Brevet FR2242469A1 — publié le 19750328

L'invention concerne une installation permettant- la trempe de pièces, en acier trempant, dont la longueur est importante devant le diamètre, telles que les axes utilisés en micromécanique et notamment en horlogerie. En règle-générale, l'opération de trempe doit être réalisée sous certaines conditions, nécessaires si l'on veut obtenir un résultat correct. En premier lieu, le chauffage de la pièce doit être effectué à une température supérieure à celle du point de transformation de l'acier utilisé pour la fabrication de ladite pièce et de plus, la repartition de la température dans la totalité de celle-ci doit être homogène. En second lieu, Il est nécessaire de limiter au maximum l'oxydation à chaud de Iapièce, en cours de chauffage. Dans les procédés classiques de trempe, les pièces à traiter sont tout d'abord chauffées dans un four, puis transportées au-dessus d'un bain d'huile dans lequel elles sont précipitées par un moyen mécanique approprié. La chute n'étant pas contr81ée, l'entrée dans le bain a lieu sous un angle d'incidence quelconque. De ce fait, au refroidissement, les gradiants de température sont répartis au hasard et la pièce trempée présente des déformations, en relation avec les phénomènes métallurgiques accompagnant la trempe. Ces déformations peuvent ne- pas être genantes, si elles sont faibles par rapport aux dimensions de la pièce, elles sont, par contre, inacceptables dans le cas de pièces longues et de faibles diamètres telles que les axes utilisés en micromécanique. L'installation selon l'invention permet de supprimer cet inconvénient, tout en répondant parfaitement aux conditions requises pour obtenir une trempe totale et correcte, et que l'on a énumérées plus haut. Elle est conçue de façon à ce que les pièces à traiter tombent avec leur axe perpendiculaire à la surface du bain d'huile, après passage dans un dispositif de chauffage qui peut etre, par exemple, un inducteur haute-fréquence. L'éjection de la pièce hors du corps de chauffe se fait automatiquementet le plus près possible de la surface du bain d'huile, de manière à limiter au maximum les effets de la résistance de l'air sur la trajectoire verticale des pièces.L'installation comporte un générateur haute-fréquence dont la sortie est reliée à un inducteur mufti spires de géométrie particulière, enroulé autour d'un tube de guidage, en matériau réfractaire et isolant, placé verticalement au-dessus d'un bain d'huile et dont l'orifice inférieur est obturé par une palette mobile, en matériau réfractaire,isolant et poli, dont le dispositif de commande est synchronisé avec la séquence de chauffage. Les dessins annexés illustrent un mode de réalisation de l'installation selonlLinvention. - La figure 1 est un schéma synoptique de l'ensemble de l'installation. - La figure 2 est une vue en coupe de l'ensemble du corps de chauffe. L'exemple de réalisation choisi concerne une installation destinée à la trempe d'axes fins et longs dont le diamètre n'est pas constant sur toute la longueur. Cette absence d'homogénéité dans les dimensions rend, en effet, leur traitement très délicat. L'installation comprend (fig. 1) un générateur 1 haute-fréquence, dont les caractéristiques : puissance, fréquence, impédance de sortie... sont choisies en fonction des dimensions des pièces à traiter. A ce générateur est connecté un inducteur 2 multi-spires. Les dimensions du tube conducteur utilisé pour réaliser cet inducteur, ainsi que le nombre de spires sont choisies, en combinaison avec les caractéristiques du générateur et la géométrie de la pièce à traiter, pour produire une température supérieure au point de transformation de l'acier constituant ladite pièce. Pour obtenir une bonne homogénéité de température, le diamètre des spires et leur pas d'enroulement sont choisis, en fonction du diamètre de la pièce dans la zone considérée. L'inducteur 2 est enroulé autour d'un tube 3 servant de guide à l'axe 4 à traiter (fig. 2). Cet axe peut être introduit dans le tube guide soit manuellement, soit par un procédé mécanique approprié. Le tubeguide 3 est réalisé dans un matériau isolant et réfractaire, en silice par exemple.Son orifice inférieur est obturé par une palette 5, également réfractaire, isolante et polie, de surcroît, destinée à retenir l'axe 4 pendant la séquence de chauffage. Cette palette est mobile et peut 5e déplacer pour libérer l'ouverture du tube-guide 3, ce mouvement, commandé par un dispositif approprié tel qutun électro-aimant 6, est synchronisé avec la fin de la séquence de chauffage. A cet instant, la palette 5 s'efface pour laisser tomber l'axe 4 dans un bain d'huile 7 dont la surface est située le plus près possible de l'ouverture inférieure du tube-guide 3, ceci pour les raisons métallurgiques et aérodynamiques énoncées plus haut. Le diamètre intérieur du tube-guide 3 est calculé pour assurer un bon centrage de la pièce par rapport à l'inducteur et pour ne conserver qu'un faible jeu entre le plus grand diamètre de l'axe 4 et sa paroi, de façon à limiter le volume d'air enclos et, par conséquent, l'oxydation. Outre son rible de guidage et d'isolation électrique, ledit tube sert encore, comme on l'a vu, de support à l'enroulement inducteur 2, c'est pourquoi son diamètre extérieur est fonction du diamètre des spires sur cette portion d'enroulement. La paroi interne 8 de l'ouverture supérieure du tube-guide 3 est évasée, en forme de cuvette de manière à faciliter l'introduction de l'axe 4. REVENDICATIONS 1 - Installation permettant la trempe sans déformation de pièces en acier trem pant, dans lesquelles la longueur est importante devant le diamètre~, celui-ci pouvant, de plus, ne pas être constant sur toute la longueur de ladite pièce, Caractérisée par le fait qu'elle comporte un inducteur multi-spires de géométrie particulière, alimenté par une source de tension appropriée et enroulé autour d'un tube de guidage dans lequel- est introduite la pièce à traiter, réalisé en matériau réfractaire et isolant, placé verticaiement au-dessus d'un bain d'huile et dont l'ouverture inférieure est obturée par une palette, réalisée en matériau réfractaire, isolant et poli, capable de se déplacer pour dégager ladite ouverture et dont le dispositif de commande de déplacement est synchronisé avec la fin de la séquence de chauffage. 2 - Installation selon la revendication 1, Caractérisée par le fait que le diamètre des spires de l'inducteur et leur pas d'enroulement, ainsi que le diamètre extérieur du tube de guidage est fonction directe du diamètre de la pièce à traiteur, dans la zone considérée. 3 - Installation selon la revendication 2, Caractérisée par le fait que les dimensions du tube conducteur constituant l'inducteur sont choisit , en combinaison avec les caractéristiques du générateur et la géométrie de la pièce à traiter, pour produire une température supérieure au point de transformation de l'acier constituant -ladite pièce. 4 - Installation selon la revendication 3, Caractérisée par le fait que le diamètre-intérieur du tube de guidage est choisi de façon qu'il n'existe qu'un faible jeu entre le plus grand diamètre de la pièce à traiter et sa paroi.