Brevet FR2601221A1 — publié le 19880115

i "Lame de coupe pour moissonneuse, résistante aux chocs et à la flexion, traitée par trempe par étapes successives et procédé pour sa mise en oeuvre". L'invention concerne une lame de coupe pour moissonneuse, en particulier une section de la barre de coupe, lames à rotation et lames de coupe analogues subissant des contraintes par choc et de flexion, qui sont constituées par un matériau très résistant, élastique de préférence, ayant été trempé par étapes intermédiaires. Les lames de coupe pour faucheuses ou moissonneuses des types mentionnés pour fractionner des 10 produits agricoles tels que l'herbe, le foin, le trèfle, le fourrage, les céréales et autres, sont soumises quand on les met en service en pratique, à des contraintes très variables. Alors que dans la zone de coupe, elles sont exposées à une importante usure par abrasion, elles doivent quelquefois résister à des efforts de choc ou de torsion extrêmement importants en raison de contacts avec des corps étrangers, tels que, par exemple, des pierres, qui parviennent dans la zone du travail de coupe des faucheuses. La durée des barres de coupe qui est importante 20 dans l'efficacité des faucheuses et, par suite, du travail de récolte, dépend dans une mesure importante, de la façon dont les lames de coupe répondent aux conditions de sollicitations mentionnées ci-dessus dans la pratique. Les essais n'ont pas manqué, dans la pratique, pour venir à bout de ces conditions de contrainte grâce à la mise en oeuvre d'une matière appropriée, par l'utilisation d'opérations de traitements thermiques modernes et par le revêtement des lames de coupe avec une substance dure. Ainsi, il est proposé, par exemple dans le DE-AS 19 46 003, une section ou lame de coupe qui est constituée de deux parties de section triangulaire, reliées ensemble sur le bord de fixati-on, et pourvues en plusieurs points de renfoncements vers la face inférieure de la section. Dans la zone des bords des sections de barre de coupe, ces sections de coupe sont recourbées vers le bas, pendant qu'au moyen d'une rectification plane dans la zone des bords de la section, les bords de coupe, ainsi que les surfaces d'appui formées par les renfoncements, sont établis. Dans le but d'augmenter l'élasticité et la résistance à l'usure, les barres de coupe sont totalement 20 trempées et sont durcies partiellement dans la zone de coupe. Pendant que ces sections de coupe connues se distinguent par une bonne résistance à l'usure dans la zone de coupe, elles sont affectées par le défaut qu'elles 25 présentent de ne pas satisfaire aux exigences posées pour la rigidité à la torsion, et en conséquence, elles sont très sensibles aux contraintes de choc et de flexion, provoquées par l'action de corps étrangers. Il se produit par suite fréquemment que les sections s'ébrèchent lors 30 des contraintes de ce-genre, et que la durée des lames soit en conséquence peu satisfaisante. Grâce au document DE-OS 31 39 371, on connaît une lame de coupe faite d'un matériau tenace, élastique qui, pour augmenter la résistance à l'usure des arêtes de 35 coupe, est pourvue d'un revêtement de surface résistant à l'usure dans les zones des lames qui sont le plus sujettes à l'usure, ce revêtement subissant un post-traitement aux températures maximum admissibles pour les matériaux de base et de revêtement, au moyen d'un procédé de formage sans enlèvement de copeaux connu, tel que par exemple par une opération de frappe, de pressage, ou de compression. Il est obtenu par ce moyen que les couches superficielles d'épaisseurs différentes avant ce posttraitement, sont amenées à une épaisseur uniforme, qu'elles 10 sont mieux reliées avec le matériau de base, et qu'on arrive à une surface plane lisse qui aura à peine besoin d'être affilée. Ces lames de coupe connues présentent une bonne aptitude à la résistance aux contraintes qui se 15 produisent au cours de la mise en service pratique. Elles sont toutefois fabriquées seulement avec un surcooût relativement élevé en matières et en frais de fabrication, qui se produit en raison de l'apport et du post-traitement de la couche de revêtement 20 résistance à l'usure. Pour une amélioration supplémentaire de l'aptitude à la résistance des lames de coupe qui sont constituées d'un acier élastique très résistant, il a aussi déjà été proposé de soumettre cette lame de coupe 25 à l'opération de traitement thermique par trempe par étapes intermédiaires (DD-PS 208 827). La texture de la pièce en matière bainitique que donne ce traitement thermique se distingue par une résistance élevée à la flexion qui se monte environ à 2,5 fois la résistance à la flexion que l'on observe dans les types de lames de coupe connus; par suite, le danger de voir la lame de coupe se briser sous l'effet de la rencontre de corps étrangers est sensiblement diminué. Dans la mise en oeuvre de sections de barre de coupe 35 trempées par étapes, on a toutefois constaté que, en raison de la faiblesse relative de la dureté de la matière, la résistance à l'usure de lames de coupe devient insuffisante. En outre, les tranchants des lames peuvent se rabattre en présence de contraintes de coupe relativement importantes, de sorte que le rendement du tranchant est sensiblement diminué. Il en résulte que la durée de la lame de coupe est relativement faible, malgré sa grande résistance à la flexion. Il tombe sous le sens que les pertes de temps provoquées par les changements fréquents de ces lames ont un effet défavorable sur la productivité de la moissonneuse. L'invention a pour objet de réaliser des lames de coupe pour moissonneuses qui possèdent, grâce à une dépense de fabrication relativement faible, aussi 15 bien une grande sécurité en ce qui concerne la rupture qu'une grande résistance a l'usure dans la zone de coupe. L'invention se propose à cet effet de donner à la lame de coupe une configuration telle qu'avec une grande resistance à la flexion obtenue par trempe par 20 étape dans les zones de coupe des surfaces d'appui, on arrive dans cette zone a une grande résistance à l'usure par abrasion, tout en renonçant à l'application d'une couche onereuse de revêtement résistante à l'usure. A cet effet, l'invention est caractérisée en 25 ce que la surface totale, ou des parties des zones tranchantes disposées sur la surface d'appui de la lame, présente une zone dure dont l'épaisseur correspond à la grandeur du rayon limite de coupe, qui se transforme en une zone intermédiaire de même épaisseur, dans laquelle 30 la dureté diminue en continu de sa valeur dans la zone dure à celle traitée par trempe par étapes successives. Les zones dures, suivant l'invention, les zones tranchantes des lames de coupe sont avantageusement obtenues par la transmission d'énergie dosée dans l'espace 35 et dans le temps, opérée à l'aide d'un faisceau d'électrons dirigé suivant un programme, d'une haute fréquence connue, suivi d'un emboutissage automatique. Les lames de coupe réalisées suivant l'invention se distinguent, par rapport aux lames de coupe 5 connues de ce genre, en particulier en ce que, tout en conservant l'avantage de soumettre la lame à une trempe par étapes et d'arriver ainsi à une grande résistance à la flexion, on obtient, dans la zone de coupe, une grande stabilité contre l'usure par abrasion qui se 10 produit au cours de l'opération de coupe. Grâce à la réalisation suivant l'invention, de la zone de coupe de la lame, on peut se passer de réaliser une couche de revêtement superficiel dans cette zone qui doit résister à l'usure, et qui exigerait une 15 importante dépense de fabrication. De ce fait, on fait disparaître le risque de voir se réaliser un éclatement de cette couche, d'o résulterait une diminution de la résistance à l'usure. Grâce à l'excellente adaptation aux contraintes qui apparaissent au cours de la mise en service de la lame suivant l'invention, on arrive à donner à celle-ci une durée de vie importante et atteint, par suite, un grand rendement au cours du travail de récolte. Pour autant que dans la zone de coupe des 25 lames, il ne soit pas durci la totalité de la surface, mais seulement des sections de celle-ci, ces dernières seront formées avantageusement de bandes s'étendant avantageusement perpendiculairement à l'arête de coupe, disposées parallèlement entre elles, qui forment avec 30 l'arête de coupe un angle a qui se situe entre 90 et la grandeur de l'angle B, inclus entre l'arête de coupe et la surface arrière de la lame de coupe ou section. La disposition en forme de bandes des 35 surfaces dures des zones du tranchant de la section a 260122 1 l'avantage que lors de la fabrication de ces zones qui s'opère au moyen d'un faisceau d'électrons, il se forme dans la zone de l'arête de coupe, en raison de la faible épaisseur de la matière dans ces zones, de petits évi5 dements circulaires qui forment une sorte de denture. A cela s'ajoute le fait que, dans les zones de moindre dureté, qui existent entre les zones dures des bandes, dans la zone de l'arête de coupe, il se produit une usure plus grande du tranchant que dans les zones dures, 10 de sorte que dans ces zones aussi, il se forme des évidements circulaires. Il apparalit ainsi sur toute la longueur de l'arête de coupe une sorte de denture qui a un effet positif dans l'opération de coupe. Dans une autre confi15 guration de l'invention, la zone intermédiaire, de dureté plus faible, qui se raccorde à la zone dure, peut être continue ou interrompue si l'on regarde dans le sens de la longueur de l'arête de coupe. L'invention sera mieux comprise d'après la 20 description ci-après faite avec référence aux dessins annexes ou: - la figure 1 est une vue en plan de la surface d'appui d'une section ou lame de coupe suivant l'invention, avec une zone dure réalisée sur toute la 25 surface de la zone tranchante; - - la figure 2 est une coupe suivant la ligne A-A de la figure 1, agrandie; - la figure 3 est une vue en plan de la surface d'appui d'une section de coupe suivant l'invention, 30 avec les surfaces dures en forme de bandes de la zone tranchante; - la figure 4 est une coupe suivant la ligne B-B de la figure 3, agrandie, avec une zone intermédiaire interrompue, vue dans le sens de la longueur de l'arête 35 de coupe; - la figure 5 est une coupe faite parallèlement à l'arête de coupe d'une section, avec la zone intermédiaire continue dans le sens longitudinal; - la figure 6 montre le tracé dur dans la zone du tranchant de la section suivant l'invention, perpendiculairement à la surface d'appui. Comme il ressort des figures 1 et 2, la section 1, dans l'exemple de réalisation d'une lame de moissonneuse, qui -présente d'une façon connue une forme 10 sensiblement triangulaire et qui est constituée d'une matière très tenace et élastique et qui a subi une trempe par étapes, comporte dans les zones des tranchants 2 et 3 de la surface d'appui 4, une zone dure 5 qui s'étend sur toute la surface de la zone de coupe 2 et 3. 15 L'épaisseur de la zone dure 5 correspond à peu près à la grandeur du rayon limite de coupe qui apparaît lors de l'utilisation maximum admissible du tranchant. La zone dure 5 peut aussi, comme il ressort en particulier de la figure 3, comprendre les parties 6 20 réparties uniformément des zones tranchantes 2 et 3, ces parties durcies s'étendant de préférence à partir de l'arête de coupe 7, perpendiculairement, et étant formées de bandes parallèles entre elles, qui forment avec l'arête de coupe 7 un angle a qui se situe entre 90 et la grandeur de l'angle e qui est inclus entre l'arête de coupe 7 et la surface arrière 8 de la lame 1. Entre la zone dure 5 et la matière de base trempée par étapes successives de la lame 1, se trouve une zone intermédiaire 9 dans laquelle la dureté descent continuellement de la valeur qu'elle a dans la zone dure 5 à celle qu'elle a dans la matière de base. La figure 6 montre le tracé de la dureté dans les zones tranchantes 2 et 3 de la lame de coupe 1 suivant l'invention, perpendiculairement à la surface d'appui 4. 35 Elle est caractérisée par une zone 10 de dureté maximum, qui s'étend sur l'épaisseur de la zone dure 5, une zone 11 qui montre la chute continue de dureté dans la zone intermédiaire 9, de la valeur existant dans la zone dure à la valeur de la dureté de la matière trempée par étapes successives, ainsi qu'une zone 12, dans laquelle est représentée la dureté constante de la matière de base. Pour autant que la zone dure 5 soit disposée en forme de bandes dans les zones tranchantes 2 et 3 de 10 la lame 1 de coupe, la zone intermédiaire 9 peut être continue ou interrompue, suivant les écartements choisis pour les bandes dures, si l'on regarde dans le sens de la longueur des arêtes de coupe 7, comme il ressort en particulier des figures 4 et 5. La fabrication de la zone dure 5 suivant l'invention, ainsi que de la zone intermédiaire 9 s'opère avantageusement par une transmission d'énergie dosée dans l'espace et dans le temps, à l'aide d'un faisceau d'électrons dirigé suivant un programme, d'une haute fréquence 20 connue en soi, suivi d'une trempe automatique. REVENDICATIONS 1) Lame de coupe pour moissonneuses, en particulier sections ou barre de coupe, lames rotatives et outils de coupe analogues, subissant des contraintes de chocs et de flexion, qui sont constitués d'un matériau résistant élastique de préférence traitée par trempe par étapes successives de bainite, caractérisée en ce que la surface totale, ou des parties (6) des zones tranchantes (2, 3) disposées sur la surface d'appui (4) de la lame (1), 10 présente une zone dure (5) dont l'épaisseur correspond à la grandeur du rayon limite de coupe, qui se transforme en une zone intermédiaire (9) de même épaisseur, dans laquelle la dureté diminue en continu de sa valeur dans la zone dure (5) à celle traitée par trempe par étapes 15 successives. 2) Lame de coupe pour machine de récolte suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les parties durcies (6) des zones tranchantes (2, 3) de la lame (1), sont formées par des zones parallèles en forme 20 de bandes qui sont dirigées vers l'arête de coupe (7) en formant avec cette arête de coupe (7) un angle a qui se situe entre 90 et la grandeur de l'angle 8 inclus entre l'arête de coupe (7) et le bord arrière (8) de la lame. 3) Lame de coupe suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, dans les parties (6) durcies, en forme de bandes, des zones tranchantes (2, 3) de la lame (1), la zone intermédiaire (9) est continue ou interrompue si l'on regarde dans le sens 30 de la longueur de l'arête de coupe (7). 4) Procédé de fabrication d'une lame de coupe suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les zones dures (6), les zones tranchantes (2, 3) sont avantageusement obtenues par la transmission d'énergie dosée dans l'espace et temps 260 1221 par un faisceau d'électrons dirigés suivant un programme d'une haute fréquence connue, suivi d'un emboutissage automatique.