Brevet FR2391789A1 — publié le 19781222

La présente invention concerne la fabrication de pièces telles que des attaches de rails de chemins de fer. Ces attaches sont des brides de métal élastiques maintenues par des boulons ou tire-fonds sur les traverses et prenant un appui rigide sur la traverse, d'une part, et un appui élastique sur la semelle du rail, d'autre part, pour y exercer une pression de maintien tout en absorbant ses vibratisons. La présente invention, due à la collaboration de Messieurs Jacques GANTIER, Jean CÂP(JTO, Michel CANP3NON, se rapporte à de nouveaux processus de fabrication de pièces en grande série telles que les attaches de rails précitées, notamment par travail à froid de métaux en bandes. La fabrication actuelle de ces pièces est effectuée à partir de métal en bandes dressées et coupées ; les flans obtenus après coupe et poinçonnage sont chauffés au-dessus du point de transformation pour subir les opérations de formage à chaud. Les pièces sont ensuite trempées à l'huile et subissent les opérations successives de revenu, grenaillage et protection. L'objet de l'invention est un procédé de fabrication permettant des économies de métal et d'énergie importantes, avec une moindre pollution atmosphérique, par rapport aux techniques antérieures. Le nouveau processus de fabrication proposé présente trois différences de base par rapport au processus actuel de fabrication de ce type de pièces 1 ) Le formage de la pièce est réalisé à froid à partir de feuillard en couronnes. 20) Une partie de la pièce seulement est chauffée, pour réaliser la trempe unique ment dans la partie utile de la pièce. 30) La trempe à lthuile est remplacée par une trempe dans un bain de poudre réfrac taire en lit fluidisé. Le formage à froid sur ébauche de feuillard en bandes ou en couronnes produit une pièce aux dimensions cherchées sans redressage préalable. Dans les opérations ultérieures, le chauffage partiel et la trempe au lit fluidisé des opérations suivantes donnent à la pièce la structure métallurgique souhaitée sans affecter sensiblement sa forme, comme il sera expliqué ci-dessous. Ce procédé de base peut comporter différentes variantes. Elles se différencient essentiellement les unes des autres par la position du formage à froid dans la chronologie des opérations et par le mode et l'importance de la partie chauffage de la pièce, pour répondre au mieux aux différents types de pièces réalisées Procédé NO 1 - Redressage du feuillard, poinconnage, repérage et découpe des flans ; cambrage partiel éventuel. - Chauffage localisé de la partie utile de la pièce dans un bain à lit fluidisé ou par induction. - Trempe dans un bain à lit fluidisé. - Revenu dans un bain à lit fluidisé ou dans un four à convection. - Grenaillage. - Formage de la pièce à froid. - Opérations de protection. Le formage en fin de séquence de ce procédé conviendra aux pièces exigeant une certaine précision de forme. Procédé N 2 - Redressage du feuillard, poinçonnage, repérage et découpe des flans. - Formage à froid de la pièce. - Chauffage partiel par résistance de la pièce, sur une zone contenant la partie utile. - Trempe dans un bain à lit fluidisé. - Revenu dans un bain à lit fluidisé ou dans un four à convection. - Grenaillage. - Opérations de protection. Dans cette variante, le groupement des opérations de mise er forme en début de cycle limite les manutentions, celles-ci pouvant entre groupées sur un mme ensemble de matériel dans l'atelier de formage à froid. Procédé N 3 - Redressage du feuillard, poinçonnage, repérage et découpe des flans. - Formage à froid de la pièce. - Chauffage de la totalité de la pièce dans un bain à lit fluidisé ou dans un four à convection. - Trempe dans un bain à lit fluidisé. - Revenu dans un bain à lit fluidisé ou dans un four à convection. - Grenaillage. - Opérations de protection. Dans la variante du cas précédent, on procède au chauffage total de la pièce, mais au profit d'un équipement plus simple et moins motteux, qui ne dépena plus des formes de pièces comme dans le chauffage partiel, sans en - -orter l'avantage d'une trempe plus rapide par diffusion calorifique dans les zores non chauffées. Les nouveaux procédés présentent plusieurs avantages importants, notamment en ce qui concerne les économies d'énergie. Le formage à chaud nécessite, en effet, de chauffer toute ln pièce bien audessus du point de transformation. Dans les processus 1 et 2 proposés, la pièce n'étant que partiellement chauffée, un gain important åténergie est -nsi réalisé. Pans le procédé N 3,un gain est également réalisé par ie chauffage Dlus rapide inhérent à la convection ou au lit fluidisé. De plus, l'opération de trempe suivant immédiatement celle de chauffe, les pertes de chaleur pondant le tr fort sont très faibles. Le chauffage ae la pièce sert uniquement à réaliser le tral'ement thermique de trempe. il suffit donc, dans les nouveaux processus le chauffer la pièce à une température très légèrement supérieure à celle du point de transformation, sans tenir compte des pertes dues aux transferts des pièces.La diffusion concomitante de la chaleur dans les zones non chauffées de la pièce accentue et rend plus efficace l'effet de trempe en compensant l'effet de trempe moins sévère des lits fluidisés. Le remplacement de la trempe à l'huile par la trempe en lit fluidisé supprime en même temps la nécessité d'aspirer les fumées d'huile, ainsi que celle de laver et sécher les pièces. Outre le coût de ces installations de lavage et séchage et de l'énergie qu'elles consomment, on économise le complément de chauffage à réaliser dans l'atelier pour compenser les pertes calorifiques dues à l'aspiration des fumées De plus, la température de la pièce après la trempe à l'huile ntest que très légèrement supérieure à la température ambiante. La trempe en lit fluidisé étant moins sévère, on peut régler le temps de maintien de la pièce dans le bain, de façon à obtenir en fin de traitement une température marale sur la pièce, compatible avec l'obtention des caractéristiques mécaniques requises.Cette température étant très nettement supérieure à l'ambiante, lténergie nécessaire pour amener la pièce à la température de revenu est donc bien moindre. Sur le plan des économies de matières, la suppression de I'opération de trempe à l'huile économise la consommation de produits pétroliers comme l'huile, ainsi que l'eau de lavage. L'utilisation du feuillard en couronnes entrains une réduction importante des chutes par rapport à l'utilisation de la matière en bandes plates, dressées et coupées. De plus, le fournisseur nteffectuant plus de redressage ni de coupe à longueur, le prix de la matière sten trouve diminué. Une amélioration importante des conditions de travail et de sécurité résulte, d'une part, de la suppression de la trempe à l'huile qui élimine tout risque dans cendie provoqué éventuellement par l'immersion de pièces très chaudes dans l'huile, et supprime toute fumée dans l'atelier, )'autre part, le remplacement du formage à chaud par le formage à froid rend le travail sur le poste de formage beaucoup moins pénible. Une diminution importante de la POLLUTION résulte de la suppression de la trempe à l'huile et donc du lavage des pièces qui évite tout rejet de fumées dans l'atmosphère, ainsi que toute évacuation d'eau polluée par l'huile et les lessives ou solvants. Enfin, on réalise une amélioration de la qualité du produit. Le formage à froid garantit une bien meilleure précision sur les caractéristiques dimensionnelles de la pièce. Plus généralement, le formage de la pièce est réalisé à froid à partir de bandes de métal enroulées en couronnes, ladite pièce étant chauffée localement dans une zone devant présenter des propriétés d'élasticité de ressort, trempée aussitôt dans un bain de poudre réfractaire en lit fluidisé, puis, aussitôt après, dans un autre bain de poudre réfractaire en lit fluidisé porté à la température de revenu pour subir finalement les opérations de grenaillage et de protection. Ltopération de formage peut comporter en variante une phase d'ébauche avant le chauffage local et une phase finale de mise en forme à froid définitive après 11 opération de grenaillage. Le chauffage avant trempe peut être réalisé par maintien en lit fluidisé pour les pièces de plus faible massivité. RF!;EEDICÂTIONS 1 ) Procédé de fabrication de pièces de forme, notamment d'attaches de rails, à par tir de bandes de métal avec mise en forme par forgeage, poinçonnage et traite ment thermique, caractérisé en ce que le formage de la pièce est réalisé à froid à partir de bandes de métal enroulées en couronnes, ladite pièce étant chauffée localement dans une zone devant présenter des propriétés d'élasticité de ressort, trempée aussitôt dans un bain de poudre réfractaire en lit fluidisé, puis aussi tot après dans un autre bain de poudre réfractaire en lit fluidisé porté à la température de revenu pour subir finalement les opérations de grenaillage et de protection. 20) Procédé de fabrication suivant la revendication j, caractérisé en ce que l'opéra- tion de formage comporte une phase d'ébauche avant le chauffage local et une phase finale de mise en forme à froid définitive après ltopération de grenaillage. 30) Procédé de fabrication suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le chauffage avant trempe est réalisé par maintien en lit fluidisé.