Brevet FR2337229A1 — publié le 19770729

La présente inventionese rappote à un procédé de fabrication de pièces en acier à 12-14% en poids de manganèse de struc ture austénitique, et e particulier de pièces de voie, notamment de coeurs de croisement, munies d'embouts en acier de structure à dominante austénitique permettant leur raccordement à des ces réalisées dans tout alliage, notamment aux rails des réseaux, sans solution de continuité. Il est connu de couler ces embouts dans des moules directement placés aux extrémités des pièces de voie, avant de soumettre l'ensemble à un traitement thermique transfomant la structure austénitique hétérogène de la pi8ce de voie poprement dite en strueture austénitique pure. I1 est cependant apparu qu'un simple raccordement bout à tout, par exemple des extrémités de coeurs de croisement et de leur embout, obtenu par coulée directe sur une section droite de l'extrémité dans un moule à profil Vignole, ne présentait pas des canactéristiques de sécurité et de solidité suffisantes. L'invention a pour but de fournir des pièces de voie munies d'embouts présentant une liaison pièce-embout nettement améliorée, de manière à éviter les risques de fissures ou de rupture au niveau de la jonction de la pièce de voie proprement dite et de son embout Dans le procédé décrit, cet embout est encastré entre la pièce de voie en acier au manganèse et le rail après liaison et ne peut de ce fait, se: détacher-en cas de rupture en service. Le procédé selon l'invention est principalement caractéri sé en ce que lton profile les extrémités de pièces de-voies proprement dites, surlesquelles on procède ultérieurement au coulage des embouts, de manière que chacune de ces extrémités comporte une surface frontale inclinée autour d'un axe horizontal transverse. De cette manière, la zone de liaison entre chaque extrémité de la pièce de voie et l'embout correspondant travaille en flexion au lieu d'être soumise à un cisaillement impotant lorsque l'embout supporte, au- -voisinage de cette zone de liaison, ure charge ne reposant pas également sur l'extrémité correspondante de la pièce de voie, ou inversement. Cet effet peut être amélioré, avec en outre l'apparition d'avantages supplémentaires, en profilant chacune des extrémités de la pièce de manière qu'elle présente en plus de ladite surface frontale inclinée, deux surfaces latérales inclinées vers le plan de symétrie de ces extrémités de pièces de voie et vers le haut, ladite surface frontale se présentant alors comme un triangle ou un trapèze dont la petite base se situe au niveau de la bande de roulement de chacune de.ces extrémités. Il est avantageux que l'opération de coulée de 11 embout sur l'extrémité d'une pièce de voie se fasse de manière que le boudin de l'embout se trouve sous la semelle et soit coulé avant cette dernière. On obtint de cette manière un boudin plus sain et sans inclusion. Il est préférable d'utiliser des pièces de voie présentant un profil extérieur tubulaire à leur extrémité. La plus grande régularité d'épaisseur de métal que présente la section corres pondant par rapport à la section d'un rail Vignole facilite gram- dement la liaison des pièces de voie et de leurs embouts. Une coulée régulière est obtenue en déplaçant le creuset placé en charge au-dessus du moule, dans une direction aongitudi- nale par rapport à la pièce de voie, pendant l'opération de coulée de l'embout. Un mode de réalisation de l'invention sera donné ci-aprbs, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence au dessin annexé, sur lequel la figure 1 est une vue en perspective de l'extrémité d'une pièce de voie utilisée pour la réalisation de l'invention. .La figure 2 est une vue en perspective de l'extrémité d'uDe. pièce de voie sur laquelle on a coulé un embout. La figure 3 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne III-III de la figure 5, du moule utilisable pour le coulage de l'embout, conformément à l'invention. La figure 4 est une vue en coupe horizontale de ce moule faite suivant la., ligne IV-IV de la figure 5. La figure 5 est une vue en coupe longitudinale du moule et du creuset, l'extrémité d'une pièce de voie munie de son embout étant vue en élévation.- Sur les figures 1 et 2 sont représentés l'extrémité 1 d'une pièce de voie et l'embout 2 correspondant. l'extrémité 1 sur laquelle un embout 2 doit entre coulé présente une surface frontale 3 inclinée autour d'un axe horizontal transverse 4. Cette extrémité 1 présente également deux surfaces latérales 5a, 5b inclinées vers -le plan médian de symétrie 6 de cette extrémité 1 et vers le haut, ladite surface frontale se présentant- alors comme un triangle ou comme un trapèze dont la plus petite base 7 se situe au niveau de la bande de roulement 8 de l'extrémité I de la pièce. Sur la figure 3 est représenté le moule dans lequel on opère la coulée de l'embout 2 sur l'extrémité 1 de la pièce. Ce moule se compose de trois éléments : une partie inférieure horizontale 9 et deux parties verticales symétriques 10a, 10b. le joint 11 des deux parties verticales 1Oa, lOb appartient au plan médian 6. L'extrémité 1 de la pièce pénètre dans le moule d'une longueur suffisante pour éviter les fuites au moment de la coulée, du c8té de sa semelle 12 (figures 1 et 2). Selon un mode préféré de l'invention2 le remplissage du moule s'effectue de manière que le boudin 13 de 11 embout 2, soit cotlS avant la semelle 14. Ce remplissage s'effectue par un orifice de charge 15. Un orifice de talon 16 est prévu pour permettre une alimentation correcte de l'embout en formation. Les masselottes en charge et en talon sont éliminées après démoulage de la pièce de voie munie de son embout. L'embout 2 présente, dans la zone de liaison formée par les plans 3, 5a, 5b, un profil semblable à celui de la section pleine de l'extrémité I de la pièce de voie, et un profil Vignole à son autre extrémité. Il est avantageux que le profil de l'extrémité 1 se présente sous la forme dtun tube 17 (figure 3). Selon l'invention, unecoulée homogène est obtenue en déplaçant au cours de l'opération de remplissage du moule, le creuset 18 placé en charge au-dessus de ce moule, suivant une direction longitudinale, de manière que l'orifice de coulée 19 de ce creuset 18 passe progressivement de la verticale de la pointe 7 à la verticale de la semelle 12 de l'extrémité 1 de la pièce de voie. Le métal liquide nécessaire à la coulée des embouts 2 peut être obtenu à l'aide, par exemple, d'un four métallurgique ou par tout autre procédé de fusion. la présente invention ne se limite pas au seul mode de réalisation décrit ci-dessus relatif à un procédé de fabrication de pièces de voie, mais s'étend au contraire à la fabrication de toute pièce en acier au manganèse munie d'embouts permettant son raccordement par soudure à une pièce réalisée dans tout alliage. - REVEEDICATIONS Procédé de fabrication de pièce en acier à 12-14% en poids de Manganèse de structure austénitique, et en particulier de pièces de voie, notamment de coeurs de croisement, munies d'embouts en acier de structure à dominante austénitique permettant leur raccordement par soudure à des pièces réalisées dans tout alliage, notamment aux rails des réseaux, dans lequel, avant trai tement thermique, on coule les embouts dans des moules directement placés aux extrémités desdites pièces en acier au manganèse, carac térisé en ce que l'on profile les extrémités 1 des pièces en acier au manganèse proprement dites, sur lesquelles on procède ultérieurement au coulage des embouts 2, de manière que chacune de ces extrémités comporte une surface frontale 3 inclinée autour d'un axe horizontal transverse 4. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on profile chacune des extrémités des pièces en acier au manganèse de manière qu'elle présente, en plus de ladite surface frontale inclinée, deux surfaces latérales 5a, 5b inclinées vers le plan médian de symétrie 6 deoKhe.estrémité 1 et vers le haut, ladite surface frontale se présentant alors comme un trapèze dont la petite base se situe au niveau de la bande de roulement 8 de ladite extrémité t de la pièce. 3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que 11 opération de remplissage du moule s'effectue de manière que le boudin 13 de l'embout 2 soit coulé avant la semelle 12. 4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise des pièces en acier au manganèse dont les extrémités présentent un profil tubulaire 17. 5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lton déplace, au cours de l'opération de remplissage du moule, le creuset 18 placé en charge au-dessus du moule, dans une direction longitudinale par rapport à la pièce en acier au manganèse. 6.- Pièce en acier à 12-14% en poids de Manganèse de structure austénitique, en particulier pièce de voie et notamment coeur de croisement, munie d'embouts en acier de structure à dominante austénitique permettant le raccordement par soudure à des pièces réalisées dans tout alliage, notamment aux rails des réseaux, réalisée en coulant, avant traitement athermique, des embouts dans des moules directement placés aux extrémités de cette pièce en acier au manganèse, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par un procédé tel que défini par l'une quelconque des revendications précédentes. 7.- Pièce en acier suivant la revendication 6, caractérisée en ce que l'embout 2 présente, dans la zonè de liaison de la pièce et de cet embout, un profil semblable à celui d'une section pleine de l'extrémité 1 de la pièce de voie, et un profil de rail Vignole à son'autre extrémité. 8.- Pièce en acier suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que les embouts 2 se trouvent, après liaison de ladite pièce en acier au manganèse et desdites piè ces en alliage, encastrés entre ladite pièce en acier au manganèse et lesdites pièces en alliage.