes, qui comporte un filetage rond à deux ou plus de deux filets et grande course, tourne d'un mouvement planétaire dans le corps en caoutchouc, lequel guide parfois aussi l'arbre de la pompe. La pompe à vis débite, sous une forte pression et dans la direction voulue, la quantité de matériau à transporter. Les pompes à vis maintenant usuelles ne sont jusqu'à présent pas utilisables pour le transport de mortiers, car leur vis sans fin s'use en extrêmement peu de temps. L'invention a pour objet un procédé de ré alisation de vis sans fin résistantes à l'usure qui permette de les utiliser pour transporter des matériaux fortement générateurs d'usure, par exemple du mortier. Ce procédé est caractérisé par le fait qu'après dégraissage ou directement après sablage, mais pas avant deux heures, on applique sur une vis sans fin en acier moulé ou usiné un revêtement d'une composition en poids de 0,4 % C, 16,0 * Or, 4,0 B, 4,0 % Si, 3,0 * Fe, 2,5 % Cu, 2,5 % no, 2,5 * W et le reste en Ni, cela à l'aide de processus de projection à la flamme ou au jet de plasma, en trois étapes : une première où la vis sans fin, tournant de façon continue pendant tout le processus, est chauffée à une température de 160 à 200oc et l'on répand sur sa surface une couche de fond de 50 à 100 p d'épaisseur ; une deuxième où l'on chauffe à une température de 1100 à 125000 la couche répandue et applique à cette température une couche intermédisaire d'une a épaisseur de 0,3 à 2,0 il ; une troisième enfin où X2ne vitesse de moins de 5 a' 1000 par minute, on refroidit l'ensemble à une température de 160 à 2000C et répand à cette température une couche de recouvrement de 50 à l00/U d'épaisseur puis refroidit à nouveau à la vitesse précitée. Il est avantageux de conduire la buse éjec- trice à une distance de 38 à 80 mm de la pièce, en position presque perpendiculaire à la surface de celle-ci, et de procéder à la commande avec un dispositif reproducteur. Les conditions de projection des trois couches sont de préférence les suivantes : la couche de fond à une largeur de4 à40 mm, en une passe, à une vitesse de 20 à 30 tr/mn de la vis sans fin ; la couche intermédiaire à une largeur de 2 à 20 mm, en échelons d'une épaisseur de 0,2 à 0,25 mm avec épaisseur totale de 0,3 à 2,0 mm, à une vitesse de rotation de 2 à 6 tr/mn de la vis sans fin é la couche de recouvrement à une largeur de 4 à 40 mm, avec une vitesse de 20 à 30 tr/mn de la vis sans fin. L'invention sera mieux comprise à l'aide de l'exposé détaillé d'un exemple de rSalisation. On se propose de réaliser une vis sans fin de dimensions caractéristiques 300 et 40 mm pour une pompe à vis du type VCS 2. On donne à la pièce en acier moulé un diamètre inférieur de 4,3 mm à celui de la pièce finie. Auprès sablage, on insère dans le mandrin du tour à copier lavis sans fin préusinée et on l'assujettît par la poupée mobile. L'enduction se fait à la flamme d'acétylène et oxygène On remplace le gabarit par une vis sans fin aux dimensions définitives et fixe la buse éjectrice-dans le porte-outil, puis on chauffe tout d'abord la pièce à 160-200 C avec flamme neutre, à une vitesse d'environ 20 à 280 tr/mn, et répand à cette température la poudre métallique conforme à l'invention.On déplace en même temps la buse, qui obéit à la vitesse d'avance de 7 à 10 mm/mn du tour, à une distance d'environ 50 mm de la vis sans fin, sous la conduite du gabarit, et l'on dépose la poudre métallique sur environ 20 mm de largeur et 100 JL d'épaisseur. Après l'application de la couche de fond, on chauffe la pièce, en deuxième échelon, à 11500C en deux courses d'aller et retour. C'est alors que l'on répand la couche intermédiaire véritablement résistante à l'usure. On l'applique à 10 mm de largeur et 2 mm d'épaisseur sur l-a vis sans fin tournant à la vitesse de 4 tr/mn. Le meilleur coup de feu s'obtient par application d1une couche de 0,25 mm d'épaisseur à chaque avance. La vis sans fin est maintenue à une température d'environ 11500C jusqu'à la fin de l'opération. I1 convient en effet que la température ne dépasse pas 12500C, afin que le matériau de base de la vis sans fin en acier ne puisse pas entrer en fusion et afin de prévenir aussi une modification éventuelle de la structure de grain dudit matériau. I1 est avantageux de procéder à l'enduction avec une flamme réductrice abondante en gaz. Après solidification et refroidissement des couches appliquées, on répand à environ 160 - 2000C une couche de recouvrement de 50/u d'épaisseur. On règle en même temps la vitesse de rotation à 20 tr/mn et l'avance de la buse éjectrice à sa plus faible valeur. Cette couche de recouvrement, d'une largeur de 20 mm, est destinée à compenser les inégalités. On refroidit ensuite, au maximum à une vitesse de 1000/mon, la vis sans fin à la température ambiante, cela avantageusement à l'air. La dureté superficielle HRC des couches selon l'invention de la vis sans fin est de 58 à 62. Leur qualité de surface les rend aptes à l'usage proposé. On peut mettre en place aussitôt après refroidissement les vis sans fin réalisées de la sorte. Ces vis sans fin selon l'invention fonctionnent, dans les pompes à vis du type VCS-2, de 250 à 350 heures au total à une vitesse de rotation de 400 tr/mn, à un débit horaire de 2 m3/h et sous une pression de 15 atmosphères. Si l'on abaisse la vitesse de rotation à 200 tr/mn, leur durée d'-utilisation au débit ci-dessus et avec les mêmes autres dimensions géométriques s'élève à 500 - 700 heures. Dans les pompes à vis qui transportent du mortier renfermant des silicates, les vis sans fin rendues résistantes à l'usure par chromage dur telles qu'on les utilise actuellement ne fonctionnent au maximum, même dans des conditiens favorables, que pendant 40 heures. Aussi leur utilisation technique n'est-elle pas économique. Les pompes à vis équipées de vis sans fin selon l'invention sont bien entendu utilisables non seulement dans l'industrie du bâtiment, mais aussi chaque fois qu'il s'a- git de transporter des matériaux déterminant une forte usure. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisationde vis sans fin résistantes à l'usure et d'une longue durée de conservation caractérisé par le fait qu'après dégraissage ou directement après sablage, mais pas avant deux heures, on applique sur une vis sans fin en acier moulé ou usiné un revêtement d'une composition en poids de 0,4 % C, 16,0 % Cr, 4,0 % B, 4,0 * Sis 3,0 * Fe, 2,5 * Cu , 2,5 X Mo, 2,5 * W et le reste en Ni, cela à l'aide de processus de projection à la flamme ou au Jet de plasma, en trois étapes : une première où la vis sans fin, tournant de façon continue pendant tout le processus, est chauffée à une température de 160 à 2000C et l'on répand sur sa surface une couche de fond de 50 à 100 d'épaisseur ; une deuxième où l'on chauffe à une température de 1100 à 125000 la couche répandue et applique à cette température une couche intermédiaire d'une épaisseur totale de 0,3 .. 2,0 par échelons de 0,2 à 0,25 ; une troisième enfin où l'on répand, à nouveau à une température de 160 à 2000C,une couche de recou vrement de 50 à 100 JI d'épaisseur et refroidit, pour finir, à une vitesse de 5 à 1000 par minute au maximum, 2.Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on répand en une seule passe la couche de fond d'une épaisseur de 50 à 100 à une largeur de 4 à 40 mm et à une vitesse de rotation de 20 à 30 tr/mn de la vis sans fin. 3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on applique une couche intermédiaire de 2 à 20 mm de largeur, par échelons d'une épaisseur de 0,2 à 0,25 mm , sur une épaisseur totale de 0,3 à 2,0 mm, à une vitesse de rotation de 2 à 6 tr/mn de la vis sans fin. 4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on applique une couche de recouvrement de 50 à 100 o d'épaisseur et 4 à 40 mm de largeur à une vitesse de rotation de 20 à 30 tr/mn de la vis sans fin. 5. Procédé selon l'unes quelconque dss revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que l'on déplace la buse éjectrice à une distance de 50 à 80 m'a de la vis sans fin. 6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé par le fait au'on fixe la buse éjectrice dans le porte-outil d'un tour à copier et on la conduit à l'aide d'un gabarit.