Brevet FR2757091A1 — publié le 19980619

La présente invention concerne une lame de scie notamment lame de scie travaillant par fusion, sous la forme d'un disque de scie ayant à la périphérie d'un corps de lame, des dents de scie. L'invention concerne notamment une lame de scie en forme de disque servant à couper de la matière en chauf- fant la zone d'attaque par frottement jusqu'à la fusion de la matière et évacuation des parties de matière fondues. Dans ce procédé de coupe connu des spécialistes sous différentes dénominations telles que la coupe par fu- sion, le sciage par fusion, la coupe rapide, la coupe par frottement et fusion, utilisent des vitesses de travaille ou de vitesses de coupe et des pressions d'avancement tellement élevées qu'au point de contact entre la matière et l'outil, le frottement provoque très rapidement l'élévation de tempé- rature jusqu'à la température de fusion et la matière est ex- pulsée du joint de coupe. Cela suppose l'utilisation d'outils puissants, appropriés, car pour de tels outils importent non seulement la puissance de coupe, mais de manière particuliè- rement significative, la qualité de la coupe et les proprié- tés de surface quant à leur rugosité, à la formation d'arêtes et à l'éclatement des bords au niveau des surfaces de coupe du produit. C'est ainsi que par exemple pour arriver à des puissances de coupe élevées, il est connu non seulement d'augmenter la vitesse de coupe, mais également de rendre plus rugueuse la surface active ou surface de contact des la- mes de scie, le cas échéant par des encoches ou des dents, pour obtenir de meilleurs effets de frottement tout en appli- quant des pressions et des vitesses d'avance élevées, afin d'arriver à une évacuation plus importante de matière. De même, il a déjà été essayé non seulement de rendre les lames de scie plus rugueuses mais d'épaissir le bord du disque par rapport à l'épaisseur de la lame par exemple par compactage pour avoir un meilleur dégagement de l'outil. Parmi d'autres moyens également connus pour augmenter l'effet de coupe de telles lames de scie, il y a également la sélection de ma- tière de coupe appropriée, notamment la réalisation des for- mes de dents. Les expériences actuelles pour le travail d'outils de coupe et de scie par fusion, en forme de disque, tournant rapidement, ont globalement conduit à la constata- tion que ce procédé d'usinage présentait à côté de ces avan- tages économiques également des inconvénients et des difficultés car la puissance de coupe et la fiabilité, abs- traction faite de la formation gênante de bavures au niveau des surfaces de coupe, n'étaient pas encore satisfaisantes. Il s'agit avant tout de l'application de plages d'avancement optimales et de forces d'avancement pour les matériaux les plus différents constituant le produit à couper ainsi que la fiabilité spécifique des lames de scie par fusion, qui néces- site des perfectionnements. Ces objectifs généraux pour perfectionner la construction des outils et améliorer la technique de la con- duite du procédé de sciage par fusion constituent la base technique du problème de la présente invention. Ainsi, la présente invention a pour but de déve- lopper un type d'outil pour le sciage par fusion de profilés creux, à l'état froid, mais également pour scier par fusion avec des points de coupures chauds, comme cela est principa- lement le cas dans le domaine de l'acier et la marche des la- minoirs, et qui vis-à-vis de l'état de la technique, présentent une possibilité d'application diversifiée, un meilleur comportement en puissance et puissent se réaliser avec des moyens techniques relativement simples et ainsi de façon peu coûteuse. Ce problème est résolu par une lame de scie par fusion du type défini cidessus, caractérisée en ce que les dents de scie sont munies d'un alliage de matière très résis- tante à l'usure et à la température, sur leur face avant ain- si qu'à la zone des zones de surface des flancs de dents adjacents à la face avant, ou sont blindées avec cette ma- tière et le blindage des lames de scie est assuré par le sou- dage d'apport au plasma. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: * comme type de matière pour le blindage des dents on utilise un alliage Co-Cr-WC, e comme type de matière pour le blindage des dents de scie, on utilise un acier très rapide appliqué par soudage, e le corps de la lame de scie est fabriqué en acier réfrac- taire, * le blindage des dents de scie est réalisé avec une pièce moulée en stellite, comme pointe de dent de scie et qui se fixe par soudage, * une partie des dents de scie est réalisée dans la direction radiale en saillie par rapport aux dents de scie chaque fois suivantes, c'est-à-dire avec un diamètre agrandi, e une partie des dents de scie est réalisée comme dent en saillie dans la direction axiale par rapport aux autres dents, c'est-à-dire de largeur plus grande, * les dents de scie sont détalonnées à la fois dans la direc- tion radiale du corps de lame, et aussi dans la direction opposée à cette direction de travail, * dans la zone de la face d'attaque de la dent, pour appli- quer l'alliage de matière dure on usine une découpe en forme de goulotte le long de la face d'attaque de la dent, * les dents de la lame de scie ont une forme de dent symétri- que et l'angle de serrage des arêtes de dent est négatif et correspond à une grandeur d'environ 30, * le blindage des dents de scie est utilisé à l'état meulé. Les essais de coupe de profilés creux réalisés avec une lame de scie par fusion selon l'invention, ont sa- tisfait complètement les objectifs posés et ont ainsi confir- mé par la pratique les développements envisagés. Cela concerne à la fois la puissance de coupe de la lame de scie en tant que telle ainsi que les propriétés indispensables pour l'utilisation économique d'un tel type d'outil. Il s'agit avant tout d'une conduite plus efficace de la chaleur par frottement vers la base de la dent, une forme de dent qui se dégage mieux, une grande stabilité grâce au renforcement devenu possible de la base de la dent et le cas échéant, également une moindre formation de fissures. Un exemple de réalisation d'une lame de scie par fusion selon l'invention sera décrit ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique des dents d'une lame de scie par fusion en forme de disque de scie avec une enduc- tion de matière dure sur la face des dents ou un blindage, selon deux variantes de réalisation, une variante étant re- présentée à la figure 1 sur la dent située à gauche, qui prévoit d'appliquer directement l'enduction de matière dure sur la surface de la face avant de la dent, alors que l'autre variante préférentielle de la figure 1, représentée sur la dent du milieu, prévoit l'enduction de matière dure dans une découpe réalisée dans la face avant de la dent, et de conduire cette matière jusqu'à la base de la dent, - la figure 2 est une vue de face, schématique des dents d'une lame de scie par fusion, avec un usinage à l'arrière de la dent réalisé axialement dans la direction active, - la figure 3 est une vue de la face d'attaque d'une dent d'une lame de scie par fusion, montrant le détalonnage ra- dial de la dent. La zone dentée représentée dans les dessins, d'une lame de scie par fusion est empreinte des caractéristi- ques de construction concernant tout d'abord la forme des dents. On a constaté qu'une forme de dent symétrique avec un angle négatif crée à la fois de bonnes conditions de tension et rendait la base de la dent suffisamment solide pour résis- ter à toutes les contraintes mécaniques et thermiques ainsi appliquées. Il est particulièrement avantageux que selon l'invention, les garnitures ou éléments de blindage apparais- sant à la figure 1 pour les dents soient constituées par des alliages de matière dure principalement de type Co-Cr-W-C en Stellite, qui protègent avant tout les pièces de construction et les pièces fonctionnelles contre l'usure abrasive et con- tre les effets de la chaleur dégagée au travail. De même et de façon tout aussi avantageuse, la géométrie de la forme de dent, réalisée par blindage selon les caractéristiques de l'invention, et qui apparaît en vue axiale à la figure 2 et en vue de face à la figure 3, constitue également dans la di- rection radiale, une dent avec dégagement ou détalonnage dans la direction de travail. Ce détalonnage est réalisé de préfé- rence pendant le soudage; cette opération se fait de préfé- rence par soudage de recharge au plasma. On peut en outre également réaliser ce détalonnage par un usinage ultérieur particulier, à savoir en meulant les surfaces actives des dents. Dans cet exemple de réalisation préférentiel, les dents de scie 1 présentent sur leur face d'attaque de la dent 2 située dans la direction de travail A, une enduction d'un alliage de matière dure. Une variante de réalisation selon la figure 1, prévoit d'appliquer la couche de matière dure 3 di- rectement sur la face d'attaque de la dent 2; la seconde va- riante, illustrée sur la dent du milieu, prévoit d'appliquer la couche de matière dure 3 ou l'élément de blindage dans une découpe 4 usinée dans la face d'attaque 2 de la dent, entre ses dents par soudage d'une recharge. Ce soudage de recharge au plasma qui se fait avec de la matière solide ou de la pou- dre métallique, pour la couche dure 3 consiste à former sur un bord latéral de la face d'attaque 2, un renforcement en forme de bourrelet par la matière de soudage. De cette ma- nière, on permet de dégager la dent de scie 1 à la fois dans la direction opposée à la direction active A et dans la di- rection radiale en utilisant des moyens simples. L'amélioration fonctionnelle ainsi obtenue sur de telles la- mes de scie 5 par fusionest évidente. Les dos 6 des dents restent dégagés de l'enduction de matière dure ou du blindage comme cela apparaît dans les dessins. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Lame de scie notamment lame de scie travaillant par fu- sion, sous la forme d'un disque de scie ayant à la périphérie d'un corps de lame, des dents de scie, caractérisée en ce que les dents de scie (1) sont munies d'un alliage de matière très résistante à l'usure et à la température, sur leur face avant (2) ainsi qu'à la zone des zones de surface des flancs de dents (4) adjacents à la face avant (2), ou sont blindées avec cette matière et le blindage (3) des lames de scie (1) est assuré par le soudage d'apport au plasma. 2 ) Lame de scie selon la revendication 1, caractérisée en ce que comme type de matière pour le blindage des dents on utilise un alliage Co-Cr-W-C. 3 ) Lame de scie selon la revendication 1, caractérisée en ce que 2) comme type de matière pour le blindage des dents de scie, on utilise un acier très rapide appliqué par soudage. 4 ) Lame de scie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le corps (6) de la lame de scie est fabriqué en acier réfrac- taire. ) Lame de scie selon au moins l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le blindage des dents de scie (1) est réalisé avec une pièce moulée en stellite, comme pointe de dent de scie et qui se fixe par soudage. 6 ) Lame de scie selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu' une partie des dents de scie (1) est réalisée dans la direc- tion radiale en saillie par rapport aux dents de scie chaque fois suivantes, c'est-à-dire avec un diamètre agrandi. 7 ) Lame de scie selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu' une partie des dents de scie (1) est réalisée comme dent en saillie dans la direction axiale par rapport aux autres dents, c'est-à-dire de largeur plus grande. 8 ) Lame de scie selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les dents de scie (1) sont détalonnées à la fois dans la di- rection radiale du corps de lame (5) et aussi dans la direc- tion opposée à cette direction de travail. 9 ) Lame de scie selon l'une quelconque des revendications 1 2() à 8, caractérisée en ce que dans la zone de la face d'attaque (2) de la dent, pour appli- quer l'alliage de matière dure on usine une découpe (4) en forme de goulotte le long de la face d'attaque (2) de la dent. ) Lame de scie selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que 3(o les dents (1) de la lame de scie ont une forme de dent symé- trique et l'angle de serrage des arêtes de dent est négatif et correspond à une grandeur d'environ 30 . 11 ) Lame de scie selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le blindage des dents de scie (1) est utilisé à l'état meulé.