Brevet FR2679475A1 — publié le 19930129

LAME A DENTS MUNIES DE PASTILLES DE CARBURE POUR LE SCIAGE DE ME TAUX NON-FERREUX DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne le domaine des lames de scies circulaires utilisées pour sciage ou le tronçonnage des métaux, en particulier celui des métaux non ferreux. ETAT DE LA TECHNIQUE On connaît, en particulier dans le domaine du sciage des métaux, des lames de scie qui comportent alternativement des dents d'ébauchage (1) et des dents de finition (2), les dents d'ébauchage étant légèrement plus longues, de quelques 1/10 èmes de mm, que les dents de finition et ayant une extrémité d'attaque de forme trapézoïdale, plus effilée que celle d'une dent de finition, comme représenté à la figure 1. On connaît aussi, dans le cas du tronçonnage de métaux ferreux, l'utilisation de pastilles (3) de carbure positionnées sur les dents d'ébauchage et de finition pour diminuer l'usure des dents, comme représenté à la figure 2. L'homme du métier connaît aussi les principaux parametres géométriques qui définissent le profil des dents et des creux de dégagement situés entre deux dents successives. Ce sont pour l'essentiel, comme représenté à la figure 1, l'angle de dépouille désigné par "a", l'angle de pente d'affûtage désigné par "b" et l'angle de tranchant désigné par "d" (avec a + b + d = 90 ). Ces paramètres peuvent varier dans des fourchettes assez larges, par exemple de 4 à 12" pour l'angle a et de 5 à 30 pour l'angle b. OBJET DE L'INVENTION La demanderesse a cherché à perfectionner les scies existantes de maniere à obtenir des effets avantageux simultanement dans cinq domaines - augmentation du nombre de coupes entre 2 affûtages. - augmentation de la vitesse d'avance et donc de la productivité (surface sciée /h). - diminution de la puissance absorbée et donc de la consommation d'énergie. - diminution des vibrations, ce qui diminue à la fois l'usure de la machine de sciage et le niveau sonore. - amélioration de l'état de la surface sciée, ce qui améliore la présentation des produits commercialisés. DESCRIPTION DE L'INVENTION Selon l'invention, la lame de scie circulaire comporte des dents d'ébauchage (1) et des dents de finition (2) alternées comprenant des pastilles (3) en carbure métallique, constituant le bord d'attaque des dents, fixées sur leur support métallique (4) formant l'armature de la lame, et est caractérisée en ce que, a) le profil de la surface externe desdites pastilles (3) est constitué par deux segments de droite, l'un dit de dépouille (5), l'autre dit d'affûtage (6), formant l'angle d de tranchant et définissant les angles a et b respectivement de dépouille et de pente d'affûtage, l'extrémité de chaque segment étant raccordée au dit support métallique (4), b) l'angle a de dépouille est compris entre 8 et 12" et l'angle b de pente d'affûtage est compris entre 20 et 30 La figure 3-1 représente un profil typique de dents selon l'invention et la figure 3-2 est un profil agrandi d'une dent de finition selon l'invention. La demanderesse a observé d'une part que pour atteindre les objectifs d'amélioration visés, le segment d'affûtage (6) peut être un segment droit et non, comme dans le cas de pastilles de l'art antérieur, un segment comportant une courbure localisée ou non comme schématisé aux figures 4-1 et 4-2. Elle a observé d'autre part qu'il était également important que la pastille (3) soit raccordée au support métallique (4) de manière à ce que le profil du support métallique raccordé soit totalement extérieur à l'angle d de tranchant, contrairement à ce qui est observé dans l'art antérieur représenté à la figure 2 ou le profil de la surface externe de la pastille est constitué par plus de deux segments de droite, et où la surface du support métallique raccordé est partiellement située à l'intérieur de angle d de tranchant formé par ladite pastille. Les figures 5-1 et 5-2 schématisent un raccordement respectivement selon l'invention et selon l'art antérieur. Sans connaître avec certitude les raisons pour lesquelles un profil est préférable à un autre, la demanderesse a émis l'hypothèse selon laquelle la forme du profil jouait directement sur la formation des copeaux métalliques, copeaux plus ou moins vrillés, et sur les possibilités de "stockage" des copeaux entre deux dents pendant tout le temps où les dents sont actives au sein du métal à découper. De préférence, l'angle a de dépouille est compris entre 9 et 110 et l'angle b de pente d'affûtage est compris entre 23 et 27" . Ces angles varient avec la nature de la matière à tronçonner, et peuvent être adaptés en conséquence. Les nombreux autres paramètres qui définissent les lames de scie circulaires sont ceux connus, habituellement rencontrés dans 1 ' art antérieur. Ainsi, le diamètre des scies est compris généralement entre 100 et 1500 mm. De même, les pastilles sont en tout matériaux connus pour leur bonne tenus à l'abrasion et à l'usure, généralement en carbure de métaux lourds, et typiquement en carbure de tungstene. De façon connue, les pastilles (3) ont une largeur légèrement supérieure à celle du support métallique (4) formant l'armature de la scie Selon l'invention, les pastilles sont différentes pour les dents d'ébauchage et les dents de finition. Si le segment d'affûtage (6) a sensiblement la même longueur dans chacun des cas, par contre, le segment de dépouille (5) est plus long pour une dent d'ébauchage (1) que pour une dent de finition (2), comme cela est visible sur la figure 3-1, et typiquement 1,25 fois plus long. EXEMPLES Exemple 1 On a d'abord fabriqué selon l'invention une lame de scie circulaire de 910 mm de diamètre dont le profil de dents est celui schématisé à la figure 3-1, avec des pastilles en carbure de tungstene. Les autres paramètres de la lame sont les suivants angle de pente d'affûtage (b) : 24 angle de dépouille (a) : 10 pas (distance entre les extrémités de deux dents successives) : 47,5 mm largeur de la pastille : 7,5 mm épaisseur du support métallique : 6 mm longueur du segment d'affûtage : 6 mm longueur du segment de dépouille - pour la dent d'ébauchage : 15 mm - pour la dent de finition : 12 mm écart de hauteur entre dent d'ébauche et dent de finition : 0,2 mm Exemple 2 La lame de scie circulaire de cet exemple est une lame de scie de l'art antérieur sans pastilles de carbure mais avec des segments rapportés à acier rapide, avec un profil de dents comme schématisé à la figure 1. L'ensemble des autres parametres sont ceux de l'exemple 1, hormis les paramètres relatifs aux pastilles. Résultats obtenus On a testé toutes ces scies en sciant des billettes de cuivre en alliage type Cu-bl relativement dur et de 12" de diamètre (304,8 mm). Pour analyser les résultats, on a pris en compte les critères suivants a) nombre moyen de coupes entre deux affûtages b) productivité exprimée en m2/h de surface sciée Le tableau qui suit présente les rapports "valeur obtenue à l'exemple 1 / valeur obtenue à l'exemple 2" pour chacun de ces deux critères Criteres Valeur exemple 1 / Valeur exemple 2 a 30 b 1,3 D'autre part, on a constaté que la lame de l'exemple 1 présente des avantages par rapport à celle de l'exemple 2, en ce qui concerne - l'état de la surface sciée (surface beaucoup plus lisse et régulière dans le cas de la lame de l'exemple 1), - la puissance moyenne absorbée en Kwh par unité de surface coupée (moindre dans le cas de la lame de l'exemple 1), - les vibrations et le niveau sonore subis et produits par la machine de sciage (fonctionnement avec moins de vibrations et à niveau sonore moindre dans le cas de la lame de l'exemple 1), - les contraintes mécaniques auxquelles est soumise la machine de sciage (contraintes moindres dans le cas de la lame de l'exemple 1). AVANTAGES DE L'INVENTION Comme le montre le tableau de résultats qui compare l'exemple 1 selon l'invention et l'exemple 2 selon l'art antérieur, l'amélioration est considérable, en particulier pour le critère "a", puisque le nombre de coupes entre deux affûtages a été multiplié par 30, passant typiquement de 20 à 600. Quoique moins spectaculaires et parfois plus difficiles à quantifier, les autre gains sont néanmoins très significatifs, qu'il s'agisse : - de l'augmentation de la productivité qui est augmentée de 30 % (critère "b"), - de l'amélioration de l'aspect des billettes (état de surface) - de l'amélioration des conditions de travail (niveau sonore et vibrations), - de la durée de vie des équipements (diminution des contraintes mécaniques), - de la consommation énergétique (diminution de la puissance absorbée). Ces résultats ont été obtenus grâce à la combinaison de moyens décrits dans l'invention. Si certains de ces moyens faisaient partie de l'art antérieur, notamment un moyen générique tel que l'emploi de pastilles de carbure, il est important de remarquer que ces résultats surprenants n'ont été obtenus que grâce à la combinaison de plusieurs autres moyens essentiels - forme des pastilles et maniere de les raccorder au support métallique - sélection d'angles de dépouille et d'angle de pente d'affûtage. APPLICATION Les lames de scie obtenus selon l'invention trouvent une application avantageuse dans le tronçonnage ou sciage de métaux non-ferreux, généralement sous forme de billettes ou de plaques. Par métaux non-ferreux, on entend plus particulièrement, le cuivre et ses alliages, l'aluminium et ses alliages, le zinc et ses alliages, le magnésium et ses alliages. DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 représente d'une part une coupe transversale de la lame (dans le plan de la lame) avec les différents angles caractéristiques (d = angle de tranchant, a = angle de dépouille, b = angle de pente d'affûtage) et d'autre part une coupe perpendiculaire au plan de la lame qui indique le profil, dans ce plan, des dents d'ébauchage (1) et des dents de finition (2). La figure 2 est une vue en perspective d'une portion de lame selon l'art antérieur avec des dents d'ébauchage (1) et de finition (2) dotées d'une pastille (3). La figure 3-1 est une vue en coupe dans le plan de la lame d'une portion de lame selon l'invention avec des dents d'ébauchage (1) et de finition (2) dotées d'une pastille (3). La figure 3-2 est un profil agrandi d'une dent de finition (2) selon l'invention. Les figures 4-1 et 4-2 représentent des coupes (dans le plan de la lame) de pastille (3) selon l'art antérieur, avec une courbure localisée ou non. Les figure 5-1 et 5-2 schématisent en coupe (dans le plan d ela lame) le raccordement de la pastille en carbure (3) et du support métallique (4), respectivement selon l'invention (5-1) et selon l'art antérieur (5-2). REVENDICATIONS 1 - Lame de scie circulaire comportant des dents d'ébauchage (1) et des dents de finition (2) alternées comprenant des pastilles (3) en carbure métallique, constituant le bord d'attaque des dents, fixées sur leur support métallique (4) formant l'armature de la lame, et caractérisée en ce que, a) le profil de la surface externe desdites pastilles (3) est constitué par deux segments de droite, l'un dit de dépouille (5), l'autre dit d'affûtage (6), formant l'angle d de tranchant et définissant les angles a et b respectivement de dépouille et de pente d'affûtage, l'extrémité de chaque segment étant raccordée au dit support métallique (4), b) l'angle a de dépouille est compris entre 8 et 12" et l'angle b de pente d'affutage est compris entre 20 et 30 2 - Lame selon la revendication 1 dans laquelle ladite pastille (3) est raccordée audit support métallique (4) de manière à ce que le profil dudit support métallique raccordé soit totalement extérieur à l'angle d de tranchant formé par ladite pastille. 3 - Lame selon une quelconque des revendications 1 à 2 dans laquelle l'angle a de dépouille est compris de préférence entre 9 et 11". 4 - Lame selon une quelconque des revendications 1 à 3 dans laquelle l'angle b de pente d'affûtage est compris de préférence entre 23 et 27". 5 - Lame selon une quelconque des revendications 1 à 4 dans laquelle le segment de dépouille (5) est environ 1,25 fois plus long pour ladite dent d'ébauchage (1) que pour ladite dent de finition (2). 6 - Utilisation d'une lame selon une quelconque des revendications 1 à 5 pour le sciage ou le tronçonnage de métaux non-ferreux. 7 - Utilisation selon la revendication 6 dans laquelle lesdits métaux non-ferreux sont choisis de préférence parmi le cuivre et ses alliages, l'aluminium et ses alliages, le magnésium et ses alliages.