Brevet FR2306025A1 — publié le 19761029

La présente invention concerne la réalisation de billettes destinées à l'extrusion et,plus particulièrement,a partir de riblons de produit extrudé, tel que des profilés d'aluminium pour menuiserie métallique. La technique d'extrusion est largement appliquée pour produire, par exemple, ces profilés d'aluminium de menuiserie métallique. Les deux parties d'extrémité d'une barre extrudée ne peuvent être utilisées comme produit convenable, du fait de leur courbure ou déformation et doivent donc être détachées en tant que rebuts. Plusieurs procédés ont été proposés pour récupérer ces rebuts, qui représentent approximativement 20 % de la production. Selon l'un de ces procédés, les riblons sont refondus,puis coulés en billettes destinées a l'extrusion. Ce procédé de refonte est cependant défectueux du fait de l'inclusion d'air due à cette refonte et d'un gaspillage du métal atteignant de 4 à 5 7. De plus, cette refonte comprend des frais élevés de combustible et de courant électrique, ainsi que des fonds de réserve motteux pour l'amortissement d'un atelier de fonderie et le transport des riblons à cette fonderie qui est généralement située a distance de l'atelier d'extrusion. Selon un autre procédé antérieur, les riblons de produits d'extrusion sont en premier lieu découpés en éléments de courte longueur et écrasés en copeaux de métal (tels que décrits dans la demande de brevet japonais publiée n" 87511/1974). Selon ce procédé, les copeaux de métal sont d'abord formés en billettes par une presse convenable, après avoir été soumis à un nettoyage. Ensuite, la billette est réchauffée à une température permettant l'extrusion. Cette billette réchauffée est alors introduite dans un magasin de presse classique d'extrusion, puis soumise à cette extrusion. Cependant, dans ce procédé, on a pas considéré que la billette,formée à partir de copeaux de métal, contient inévitable- ment de l'air inclus pendant le pressage des copeaux.Par suite, lorsque ces billettes contenant de l'air sont soumises à ltextrusion à la presse, de nombreuses bulles d'air apparaissent en surface du produit formé lequel naturellement ne peut être utilisé comme métal de haute qualité. De plus, un appareil particulier de réduction des riblons en copeaux est nécessaire pour récupérer ces chutes de produits extrudés. Par ailleurs, la billette de riblons, étant réchauffée à la température d'extrusion, les copeaux de parties superficielles peuvent etre écaillés, selon l'in tensité de la pression exercée pour former la billette. L'invention élimine ces inconvénients des procédés connus par un nouveau procédé ne comportant ni refonte ni réduction des riblons en copeaux métalliques. Ce nouveau procédé est caractérisé par les opérations suivantes, découpage des riblons en barres ayant une longueur déterminée; mise en paquet de ces barres de maniere que leurs extrémités soient régulièrement en regard, puis formage d'un agrégat de ces riblons ayant la longueur déterminée et, application d'un effort extérieur sur cet agrégat selon des directions perpendiculaires aux axes longitudinaux des bords, en formant ainsi la billette, dans laquelle la relation entre le nombre de barres du paquet et l'effort extérieur est telle que la section transversale de l'agrégat,étant réduite à celle de la billette, chaque barre de riblon est rigidement associée aux barres voisines, avec de plus des vides traversant la billette longitudinalement et communiquant a l'atmosphère. Les riblons de produits extrudés, tels les profilés en aluminium de menuiserie métallique, sont d'abord découpés en longueurs déterminées, ces barres étant habituellement de longueurs différentes. Ces riblons sont constitués le plus souvent par les parties d'extrémité des produits extrudés ne pouvant etre utilisés en cet état, ces riblons ou barres, qui peuvent être récupérés selon l'invention, sont de préférence å sections irrégulières, tels lesdits profilés d'aluminium; cepen- dant les barres à sections transversales dc profil régulier tel que rond, ovale et polygonal, peuvent être également utilisées dans le procédé de l'invention. Les riblons doivent etre de préférence nettoyés, avant ou après le découpage, de manière à enlever toutes traces d'huile et de matière étrangère y adhérant, ce nettoyage étant le plus généralement effectué après le découpage et, dans le cas de l'aluminium, étant effectué par immersion dans une solution alcaline. Un grand nombre de ces barres découpées et nettoyées sont paquetées, avec leurs extrémités en concordance afin de constituer un agrégat ayant ladite longueur déterminée. Le nombre de ces barres paquetées est déterminé de manière que le diamètre de 11 agrégat de riblons soit réduit au diamètre de la billette obtenue,après la phase suivante d'application d'efforts extérieurs sur l'agrégat. Ces barres sont disposées en parallé lisme mutuel, chacune d'ellesétant amenée au contact des barres voisines. Les efforts extérieurs sont appliqués à l'agrégat,perpendiculairement aux axes longitudinaux des barres, jusqu'à ce que la section transversale soit réduite a celle de la billette recherchée. Le rapport entre la force extérieure et la dimension de l'agrégat, c'est-a- dire le nombre de riblons dans le paquet, doit être tel que les barres de riblons soient rigidement engagées mutuellement, avec cependant des vides longitudinaux entre les barres constituant la billette, lesquels communiquent a l'atmosphère. La formation d'une billette à partir de barres ayant une section transversale rectangulaire nécessite des efforts extérieurs plus élevés qu'a l'agglomération de barres ayant des sections irrégulières.En principe, ladite relation d'effort extérieur et de dimension de l'agrégat est satisfaite lorsque la densité apparente de billette, ctest-à-dire le rapport de la densité de la billette a celle du métal des riblons est compris entre environ 70 et 90 %, de préférence de 80 a 85 %. Les objets et avantages de l'invention seront mieux compris a l'aide de la description qui va suivre d'exemples préférés de réalisation, et du dessin annexé sur lequel - la figure l est une vue en perspective d'un dispositif de matriçage d'une billette selon l'invention, - la figure 2 est une vue analogue d'une billette constituée dans le dispositif de la figure 1, - la figure 3 est une coupe transversale schématique d'une variante de dispositif de matrice, - la figure 4 est une vue analogue à la figure 3, d'encore un autre exemple du dispositif, - la figure 5 est une coupe schématique transversale d'une billette constituée a l'aide du dispositif de la figure 3, - la figure 6 est une vue analogue d'une billette constituée à l'aide du dispositif de la figure 4, et - la figure 7 est une vue en bout d'un profilé de menuiserie métallique réalisé à partir du procédé de l'invention. Dans le dispositif,représenté sur la figure 1, de mise en oeuvre du procédé de l'invention, la billette est constituée à l'aide d'un outillage de matriçage composé d'un élément male 3 ou poinçon et d'un élément femelle l ou matrice. La matrice l comporte un évidement ou rainure 2 s'étendant en longueur et ayant une paroi à profil en U. Le poinçon 3 a une longueur correspondant à celle de la matrice 1 et une largeur permettant son insertion dans l'évidement 2 de celle-ci. Ce poinçon 3 comporte une surface inférieure 4 semi-cylindrique. Ce poinçon est abaissé à l'aide d'un dispositif d'entratnement,non représenté, dans l'évidement 2, jusqu'à ce qu'un espace de forme cylindrique soit délimité entre la surface inférieure 4 de poinçon 3 et la paroi de la matrice 1. Les riblons de produits extrudés sont découpés à une longueur égale,ou légèrement inférieure,à celle de l'évidement 2 de la matrice. Cette longueur de riblons découpés doit être sensiblement égale ou inférieure à celle de l'intérieur du corps de la presse extrudée dans lequel la billette doit entre chargée. Les riblons découpés en forme de barres sont paquetés pour constituer un agrégat 5, de manière que les axes longitudinaux de riblons correspondent a l'axe longitudinal de l'évidement 2. Avant ce paquetage des riblons dans l'évidement 2, des fils ou bandes métalliques 7 peuvent être disposés, étant mutuellement écartés, dans l'évidement 2, comme représenté sur la figure 1. Ces bandes ou fils 7 doivent être de mème métal que les riblons, et sont situés le long de la paroi de l'évidement 2,perpendiculairement à l'axe du paquet 5. Ces bandes ou fils doivent être plus longs que la périphérie de billettes, afin que celles-ci puissent être attachées par ces éléments. Il faut remarquer cependant que les riblons peuvent être directement paquetés dans l'évidement 2, sans bandes ou fils 7. Le poinçon 3 est abaissé pour constituer l'agrégat 5 en billette cylindrique. Ce poinçon étant abaissé à sa position inférieure déterminée, les barres sont repoussées au contact des barres adjacentes, au point quelles ne peuvent être séparées les unes des autres. Les ri blons de produits extrùdés ayant des sections transversales irrégulières et compliquées,doivent etre ainsi resserrés de manière a être amenés en contact mutuel en des parties exhssmementdifférentes de chaque riblon. Par exemple, une partie saillante de riblon est refoulée dans une rainure d'une barre voisine, ou encore les riblons comportant plusieurs rainures sont refoulés de manière à s'engager mutuellement selon chaque rainure et,en en conséquence, les riblons peuvent s'engager de manière fiable sous la pression exercée par le poinçon 3 à travers la billette. Cependant l'agrégat 5 n'est pas déformé en un corps entièrement compact et de ce fait de nom breuses lignes de vide sont réservées longitudinalement à travers l'agrégat 5. Ces vides longitudinaux aboutissent aux extrémités de cet agrégat. Le poinçon 3 est soulevé en position de départ et l'agrégat comprimé est enlevé de la matrice 1, puis les bandes 7 (figure 2) sont liées autour de la billette 6. Dans la variante de réalisation représentée sur la figure 3, la surface d'extrémité inférieure de la matrice 3 est plane. Par suix la section de la de la billette formée par les éléments 3 et 5 de matri çage ont une section transversale semi-circulaire. Deux parties de billettes 6a et 6b sont accouplées par les bandes d'attache 7 (figure 5) afin de fixer leur position relative et constituer une billette complète. La billette cylindrique obtenue est alors extrudée. Dans une autre variante (figure 4), la surface d'extrémité inférieure du poinçon 3 est légèrement arrondie. La billette alors constituée par les éléments 3 et 5 de matri çage est en forme de croissant.Deux de ces éléments 6a et 6b en forme de croissant sont accouplés par des bandes 7 d'attache (figure 6), afin de les bloquer en position mutuelle, et la billette ainsi réalisée est alors extrudée. Dans les réalisations des figures 3 et 4, les demi-sections 6a, 6b de billette comprennent des riblons rigidement engagés mutuel lient en réservant des vides longitudinaux. Il est évident pour des spécialistes que l'invention peut ètre miseen oeuvre sous d'autres formes. La matrice et le poinçon peuvent être composés respectivement avec un fond plat et une paroi semi-circulaire. La section transversale de billette n'est pas limitée au cercle, mais peut etre de toute autre forme, telle que carré, ovale ou géométrique, permettant l'extrusion des produits. I1 apparatt de ce qui précède que la mise en oeuvre de l'invention ne nécessite ni machine de réduction en copeaux, ni d'installation de fusion. Il est donc possible de réduire les dépenses d'énergie utilisées, ainsi que le prix d'établissement d'une installation. Les billettes constituées selon ce nouveau procédé peuvent être extrudées comme indiqué ci-dessous. La ou les billettes, avec ou sans bandes d'attache, sont réchauffées et chargées dans le corps d'une presse d'extrusion. L'air des vides longitudinaux est évacué de ce corps, dans lequel les billettes sont isolées de l'ambiance. Cette opération est réalisée à l'aide d'un dispositif en dépression relié au corps,afin de purger l'air contenu dans les vides, lesquels s'étendent à travers la billette longitudinalement; 1'air en est facilement évacué et ne reste pas inclus dans la billette. Les produits extrudés à partir de ces billettes sont sensiblement exempts de défauts de surface résultant des dégagements de l'air å partir de l'intérieur.Cependant, quelques défauts de surface peuvent apparaître, particulièrement l'extrémité de l'arrière des produits extrudés, selon la densité de la billette et l'étst de dégazage. Les propriétés mécaniques des produits réalisés a partir des riblons traités, selon l'invention, ne sont pas inférieures celles obtenues à partir de billettes coulées. L'exemple qui suit expose plus complètement la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Des riblons de profilés en alliage d'aluminium, utilisables en menuiserie métallique, sont récupérés à l'aide du dispositif de matriçage de la figure 1. Cet alliage d'aluminium correspond a la norme japonaise JIS-A6063. 50 éléments de barres sont découpés en longueur de 350 na. Ces riblons, pesant 18 kg, sont immergés dans une solution à 5 % de NaOH, puis sont paquetés en longueurs de 350 mm dans l'évidement de la matrice. Un effort extérieur de 200 tonnes est appliqué a l'agrégat, par abaissement du poinçon,jusqu' le réduire à un corps cylindrique de 178 m de diamètre, dont la densité apparente relative est 83 %. L'extrusion est effectuée sous les conditions qui suivent. La température des billettes est de 5000 C, la température du corps de la presse est 4000C, la longueur de la capacité du corps est 730 mm, le nombre d'orifices de filage est égal à 4, et l'effort d'extrusion atteint 1800 tonnes, la dépression exercée dans le corps est de 50 mm Hg, la section transversale du profilé d'aluminium extrudé est représentée sur la figure 7. On obtient ainsi des profilés de 28 m de longueur. Plusieurs échantillons de ces profilés reçoivent un revêtement de coloration anodique. Les qualités de surface de ces pièces ne sont pas inférieures à celles obtenues à partir de billettes coulées. Ces profilés sont vérifiés à l'oeil nu pour relever la présence de bulles d'air en surface. I1 apparatt de cet examen que l'ex- trémité avant et les surfaces latérales de chaque profilé se révèlent coaplètement exempts de pores supérieurs à 1 mm, a l'exception d'une surface latérale de la partie arrière,selon la direction d'extrusion. Cette surface latérale qui a une longueur d'environ 10 m depuis l'extrémité arrière du profilé, présente 2 ou 3 soufflures supérieures à 1 mm. Cette surface d'extrémité arrière comporte une moyenne de six bulles d'air. Un échantillon de ces profilés est traité en solution et vieilli, puis soumis aux effets mécaniques, dont les résultats sont les suivants : résistance à la traction 20,8 kg/mm, limite élastique à 0,2 % 18,3 kg/mm avec un allongement de 8,1 %. Ces résultats satis- font aux normes japonaises > c'est-à-dire une résistance à la traction au moins égale à 15 kg/mm, des limites élastiques d'au moins ll avec un allongement inférieur à 8 %. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'une billette par extrusion de riblons de profilés extrudés et caractérisé par les opérations suivantes, découpage de ces riblons en barres de longueurs déterminées, mise en paquets de plusieurs de ces barres de manière que leurs extrémités soient en coincidence, en formant ainsi un agrégat de riblons ayant une longueur déterminée, et application d'un effort extérieur à cet agrégat, en directions perpendiculaires aux axes longitudinaux des barres consécutives de la billette, dans laquelle le rapport entre le nombre de barres et l'effort extérieur exercé est déterminé de manière que la section transversale de l'agrégat soit réduite à celle de la billette recherchée, chacune des barres de riblons étant rigidement liée aux barres en contact, des vides subsistant longitudinalement à travers la billette et débouchant a l'atmosphère. 2. Procédé de réalisation d'une billette, comportant la formation, selon la revendication l,de deux éléments de billettes ayant une section transversale correspondant à la moitié de la section de la billette recherchée, puis accouplement de ces deux éléments pour constituer une billette. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque agrégat de billette est constitué dans un évidement de matrice longitudinal caractérisé par une opération de mise en paquets des barres de riblons de manière que leur axe longitudinal soit en parallélisme avec l'axe longitudinal de l'évidement, puis l'application d'un effort extérieur par avancement d'un élément male de matriçage dans l'évidement de la matrice en comprimant ainsi l'agrégat de riblons. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel,avant la mise en place des riblons dans l'évidement de matrice, des bandes ou fils métalliques, de longueur supérieure à la périphérie de la billette, sont disposés sur les parois de l'évidement de matrice, perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'agrégat, ces bandes ou fils étant fixés et liés autour de la billette après la compression.