Brevet FR2287950A1 — publié le 19760514

La présente invention, qui résulte des recherches de Monsieur Jean-Marie NATTIER, a pour objet un procédé pour la fabrication de profilés en aluminium pourvus d'un placage métallique partiel, ainsi que les profilés obtenus et leur application à un rail de captation de courant électrique. Par waluminiumw il faut entendre soit ce métal à l'état pur commercial, soit un alliage ayant ce métal pour base. L'invention concerne le secteur du travail mécanique des métaux. Il est connu d'alimenter les véhicules guidés à partir d'un rail conducteur en aluminium comportant une sur face de frottement et de contact réalisée en un métal différent. Le problème consiste à relier convenablement ces deux parties, de manière à permettre en toutes circonstances le passage du courant. Selon un premier procédé connu, on coule de l'aluminiuz de part et d'autre d'un profilé en acier doux en forme de I,dont 1 'ame est percée afin de permettre de relier entre elles et de solidariser les deux parties en aluminium. On provoque ainsi un certain effet de frettage de l'aluminium, qui subit par ailleurs une passe de laminage, sur l'ax.e, de sorte que les risques de désolidarisation des deux matériaux sont réduits. Selon un deuxième procédé connu, on rapporte, sur un rail filé en aluminium, une chape en acier inoxydable soudée par points La feuille d'acier inoxydable est préalablement mise en forme au profil de la semelle correspondante du rail. Selon une variante de ce dernier procédé, on ne sertit plus la chape en acier inoxydable sur le rail en aluminium mais, au contraire, on sertit ou on referme des languettes appartenant au rail sur l'élément en acier. Ces profilés sont utilisés à l'état brut de filage, faute de quoi il ne serait plus possible de rabattre les languettes sans les rompre. Ces procédés présentent les inconvénients suivants - ils nécessitent une réalisation en plusieurs temps avec les ennuis dus aux transferts, stockages et manipulations que cela comporte - ils ne permettent pas forcément d'obtenir une bonne liaison acierfaluminium et, par suite, une surface de captation indéformable; la pérennité de la liaison est aléatoire en site non protégé tel que bord de mer, campagne, environnement industriel - ils sont onéreux. L'objet de l'invention est un procédé pour la fabrication de profilés en aluminium ou en un de ses alliages, pourvus d'un placage métallique partiel, qui obvie à ces inconvénients. Un autre objet de l'invention est constitué par les profilés obtenus par la mise en oeuvre du procédé. Enfin l'invention vise également l'application de ces profilés à un rail de captation de-courant électrique. Dans le procédé selon l'invention, on file le profilé en aluminium dans une filière, tout en introduisant dans cette dernière, au cours du filage, un ruban constitué en métal de placage. De préférence ce ruban comporte, sur sa face en contact avec 1' aluminium, un revêtement en ce dernier métal. Le profilé selon l'invention comprend une *se en aluminium ou en un de ses alliages, recouverte, sur une partie de sa surface, par un ruban métallique, la liaison entre ces deux 6 ments étant métallurgique. L'invention ainsi définie est expliquée à partir d'exem- ples illustrés par les figures jointes. Les figures 1, 2 et 3 représentent respectivement trois exemples de profilés en aluminium pourvus d'un placage métallique. Les figures 4, 5 et 6 représentent, en vue partielle, une filière pour la fabrication du profilé. La figure 4 est une coupe selon IV de la figure 5 et la figure 5 est une coupe selon V de la figure 4. La figure 6 précise un détail de la figure 5. Sur ces figures, les mimes éléments sont désignés par les mames repères. Les profilés représentés par les figures 1, 2 et 3 comprennent une ame (1) en aluminium ou en un alliage de ce métal, dont la face supérieure constituant la semelle est recouverte d'un ruban (2) d'acier inoxydable. Dans le cas de la figure 1, la semelle (3) est plane et le ruban d'acier est Egalerent plan ; dans le cas des figures 2 et 3, la semelle présente la forme d'un dièdre à deux plans (4) et (5), le ruban d'acier étant déformé de façon à les épouser étroitement. Dans le cas de la figure 2, le dièdre est concave, tandis qui il est convexe dans le cas de la figure 3. Le ruban est de préférence plat car, lors du filage sur 1' & e en aluminium dans la filière d'un outillage spécial décrit ci-après, il chemine selon une trajectoire courbe. I1 doit donc pouvoir se cintrer élastiquement et, pour cela, ne pas présenter un moment d'inertie de flexion trop important et, en tous cas, compatible avec la courbure qui lui est imposée. Ce ruban est de préférence préfabriqué. Le meilleur résultat est obtenu en utilisant un ruban dont la face qui viendra ultérieurement en contact avec 1'Se est déjà revêtue soit d'aluminium, soit d'un alliage de ce métal de préférence identique à celui qui constitue l'SiRe, de façon à faciliter la liaison. Ce revêtement est obtenu par coltinage à froid de deux rubans, l'un d'acier, 1' autre d' aluminium, sur laminoir asymétrique, selon une technique bien connue. Le ruban a- généralement la même largeur que la semelle de l'âme, mais ce n'est pas une obligation. Il peut être plus large, l'excédent étant, par exemple, rabattu sur les cotés de la semelle. Le filage de l'ame et le placage s'effectuent simultanément dans un outillage de filage à pont : la liaison n'est plus mécanique mais métallurgique, car elle se fait par inter pénétration- de métal. If est avantageux de réaliser simultanément deux profilés en les disposant dos à dos, c'est-à-dire en contact par leur placage en acier, de façon à éviter que le placage en acier soit en contact par sa surface extérieure avec les portées de la filière, ce qui pourrait nuire à un bon état de la surface extérieure du placage acier. On peut ainsi filer, soit deux profilés selon la figure 1, soit un profilé selon la figure 2 et un profilé selon la figure 3, de même angle dièdre. on fabrique ainsi deux profilés en une seule opération. Si l'on ne désire fabriquer qu'un seul profilé tout en protégeant la sur- face du placage, on peut réduire le second profilé à un deuxième ruban recouvert d'aluminium t c'est alors la surface de ce dernier métal qui est au contact des portées de la filière. L'outillage est illustré par les figures 4 et 5. I1 comprend un conteneur (6) dans lequel est mis en place le lopin d'aluminium, et dont l'amie est désignée par le repère (7). Au conteneur est fixé un porte-outillage (8) recevant un outillage à pont (9) du type portholesur lequel le métal du lo- pin se répartit en deux veines (10). Les rubans de placage { cheminent dans les canaux (15) du pont et arrivent dans une nourrice (12) comportant une buse de guidage (13). Enfin, l'outillage comprend la filière (14) dans laquelle s'élabore le profilé et se réalise le placage du ruban. Sur chant, les rubans passent pratiquement sans jeu dans la filière (14) sans qu'il en résulte, ni efforts de contact importants, ni usure de la filière, ni préjudice pour les chants des rubans. t'aluminium de l'aine se ressoude dans la filière suivant le plan de symétrie de la section. La face des rubans revêtue d' aluminium reçoit une pré- paration consistant en un brossage dans le sens de la longueur, juste avant que les rubans soient introduits dans l'outillage et après ou avant qu'ils aient été réchauffés au défilé par tout moyen connu, tel que le réchauffage par induction. Les rubans dé- filent à la vitesse de filage des profilés, qui peut aller de plusieurs mètres à plusieurs dizaines de mètres à la minute, s(e- lon l'alliage d'aluminium utilisé et la forme du profilé. Lors du refroidissement des profilés, le retrait plus important de l'aluminium occasionne une mise en compression du ruban en acier qui provoque 1'apparition d'une flèche longitudinale. On y remédie par une traction contrôlée exercée uniquement sur l'aine au moyen de mors appropriés. Malgré les différences de coefficient de dilatation de l'acier et de l'aluminium, la liaison obtenue permet, dans le cas de rails de captation de courant, d'emp^echer toute déformation de la surface de contact qui serait préjudiciable à la qualité de la captation par frotteurs ou balais, même dans le cas de vOhicu- les très rapides, comme l'aérotrain. Le procédé est remarquable à la fois par la qualité de la liaison obtenue et par la simplicité de la mise en oeuvre, qui résulte du fait que le profilé est réalisé en une seule opération de filage L'invention s'applique à la réalisation de profilés en aluminium ou en un de ses alliages, pourvus d'un placage métallique partiel et, plus particulièrement, à la réalisation de rails de captation de courant électrique pour véhicules guidés. REVENDICATIONS 1)- Un procédé pour la fabrication de profilés en aluminium ou en un de ses alliages, pourvus d'un placage-métallique partiel, dans lequel on file le profilé en aluminium dans une filière, caractérisé en ce que l'on introduit dans la filière, au cours du filage, un ruban constitué en le métal de placage. 2)- Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on munit le ruban, avant le filage et sur sa face en contact avec l'aluminium, d'un revêtement de ce dernier métal. 3)- Un procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on file simultanément deux profilés adossés par leurs semelles à plaquer et que l'on introduit, entre les deux semelles, deux rubans se touchant suivant leur face non revêtue d'aluminium. 4)- Un outillage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications là 3, comprenant un dispositif de filage à pont, caractérisé en ce qu'il comporte une nourrice comportant une buse de guidage pour 1'arrivé des rubans. 5)- Tout profilé obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3. 6)- Un rail de captation de courant électrique constitué d'une Smo en aluminium partiellement recouverte d'un placage métallique, caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 3.