Brevet FR2820660A1 — publié le 20020816

r------------------------------------------------------------------------- : La présente invention concerne un dispositif permet- 1 - de tréfiler ou d'étirer des métaux ferreux ou non ferreux sous forme de fil, barre, tube ou de profil non cylindrique en appliquant de très hautes pressions devant le cône de travail de la filiére de tréfilage (7) de la figure 2, créant ainsi un film anti-usure, grâce à des lubrifiants choisis. Dans l'état actuel de la Technique, soit le Métier du Tréfilage et de l'Etirage des métaux, les conditions tribologiques sont telles que les usines de production sont confrontées à des usures anticipées des filières, donc des budjets importants, à des usures anticipées de la Métalisation, des cabestans, à des consommations exagérées de savon de tréfilage, à la création de défauts de surface sur les fils. Tous ces points conjugées amènent en plus le fabricant à réduire de 30 à 50% la vitesse des machines, ceci, par la force des choses. Le dispositif selon l'invention permet de remédier, quantitativement et qualitativement à tous ces inconvénients inhérents aux Métiers précités. Les dessins annexés illustrent l'invention : -la figure 1 représente en vue de dessus le dispositif de l'invention. La figure 2 représente en coupe une zone précise de ce dispositif. La figure 3 représente les trois pièces mécaniques de ce dispositif, soit 1,2, 3 (en vue de dessus). La figure 4 représente la pièce (4) en coupe. La figure (5) un tube (16) non fileté. Il existe 2 sortes de tubes (1) et (16) page 2/3 et3/3 : - les tubes filetés, qui font partie intégrante du dispositif selon l'invention. - les tubes non filetés. Filetés ou non, il existe 3 modèles dimensionnels de tubes pour pouvoir couvrir toute la gamme des diamêtres de fils à tréfiler. Sur la figure 1, la pièce (3) est un carré de 60X60m/m en acier (XC48) soudé sur les flasques de la couleuse après un alignement méticuleux. Le tube (1) de forte épaisseur et de haute dureté, est terminé par un cône poli-miroir (8) qui vient s'emboiter parfaitement dans le cône poli-miroir en carbure de Tungstène de la filière (li). Le serrage en forte pression se fait par le manchon fileté (2) qui est muni d'un écrou 6 pans (10) ; un méplat (9) permet de maintenir le tube pendant son son placage dans le cône de la filière. Sur la figure 1 : les 2 surfaces (8) ont subi un glaçage 1 type poli-miroir soit un Ra (rugosité) =5/100 de micron. 1 Les filières cylindriques (11), selon le modèle ISO Européen, sont logées dans une bague en bronze (12) de forte épaisseur, qui elle-même est introduite dans le portefilières (13). Le lubrifiant, graisse ou huile de fortes viscosités, coule en (5) par le moyen d'un entonnoir translucide ajusté au diamètre du trou (5). La bague (14) permet de recevoir une filière/guide de diamètre supérieur de 20/1ooh de m/m à celui du diamètre du fil (18). Le fil, avec sa vitesse et sa rugosité entraine du lubrifiant"extrême pression"dans le couloir exigu (6) jusqu'en (4), et joue ainsi le rôle d'un véritable piston De ce fait, la"bague de tréfilage"sur le cône du carbure disparait et avec elle, la détérioration anticipée de la filière (la"bague de tréfilage" est une auréole sur le cône (8) du carbure de tungstène dûe à l'impact du métal qui arrive à grande vitesse et aux fortes pressions auquelles est sousmis la piste en carbure (8). Ce phénomène anticipe la mort de la filière ; il est connu depuis toujours dans le métier, mais de vraies solutions n'ont pas été apportées.) Le dispositif selon l'invention agit sur ce point précis, et viscéral pour le Tréfileur. Le dispositif selon l'invention permet ainsi de supprimer l'opération"Retapage", chère et fastidieuse pour le fabricant. Le film (15) de forte compacité et de structure lamellaire, répété plusieurs fois, va jouer un véritable rôle Anti-usure ; il constitue l'Objectif premier du dispositif selon l'invention afin que les Tréfileuses puissent tourner aux Vitesses prévues par les constructeurs. A titre d'exemple non limitatif, la conicité intérieure des 2 types de tubes (1) et (16) fera encore augmenter 1 les pressions de"compactage"du film de lubrifiant choisi ; en particulier en (7) figure 2. La page 6 donne les caractéristiques des tubes filetés. La page 5 donne les caractéristiques des tubes non filetés, appelés aussi Tubes Flottants. Sur les multipasses ayant de 6 à 12 passes et plus, le dispositif selon l'invention est utilisé sur 50% des premières passes, sur les autres 50% de la machine, le fabricant pourra utiliser les tubes flottants (non filetés). Il décidera lui-même de leur nombre sur la multipasse. Selon une variante de la figure 5, l'angle (17) sera de 0 (tube cylindrique) à 12 , sachant que l'angle recommandé du dispositif selon l'invention est de 1, 5* LE dispositif selon l'invention décrit une série de tubes (1) filetés qui sont donnés par la page 6. La page 5 donne la gamme des tubes non filetés (flottants). La page 7 donne les indications de montage des tubes en fonc- - tien des diamêtres à tréfiler avec les 2 formules (a) et (b) de calcul de l'incrément diamètre intérieur (oui) des tubes. Les pages 5 et 6 donnent : - une tranche de Dureté Rockwell C (HRC) de 58 à64 pour une nuance 10OC6 à titre indicatif. L'échelle de dureté pourra aller de 58 HRC (dureté Rockwell C) à 3500 HV (dureté Vickers) en passant par des carbures métalliques ou des céramiques industrielles, tubes de forte épaisseur pour résister à l'éclatement. Les lubrifiants seront, selon le type de produit à écrouire : - des graisses au graphite, ou au bisulfure de molybdène, ou avec des poudres métalliques, ou avec des ajouts d'alliages métalliques, ou avec des polymères type anti-friction ou autres (Téflon, etc....). - des graisses sans les additifs précités ; à titre non limitatif, les Extrême-pression et autres. Ces 2 types de Graisses (coulantes) auront une viscosité élevée, à titre non limitatif de 200 à 1000 centistokes, en recomman- r - dant la fourchette 800/900 centistokes. - encore, des savons mous, coulants, de viscosité également 800/900 ; chargés en corps gras connus pour leurs propriétés extrême pression et à utiliser quand les produits finis nécessitent un lavage à l'eau ; cité à titre d'exemple non limitatif. Les filières seront en carbure de tungstène, de type"micro-grains", réalisées selon le procédé HIP (hautepression isostatique), fabriquées par les grands carburiers actuels. A titre non limitatif, les filières utilisées avec le dispositif selon l'invention pourront être constituées par des céramiques industrielles de très haute dureté, par exemple : les cermets, les nitrures de Silicium, les nitrures de Bore, carbures de Bore, etc.... Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné, à créer une zone (7) figureZ de très hautes pressions sur un lubrifiant extrême-pression, de structure lamellaire créeant ainsi un régime hydrodynamique remar- - equable. Dans ces conditions optimales, le tube (l) fait office de pré-filière en"préparant"le travail final de la filière/calibreuse. Le dispositif selon l'invention, peu onéreux, peu s'adapter facilement sur toutes les sortes de couleuses, (bancs et multipasses) le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à crée un film de lubrifiant résiduel, fortement compacté, destiné à parfaire les conditions tribologiques lors de la mise en forme par les clients dont le souci permanent est : l'usure de leurs outillages. Selon des variantes non illustrées, et en particulier pour les fils fins du type Steel-Cord (carcasses de pneumati- -tiques), les longueurs et les diamêtres des tubes (1) et (16) ne sont pas limités dans leurs dimensions. Le dispositif selon l'invention est destiné à la mise en oeuvre, en atelier, du système de Roulement interne des filières. (système non décrit dans ce document). MODELE DES TUBES FLOTTANTS (Tubes de base) 0i L 0 ép Ra Tube Dureté Angle Noyau (mm) ext intérieur Nuance HRC cône 19,40 220 27 3,80 2/10 100C6 58/64 (a) 17,30 4,85 viser à 60 fixer 15,40 5,8 13,80 6,6 12,30 7,3 11,00 8 9,80 8,6 8,50 9,2 60 à titre indicatif 7,30 9,8 6,30 140 20 10,3 5,50 7,2 4,80 7,6 4,10 7,9 3,60 8,2 3,10 8,4 2,70 8,6 à 2,30 8,8 fixer 2,10 9,0 1,75 90 9 3,62 l,50 3,75 1,30 1,15 3,92 1,00 4,0 - #i diamètre intérieur. -HRC dureté Rockwell C. -Ep épaisseur du-tubé-noyau (de la filière-à titre 1 - Ra rugosité intérieure du tube. indicatif) 1 1 r MODELES DES TUBES FILETES #i L # ép Ra Tube Dureté Angle Noyau (mm) ext intérieur Nuance HRC cône 19,40 220 27 3,80 2/10 100C6 58/64 (a) 17,30 4,85 à fixer 15,40 5,8 13,80 6,6 12,30 7,3 11,00 9,80 8,6 8,50 9,2 60 à titre indicatif 7,30 9,8 6,30 10,3 5,50 7,2 4,80 7,6 4,10 7,9 3,60 8,2 3,10 220 dont 27+ 8,4 140 enfilé 20 en plus tard terminal 2,70 8,6 2,30 8,8 à fixer 2,10 9,0 1,75 140 dont 20+ 3,62 90 enfile 9 en terminal 1,50 3,75 1,30 3,85 1,15 3,92 1,00 4,0 - Symboles : idem que la page 5 et 7. 1 Montage des Tubes par # de fils #i Gamme 0 L tube Modèle L tube Modèle Incrément # fils en mm (mécanique) En mm (mécanique) 19,40 16,21/18,00 220 à baptiser à baptiser a 20,35 % 17,30 14,41/16,20 15,40 12,80/14,40 13,80 11,31/12,80 12,30 10,01/11,30 11,00 8,81/10,00 9,80 7,71/8,80 b 25% 8,50 6,61/7,70 7,30 5,71/6,60 6,30140 5,50 4,31/4,90 4,80 3,61/4,30 4,10 3,21/3,60 3,60 2,71/3,20 3,10 2,31/2,70 220 dont 140 enfile plus tard 2,70 1,91/2,30 2,30 1,71/1,90 2,10 1,51/1,70 1,75 1,31/1,50 à fixer par l'utilisateur 1,50 1,21/1,30 Une même machine est équipée 1,30 1,01/1,20 du même dispositif selon 1,150,81/1,00 l'invention (tube de 220 1,00 #0,80 ou 140 ou 90.) n = 23 Formules de calculs de l'incrément diamètre a : D=19,40 # 0,8925n : b : D= 9, 80. O, 8660n 1 REVENDICATIONS -------------------------------------l) Dispositif pour tréfiler ou étirer les métaux ferreux et non ferreux sous forme de fil, barre, tube ou de profil non cylindrique caractérisé en ce qu'il comporte un tube fileté (l) vissé dans un manchon fileté (2) qui lui-même est engagé dans un carré de forte section (3) soudé sur les flasques de la couleuse (ou boite à savons). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce la gamme des tubes prévue par la page 6 sont de forte épais- - seur, de dureté allant de 58 HRC (dureté Rockwell C) à 3500 HV (dureté Vickers) et dont la partie cônique épouse parfaitement l'angle de la filière, et dont les 2 surfaces en contact ont subi un"poli-miroir"soit une rugosité de Ra=5/100 de micron. 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les carbures de Tungstène des filières travaillantes sont des micro-grains compactés selon les meilleurs procédés HIP (Haute Pression Isostatique). 4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les filières sont constituées par des céramiques industriel- - les type Nitrures ou Carbures ou Borures de très haute dureté, supérieure à 1200 HV (dureté Vickers). 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les lubrifiants de Tréfilage ou d'étirage sont des graisses coulantes ou des huiles de viscosité allant de 200 à 1000 Centistokes avec ou sans les additifs suivants : graphite, bisulfure de molybdène, poudres métalliques, poudres de stéarates, alliages métalliques à l'état de poudres, polymères liquides ou poudreux. 6) Dispositif selon le revendication 5 caractérisé en ce que les tubes filetés (l) ou non filetés (16), utilisés sans moyen de serrage particulier sont cylindriques oucôniques d'un angle de 0 à 12 . 6) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ceque le producteur fixera lui-même sur les Multipasses, la proportion de tubes filetés et de tubes non filetés, en fonction des résultats obtenus, et pour couvrir toute la gamme des dia- -mètres existants dans les 2 métiers cités en revendication 1.