Brevet FR2639269A1 — publié le 19900525

La présente invention concerne le travail des métaux par déformation et a notamment pour objet un procédé de production -d'ébauches à partir d'une brame ainsi qu'un outil pour sa réalisation. L'invention peut être utilisée pour la production d'ébauches profilées à partir de brames produites par coulée continue sortant d'installations de coulée continue de l'acier dans la métallurgie des métaux ferreux et non ferreux, pour une utilisation dans des constructions méca- niques. On connaît un procédé de laminage d'ébauches (SU, A, 757219) consistant à déformer, à partir d'une brame, successivement et simultanément, plusieurs ébauches liées entre elles par des parties intermédiaires dans des cylin- dres à deux ou trois cannelures et ensuite à les séparer par cisaillement mutuel suivant des plans coincidants. On connaît un procédé de production d'ébauches profilées (SU, A, 755334) consistant à déplacer et à défor- mer simultanément une brame en la séparant ensuite progres- sivement en ébauches. Ce procédé est réalisé dans une cannelure ayant plusieurs gravures, jusqu'à la formation d'une série d'ébau- ches qui sont liées par des parties intermédiaires, puis on sépare définitivement les ébauches dans les cannelures en appliquant des efforts vibratoires. Les inconvénients des procédés connus résident dans le grand nombre d'étapes technologiques o il faut prévoir, pour la séparation de grosses brames, plusieurs cages de laminoir, ainsi que les mauvaises conditions de la prise d'une brame par les bourrelets des cylindres et une médiocre stabilité de la brame pendant la séparation longitudinale. Il existe des cylindres à secteurs qui sont uti- lisés dans un laminoir à deux cylindres du type à pendule (SU, A, 688251) dans lesquels le profil de la gravure varie suivant un arc du cylindre à secteurs. Le profil d'une cannelure suivant l'arc du cylindre à secteurs est formé de deux tronçons disposés successivement: un tronçon de déformation et un tronçon de séparation. L'utilisation des cylindres connus à secteurs pour la séparation de grosses brames produites par coulée continue conduit à l'ouverture de défauts sur les tronçons d'une brame qui ne viennent pas en contact, ce qui diminue la qualité des ébauches. Dans une installation connue de forgeage à mouve- ment oscillatoire du type "Koks" (Métaux ferreux, traduc- tion de l'allemand, N 9, 1979, Octobre, Moscou "Metallur- gia" "Production d'ébauches, de barres et de fils", pages 3 et 4), on utilise, comme outil pour la production d'ébau- ches, des frappes déplacées en synchronisme l'une oarrapport à l'autre et disposées de façon à former une cannelure. Chaque frappe possède une base parallèle à l'axe géométrique de la cannelure, suivant lequel se déplace une brame ainsi qu'une surface de travail. Un article d'un profil imposé est produit à la suite de la déformation d'une ébauche par les frappes. Les frappes réalisées selon la conception décrite ci-dessus assurent une bonne qualité de déformation de l'ébauche, mais ne conviennent pas à la séparation de grosse brames en ébauches distinctes. On s'est donc proposé de mettre au point un pro- cédé de production d'ébauches à partir d'une brame ainsi qu'un outil pour sa réalisation, assurant la production d'ébauches en une seule passe à partir de brames d'acier au carbone et de ceux alliés, que l'on obtient par coulée continue. Le Droblème ainsi posé est résolu à l'aide d'un procédé de production d'ébauches à partir d'une brame consistant à déplacer et à déformer simultanément une brame en la séparation en ébauches,caractérisé, selon l'inven- tion, en ce que la séparation de la brame en ébauches est effectuée simultanément avec la réduction des tronçons à séparer de la brame, suivant deux directions réciproque- ment perpendiculaires. Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un outil pour la production d'ébauches à partir d'une brame, comprenant deux frappes se déplaçant en synchronisme l'une par rapport à l'autre, qui sont disposées de manière à for- mer une cannelure et dont chacune a une base parallèle à l'axe géométrique de la cannelure, des saillies étant dis- posées sur la surface de travail des brames, parallèlement l'une à l'autre et qui ont, en section, la forme d'un trian- gle isocèle, les tronçons formés entre les saillies étant inclinés par rapport au plan de la base de la brame à un angle compris entre 1 30' et 3 dans la direction de la sortie de la brame hors de la cannelure. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins non limitatifs an- nexés dans lesquels: - les figures 1 à 4 montrent schématiquement un procédé de production d'ébauches à partir d'une brame, selon l'invention; - la figure 5 montre une vue d'ensemble, en coupe, d'un outil pour la production d'ébauches à partir d'une brame, selon l'invention; et - la figure 6 montre une vue d'ensemble d'une frappe. Le procédé de production d'ébauches à partir d'une brame consiste à faire avancer une brame 1 d'une hauteur H (figure 1) dans une cannelure à plusieurs gravures qui est formée par les frappes 2 et 3, sur la surface de tra- vail desquelles sont prévues des saillies, dont la hauteur croît dans la direction de la sortie de la brame, hors de la cannelure, et dont la section a la forme d'un triangle isocèle. Ensuite, comme on peut le voir aux figures 1 à 3, la brame 1 est simultanément déplacée et déformée en la séparant en ébauches comme on peut le voir à la figure 4. Dans ce cas, on effectue la séparation de la brame en ébau- ches en même temps que la réduction des tronçons à séparer de la brame, suivant deux sens réciproquement perpendicu- laires qui sont indiqués par les flèches A sur les figures 2 à 4, pour ainsi obtenir des ébauches. L'outil pour la production d'ébauches à partir d'une brame, utilisé pour la réalisation du procédé décrit ci-dessus, comporte deux frappes 2 et 3, que l'on peut voir aux figures 5 et 6,qui sont disposées de façon à former une cannelure ayant un axe géométrique 4. Au moment du rapprochement maximal des frappes 2 et 3, l'entrée de la cannelure a le profil de la brame et sa sortie a le profil de l'ébauche. Chaque frappe 2 et 3 est fixée sur un support cor- respondant 5 et 6 et possède une surface de travail, qui forme un angle avec l'axe géométrique 4 de la cannelure, et a des saillies 7, qui sont disposées parallèlement les unes aux autres et ont, en section, la forme d'un triangle isocèle alors que les tronçons B formés entre les saillies 7 sont inclinés par rapport au plan de la base 9 de la frappe sous un angle compris entre 1030' et 3 avec une montée orientée dans la direction de la sortie de la brame hors de la cannelure. Lacannelure est formée par les frappes 2 et 3 de façon que les saillies 7 de la frappe supérieure 2 se trouvent au-dessus des saillies 7 de la frappe infé- rieure 3. L'outil pour la production d'ébauches à partir d'une brame fonctionne de la manière suivante. A l'aide d'une commande connue qui n'est pas représentée, les frap- pes 2 et 3 sont mises en mouvement synchronisé suivant une trajectoire fermée. En se déplaçanten synchronisme, les frap- pes 2 et 3 entraînent une brame, la déforment et la font avancer simultanément dans la direction de son mouvement en la séparant, à sa sortie de la cannelure, en un certain nombre d'ébauches, comme on peut le voir à la figure 4, en une seule passe. Pendant la séparation de la brame, la réduction des tronçons à séparer suivant deux directions réciproque- ment perpendiculaires, indiquées par la flèche A,est effec- tuée, et des contraintes de compression agissent sur la surface des saillies 7 (figure 5) qui entre en contact avec la surface de la brame, prévenant l'ouverture de dé- fauts superficiels ainsi que la formation de nouveaux dé- fauts tandis que la déformation intensive contribue à la formation de la structure finement dispersée du métal. Toutes ces particularités influent favorablement sur la qualité de l'ébauche. La réalisation des tronçons 8 formés entre les saillies 7, avec une inclinaison de la base 9 de chaque frappe 2 et 3 sous un angle de 1 30' à 30 permet d'effectuer la réduction suivant la hauteur de trois tronçons de la brame qui n'entrent pas en contact avec les saillies 7 des frappes 2 et 3 ce qui supprime les contrain- tes de traction sur les surfaces libres de la brame au cours de l'enfoncement des saillies 7 dans le métal et en conséquence la formation de défauts. Les essais de production d'ébauches à partir d'une brame ont fait apparaître que, si l'angle d'incli- naison des tronçons 8 formés entre les saillies 7 est inférieur à 1 30', la surface des ébauches produi- tes présente des fissures. Si l'angle)L est de 1 30' et plus, des fissures ne se forment pas sur la surface des ébauches et la qualité de la surface est bonne. Cepen- dant, l'augmentation de l'angle i au-délà de 3 n'est pas avantageuse car elle entraîne une augmentation des para- mètres des efforts nécessaires à la réalisation du proces- sus de séparation longitudinale de la brame ainsi qu'une augmentation du coût du procédé. Ainsi, l'utilisation du procédé de production d'ébauches à partir d'une brame ainsi que l'outil pour sa mise en oeuvre permettent de réduire la quantité de mé- tal consommé pour l'équipement, d'améliorer la qualité des ébauches réalisées,de préférences partir de brames produi- tes par coulée continue, grâce à la bonne déformation des ébauches suivant toute la section et à la formation d'une structure fine du métal. En outre, des ébauches sont produites d'une bonne qualité grâce aux contraintes de compression sur la surface entrant en contact, suivant toute la longueur du foyer de déformation, par suite de quoi les défauts superficiels ne s'ouvrent plus et des défauts provoquant une discontinuité dans la couche voisine de celle de contact se trouvent sou- dés. Ce procédé peut être utilisé dans une chaîne de machi- nes de coulée en continu d'ébauches pour la séparation d'une brame produite par coulée continue en un certain nom- bre d'ébauches, ce qui permet de réduire le nombre de gra- vures ou de lignes et de réduire la consommation d'énergie du procédé technologique. 26392 6 9 R E V E N D I C AT I ON S 1. Procédé de production d'ébauches à partir d'une brame,du type consistant à déplacer et à déformer simulta- nément une brame en la séparant en ébauches, caractérisé en ce que la séparation de la brame en ébauches est effec- tuée simultanément avec la réduction des tronçons à sépa- rer de la brame suivant deux direction réciproquement per- pendiculaires. 2. Outil pour la production d'ébauches à partir d'une brame,du type comportant des frappes se déplaçant en synchronisme l'une par rapport à l'autre, disposées de façon à former une cannelure et dont chacune a une base paral- lèle à l'axe géométrique de la cannelure suivant laquelle se déplace la brame et une surface de travail, caractérisé en ce que la surface de travail de chaque frappe (2, 3) est disposée sous un angle par rapport à l'axe géométrique (4) de la cannelure, en ce que des saillies (7) sont réali- sées sur ladite surface,parallèlement l'une à l'autre et ont, en section, la forme d'un triangle isocèle et en ce que les tronçons (8) qui sont formés entre les saillies (7) sont inclinés sous un angle de 1 30' à 3 dans la direction de la sortie de la brame hors de la cannelure.