Brevet FR2581326A1 — publié le 19861107

METHODE ET DISPOSITIF DE FILAGE DIRECT LUBRIFIE AVEC CHEMISAGE AVANT RADIAL L'invention concerne une méthode et un dispositif de filage direct des métaux et alliages avec chemisage avant radial. Le filage direct avec chemisage avant axial est connu dans la littérature technique; rappelons que celui-ci consiste à pousser une billette située dans un conteneur métallique, en général brute de fonderie, à l'aide d'un fouloir, à travers un ensemble d'outillages de filage comprenant généralement une filière, une contre-filière et un porte-filière; au cours du filage, la partie corticale de la billette appelée "chemise" est éliminée par passage dans un interstice cylindrique et axial ménagé entre le conteneur et le porte-filière. De tels dispositifs sont décrits, par exemple, dans les brevets DE-PS 271 378, DE-PS 1 127 305 ou FR 1 536 990. Cependant, ces dispositifs connus présentent tous l'inconvénient que la chemise ainsi formée est accumulée dans une chambre fermée, faisant partie intrinsèque de l'outillage, d'o il est très difficile et long de l'extraire en même temps que le culot, une fois le filage terminé. La méthode selon l'invention consiste à ménager un interstice en forme de couronne circulaire plane ou de forme légèrement tronconique, d'épaisseur constante (j) et de portée (h), ouvert à l'air libre, entre l'extrémité du conteneur adjacente à son alésage et la face de l'ensemble des outillages de filage située en vis-à-vis; c'est par cet interstice que s'écoule sensiblement radialement la chemise en formation, à partir de la zone corticale de la billette filée. Quand l'interstice a une forme tronconique, le t angle au sommet du cône est supérieur ou égal à 75 . Les valeurs de j et h sont fonction d'un grand nombre de paramètres opératoires tels que la température de la billette, la nature de l'alliage, la vitesse de filage, la longueur de la billette, le rapport de filage, etc... mais celles-ci peuvent être facilement déterminées par l'homme de l'art, par le calcul, l'expérimentation ou la simulation (à l'aide de plasticine, par exemple). 258 1326 Pour faciliter la formation et surtout l'extraction de la chemise, le dispositif de filage comporte plusieurs couteaux situés dans l'interstice décrit ci-dessus, dont l'arête de coupe est dirigée vers l'axe du conteneur et qui divisent la chemise en autant de "pétales" au cours du filage. Ces couteaux sont disposés préférentiellement à intervalles angulaires égaux. Ces couteaux peuvent être constitués d'éléments individuels ou faire partie intégrante d'une pièce circulaire rapportée à l'extrémité du conteneur ou encore être usinés directement dans une surlongueur de l'extrémité de l'âme du conteneur. Bien sûr, lors de l'utilisation de cet outillage, la billette et/ou le conteneur sont de préférence lubrifiés avec des lubrifiants classiques tels que de la graisse graphitée, des verres, etc... Il est à remarquer que le lubrifiant utilisé est complètement évacué sur la face externe des "pétales" et ne se retrouve en aucun cas sur le produit filé. L'invention sera mieux comprise à l'aide des figures et exemples suivants La figure 1 représente schématiquement un dispositif selon l'invention en coupe axiale. 20. La figure 2a représente la coupe axiale d'un outillage conforme à l'invention, selon la ligne I-Ide la figure 2b. À La figure 2b représente une vue en bout du conteneur, un des couteaux étant mis en place. La figure 1 représente le conteneur (1) d'une presse à filer (non représentée) dans lequel une billette (2) est transformée en un produit filé (3) à travers une filière (4), insérée dans un porte-filière (5). Entre l'extrémité du conteneur (1) et le porte-filière (5) un interstice plan (6) perpendiculaire à l'axe (7) de la presse d'épaisseur (j) et de portée circulaire (h) est ménagé. C'est par cet interstice que se forme la chemise (8). Sur les figures i et Zaon retrouve un conteneur (1) en plusieurs parties frettées (la, lb) et un ensemble de la filière l'alésage du conteneur. Le porte-filière respectifs (17). Le dispositif comporte de plus des goujons de centrage (10) vissés dans le conteneur et qui s'engagent dans des cavités correspondantes (18) du porte-filibre (5). EXEMPLES On a filé sur une presse LOEWY munie d'un conteneur f 125 mm, des billettes en divers alliages d'Al sous diverses formes, les billettes étant graissées à la graisse graphitée puis filées dans les conditions reportées au Tableau I. Dans l'interstice étaient insérés quatre couteaux, disposés à 90' les uns des autres, et réalisés en acier traité (Z39CDVS5 selon la désignation AFNOR). Ces filages ont permis d'obtenir des produits avec un très bon état de surface, exempt de lubrifiant de filage, avec une pression de filage nettement inférieure à celle rencontrée lors du filage classique direct avec chemisage arrière, effectué dans les mêmes conditions. Le dispositif selon l'invention prisente, en outre, les avantages suivants - il évite l'écroûtage et/ou le nttoyage superficiel de la billette avant filage, - il permet d'obtenir des produits présentant un bon état de surface et absolument exempts du lubrifiant utilisé pour le filage, - il élimine la principale cause d'apparition des soufflurés sur les produits filés en AI ou alliages, soufflures résultant de l'entraînement et de l'inclusion sous-cutanée des oxydes formes sur la peau de la billette. Cela constitue un avantage considérable par rapport au filage inverse, pour lequel le chemisage axial représente une opération délicate, - les pressions de filage sont voisines de celles obtenues en filage inverse, tout en permettant d'obtenir des produits filés de dimensions transversales supérieures pour un même conteneur - les produits obtenus, présentent une structure fine et homogène, pratiquement exempte de zone corticale à gros grains dans le cas des alliages d'AI, - la mise en oeuvre du procédé ou la réalisation du dispositif ne nécessitent que des modifications mineures des presses de filage direct existantes, l'épaisseur de la chemise est pratiquement indépendante du centrage des outillages de filage par rapport à l'axe du conteneur, - enfin, dans le cas du filage de billettes gainées, élaborées par fusion ou par métallurgie des poudres, la méthode et le dispositif permettent l'élimination automatique du gainage. TABLEAU I ALLIAGE + 5086 2024 7075 6060 5 2 Produits 20 20 25 20 2 (dimensions en mm) 50 50-50 5 5050 50 ' 50 0 30x6 Rapnort de 12 12 27 31 12 27 31 25 filage: Inter- Jeu: j(mm)! 1 2 2 1 2 2 2 stice Portée: h (mm) 10 10 10 10 10 10 10 10 Longueur de la billette (mm) 285 360 260 260 350 260 260 100 Temperature de (a) 360 360 360 360 350 350 350 300 la billette ( C) (b 420 420 420 420 390 400 400 350 Pic de Pres- (a) 380 390 550 530 400 560 590 420 sion (MPa) (b) 670 730 660 730 730 680 730 470 Pression de fin (a) 320 320 480 460 330 490 54101 350 de,filage (MPa) (b 270 260 440 440 290 450 420 350 Vitesse de filage du produit (m/mn) 12 2,5 1,8 5 1,5 1 2 10 + Selon la désignation de l'Aluminium Association Co (a) Selon l'invention (b) Selon l'art antérieur filage direct 258132& REVENDICATIONS 1. Méthode de filage direct avec chemisage avant des métaux et alliages à l'aide d'une presse à filer comprenant au moins un conteneur, et un ensemble d'outillages de filage, caractérisée en ce que l'on ménage un interstice radial plan (6) en forme de couronne circulaire ou de forme légèrement tronconique, d'épaisseur (j) et de portée (h), ouvert à l'air libre, entre la face frontale (12) du conteneur (1), au voisinage immédiat de son alésage et l'ensemble des outillages de filage (4,5,9) qui se trouve en vis-à-vis. 2. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que le t angle au sommet du cône est supérieur ou égal à 75'. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre de la méthode selon la revendication 1, caractérisé en ce que des couteaux amovibles (11) sont disposés dans l'interstice (6) ainsi constitué, leur tranchant (15) étant dirigé vers l'axe de la presse (7). 4. Dispositif pour la mise en oeuvre de la méthode selon la revendication 1, caractérisé en ce que les couteaux sont solidaires d'une pièce circulaire rapportée sur l'extrémité du conteneur. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre de la méthode selon la revendication 1, caractérisé en ce que les couteaux sont usinés directement dans une surlongueur de l'âme du conteneur. 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les couteaux sont disposés angulairement de façon régulière. 7. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la billette (2) et/ou le conteneur (1) sont lubrifiés avant filage. 8. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 3 à 6 lors du filage de billettes gainées, en vue d'éliminer le gainage au cours du filage.