partie lenflée > été rétiéde et a pris la fonne d'os léâpieat

(w vue.

Fabrication dn /«wMfwc.

La fabrication industrielle des tonneaux métalliques est toute récente et déjà leur emploi s'est développé dans une mesure telle(|ue des tisines en confectioiineiit cliaque jour parcenlaines.

Le transport du pétrole a particulièrement donné lieu aui Etats-Unis àla construction d'un grand nombre de tonneaui en fer ou en acier doux.

Ces f&ts ont la forme traditionnelle ou la forme cylindrique (fy. 33).

Dans ce dernier cas, une virole en tôle de 2 à 5™° d'^isseur, suivant les dimensions, constitue lecorps de fût ou foudre. Chaque fond est plat, formé d'un vaisseau circulaire bordé et ajusté à frottement dur dans la virole qui l'emboite, les bords relevés étant dirigés vers le dehors de manière à. faciliter le riveiage, complété ou non par une soudure & l'étain en vue d'assurer une complète étanchéité.

Deux bagues à section double T obtenues par cintrage et abouts soudés, enserrent à frottement dur le corps du tonneau pour le consolider et faciliter la manutention.

Deux autres cercles à section segmentée emboîtent également le corps de tonneau vers les extrémités et consolident les pinces des rivures. Une tubulure est encore rapportée et rivi* pour recevoir la bonde.

Si le fût a la forme ordinaire [fig. 34), sa fabrication comprend : 1° le laminage ou formation des ondes (fig. 35} dans un laminoir (fig. 36 et 37) (1) par plusieurs passages de la pièce.

Ou mieux, le laminoir comporte quatre cylindres (fig. 3S). dont les deux premiers ébauchentles ondes, et les deux autres les achèvent, le tout en un seul passage.

Les tôles ainsi préparées sont cintrées pour la conformalion

(l)BKivetdul2iniTsl88ii M. Legrsmd.

; DE FOHGUGB DANS l'iUDUSTUE 31&

du tonneau, au moyeD d'une ciatreuse (fig. 39 el40}, dont les rouleaux iaïén&UB sontmuois de gorges qui coocordeut avec celles de la tôle et dont les pioâls correspondent, l'un à la forme iotërieure du tcouieau, l'aube au gabarit extérieur.

Après ciotrage, le joint est soudé.

Les deux Toods munis de rebords emboutis sont également soudés au corps du tonneau .

Lorsque la courbure a unecertaine importance, on part d'une feuille de i/He doot la longueur est telle que lorsqu'elle est augmentée par le laminage supplémentaire de forme qu'on lui fait subir dans le laminoir (fU/. 41, 42 et 43} (1) ; elle est ^ale au développement du tmineau avec un surplus correspondant au recouvremeat pour la soudure, tandis que la largeur est ^ale à la longueur du tonneau.

La feuille se lamine et se cintre à double courbure par un cerlain nombre de passages entre les cylindres, dont l'action principale s'exerce au milieu de manière à allonger davantage la feuille au milieu que vers les bords, ce qui détermine la forme voulue.

Le laminage de la feuille convenablement guidée se fait par mouvement alternatif des cylindres jusqu'à ce que la courbure soit à peu près complète; puis, la marche devient continue pour donner le âni et faire disparailre les ondulations qui se forment pendant la première façon ; ondulations que l'on prévient en grande partie par le serrage graduel des cylindres.

Les extrémités de la tôle envirolée soot parachevées, puis soudées. Les fonds sont rapportés comme précédemment. Pour le soudage de la virole, on applique une bande de métal au-dessus des deux bords mis en contact; on cbaulfe par un courant électrique; dès que le métal est soudant sur une partie on la martèle. Les fonds coupés à l' emporte-pièce sont ondulés et emboutis à la presse; ils sont présentés, un anneau de métal

(I) Laminoir Barrglough et Heaton, brevet du 31 dfeembre 1892.

320 PROCÉDÉS DE FORGBAGE DAKS l'iNDUSTRIE

vient cercler l'extrcmîté du baril, et les trois épaisseurs sont également soudées par chauffe électrique. La tubulure pour la bonde a sa surépaisseur soudée de même en ayant soin que le refroidi Esemeot ae fasse lentement; à llxbridge, en Angleterre, où cette méthode est appliquée, 240 tonneaux sont fabriqués par semaine. La dynamo a un débit de 160 ampères à 7S volts. On emploie des charbons cuivrés ou des charbons nus pour les soudures dans les coins.

Une variante consiste à constituer le fût d'une virole médiane bombéeet de deux viroles extrêmes coniques rivées ou soudérset assemblées par emboîtement; les fonds sont enga^s de manière à rabattre sur leurs rebords, dirigés vers le dehors, les bords saillanlâ des viroles extrêmes que l'on soude ou que l'on rive.

Le soudage peut se faire par chauffage électriqueavec un conrant dont la tension est par exemple de 7S volts et l'intensité de 200 à 300 ampères.

La pièce est reliée àl'un des pôles d'une batterie d'accumulateurs ; l'autre est raccordé au fer à chauffer (/ig. 44 et 4Sj (i) qui porte un charbon rond, carré ou méplat suivant le genre de soudure à effectuer. Le charbon est présenté aux endroits voulus; l'arc jaillit et porte le mêlai à la température nécessaire; on a soin de marteler au fur et à mesure.

Pour souder les fonds, on les monte avec leurs cercles de bout et on passe le fer à chauffer sur le bord.

Cette soudure autogène remplace avaulageosement le rivetage; elle assure une étanchéité absolue. Pour la réussir, il faut une certaine habileté.

Afin de réduire les chances de fuites par la suppression def joints des fonds, le fût est construit au moyen de deux éléments emboutis nssemblés, sertis vers la section du milieu du tonneau.

Chaque élément provient d'une tôle circulaire dont l'épaisseur reste sensiblement constante dans les diverses transfor-

(t) Modèle Legraad, brevet du 13 septembre 1892.

PROCËDtS DE FORGEAGE DANS L'iN&USTRIE 321

mations de l'embouti, qui est obtenu en cinq ou six opérations avec mandrins de diamètres décroissants et av^ une presse mécanique ordinaire si la tdle a une épaisseur de 1 à 3'"" et si la c^tacité n'excède pas %W ; ui-dessus, il faut recourir, à une presse hydraulique.

Après trois passages, la pièce passe dans un four à r«>cuire.

De même, après avoir donné la forme finale avec rebords arrondis, il convient de recuire de nouveau.

L'opération suivanle consiste à lisser l'ébauche sur un tour spécial, à faire disparaître les petites ondulations de l'emboutissage.

Dans le fond de l'une des parties du fût, on défonce un trou de 0'',10 pour permettre le passage de l'outil sertisseur.

La paroi peut comporter des moulures ou bourrelels qui se font aussi au tour, de même que les bords à simple ou double pli pour l'assemblage des deux parties par agrafes et sertissage i une machine spéciale. On bouche ensuite le trou du fond percé au moyen d'une pièce soudée à l'étain; on rapporte les tubulures d'entonnement et de vidange que l'on soude de même.

Au lieu de sertir les deux parties, elles sont soudées en les chaulfant par un courant électrique.

t^llndre* et pUtoas,

Lescylindrei soumisàdes pressions élevées, telsque ceux des presses hydrauliques, exigent l'emploi de l'acier fondu foigé en virole.

L'ébauche est coulée sous forme de manchon en appliquant, avec avantage, la compression en lingolière. Réchauffée, la pièce est martelée au pilon ou étampée à la pressesur mandrin libre, en donnant au mandrin et à la pièce un mouvement de rotation intermittent pour présenter à' chaque coup Je l'outil

323 PHOCÉbiS DE F0RCEA6E DANS l'iNDUSTBIE

une partie différeale de la pièce, dont on réduit ainsi l'épaisseur en augmentant le diamètre, la longueur variant peu. On conduit le travail de manière à ménager la collerette ou bride de pourtour, ei- le cylindre en comporte une comme figure 46.

On obtient des cylindres de grande résistance et de dimensions atteignant plusieurs mètres en longueur et diamètre, l'épaisseur pouvant vwier & volonté de O",!© à 0",20.

Ces fortes épaisseurs motivent l'emploi de la presse, de préférence au laminoir, ce dernier outil étant utilisé pour la épaisseurs plus faibles et les grands diamètres.

Les fonds et couvercles des grands cylindres ou de récipients analogues sont parfois constitués par des taies embouties qui présentent plus de sécurité que ceux en fonte ou en aàer coulé. Leur coûfection n'offre rien de particulier.

Souvent les cylindres ou pots île presses sont à fond fermé (fig. 47 et 48). S'ils sont de grande longueur et de petit diamètre on les étire à la manière des tubes sans soudure en partant d'un flan embouti en acier ou d'une ébauche fondue en laiton, avec culot. Ceux de gros diamètre sont forgés sur mandrin, soit au pilon, soit à la presse en d^ageant à l'étampage la bride du côté du cou\ercte et en laissant le mélat du fond en quantité sufQ^anle pour y donner une chaude soudante. D'ailleurs, le lingot d'acier est toujours soumis à rabata)i;e des chut£s des extrémités, dont la longueur est très réduite si on emploie le procédé de compression du métal en lingotière.

Les cylindres de grand diamètre sont aussi constitués par des viroles d'acier à bandage (/ig.49 et SO) assemblées entre elles par emboîtement partiel sur rainune et languette.

Ces viroles sont laminées comme des bandages à pourtour cylindrique. De tels corps de presses présentent une grande résistance et peuvent avoir une hauteur à volonté (l).

(1) C'est la construction adoptée par les établissemenls Cai! pour les corps de presse de l'ascenseur dea Fontinetiea, dont la hauteur Ml d'envi-

bvGooglc

PROCÉràS DE FORaBAQE DANS l'iNDUSTRIE

PIslOBB et tiges de pistonSi

Les piatoos des machines motrices sont ordinairement exécutée en métal fondu avec tiges indépendantes en métal foi^é.

Ce n'eat qu'exceptionnellement, pour des pistons de fatigue soumis à de nombreux chocs répétés tels que ceux des marteauxpilons, que la tige et le corps de piston sont d'une seule pièce en fer de ferraille de première qualité, en acier, ou en éloffe.

Pour les grandes vitesses, le corps de piston indépendant de sa tige est quelquefois aussi en métal forgé comme, par exemple, les pistons des machines de locomotives, les grands pistons des machines marines qu'il convient de construire aussi légers que possible pour réduire l'action de la force vive.

Ces pistons atteignent jusqu'à 2"',70 à 3" de diamètre; ils se font en acier doux.

Les tiges pèsent jusqu'à 2.000''b et plus, elles comprennent souvent une partie formant le corps de crosse ou une fourcha d'attache à la crosse.

Tiges dépitions.

Les tiges simples, cylindriques sur toute leur longueur ou présentant des parties renflées aux extrémités ou au milieu (^. SI à 5S) sont forgées dans un massiau de bon fer de ferraille de section suffisante pour ne pas être obligé de produire les renflements par refouiage ni par soudage de bague.

Ces tiges devant être résistantes, souples, il importe de les marteler énei^iquement en les contre-forgeant, puis de les achever par un étampage modéré régularisant la surface et la forme. Une torsion modérée à chaud dirigeant les fibres en hélice prévient les rayures dues à l'action des bourrages des

roD \b~ et le diamètre i: (Cet ascenseur a été installé aoiis la directioB de H. Gruson, ingénieur en chef des Ponls etChausaées, directeur del'Instilot industriel du Nord).

bvGoogIc

sa PROCtotS DE FOBtîKAfiB DAMS L'iNDUSTHIE

Si la tige comporte un bloc de crosse (fig, 36 et 57J, celui-ci est ménagé dësledëbutduforgeage s'il n'rst pas trop renflé; dans le cas coDtraire, la tige est soudée au bloc soit sur amorces, ml par une soudure à emboîtement qui doit être très soignée.

11 en est de même des tiges formant plongeurs de pompes (fig. 5S et S9) dont la tête est, soit ménagée dans la masse, soit soudée à la tige; cela dépend de l'importance de la pièce etde la sécurité qu'elle doit présenter. Lorsque les tiges sont creuset, elles sont forgées pleines, puis on les fore; ou bien, elles sont constituées par des tubes avec parties renforcées soudées. Cepeudant les tiges de gros diamètre {iOO à 400"") soûl forgées sur mandrin central après percement du lingot. Elles subissent un recuit et une trempe douce suivie du recuil. La marine adopte aussi, depuis peu, l'acier au nickel fondu au creuset afin d'assurer une grande homogénéité en même temps que des propriétés de résistance exceptionnelles.

Pistons avec tige.

Si le diamètre d'un piston solidaire de sa tige est peu diBèrentdu diamètre de celle-ci comme /taures ^eté/, le renflemoit correspondant au corps de piston peut être ménagé dans un massiau de dimensions capables, les parties de la tige élaol étirées à la suite, puis éfampées. On obtient ainsi une pièce présentant toute sécurité et n'ayant pas de soudure. Mais, lorsque le corps de piston e^t d'assez gros diamètre, on le foi^ séparément avec une amorce suffisante pour assurer une bonne soudure de la lige.

Si la fabrication se répète, comme par exemple pour des pistons de locomotives, on opère en matrices sur ébauches cyliodriques, que l'on évide seulement d'un seul côté, ainsi que le montrent les figures 62 h 66.

Cependant certains grands pistons de machines marines eu acier forgé présentent les formes coniques figures 67 et 68, obtenues sur mandrins ou matrices par forgeage au pilon ou i

bvGoogIc

PROCÉDÉS DS FOBGEAGI DANS l'INDDSTRII: 335

la presse, en procédant par déformatioQs progressives d'une galette. Ces pistons atteignent des diamètres de S^.SO et plus et supportent des pressions de vapeur de plus de l(^ par centimètre carré (I).

Les pistons de faible épaisseur sont forgés en emboutissant un vaisseau de tôle que l'on renforce, s'il y a lieu, i l'endroit de l'assemblage avec la tige (fig. 70).

Le renflement d'un piston tel que celui figure 7i peut aussi être obtenu par l'enroulement d'une bande mélaitique autour de la tige ; l'enroulement se faisant en spirale si la hauteur est faible ou en hélices superposées ou non si la hauteur est grande. Les parties doivent être bien soudées.

ij^s pi^ns pour locomotives sont aussi creux (fig. 73). Leur coDstruction comporte le matriçî^e de deux moitiés (fig. 72} de mêmes dimensions, aQn d'employer les même? matrices. On utilise pour la conTection de ces pistons des riblons et des mises provenant de vieux bandages.

Le paquet correspond à deux moitiés ; il est soudé, puis coupé pour former deux galettes que l'on réchauffe pour l'élampage avec un pilon de 3' sous la forme figure 72, au moyen d'une simple rondelle qui dégage le moyeu et les rebords de pourtour.

On régularise l'ébauche au plus prèsau pilon. Chaque partie est ensuite tournée et ajustée de manière que les deux pièces s'emboitent partiellement au pourtour.

L'une des moitiés est percée de deux trous d'air.

Réchauffées au blanc soudant, les deux moitiés sont soudées en matrices en quelques coups de pilon.

(1) NotoQS qu'il est très ditBdIe d'estimer la i^sialance de ces pistons. D'après divers essais comparatif que nous avons faits tout récemment sur des modèles réduits, nous avoni constaté que si la résistance d'un piston à paroi plane d'épaisseur uniforme est égale à 1 ; celle d'un piston analogue BTec rebord de pourtour est égale à 1,5; celle d'un piston -para pluie sans rebord est égale à 1,4; enSn celle d'ua piston-parapluie avec rebord est Égale & 2. Cette dernière forme est donc la plus ratioanelle si el^e est très renforcée vers le mojea.

PROCÉDÉS DE FOBGBAfiE DANS l'INDUSTRIK

Les premières aimes à feu furent de petit calibre, composées d'une boile en fer forgé servant de récipientà la poudre et d'un tube dirigeant le projectile et permettant à l'action delà poudre de s'exercer pendant un cerlain temps.

Aux siècles derniers, les armes à maio, telles que les arquebuses, puis les fusils, furent généralement construits en fer.

Les pièces d'artillerie (xiV siècle) étaient de petit calibre, simples ou multiples en juxtaposant plusieurs canons sur un même train.

Les armes de dimensions plus fortes appelées bombardes ou canons {de canna, tuyau} se fabriquèrent ensuite soit en fer, soit en métal fondu et coulé, bronze ou fonte, parfois fretté de fer. C'est ainsi que des canons du calibre de ^ étaient confectionnés avec un grand nombre de mises les unes sur les autres et que le forgeron réussissait à souder sans doublures. Dès 1821, en France, on essaya de renforcer les canons de bronze par des tubes de fer et en 1833, te capitaine d'artillerie Thiéry essayait le frettage des canons en fonte de la marine.

La première tentative sérieuse de fabrication de canon en fer forgé a été faite, suivant M. Jourdan, par M. de Traadwell, professeur de mécanique aux États-Unis, qui, dit-il, comprit le premier toute l'importance de fabriquer les pièces en fer, au moyen de barres enroulées en hélice au lieu de souder ensemble des sortes de douves longitudinales comme dans les canons employés par les Anglais à la bataille de Crécy {I). - Un de ces canons fut essayé avec succès à Vincennes en

Dès 1848, MM. Petin et Gaudet exécutaient, sous la direction

11) L'un de et» canons |CrôCï, 26 août 1316}, retronvé en 18i7, eo ma-, * l'endroil dit New Banck, est considéré comme le père de l'artillerie, el k plus ïieui canon de toute l'Europe, d'après «n arcbéoI<^e anglais (Jtesui* oftrM, 30 janvier 1828),

FBOCitSÉS DE F0HGBAG8 DANS L'iflDCSTItlB 3^

du général Uorin, six pièces de siège en fer en masse sous le marteau-pilou. Le lingot plein ainsi obtenu était ensuite foré. Ils montèrent une for^e anglaise pour produire des fers dits à canon. La difficulté de bien souder de grosses masses de fer composées de nombreuses mises a fait abandonner ce procédé qui ne saurait convenir que pour des petits calibres, et encore avec beaucoup de difTicultés.

Vers 18oi, les constructeurs anglais Nasmytb et Armstrong réussissaieDt la construction des gros calibres en appliquant le procédé des rubans enroulés en hélice adopté depuis longtemps (1806) pour la confection des canons de fusils.

L'âme des canons Armstrong (fi(/. 3, pi. 43) était formée par un tube de fer constitué par des barres piusou moins épaisses, enroulées à chaud et soudées au marteau-pilon sur mandrin.

Ce tube était renforcé extérieurement par un ou plusieurs manchons de fr",0(S à 0",06 d'épaisseur, introduits à chaud avec serrage et soudés ou non les uns aux autres.

Comme il était ditGcile, sinon impossible, de faire les soudures sur une grande longueur et d'enlever le mandrin autour duquel était enroulée la barre de fer, on opéra sur une série d'anneaux de lai^ur relativement faible, et on réunit ensuite ces trônions bout à bout en les soudant pour obtenir un tube unique. Le fer fnt ainsi mieux corroyé et ses fibres mieux disposées dounërenl de bons résultats.

A l'extérieur, le manchon qui est muni des tourillons était en fer forgé ou en acier puddlé.

Ce dernier métal fut également proposé en 18S8 pour le frettage dit élastique. Les frettes étaient obtenues par enroulement en spirale et en hélice {procédé Petin et Gaudet).

Ces procédés très coûteux et de grandes manipulations de chanfiage et de soudage ne donnant que peu de garanties furent abandonnés pour s'en tenir au canon d'acier fondu forgé.

Dès 1841, une des usines de Bochum, en Westphalie, cons-

328 prog£d6s de forgeage dans l'industrie

truUait un canon en acier fondu martelé; en 1845, Knipp essayât à Essen un canon semblable; de même, en 18S5, les Petin et Gaudet forgeaient le canon d'acier sous forme de gros blocs massifs, que plus tard, pour les fortes dimensions, od constitua également avec une &me et un nombre de frelles plus ou moins important, suivant le calibre f/îj;. / à S).

C'est en i^fi que l'usine d'Oboukhoff eut le mérite de faire l'essai de fabrication avec des aciers Martin et Bessemer pour un canon de 0'",13. Ce canon, composéd'un tube central, J'une série de frettes larges et minces et d'une jaquette de culasse, munie d'une fermeture du type De Bange, subit un lird'épreuve de plus de mille coups, ce qui en assura le succès. Sou tube central seul était en acier fondu au creuset; il avait été tiré d'un lingot de 3.300*».

Les frettes en Bessemer provenaient de lingots de même poids et un lingot d'acier Martin de 14.100'^ avait été employé pour la jaquette et la frette à tourillons.

Whitworth adopta l'acier fondu comprimé (1872) à faible teneur en carbone obtenu sur aolc ou au creuset.

Enfin, on a préconisé, en ces dernières années, au Creufot et auK États-Unis, l'emploi de l'acier au clirome ou de l'acier au nickel qui possède une élasticité exceptionnelle jointeàune grande ténacité, une grande ductilité et par conséquent une grande résistance vive de rupture. Ce métal exige des soins particuliers pour le foi^eage.

Canons de fusils.

Les canons de fusils étaient autrefois constitués par une bande de fer cintrée à cbaud autour d'un mandrin, avec bords à recouvrement que l'on soudait; on employait ordinairemeol deux bandes d'épaisseurdifféretite,runepour la culasse, l'auli'e pour la partie antérieure. Ces deux bandes étaient soudées ensemble après confection de chaque tronçon (f^. 6).

PROCÉDÉS DE FOKGBAGE DANS l'iNDUSTBIE 329

Vers 1806, on adopta l'enroulement de la bande en hélice (fiff. 7} en ménageant des recouvrements biseautés, de sorte que la soudure s'élQndait suivant une hélice et non plus suivant une génératrice, ce qui augmentait beaucoup la résistance.

ËQVue d'obtenir un aspect final parsemé de dessînsr^uliers, les bandes étaient formées de lanières provenant de paquets soudés avec des mises de premier choix (fig. 8). Chaque lanière était tordue, puis martelée, étirée pour faire partie d'une trousse de mises carrées que l'on soudait i son tour, que l'on tordait de nouveau et que l'on étirait en bande pour l'enroulement sur mandrin animé d'un mouvement de rotation. La bande assez épaisse était enroulée sans recouvrement (jig. 9). On soudait au marteau sur ëtampes.

l'our la fabrication des bandes dites de damas, qui date de 18it, les lanières provenaient d'abord de débris de fer ou d'acier de bonne qualité. Actuellement on préfère du métal neuf donnant des barres exemptes de cendrures. Les barres sont d'abord tordues à chaud pour produire le dessin du damas, qui est plus ou moins fin, suivant la proportion de fer et d'acier, puis ensuite assemblées par deux, par trois ou par quatre, suivant la finesse, et seulement d leur extrémité. La bande est curoulée en hélice autour d'un manchon creux ou tube mince dit chemise; on soude successivement les faces de contact de la bande enroulée sans recouvrement à cause de son épaisseur relativement forte par rapport à sa largeur. Le soudage se fait par de nombreuses chaudes, puis la pièce est martelée à des températures de moins en moins élevées jusqu'à descendre à 100°.

Après blanchissage à la meule, le cauon est alésé pour faire d'abord disparaître le métal provenant du manchon de soudage et dégrossir l'âme au diamètre déterminé. Il subit ensuite les opérations d'ajustage et d'assemblage mettant en jeu des opérations de forge auxiliaires.

I^s canons de fusil les plus ordinaires sont ceux dits lisses.

330 PROCfiDkS DE F0RG8AG8 DANS l'iNDOSTRIB

c'est-à-dire composés uniquement d'une bande de fer d'épûsseur et de longueur convenable que l'on roule (fig. iO) autour d'un mandrin et que l'on soude suivant une généraliice sur des lèvres biseautées appelées ap/mnces.

Le tube présente ainsi un diamètre intérieur assez petit pour nécessiter un alésage relativement important. L'eitérieur est dressé, adouci à la meule.

Deux tubes destinés à un fusil double sont ajuslës et reliés entre eux par deux bandes, le long desquelles on glisse un fil de cuivre rouge et un autre de laiton pour le brasage; od ligature le tout avec des fils et des coins (fig. H).

Les pièces sont entourées d'une forte couche d'ai^ile battue et qu'on laisse sécher avant d'introduire l'ensemble dans un four à braser qui chauiîe le métal jusqu'au rouge cerise déterminant la fusion du cuivre.

Les canons sont retirés du four et mis à refroidir lentement dans une chambre à l'abri de l'air afin de réduire les déformations au minimum.

Après refroidissement, on redresse les pièces à la presse et elles passent au finissage.

Lorsque deux canons de lusil sont assemblés après premier tournage et polissage, on soude aux canons les loupes d'acoochage et les bandes supérieures et inférieures ; l'espace vide existant entre les canons est rempli, de distance en distance, par des lames d'étain ou de cuivre.

Les canons en métal étoffé sont bronzés : on attaque \t métal par un acide ; le fer étant plus rongé que l'acier, il «i resuite des dessins qui permettent de se rendre compte de la finessse de l'élofl'e qui a servi à constituer la pièce.

On recherche un bronzage clair et transparent.

Les accessoires d'un fusil sont foi^és soit à la main pour les armes de prix, soit par les procédés rapide d'étampage et de matriçage, s'ils ne sont pas en métal fondu en moules.

Les armes de dimensions réduites, tellesque pistolets, revol-

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS L'iNDtSTRIE 331

vers... se fabriquent suivant les mêmes procédés que œux adoptés pour les fusils (1).

Les canons de fusils ordinaires et ceux pour armes militaires se font actuellement en acier doux et provienuent de lingotsde 150 à 180"" de côté, laminés en barres carrées de 50" à 60", qUe l'on transforme en barres rondes d'un diamètre légèrement supérieur à celui de la pièce achevée. Ces barres sont découpées en morceaux que l'on foi^ au martinet, puis que l'on réchauffe pour leur faire subir une trempe à l'huile suivie de recuit.

Le canon ainsi foi^é est livré aux foreuses.

Le laminage hélicoïdal est appliqué très avantageusement à la confection des canons de fusils sous forme creuse obtenue directement d'un lingot plein et de profil longitudinal conique avec épaisseur variable à volonté. La disposition des fibres en hélices de pas différents assure une résistance exceptionnelle (2) à cette partie de l'arme.

M. Meixner (3) a proposé de fabriquer le canon de fusil en emboîtant les uns dans les autres, puis en les soudant ensemble, des manchons de fer ou d'acier doux, en nombre sUtQsant pour obtenir la longueur voulue. Ces manchons (fig. 12} ont une forme tronconique à diamètres décroissants ou non; ils proviennent de l'emboutissage de plaques circulaires et ils sont montés sur un mandrin pour le soudage.

Après cette opération, l'ébauche est passée au laminoir pour réduire la section et mettre à longueur le canon auquel on donne pour extrémité postérieure ou de plus grand diamètre, celle vers laquelle, avant la soudure, étaient tournées les

(1) Lee centres pnnctpaux de fabricalion des (qsÎIs de chasae sont Paris et Saint-Etienne, dont la réputation date du commence ment du xvi* siècle, et ce n'est qu'au xtiu' siècle que la Belgique et l'Angleterre oot commencé à acquérir quelqne renommée. Aujourd'hui les armnriers de londresetde Birmingham, ceux de Liège également, donnent des produits qui rivalisent avec les armes franfaises.

(2) Les usines de Mannesmann fabriquent avec le laminoir hélicoïdal les canons de fusil pour l'armée allemande.

(3) Brevet du 7 avril 1B91.

332 PHOCiDÉS DE FORGBAGK DKSS l'inBDSTRIE

grandes bases des maDchoos, ce qui a pour effet d'empêcher que des éclats puissent se déticher de l'&me.

Oa peut produire sur les canons obtenus par œ procédé des damasquinures quelconques en prenant des manchons de différente! espèces de fer ou d'acier, ou de métal à damasquioet convenablement choisi tel que fil de fer ou fer plat.

Les canons de fusils se font encore au moyen de rondins creux en acier comprimé à l'état liquide, que l'on rt^hauETeel qu'onlamineavecdescylindresexcentréspourobtenir la forme conique.

Ces rondins ont O^jûâ de diamètre sur 0",S0 de liaulenr moyenne.

Le laminage se fait eaplusieurs passages dansdes cannelures décroissantes (fig. 43 et 14).

Le laminage permet seul la production rapide qui s'impose, lorsqu'un Ëtat transforme son armement par l'adoption d'un nouveau modèle de fusil.

Les usines ont & fournir jusqu'à 100.000 pièces par mois.

Le laminage se fait aussi sur mandrin fixe Bf/i^. iSà19}[{). L'ébauche f/îj. 18), chauffée, enfilée sur un premier mandrin, est présentée à la première cannelure par legros bout.Lemaudrin reste fixe, le canon s'étire en glissant. On opère de même pour les autres cannelures avec des mandrins de diamètres décroissants. Le petit ergot portant la cheminée s'obtient de laminage. Le laminage au mandrin détermine un écrouiss^e prononcé favorable à la résistance du métal.

Coi-ps de canons à air comprimé (2).

Les corps de canons ou tubesdirecteurs pour appareils^ lancer des projectiles par la puissance de l'air comprimé ou de

(l) Brevet Chol du 3 février 1865.

(i) Brevet Robinson et Reynolds, 11 février 1890.

bvGooglc

PROCÉDÉS DE FOEIGEAGE DANS l'iHUUSTRIE 333

tout autre gaz doq enOammé sont relativement légers et sont construits en enroulant en hélice de mîaœs bandes d'acier ou autre métal, réunies entre elles par une soudure ou brasure avec métal flexible (fig, 20). En enroulant des rubans en un certain nombre de couches, avec les extrémités convenablement appliquéeset maiatenues à des pièces de bout convenablement élamées, on obtient des canons assez forts et très légers, de manière à remplir toutes les conditions auxquelles ces engins sont soumis.

Il faut que les bouts soient particulièrement forlifiés. Ils sont formés de pièces en acier doux ëtamé obtenues par emboutissage (fig. 21).

Les extrémités de la partie du raban enroulé sont équarries et aboutées contre des retraits ou épaulements correspondants sur les pièces de bout. Celles-ci recouvrent l'extérieur de la partie enroulée et sont fortement soudées.

Les pièces de bout sont recouvertes d'étain et elles sont paiement pourvues â l'intérieur d'évidements annulaires remplis de soudure.

Pour appliquer les parties l'une sur l'autre, on adapte fortement le corps principal composé de rubans hélicoïdaux bien posés l'un sur l'autre et soudés au préalable à l'intérieur d'une des pièces de bout; on fait chauffer cette dernière à l'aide de becs de gaz, tout en maintenant froid l'intérieur du corps principal.

Dans ces conditions, on élt'tve la température de la pièce de bout jusqu'à ce que la soudure dans les évidemenls soit fondue. On maintient la pièce avec son axe disposé verticalement, et la soudure coule de chacun des ëvidemeats.

Le corps de canon est composé de rubans en acier enroulés à l'aide d'une machine spéciale autour d'un mandrin, déterminant exactement les portions des rubans enroulés bord & bord. On étame le tout et on le réunit solidement par la soudure.

Le réservoir à air comprimé (fig. 22 et 23) desservant le

334 PROCÉDÉS ttE FORGKAfiE DANS l'iMDVSIBIE

canon pneumatique est construit d'une façon analogue, de même que les projectiles creux (fig. 24 et 2S) dont la partie cylindrique est séparée en trois chambres avec parois d'épaisseur variable.

Aux points où les diverses longueurs se rejoignent sont disposées des cloisons transversales vissées. Les couches îatÉrieure et extérieure de rubans sont en laiton.

Le projectile tourne rapidement pendant son trajet; il est important qu'il soit équilibré, non seulement dans sa longueur, mais aussi autour de son axe.

Dans la confection, on équilibre chacune des diverses portions de la pièce séparément, en ajoutant de la soudure ï l'intérieur et en modifiant, à volonté, de toute aulre manière quelconque, les extrémités.

Le projectile a alors ce que l'on appelle un éqtiUibi-eefmraii, chaque partie étant équilibrée indépendamment des autres.

Une usine de New- York fabrique des canons à dynamite ou tubes d'acier de IS" de longueur et de O^jiO de diamètre, dont les projectiles, longs de 3™,30, sont kncés, au moyen de l'air comprimée lOO"', par centimètre carré. Les obus tes plus volumineux portent 230"* de dynamite.

Canons en acier.

Les canons en acier comprennent comme pièces priaclpales de forge : un tube canon ou partie centrale dirigeant le projectile; une ou plusieurs frettes dont celle de plus gros diamètre est à tourillons pour constituer l'axe d'oscillalioD du canon. Celle de plus petit diamètre est dite jaquette de culasse. Le métal est ordinairement fondu dans un four Martin Siemens (I). Coulé dans une lingotière conique oupyn-

(1) Le métal à caDon présente les caractéristiques :

B=60 à 15 A = î5alï Métal à canon des forgea de Bethléem :

" — SDàlOO A = 10 à 5

PHOCSDBS DE FORfiBAGS DANS L inDtSTHIB 333

midale octogone, l'acier est ou non soumis à la compression à l'élat liquide. Les lingots sont de préférence coniques pour prévenir les plana de moindre résistance qui se forment au refroidissement dans les moules polygonaux.

Après refroidissement partiel, le lii^ot, retiré de la lingotière est porté dans un puits de refroidissement lent. Parfois, avant de le laisser refroidir entièrement, on abat de suite les chutes des abouts dont l'homogénéité laisse toujours à désirer si le métal n'a pas été comprimé.

Les chutes varient de 4 à lî 0/0 au pied du lin^t et de 25 à 35 0/0 de son poids, à la tête; elles sont abattues  la tranche ou à la scie avant le réchauffage pour la mise en œuvre, le lingot est visité, des éprouvettes sont prises pout essais; les pailles, les criques sont enlevées. De plus, s'il existe des piqûres superficielles, les lingots de forme conique sont portés au tour pour faire disparaître ces défauts en enlevant une certaine épaisseur de métal. Si le lingot est octogone, il se prête moins bien à cet enlèvement; souvent les arêtes présentent de nombreuses soufflures. On est conduit à abaitre les arêtes si l'on veut éviter les lignes qui apparaissent au tournage. 11 en est de même des lingots à section carrée.

Dans un même lingot on prélève soit plusieurs tubes d'âme, soit un tube et plusieurs frettes, soit simplement un tube s'il est de fort calibre. Dans ce cas le poids du lingot est ordinairement le double du poids de la pièce brute de forge.

On étire de manière que îa culasse se trouve du côté du fond du lingot en réservant le méial plusdiirde la partie supérieure pour la volée.

On cite comme plus gros lingots ceux pesant 120' coulé s dans des lingotières de 50' et dont les dimensions sont ; 2" X 1"',70 X 4°. Un tel lingot comprend : masselotte aa.OOC'e, pied 5.000"», partie utile 90000'^.

Un lingot d'un poids total de 70.000'"» comporte : masselotte IS.OOC*, pied S.OOC^, partie utile S2M0'^; on le coule dans

336 PH0CÉDÉ3 DE rOROBAGS DAKS L'iNDUSTHlE

une liDgotiëre pesant 32.000^; dimensioDS : l'°,'70 x l',BO X S-iSO.

Compreition des lingots.

Dès le début de la fabrication des canoiis ea acier, la compression énei^ique des lingots fut préconisée. Eu 18^, l'iogénîeur TchernoCT avait proposé la compression au gaz, maïs aprèsdenombreuses expériences on fut amené en 1887, àruKQc d'Obouskoff, à donner la préférence au procédé hydraulique de Whitworth développant sur les plus gros lingots un effort de 4 à S"^ par millimètre carré (1). Selon la section, l'aceumulaleur est chargé proportionnellement. Le tassement liù au piston compresseur est en moyenne de û'°,40 à O^.SO sur les lingots de S i B*" de hauteur.

La compression au gaz est appliquée dans les usines de Barrow, Easton, Bolton et autres en At^leterre; à j'usine Edgar Tomson de Pittsburg, en Amérique. On attribue à celle compression une bonne répartition dans toute la masse de raélal, sans exclusion des parties encore liquides, et une plus grande garantie contre la porosité de retrait.

Les lingots comprimés peuvent ne subir qu'une chute de un dixième du poids total au sommet. Ils sont toujours de forme troncouique ou cylindrique, coulés dans des licgotiËres dont les divers éléments superposés ont environ 1" de hauteur.

Les tranches avoisinanl le sommet servent à la fabricalion des fretleset les tranches inférieures à celle des tubes intérieurs.

Dans ces conditions, ou a le grand avantage de ne subit qu'une perte de métal beaucoup moindre que dans le procédé ordinaire, qui exige des lingots de départ plus lourds afin de pouvoir prendre la pièce dans la partie la plus saine qui correspond à environ 50 à 600/0 du volume total.

Un tube de caaoneat une pièce simple, mais dont lefoi^eage

PROCÈDES DE FOHGEAGE DANS l'iNDUSTBIE 337

devient Déanmoins d'autant plus important qu'elle est plus lourde.

Le lingot plein est étiré par martelage ou pressage énergique correspondant à un rapport d'étirage variai! t de 3 à 3, assurant au inétal un grain serré, les qualités de ténacité et de ductilité nécessaires. Le martelage est encore le plus souvent préféré an pressage, parce qu'on obtient un métal plus dense. Cependant avec des aciers plus ou moins ductiles à haute température, la presse s'impose (1).

L'étirage a lieu sur section octogonale pour les fortes dimensions, sous section carrée pour les petites pièces; on rétablit la section circulaire en élampes tout en donnant à l'ébauche le profil approché de celui de tournage. Le corroyage d'un tube exige un nombre de chaudes variable avec les dimensions. On a soin de ne forger qu'entre les températures de 700 à 1100° et exceplionnelleineût 1200*'. La perte de métal au feu est e.stimée à 8 0/0.

Un canon de 150"" comporte, par exemple: un lingot de O^iTo à 0°,80 de diamètre, l'",40 delongueur, percé d'un trou de 0",iJO de diamètre et de O^^OO de longueur ; son poids est de 6.800"^. Le lingot refroidi lentement, puis vérifié, ébarbé, est chauffé pendant vingt^ualre heures pour subir un premier martelage à un pilon de 40 k 50' ; après un réchauffage de dixhuit heures, il est pilonné ii une section octogona'e de O^.iS de côté.

Après refroidissement, sa surface est visitée de nouveau. Le réchauffage et le forgeag^ se continuent ensuite jusqu'à réduction aux cotes voulues. Il faut environ de dix à douze chaudes et un pilonnî^e de douze heures. Lorsque la pièce devient trop longue pour être placée entièrement dans le four, on ne la chauffe que par parties. Les dimensions définitives doivent per-

(1) Vickere opère à la presse de 2500' sur des lingots octogonaui jusqu'à 4",20 de longueur, que l'on perue et que l'on forge sur mandrins creux de 0,-380 à 0-,50 de diamètre avec circnlation d'eau.

338 PROCÈDES DK FOBUEAOB DAMS L'INDUSTRIE

mettre de parer, à l'usinage, augaucbissemeDt provenant de la trempe et du recuit. Les diamètres diffèrent des coies d'achèvement d'environ 30 à 80"°".

La pièce subit un premier recuit pour faire dispandtre les tensions intérieures dues au travail et aux r^hauRages partiels, Le recuit est poussé lentement jusqu'au rouge cerise avec de grandes prOcautions pour obtenir un chauffage régulier. La |)ièce est refroidie dans le four ou bien elle est enlevée et recouverte de cendres en assez forte épaisseur.

Après avoir prélevé à chaque extrémiféde l'ébauche une rondelle pour y découper des éprouvettes d'essai, elle est forte et tournée i. 10"" près des diamètres définitifs.

Le forage est fait par une saignée annulaire de manière i laisser la partie centrale intacte pour être utilisée à la confection d'éprouvettes et aussi afin de constater s'il n'existe pas de défauts. De plus, l'opération est moins onéreuse.

Le dégrossissage d'ajustage est suivi d'un nouveau recuit très efficace par suite de la forme tubulaire, puis le tube reçoit la chaude convenable à une première trempe à l'huile.

Le chauffage se fait dans un four vertical chauffé au gaz; on suspend le tube et onlui imprime un mouvement hélicoïdal qui assure une chauffe bien uniforme et, qui prévient autant que possible les déformations. Un tel four peut avoir ià" de hauteur.

On a soin d'opérer aussi des recuits et des trempes successives, qui correspondent aux opérations en vue, sur les éprouvetles d'essai, ce qui permet de reconnaître les températures les plus favorables et les degrés de trempe à donner au métal.

Le tube chauffé au point voulu est rapidement plongé dans le bain de trempe au moyen d'un appareil de levage.

Les puits contenant le liquide ont jusqu'à 40" de profondeur pour les tubes de gros calibre, avec un volume d'huile deôO"'.

On admet qu'il faut deux ou trois trempes à diffémiles l«n-

pératures pour que les aciers doux à canons acquièrent les meilleures conditions moléculaires (1),

Lorsque la trempe a déterminé des déformations prononcées qui s'accusent par des flexions, on redresse la pièce en la chauffent modérément et en la soumettant à l'action d'une presse ou d'un pilon.

Le poids définitif d'on tube canon fait ressortir un grand déchet. Ainsi (fig. W et 27j un tube pour canon de O^.SS de 36 calibres de longueur a été pris dans un lingot de 80.000^.

Le poidsde la pièce brute de forge était. . . . 40.000'*.

Le poidsde la pièce forée et d^rossie .... 23.000^8,

Un petit canon de 65™" (fig. 2S) peut accuser un poids brut de forge de 280^.

Foré et dégrossi, le poids est 100*».

Le forgeage d'une jaquette de culasse pe ut comprendre les opérations suivantes en ce qui concerne un calibre de 0'',20.

Le lingot est soumis dans son moule à la compression progressive d'une presse pendant trois heures et demie; la pression totale est poussée jusqu'à 4.500', soit 8** par millimètre carré.

Par la compression, le lingot est raccourci de 0",2i0. On le retire de la lingotière au bout de vii^t-quatre heures. Son diamètre maximum est de 0",880; son diamètre minimum : O^.SeO; sa longueur 1",80; son poids 8.000'^. Après refroidissement, le lingot est foré départ en part d'un trou de 0"°,480 et ainsi préparé il est porié au four à réchauffer pour, pendant vingt-quatre heures, obtenir graduellement la température du

l, Mg = 0,35, Si = 0,05

340 PBOCËDis DS FORQEAGE DANS t'iNDUSTItlE

jaune clair. Le forage du Hogot a pour but d'enlever la plus grande partie du métal poreux et de permettre le foi^eage sur mandrin de diamètre correspondant à celui du trou.

La pièce est présentée à un pilon de SO* pour subir un premier martelage en commençant parle milieu du lingotqu'onréduil en prisme octogonalen dirigeant les coups vers ses deux extrémités.

Le réehaufTi^ ultérieur se fait sans retirer le mandrin et peut avoir une durée de quinze à dix-huit heures.

Le martelage général s'effectue en trois chaudes variant du jaune clair à l'orangé clair. Dans une ou deux chaudes i température ui> peu moins élevée, la pièce est étampée, remiseiu rond, parée en projetant de l'eau sur les outils.

L'ébauche ^nsi forgée pèse environ 7.000**; elle a 3".30 de longueur; ses diamètres mesurent (j^jôSO au renflement da verrou de fermeture; O^jSâO au ndlleu de la longueur; 0',(3 fi la jonction avec le tube du canon.

La pièce alésée et tournée aux dimensions approchées subit le recuit et la trempe.

L'ne jaquette pour gros canon de 330 a pour diamètre extérieur O^.gTO; diamètre intérieur O^.eOO; longueur 5" ,30; poids SS.OOO"».

l£ tube d'une telle pièce a une longueur de IS"; son poids est de 27.000''»{1).

Les divers éléments des canons subissent des trempes et des recuits répétés.

Une première trempe est faite à haute température, 900 à lOOO'C; la deuxième est faite entre 600 et 100°; la troisième et souvent dernière a lieu entre SOC et 600°.

Le bain de trempe comporte ordinairement un Tolume d'huile dont le poids égale dix à douze fois celui de la pièce.

(1) Le plus gros canon construit tout dernièrement et livré augouternenionl des États-Unis pèse 126'. Il a 15- de longueur, l-,50 de diamèlre à la culasse, calibre de 0",48. Le projectile pèse l.ïOO''. La charge coaporte SOO't de poudre. Le prix de ce canon est de 625.000 francs.

Ces trempes et recuits successifs améliorent la qualité de l'acier, lui donnent plus d'homogénéité, plus de ténacité, de ductilité, d'élasticilé.

La trempe se fait aussi à l'eau chaude dans un volume en rapport détermine avec le poids de la pièce, de manière à ne pas donner une trempe trop forte qui donnerait lieu à des déformations, des tensions anormales, des tapures, fêlures ou autres défauts.

On préconise aussi la trempe au plomb dont l'avantage consisterait surtout en ce que le recuit est alors inutile.

La glycérine additionnée d'eau donnerait aussi de bons résultats.

A cause de son point d'ébulUlion élevé {300"), l'huile a le grand avantage de donner une trempe modérée très uniforme, quelle que soit la température du bain, lorsqu'elle s'élève pendant l'opération. Cetle élévation ne nuit pas à l'action que l'on recherche tant que la vaporisation du liquide n'a pas lieu. C'est pourquoi, malgré le prix, de revient plus élevé que celui d'un bain d'eau, on préfère un bain d'huile. L'opération, toujours délicate, présente aussi plus de sécurité contre les tapures avec l'huile qu'avec l'eau.

Des essais montrent encore qu'une double trempe est plus efficace que deux trempes sur recuit à haute température, c'est-à-dire qu'il est préférable de tremper rapidement la pièce dans le bain, puis de la retirer pour de nouveau, après nouvelle distribution de la chaleur interne, la refroidir définitivement dans le bain.

Un autre procédé consiste à. faire passer un courant d'huile à l'intérieur du tube de manière à resserrer d'abord la couche interne qui développe ainsi des tensions du dehors en dedans et entraîne le métal extérieur (1 ). Celui-ci, se contractant ensuite par refroidissement, détermine un surcroît de compression ini-

(1) Procédé employé am aciéries de Saiot-Étienne.

342 PROCÉDÉS DE FOUQEAQE DANS l'i.NDUSTBIS

tiale dans les couches iotërteures, qui possèdent alors un élat plus favorable pour bien résister aux pressioos de tir qui sont actuellement limitées entre 20 et 25"^ par millimètre carré.

Ce procédé s'applique paiement aux diverses freUes. En vue d'augmenter l'effet de la trempe partielle intérieure, on réchauffe parfois la partie extérieure pendant le refroidissement àl'eau, de l'intérieur. Ce procédé s'applique particulièrement aux canons en acier coulé (i).

Une autre méthode (i) consiste, après la fabrication proprement dite du canon, à le placer verticalement dans un four spécial, où il reçoit ud naouvemeot lent de rotation autour de son axe, tandis qu'on fait passer un courant de gaz d'éclairage à travers l'àme. Il se produit alors une sorte de cémentation, le carbone du gaz se combine partiellement â l'acier sous l'action de la chaleur. Quand le canon est cbauffé au rouge, le courant de gaz est supprimé et remplacé par un courant d'huile froide sous pression. It se produit alors les effets de contraction en deux phases qui mettent les parties intérieures dans un état de compression.

FreUes à cotiohs en acier fondu.

Une frette en acier fondu provient d'an lingot plein, d'an tube ou d'un manchon creux, suivant qu'elle est longue oo courte.

Si le lingot est plein, l'étirage se ^t sur section octogonale, puis un étampage rétabUt la section circulaire. Les opérations ultérieures sont analogues à celles de la confection du tube de culasse.

Lorsqu'on part d'un manchon, la pièce est étirée, élancée sur mandrin, au pilon ou à la presse. Ou encore, les frelles courtes sont découpées dans un lingot plein ébauché, régula-

(1) Procédé do major Rodman, emplojé au\ États-Unis pour augmeDler lé résistance des canons en fonte.

(IJ Procédé Maxim.

PROCÉDÉS DE FOHGEAGE DAK< L'IKDUSTBIE 343

risé, étampé grossièrement et que l'on troDçonne à froid au tour, en laissant une partie centrale qui est cassée pour apprécier la texture.

Les lingots pour frettes courtes subissentune chute de 300/0, le reste est sectionné en trois ou quatre pièces. Réchauffée, l'ébauche est aplatie au pilon, puis percée à froid pour enlever le métal poreux et vérifier le centre; le trou est agrandi àchaud sur bigorne au pilon. La frette est mise aux dimensions déterminées; ou bien elle est achevée au mandrin ou au laminoir. Le modèle de laminoir à bandages convient pour les frettes de petite largeur ; pour les autres, on peut utiliser un laminoir à viroles sans soudure, du type Fox.

La frette est ensuite recuite, puis trempée à l'eau ou à l'huile en se basant sur les éprouvettes d essai qui ont été prélevées et qui ont subi ces opérations une ou plusieurs fois si le métal l'exige.

Les frettes reconnues exemptes de défauts et satisfaisant aux conditioQsimposées, sont terminées à l'ajustage aux dimensions d'emmanchement sur le corps de canon ou sur le rang de frottage correspondant. L'emmanchement se fait à chaud ; la jaquette est emmanchée verticalement; les frettes sont montées soit horizontalement, soit verticalement; le refroidissement est activé par jet d'eau en commençant, pour les frettes du côté de la tranche, prèsde la frette déjà mise en place.

Pour une frette à tourillons, on prend un lingot forgé (fig. 29). A chacun des bouts, on ébauche un tourillon; pais, à froid, dans la partie devant former l'anneau, est pratiquée, à la mortaiseuse, une mortaise d'environ O^jOS de lai^ur.

La pièce étant chauffée, les parois de la mortaise sont écartées progressivement par des mandrins chassés au pilon et dont les derniers ont une forme conique et cylindrique (1).

(I) Ce procédé a été breveté par MM, Schneider et C' du Creusot. Voir Génie civil du 6 juillet 1SS9 : Lm Induilries maritimes du Creusot, par E. Wejl.

Les deraières o^ratioûs de Torgeagô coasistent à éUmper l 'extérieur sur mandrin, à régulariser les tourillons et leurs collets de raccord avec la partie annula're.

De même que les frettes simples, celles à tourillons subissent des recuits et des trempes répétas.

liCS frettes simples ou à tourillons sont aussi obtenues par compression du métal liquide dans une lingotiëre formant moule.

La figure 29° (1) représente la coupe de lalingotiùre d'une frette ordinaire, préparée à recevoir le métal qui se déverse d'une poche sur vagonnet.

La lingotiëre se remplit, le métal enveloppant te noyau métallique C, fait eu trois pièces formant couvre-joint enlre elles (fîg. 31). L'orifice de coulée est rermé par un obturateur D puis le mouton E agit sur le mandrin F, qui a, ainsi que le noyau, le cône voulu pour forger et repousser le noyau C, qui s'agrandit au fur et à mesure que l'on pilonne. Le mêlai étant eniprisonné est fortement resserro, on obtient une ébauche de dimensions voisines de celles définitives ; ou, si l'on juge de l'achever au laminoir, on laisse une surépaisscur. La pièce peut être livrée au laminoir dès sa sortie de la lingotièrc, ou bien, elle est réchaulTée à la température jugée la plus convenable pour subirle laminage ou l'étarapage si on opère l'acliËvement au pilon ou à la presse.

Pour faciliter le démoulage, le mandrin F est enfoncé à travers la lingotiëre et tombe dans la javotte H.

Pour les freltes a tourillons, la lingotière présentf les dispositions figures 30 à 32.

Le pilon E enfonce simultanément le mandrin F et les coins GG' qui actionnent des mandrins K et K' comprimant les abouts des tourillons de la frelle, alors que le mandrin F force sur le moyeu C comprimant la partie centrale annulaire.

(1) Brevet Buisset du 30 avril 1837.

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS L'iNDtSTRIE 34S

Les coins, de même que le mandrin, traversent la lingotière pour tomber dans la javotle H,

La lingotière est en deux parties que l'on réunit par des frettes. Les coins, au début de l'opération, sont retenus en place par des chevillettes en boia qui cèdent au coup de moulon ; les tampons KK' sont appliqués contre les clavettes.

De môme, le mandrin F est maintenu pendant la coulée par des chevilles de bois.

Toutes les parties de la lingotière en contact avec le métal sont passées au noir de Tonderie.

Il suffit de quelques minutes (4 à 5) pour couler et comprimer une fretle, de sorte que le métal est à température élev<5e permettant de lui donner un complément de forgeage ou de lui faire subir une trempe en vue d'améliorer sa qualité.

Canon à bandes enroulées.

MM. Wlson et Sample, dii Newcastle, ont proposé la construction d'un canon avec bandes enroulées autour du tube central , comme l'indiquent les figures 33 et 34 (I ).

La face extérieure du tube A est tournée de manière que la bande métallique B s'applique exactement suivant sa forme à double trapèze, la bande s' adaptant sur chaque épaisseur, ainsi que le montre la figure 34, jusqu'à ce que l'épaisseur totale soit atteinte.

Une fretle C est disposée k étagement pour recevoir les abouts des diverses épaisseurs de bande. De même le tube ou frelte extérieure D et la frette E sont forgées et tournées pour s'adapter à la forme de l'eDroulement. Ces frettes sont posées à chaud de façon à déterminer par la contraction un serrage énergique maintenant toutes tes parties enroulées. Ou bien, la bande enroulée extérieurement est lisse sur sa face de pourtour, ce qui facilite l'exécution de la frette D.

(1) Engineering, H janvier 1866.

346 PHOCÉDÉS DE FOBGKAGE DANS L'INDUSTRIE

La plupart des canoas de chez Vickers, à Sheflield, sont armés de rubans d'acier. Sur un tube de O^.SOO, on enroule IQÛ*"" de ruban de 0°',0U6 de large pesant 1 3 tonnes et d^uie en 14 couches à la gueule et 75 à la culasse, avec une tension variable d'une couche à l'autre. On frelte ensuite sur cet enroulement.

.\u lieu d'une bande, ou a employé aussi du fil d'acier sous tension (1) et sur une certaine épaisseur. Toutes les spires sont brasées pour former une masse continue.

En vue d'augmenter la solidité des canons, M. MannesmaoD a proposé de les constituer par des tubes de moindre épaisseur que celle ordinairement adoptée (â).

Ces tubes, de préférence obtenus par le laminage hélicoïdal possédant des fibres en couches hélicoïdales, sont gli^és les uns dans les autres, de façon qu'un tube à fibre spire à gauche suive toujours un tube à fibre spire à droite.

Ces tubes sont ensuite soudés ou réunis ensemble par le forgeage ultérieur à l'état chaud, soit par laminage, marteli^i pressage, etc , donnant au canon la forme voulue.

Le déplacement relatif des tubes est empêché, non seulement par le frottement, mais encore par des saillies réciproques, ou par des fils enroulés pénétrant pendant le Ir^lement, dans les parois adjacentes.

Par exemple (fig. 33), entre les divers tubes et avant leur emmanchement à frottement modéré, sont disposés des fils enroulés en hélice qui s'engagent dans le métal forgé (fig.SBj. Le forgeage s'effectue sur un mandrin H que l'on a soin de garnir d'une couche de matière réfractaire permettant d'enlever la pièce facilement après le travail.

(1 ) Le premier «inou entourd de (il a été construit aux États-l'nis, en 1863, à Tareenalde Washington, par M. Woodbridge. n a été prftwDiséTersli même époque en Angleterre par M, loogridge et par le capitaine Scholi en Franre. Le nouveau cuirassé anglais le Majestic a ses canons frettés en ï' d'acier.

(2) Brevet du 13 juin 1890.

PROCÉDÉS DE POHGEAfiE AMB L'tNDUSTRIE 347

On peut aussi faire emploi d'un noyau plein soudé (fig. 37} que l'on perfore pour former l'âme du canon.

Lea /igureâ 38 et 39 montrent les dispositions avec saillies de de liaison sur les tubes emboîtés.

Lorsqu'il s'agit de laminer le canon sur un mandrin M (^g. 38), il convient, avant de commencer le laminage, de foirer, de réduire le diamètre des extrémités sur un mandrin court M' afin que, par suite du frottement que le tube intérieur subit sur le mandrin fixe M, les tubes extérieurs ne glissent pas, de manière qu'il y ait une liaison suffisante au début.

On peut aussi, pour prévenir tout déplacement, munir le tube intérieur d'une bride ((ig. 39).

Ce procédé permet d'éprouver la solidité des différentes parties ou tubes avant leur réunion. Il évite l'emploi de fortes épaisseurs, toujours sujettes à des défauts difliciles à constater. 11 facilite le choix du métal suivant les propriétés particulières qu'il doit présenter, soit à l'intérieur, soit à l'extérieur. Mais il a le grave inconvénient des soudures multiples sur grandes surfaces cylindriques, surfaces qui rendentdifQcile la réussite, l'absence de solutions de continuité-

M. Mannesmann (1) a encore proposé d'appliquer un procédé ayant pour but de développer comme on le faisait avec le procédé d'Uchatius dans les canons de bronze, des tensions et des compressions initiales dans les couches de métal des corps de canons.

Le procédé d'Uchatius, adoptéà l'arsenal de Vienne, consiste à faire passer à force, à l'intérieur du corps d'un canon, un mandrin, de façon que les couches extérieures du tube subissent une traction, et les couches intérieures une compression directe. L'opération se fait également pour les frettes de

(1) Brevet du 23 mai 1890.

318 PHOCâDÉS DE FOKGBÀGS DANS L'INDUSTBII

M. MaonesmaiiD réalise iemèmô but pendant le forgea^ du canon, que celui-ci soit laminé, pressé, martelé ou travaillé au moyen de matrices.

Ce procédé consiste dans la réfrigération de l'intérieur du canon au moyen de gaz, de liquides ou de corps solides, et cela pendant que l'on façonne le canon à l'état chaufïé.

Par suite de cette réfrigération, les couches intérieures du tube opposent aux variations de forme une plus grande rësistaoce que les couches extérieures chautîées, elles subissent pendant le travail une tension de pression qui s'accroît encore par suite de la contraction des couches extérieures, provoquée par leur refroidissement graduel. C'est ce que l'on obtient d'ailleurs, avec moins d'efQcacilé, lorsqu'on foi^eune frette sur mandrin creux refroidi par l'air qui circule au centre.

Par le r^lage du degré de chaleur auquel la pièce à façonner est amenée avant le traitement en question et par le réglage de la réfrigération des couches intérieures pendant le travail, on peut déterminer la tension dans les différeuies couches du corps creux, notamment la proportion dans laquelle la l«Dsion de pression diminueà l'intérieur vers l'extérieur et se transforme en tension de traction, de façon que, d'une part, suivant l'importance et la nature de la pression intérieure que subissent 1^ corps creux, la zone exempte de tension se trouve plus ou moins éloignée de la surface intérieure du corps creux, tandis que, d'autre part, la tension de pression reçoive une intensité appropriée dans les couches intérieures situées près de la surface intérieure.

Si on suppose l'application de ce procédé à un canon composé de plusieurs tubes (fig. 40), on introduit à l'intérieur du canon un liquide réfrigérant en même temps que la pièce esl fortement comprimée en étampes extérieurement.

H se produit alors dans les couches intérieures des forces radiales tendant à séparer les dernières couches extérieures (fig. 4f).

PBOCËDÉS DE POBGBAGE DANS l'iNDDSTRIK 349

Lorsque la réfrigératioQ s'étend vers l'extérieur, la zone de séparation des couches se déplace vers l'extérieur (fig. 4$) et comme les couciies exlérieures se rapprochent du centre par le travail de compression des outils, de façon qu'elles suivent la traction exercée par les couches intérieures (fig. 43), les tensions de traction signalées ci -dessus disparaissent.

En cessant la pression extérieure et la réfrigération étantcomplète, les couches extérieures se contractent, tandisque les couches intérieures, refroidies antérieurement, ne subissent qu'une contraction moindre, ce qui détermine (fig. 44) des tensions dans les couches extérieures, les couches intérieures étant comprimées.

Lorsqu'un canon subit une pression intérieure élevée, le diamètre intérieur s'accroît légèrement, et la tension de pression dans les couches intérieures se transforme en tension de traction, en sorte que toutes les couches subissent une traction.

On peut employer, pour la réfrigération de l'eau, de l'huile, du plomb ou toute autre matière. Ce sont des moyens qui nous paraissent bien aléatoires, qui exigent que l'on supprime le recuit et la trempe. Ils présentent plus d'inconvénients que d'avantages et leur application est très délicate.

Projectiles.

Les projectiles qui donnent lieu à des opérations de foi^eage sont les balles et les obus dont les enveloppes sont en métal malléable.

La fabrication des ballesou des petits projectiles qui se répètent à ne pouvoir se compter a motivé, en ces dernièresannëes, la création de machines ingénieuses foi^eant ces objets avec grande rapidité et précision.

11 en est de même des étuis ou cartouches pour balles dont la fabrication applique les procédés d'emboutissage depuis l'emploi de ces enveloppes.

Les gros projecUles étaient autrefois en fonte, en aeier coulé.

Les premiers obus, dits de rupture, que l'on ail fabriqués (vers 1865) étaient en acier, coulés pleins, martelés, creusés à l'outil, puis trcm|>és.

Aujourd'hui, on applique également aux euveloppes d'obus les procédés de foi^;eage et l'emboutissage direct, comme pour les cartouches.

Routeuse à forger tes pelUs projectiles.

Les balles spbériques, les projectiles de forme cylindrique ogivale sont forgés entre disques ou plateaux lamineurs pouvant présenter différentes dispositions (pi. 44, fier. / k-iij (1).

Les plateaux, de diamètres égaux ou inégaux |'%.*, iOelU), présentent une ou plusieurs rainures en spirale donnant la forme à la pièce forgée par rotation en sens contraire, ou rotation de l'un des deux disques dans le sens convenable, l'autreÈtantfiïe,

Les plateaux peuvent Cire disposés (fig, 7} à faces parallèles, ou (/ig. S) à faces inclinées.

L'un des disques de chaque paire est muni d'une ou plusieurs ouvertures percées au centre ou près du centre, par lesquelles on introduit les piècesbrutes ou ébauchées, ou par lesquelles es pièces finies sortent. Le trou de passage correspond à l' extrémité intérieure de chaque rainure f^ff. iO). Les trous pour l'introduction des pièces brutes sont réservés dans le disque supérieur, et les trous pour la sortie sont ménagés dans le disque intérieur.

Lorsque l'alimentation est faite par les bords, on ménage i l'extérieur de chaque rainure (fig. 10) un bord plat C.

Les disques à diamètres égaux sont disposés de telle foçon que, lorsque les extrémités extérieures E des rainures (fig. iOj passent l'une sur l'autre, ces extrémités se trouvent toujours dans le même plan vertical.

Les disques peuvent être concentriques ou excentriques.

(1) Machine à forger de Fairbairn, 14 novembre 1890.

:ecbvGoO>^l^

PROCÉDÉS BB FORGEAGE DANS l'iNDUSTRIE 351

Dans le premier cas, ils peuvent tourner en sens contraire, à des vitesses différentes, ou bien l'un d'eux peut tourner et l'autre rester fixe; on y introduit lea pièces brutes de préférence par les ouvertures centrales du disque supérieur, quoiqu'elles puissent également être introduites par les bords.

Il est préférable de disposer lesdisquescxcentriquement l'un par rapport à l'autre (fig. 1 à 6); dans ce cas, les disques tournent en sens contraire, avec des vitesses égales. Il convient également que leurs axes fassent un petit angle.

Cette disposition permet d'enlever les batti tu resplusaisément; selon la rotation relative, elle attire les pièces du bord d'introduction vers le centre, ou les repousse du cenire vers le bord, en suivant une ligne droite {fig. 8). Celte ligne est celle du plus petit écartement des disques. Son extrémité extérieure est le point d'introduction F des disques foigeurs, et la disposition (fig. 5 à *j est telle que les extrémités extérieures des rainures se croisent en ce point F lorsque les disques tournent, de telle sorte qu'elles détachent ou tranchent une pièce brute dans l'extrémité d'une barre chauffée engagée entre les bords d'introduction (lig. 6 et 7).

Le degré d'excentricité le plus convenable est de trois à quatre fois le diamètre de la pièce; cette excentricité est variable à volonté pour permettre d'amener les disques dans la meilleure position l'un par rapport à l'autre, et pour permettre de faire varier le degré d'excentricité lorsque les disques sont rechangés par d'autres de diamètres différents.

Pour achever les pièces, on emploie, de préférence, des disques de diamètres inégaux en vue de déterminer des glissements produisant le polissage.

Les rainures en spirale de chaque disque ont une coupe transversale ayant la forme de la moitié de la section de la pièce à foirer: ainsi, pour fabriquer les balles sphériques (1),

33it PROCÉDÉS DE FOHGEAGE DANS l'iNDCSTME

les r^Qures ont une section semi-circulaire. La figure // se rapporte & des projectiles eo forme d't^ives.

Lorsque les disques tournent à des vit^ses égales dans des directions contraires, ce qui est la disposition préférable, les spirales ont la même direction dans chaque disque, c'est-à-dire qu'elles sont toutes deux à droite ou à gauche, lorsque les faces des disques sont vues par le haut, et les deux rainures ont la même division et la même section transversale.

Si les disques sont inclinés l'un sur l'autre, le contact de roulement du bord vers le centre est obtenu en donnant à l'un des disques ou aux deux la forme d'un cène de faible inclinaison (fig. 5).

Dans le cas de disques excentriques (fig, y à 6 et 9), il n'y a qu'un point d'introduction F près des bords, et la œacbÎDe n'est alimentée qu'une seule fois par tour pour chaque spirale.

Dans le cas de disques parallèles excentriques (^g. 7), la machine peut être alimentée avec une barre et par les bords; ou, si les disques sont concentriques, avec des pièces brutes qu'on introduit par le centre, deux fois par tour dans cbaqae spirale.

Dans quelques cas, comme par exemple pour forger uu tîDir des pièces cylindriques et coniques, la rainure peut être formée dans l'un des disques, l'autre restant uni.

La machine figures 1 etB est disposée avec deux disquea inclinés. L'alimentation se fait par le devant, la sortie des pièces a lieu par le centre du disque inférieur en se déversant dans l'arbre creux D dont l'extrémité inférieure débouche dans une boite H.

Les disques tournent en sens contraire, par arbres et engrenages actionnés par une courroie motrice.

La machine figweaS et i comporte une paire de plateaux ébaucheurs et une paire de finisseurs placés plus bas que les précédents.

Le disque inférieur de la paire supérieure et le disque supê-

PnOCfDÉS DB FORGEAGE DAIMS L'INDUSTRIE 3o3

rieur de la paire inférieure sont moat4Ss sur un même arbre creux D (fig. 9). Ces deux disques oot des ouvertures centrales qui communiquent avec l'intérieur de l'arbre creux, de telle sorte que les pièces foi^ées dans les ébaucheurs descendent par l'arbre creux dans les ûoisseurs, d'où ils sortent en roulant vers les bords extérieurs.

Les organes de commande sont tels que les disques solidaires de l'arbre D tournent en un sens, tandis que les autres tournent en sens contraire avec des vitesses égales.

Coname toutes les spirales ont la même direction, il en résulte que les disques supérieurs alimentent des bords ver3 le centre, et les disques inférieurs, du centre vers les bords.

Les rainures des disques sont de dimensions variables déterminant progressivement la forme finale à produire.

Des projectiles allongés sont forgés et finis en une seule opération par une seule paire de disques. Si ces projectiles doivent être rayés ou cannelés, on les forge au moyen de barres ou de pièces ébauchées, préalablement rayées ou cannelées, et l'action des disques est réduite à la formation des pointes coniques ou autres parties à section circulaire.

Les barres d'assez gros diamètre peuvent être chauffées dans un four oMinaire et présentées â tour de rôle; mais, pour celles de petit diamètre, il convient d'employer un four spécial, disposé tout près des bords des disques, l'alimentation se faisant d'une façon pour ainsi dire continue, par les bords disposés en cisaille à l'entrée des spirales.

La barre est d'ailleurs entraînée vers le centre pour être coupée à longueur convenable, les bords des disques régularisant l'extrémité avant la coupe.

Lorsqu'il s'agît d'ébauches ou de morceaux découpés préalablement, il est préférable d'adopter l'alimentation par le centre. On conçoit que la production de ces machines peut être très grande et dépend de la dimension des projectiles.

$54 PROCÉDÉS DÉ FOHGEAfiB DA.KS I.'lNUU3TIUS

C'est une des plus ialéressaates applications du procédé de roulage.

Etuit de cartouchee.

Les éluis métalliques pour cartouches donnent lieu à une fabricalion d'imporlaace industrielle coosidérable.

Depuis l'emploi des fusils se chargeant par la culasse,on a cherché à construife des étuis métalUques pouraat setrir plusieurs Tois.

On en fit en tôle d'acier, puis en laiton par les procédés d'emboutissage en leur douoant des formes diverses.

Ce sont les Américains qui, les premiers (1861), firent usage d'étuis entièrement métalliques obtenus par l'emboutissage d'un disque de cuivre, en donnant une épaisseur uniforme au culot et à la partie cylindrique, avec bourrelet formé par un repli du métal (fig. 43).

En ces dernières années, on adopta l'étui préscnlant une surèpaisseur au culot, puis au lieu de former le bourrelet par un repli du métal, on l'a ménagé dans la partie pleine du culot; de plus, on a donné aux parois de l'étui des épaisseurs allant en diminuant proportionnellement aux efforts qu'elles ont à supporter.

Nous indiquerons le procédé de fabricalion de ce type de cartouche.

La rondelle de laiton ou flan (fig. 44), est découpée, dans une bande laminée dont l'épiùsseur et le diamètre sont déterminés d'après la forme à obtenir et aussi selon le nombre d'opérations d'emboutissage et d'étirage à faire subir.

La môme machine peut découper le flan et produire )e premier emboutissage (jig. 4S); pour cela, après que l'eiuporte-pièce a découpé la rondelle, un mandrin de forme convenable refoule le métal dans une matrice correspondante.

Le culot obtenu subit ensuite un certain nombre d'étirages, au moyen de machines dîtes emboutisseuses-étireuses, en

bvGoogIc

PROCEDAS DE FORGEfLGE DANS L'WDUSTHIE 33S

modifiant progressivemcat les dimeosioos des mindrins et nuUrices, tout aq coaservaat au food la quanlité de métal suffisant pour former le culot et le bourrelet.

Oo a soin de recuire le m^l au rouge cerise pour lui restituer sa malléabilité; (dtaque recuit est suivi d'un décapi^ et les irrégularités de l'éttRige sont recliRées par le découpage du niétal en excès.

On procède, de même, à la foraiation du bourrelet et du logement de l'amorce.

Le bourrelettage achevé, on imprime en creux sur la tranche du culot les difRreotes marques indiquant l'origine de l'étui, puis on perce les évents.

Jusque-là l'étui a conservé extérieurement la forme cyliudrique (fig. 46, fT et 48) que l'on transforme par l'opération du conage ou sertissage obtenue à l'aide de machines à mandriner et qui a pour but de lui donner la forme en bouteille (fig. 49 et SO).

L'étui terminé est lavé, puis séché; il ne reste plus qu'à couper la tranche antérieure, à tourner le bourrelet de façon à. donner à son pourtour une netteté suffisante pour assurer un bon foactionnement de l'extracteur.

Notons que la balle des cartoudies de guerre fst entourée d'une enveloppe en nickel fy)riqoée par les procédés d'emboutissage avec des flaris découpés dims des tôles laminées dont l'exécution est excessivement soignée.

Les longues douilles de gargoussea d'artillerie en cuivre sp fabriquent d'une façon analogue à la précédente. Signalons cependant qu'onaappliqué depuis peu de temps l'action directe d'un Ûuide sous pression en vue de réduire les déchets plus ou moins nombreux que déterminent l'emboutissage, l'étirage avec poinçons, puis le finissage ou la réfection obtenus par le martelage ou le passage à force des emboutis dans les formes convenables.

3j6 procédas DS FORGEAGE dans LINDUSmiE

La disposition nouvelle compreDd (fig. 21 et 22) (1) ud poinçoQ percé de plusieurs ouvertures qui permelteat au fluide de s'introduire à l'intérieur de la pièce lorsque celle-ci a été saisie par le poinçon et la matrice. Ce fluide agit pour elfectus' l'étirage comme ai le poinçon se déplaçait lui-même; le frottement est ainsi réduit dans une grande proportion.

Dans la figure 23, la matrice est en plusieurs parties à cause de la forme de la pièce qui se moule par la pression énergique du liquide.

Dans ce procédé, plus particulièrement que dans celui ordinaire, il est indispensable que l'ébauche soit d'épaisseur régulière et que les outils soient bien guidés et maintenus.

Dans la fabrication des douilles de gargousses, le refoulement du rebord présente quelque difficulté; il exige une pression considérable pour déplacer la matière latéralement en vue de former le lebord.

On atténue la pression en pratiquant une encoche extërieureC (fig. 24), soit au tour, soit par laminage au moyen d'un disque protlié et placé obliquement.

Puis on aplanit le culot A au moyen d'une estampe et d'une iiiatrice appropriées, ce qui produit le rebord D (fig. 2S).

S'il est nécessaire que la douille reçoive encore un élraDglemeut E, on le pratique par laminage, repoussage autour.

Lorsque la douille achevée doit comporter un épaulemenl i l'intérieur (fig. 2S], il importe que dans la forme primitive (fig. 26), la surépaisseur F, ménagée à la partie de transition entre la partie bombée du culot et le cylindre, se proloDge aussi sur la partie inférieure de ce dernier, de façon qu'on puisse également pratiquer une échancrure circulaire G (fig. 27,i à l'intéireur, et qu'après la compression fmale qui donne U forme figure 28, l'épaulement circulaire H subsiste (2).

(1) Breict de la Soci<Slé pour la fabritutlion des munitions d'artillerie (12 novembre 1892.) (i) Brevet du 23 juillet 1892. Sociélé Grusonwerk.

PROCÉDÉS DE PORGBAOE DANS l'iNDUSTRIE 391

Obus.

On distiogue les obus de rupture et ceux pour produits explosifs.

Les premiers, dits akells, sont desliaés à l'attaque des plaques de cuirassement et aflecteot la forme cylindrique â léte ogivale, avec ou sans culot (fig. 29 et 30). Ils ont une chambre de faible capacité.

Ceux pour produits explosifs ont, au contraire, une chambre de grande capacité (fig. 31 à 35), le culot n'est ordinairement pas perforé; le chai^ment se fait par la tète, on les désigne aussi sous le nom de shrapnels.

Les obus d'attaque doivent présenter une grande dureté à la pointe, tout en conservant au métal la ténacité, la ductilité nécessaires pour prévenir la rupture au moment du choc des organes de défense.

Les plus résistants se font actuellement en acier chromé (1) et en acier-nickel, fondu au creuset trempé h l'eau, à l'huile, à ta glycérine, à l'ammoniaque, au plomb, etc.

Ils proviennent de lingots pleins à surface nette, forgés avec ménagement, puis matrices, percés par refoulement, achevés en étampes, ou à une rouleuse, ou au laminoir ordinaire. Ils sont trempés après usinage ; la trempe est difficile pour obtenir un degré de dureté variable de la pointe à la tête.

Un obus de 400''» a son lingot serré, étampé avec un pilon de 10 à 15'; on recuit la pièce obtenue avant de lui faire subir le travail d'ajusli^.

(1) Les premiers obus de rupture en acier chromé uni élv fabriqués par A1M. HolUer et C" vers 1836. L'acier est obtenu un faisant fondre dans un creuset un mélange d'acier cémenté proïenanl de fonle au bois, de ferrosilicium, de terro-chrome et de ferro-manganése. Le produit contient de huit à douze millièmes de carboneetenviron30/0de chrome. Les plus gros obus actuels pèsent une tonne, pour canon de Knipp de 42"" sur altùt de côte ; poids 122 tonnes, construit en 1B86.

358 procAdés dk fobgbagi dahs l'ihbdstkie

La double trempe est adoptée dans quelques usines; une première à l'eau sous forme de pluie ; la seconde est faite au plomb.

A Trubia (Espagne), l'obus de i^' eu acier à 1 0/0 de chrome est foi^ avec une presse de l-SOD*. On le trempe en projetant sous forme de jet divisé f> à 7.000* d'huile. Les tuyaux amenant l'buile sous {u-essiou SMit disposés pour pro' jeter le liquide & l'iatérieur el à l'extérieur afin de hmiter autant que possible les tensions et prévenir les (apures.

La trempe d'un obus se fait encore pur la double trempe immédiate partielle en le chauS'ant au rouge, en plra^eant d'abord la pointe dans le bain pour I9 refroidir rapidem^l; puis on la retire pour la laisser revenir un peu et l'obus al alors imme^é en entier duis le bain d'huile dont le poids est de sii à dix fcûs celui de la pièce.

Relire du baiu, après complet refroidissement, l'obus est recuit jusqu'à la température faisant disparaître l'huile qui adhère à lasurface.il n'est pas douteux que l'onobliendraitnne dureté extrèoK de la pointe d'un obus en la cémentant, puis 11 trempant au maximum & l'eau salée et glacée, ou encore ai opérant la trempe après avoir cémenté la pointe au prussîate ou en la cémentant dans te bain de trempe lui-même de cornpositi<Hi analogue à celle employée pour tremper les outils, tels que poinçons, lames de cisailles. On conserverait néanmotns une forte ténacité et une grande élasticité à la pointe.

Le modèle d'obus à ogive muni d'une coiffe (fig. 30} ou revêtement en métal doux recouvrant la partie extrême de l'ogive sur une partie plus on moins grande de sa hauteur, donne lieu à un assemblage de la coiffe par simple adhérence magnétique, ou bien la pose se fait à chaud avec serrage par refroidissementouparsertissage complété par quelques vis vers la base de la coifle. La canture de taiivre «iroulée en hélice (/ig. 35) est engagée dans une rainure trapéïoïdale, puis matée pour refouler le mêlai et assurer une bonne tenue.

PROCfoâS BE FOSGBAGB DAHS l'iNDOSTRIE 3{C9

La forme des obus permet de préparer deux ébauches à la fois; la méthode (I) consiste à couper dans une barre roude d'acier et d'un diamètre un peu inférieur à celui de l'obus h obtenir, un lopin d'un poids légèremenlsupérieuraudoutilede celui d'un obus.

On forge le lopin pour obtenir deux ébauches réunies par une tig6 de petit diamètre (fig. 36).

Dans une deuxième opération, on donne la forme (fig. 37) à partie conique o^ve de profil très voisin du profil définitif. Oo coupe i ta scie la tige de joncUou au milieu. Chaque ébauche étant réchautTée, est introduite, téton en bas, dans une matrice (fig. 38) dont les dimensions tiennent compte des retraits produits par la cessation de la pression ainsi que par le refroidissement. Elle reçoit l'action d'un poinçon (jig. 39 et 40). La pièce est ëbarbée, vérifiée, remaniée s'il y a lieu à l'étampe.

H reste à former le culot au moyen du métal du bourrelet ménagé à cet effet, et à faire disparaître la légère conicité qu'on a laissée au corps de l'obus pour faciliter son d^agement delà matrice.

Pour cela, on peut soil l'étamper au pilon ou à la presse, ou mieux le faire passer, par pression hydraulique, dans le mandrin-filiëre i'^^. 4t), muni d'un guide emboîtant la tête.

Un pousseur intérieur déplace l'obusen s'appliquant par son collet sur le culot du projectile.

Le métal en excédent est en partie coupé par les lèvres d'entrée de la filière, le reste se refoule, se replie, prend appui autour du mandrin pousseur, remplit les vides de pourtour, se calibre extérieurement, forme bourrelet intérieur. Le bout de lige est enlevé à l'ajustage; le refoulement de cet appendice so ferait dans de mauvaises conditions. L'intérieur de l'obus est achevé à l'ajustage avant trempe et peut présenter l'une des formes figures 42ei43.

(1) Brevet Périsse, Ï8 mars I89Î.

360 PROCÉDiS DE FORGBAGE DAN

M. Boulel a proposé (1) de repousser une ébauche (fig. U], obtenue par laminage ou matriçage, au moyen d'un poinçon de forme dont le volume est égal au vide que laisse l'ébaucbe dans la matrice M (fig. 43} pourvue d'une bague E en deux parties, pour perraellre l'emboîtement convenable de la pièce au début de l'opéralioD.

I^ bourrelet est régularisé vers la fin de l'opération par une bague B qui emboîte la partie supérieure du poinçon.

Selon les dimensions des obus et la puissance dont on dispose, on opère en ua certain nombre d'opérations. Pour les gros obus on peut faire emploi de poinçons à sections rectangulaires progressives f^j?. 46.} L'ébauche /(gare 47 doit être forgée de telle sorte que le premier poinçon la fende en déterminant une épaisseur presque uniforme à la paroi. L'oulil doit agir par coupe et écartement et non pas par refoulement proprement dit, et cela afm de réduire l'elTort de pèDûtration. A chaque opération la bague E (fig. 46) est pourvue de manctiellus rechangeables, dont les dimensions ne laissent entre elles et l'ébauche que le vide équivalent au volume du poiDp)ii introduit.

L'ébauche des gros obus peut avoir la forme initiale f/^-^^i qui permet de supprimer la bague en deux parties. Les poinçons affectent les formes figure 49.

Pour rectifier les irrégufarilÉs du travail, l'obus estBOumis à l'action d'un laminoir à six galeta (fig. 39 et Si). Légale^ inli-rieur C peut se déplacer longiludinalement et transversalement pour obtenir la forme exacte de la chambre. Les galets D ne so déplacent pas ; les galets BB peuvent se déplacer d'une façon automatique; le galet E se déplace aussi à volonté.

On peut donc, avec ce laminoir très ingénieux, achever le projectile au plus près, ce qui est un grand avantage.

m. Boulet préconise aussi de tremper l'obus sous pression. A cet cffe', il est vissé à chaud surunlaraudage libre du piston''

11} Brevet dn 13 décembre. 1893

PBOCËDtS DE FORflEAQI DANS l'inDUSTIUE 361

(fig. S2) rentré dans une cloche L jusqu'à fond de course. Un pjstoD D Tieot recouvrir l'appareil ; l'obus se trouve ainsi dans une chambre fermée. Un tuyau J eu communication avec un accumulateur emplit la chambre, soit d'huile ou d'eau appropriée qui développera une pression ultérieure. De plus, l'espace supérieur I est paiement mis eu communication avec l'accumulateur et, parles trous F, le liquide s'introduit pour tremper la pointe, envelopper l'ogive et passer dans la couronne pour s'échapper à volonté par le tuyau K. On peut ainsi obtenir une trempe énergique de la pointe et une décroissance de trempe dans les autres parties de manière à prévenir les tapures. On peut régler U circulation de l'eau sous pression de telle sorte que la vapoiisatiou n'ait pas d'influence fâcheuse. Ces procédés très ingénieux ejtigent des outils un peu compleies et de plus grande précision que celle que présentent les moyens courants.

Obus ordinaires.

Les obus ordinaires, c'estrà-dire ceux de grande ou moyenne capacité pour engins explosifs, s'exécutent soit par refoulement comme les obus de ruplure, soit par emboutissiige et étirage au taaiidria-filièi'e, soit par la combinaison de ces procédés avec ceux de laminage.

Ces obus viennent de forge avec le culot ouvert (fig. 33) ou fermé (/ig. 3S), ce qui donne lieu h quelques particularités de fabrication.

L'acier doit être de bonne qualité, très ductile pour pouvoir supporter les opérations de forgeage qui tourmentent beaucoup le métal. On adopte ordinairement les caractéristiques

R = 80à9O'^ ^:=18àlO,

L'obus à culot ouvert obtenu par refoulement a pour départ «n lingot conique (fig. 53} ou un lopin cylindrique {(ig. 54),

363 rROc£D£s db h)rgeage da>

trencfaé Â la barre; oa mieux, un lopin de forme conique que l 'on étampe à la barre deux par deux (^g. 55) et que l'on scie i. longueur en laissant un petit excès de métal pour parer am défectuosités du travail.

RéchauSê au jaune orange, le lopin est engagé dans h matrice H (fîg. 56). Il n'y a pas de jeu afin que le poingon P attaque bien au centre dès le début du refoulement ou défonçagc en hauteur sous la forme intermédiaire [tracé ptnntillé

(fis- s^)]-

A un moment donné, le collet du poinçon i"^^. 58), très large pour assurer une bonne assiette, vient buter contre la pièce de forme cylindrique ou évasée par l'action même d'écoulement du métal; en poursuivant sa course, le poinçon et son collet refoulent alors le métal dans la partie évasée de la matrice et le bourrelet extérieur ec forme. On laisse un certain jen entre Ifl dessus de la matrice et le dessous du collet afin que le métsl en excès puisse s'y loger ; mais, pour que le poinçon descende toujours à la même profondeur, on dispose entre le portt matrice et le porte-poinçon deux calesC qui limitent et repèrent la course du poinçon.

L'opération se fait au piton par coups répétés ou mieux i la presse d'une façon continue.

Aûn de faciliter l'enlèvement de la pièce, la forme extérieure est conique. Pour les petits obus, on la rend cylindrique sur la longueur voulue par un élampage finisseur qui reporte i l'intérieur f/î^. 59) le bourrelet extérieur. S'il s'agit d'obus de grande longueur, l'ébauche vient de matriçage comme f^îj. 60] ^racé poinlillé, obtenue en une on deux opérations, suivant la puissance des outils que l'on utilise.

L'ébauche est ensuite laminée sur mandrin un peu conique. entre des cylindres à cannelures ordinaires. Il cnnvieot d'opérer en deux chaudes pour changer de mandrin et adopter un diamètre légèrement supérieur au diamètre intérieur définitif, mais encore coniqueaSn de faciliter ledémcoitage & la ûndulaminagc-

MtOC^D^ DE FOnilUSI DAMS l'iNBUSTRIB Sd

L'obus laminé est régularisé par un premier passage à chaud à travers un maodrin-âlièFe et sur un mandrin-pousseiir intérieur, comme s'il s'agissait d'uu tube fermé. Uu ou deux passages à froid calibrent défiDilivemeot la pièce qui est ou non recuite entre les deox passages s^on l'importaoce de la réduction de diamètre qu'elle a subi. Oa a soin de bien décaper les surfaces et de graisser abcmdammeat les outils pour prévenir les gripponenls.

Ces obus subissent un recuit, puis la trempe à l'huile on à l'eau liéde suivie d'un recuit définitif. Ils sont ensuite usinés.

Les obus à eolot fermé (fig. 3i) s'obtiennent de la méote façon. Une opération complémentaire est cependant nécessaire pour former la tète (ftg. 6f) qui est restreinte en étampes après avoir tourné l'obus à l'intérieur et à l'extérieur au plus près des dimeDsions définitives.

Rappelons que M. Burlon a disposé une rouleuse, avec chauffage électrique, pour laminer les ptiits obus à la barre. (Voir première partie, Laitânage transversal.)

Obus enAotttU.

Le procédé d'emboutissage n'est appliqué que depuis quelques années à la confection des obus qui peuvent être considérés comnae des récipients analogues aux bouteilles contenant des fluides sous pression. On part d'un flan circulaire découpé à chaud à la défonceuse dans des plaques d'acier doux résistant capable de supporter les opérations d'étirage successives, après «nboutissa^e &a forme de cuvette, en opérant à chaud au rouge sur mandrins intérieurs et extérieurs, à la presse hydraulique ou au pilon, pour les premières transformations de l'ébauche, ou au tour à galets. Chaque passage pour le dégrossissage de l'embouti exige un réchauffage au rouge clair.

Afin de faciliter l'enlèvement de la pièce du mandrin intérieur.

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36i PROCéDÉS DE FOBGEAGE DAMS l'i»

quand on opère au mandrin-fi]ière, on emploie, dans les dernières passes d'étjri^, des mandrins revêtus d'enveloppes mobiles qui se détacheot aisément du mandrin en restant adhérentes à la pièce. Ces parties peuvent être graissées sur le mandrin, oe qui diminue l'adhérence. Pour enlever l'enveloppe, oa la refroidit rapidement à rintérîeur, La contraction produit un retrait suffisant pour dégager l'enveloppe sans produire de défaut sur la pièce, particulièrement lorsque celle-ci est àroioix paroi, de grande longueur et présente une forme intérieure cylindrique.

En combinant les procédés de matriçage et d'eml)oulissage, la méthode consiste à prendre un lingot coulé ou forgé de forme cylindrique que l'on chaufle et que l'on matrice (/ig. i, pi. 45) en lui donnant la forme d'une ébauche dont les bords ont une surépaisseur dû même que le fond. Le métal du bord est ensuite étiré sur enclume spéciale (fig. 2) pour rameocr à une épaisseur uniforme la paroi. L'ébauche est prc^ressivement «mboutie à chaud et prend les formes du diagramme (fig- 3}- L'emboutissage se fait en matrices, comme le montre laftîure'*' pour l'une des phases de l'opération.

S'il s'agit d'un «bus à. tête fermée, les diverses phasescorrespondent à la figure S.

Les figures 6 k 45 se rapportent aux dispositions et procédés de la Compagnie des ateliers de Saint-Élienne (J).

Les flans sont découpés par une défonceuse (fig. 6 à PJ comprenant une matrice-guide A, une rondelle-guide B, une rondelle C servant à couper.rapportée sur lecouliaseauD, une rondelle rapportée E nuinlenue par la plaque F; G est la lôle à découper; H, l'appareil permettant de retirer les lôles découpées; I, vis pour chusser les flaucs circulaires.

Les figui-es 40 à /4sont les dispositions des tours à emboutir.

A est l'appareil portant les galets E.

<1) Brevet du 26 janvier 1884.

PROCÉDÉS DE FORGBAOe DUiS l'iNOUSTRIE 36S

B, pièce emboîtant la tôle à travailler et s'appuyant contre la butée C; D, mandrin.

Les galets E agissent extérieurement et, dans certains cas, ils sont disposés pour agir intérieurement.

Les figure» 46 kSO sont les ensembles et les détails de l'appareil repousseur.

Les outils finisseurs sont représentés figures 2/ à 23.

Les figures 24kâ6 se rapportent à des gtlels coniques.

Les figures 27, 28 et 39 comprennent l'appareil lamineur, emboutisseur, repousseur, complètement indépendant et muni d'un plateau, disposition qui montre que les galets sont formés de plusieurs rondelles ayant pour but d'éviter les glissements et arrachements qui se produiraient lorsque la surface à travailler n'est plus un cylindre et que les outils actionnent le métal sur une longueur assez grande h la fois. La différence de vitesse entre deux points d'une même génératrice devenant importante, l'action des gilets ordinaires d'une seule pièce ne serait plus régulière, le façonnage deviendrait même impossible si les galets, épousant la forme de la pièce, n'étaient constitués par des rondelles juxtapost!es indépendantes, tournant autour d'un même axe et disposées de telle façon que les plans de séparation de chaque rondelle d'un même groupe ne correspondent pas aux plans de séparation du groupe voisin, de sorte que les rondelles ne font pas la môme trace sur le métal. Les figures 30 k 32 indiquent aussi la disposition des outils composés.

Dans cette fabrication, U tôle, prise sous la forme d'un disque circulaire (fig.33} est amenée par une série d'opérations toutes de forge, en passant par les différentes phases représentées (fig. 34 à ^}, i la forme demandée; l'épaisseur seule des parois n'est pas aux dimensions. A cet elîel, les appareils finisseurs assurent les épaisseurs après avoir monté la pièce sur un mandrin (fig. 40) de forme exacte intérieure, et en agissant à l'extérieur.

366 PROCÉDÉS DE FOlUiKUSE DANS l'iHDUSTUK

Le nombre des opérations successivi^s varie uiivaat tes longueurs et épaisseurs à obtenir.

De prélërenoe, les appaieila sont fixés sur le cbariot d'un tour, qui donne le mouTemeot d'avancement voulu uu outils, badis que la pièce, moulée sur le mandrïn du [dateau du tour, transmet le mouvement de rotation aux gal^ eux-mèmei (fig. 43 et 44).

Ceui-ci sont de forme ordinaire pour étirer les partiescyliodrlques correspondant aux figarea 41 et 42; de fonne conique (fig. 24), pour l'^iaucbage; de forme envdoppe de la {ùèce pour les passes finisseuses.

Les obus peuvent encore filre confectionnés en partant de ironçons de tubes découpés que l'on ferme k une eitrànilé par soudage en étampes sur mandrin, comme le montrent les figure» 4S^ SI.

La figure 4S indique la disposition du mandrin H et de l'élampe Ë pour obtenir la première déronnalion, qui doit être la plus grande possible, se rapprochant de la forme ié&nitive.

La figure 46 correspond à la deuxième déformalioa; le mandrin ne s'applique pas sur le bout, de manière que l'étampe refoule le métal latéral et le répartisse bien en lui dcHiuantune pression énergique faisant disparaître le [dis quiscsoul formés.

La figure 47 indique l'obus après ta deuxième façon, disposé sur le mandrin pour la troisième opération qui détermine le plat de l'extrémité de l'obus terminé comme figure 48.

Chaque opération exige un réchauffage bien régulier.

Pour des abouls semi-sphériques, les figure» 49, Su fi Si montrent la disposition des outils.

L'avantage de ce procédé est de permettre l'emploi de tulles sans passer pour chaque pièce, par de nombreux étirages (!)■

(1) Brevet Sdyn du 15 février 1884.

PROCÉDÉS DE FOBGBAGE DA.\S l'iNDUSTIUK 367

Les obus se font encore eu deux parties : celle compreuaot la pointe, est en acier de qualité spéciale, le culot est en acier ordinaire. Les parties sont soudées sur joint circulaire vers le milieu de la longueur. On a soin de tourner les parties pour qu'dics s'emboîtent quelque peu. Un trou est aussi percé dans le culot pour le dégagement des gaz.

S'il s'agit d'un obus à pointe eu acier chromé, on peut souder simplement l'extrémité. La soudure électrique par courant direct s'applique aisément à ce mode de construction en agissant par pression. Le bourrelet formé au joint s'enlève aprËs coup.

0&U3 emboutis et laminés,

La combinaison de l'emboutissage et du lamini^ simultanés s'applique auK obus courts au moyen de la machine (fig. SS %i.S3){{).

Le flan cylindrique chauffé Â haute température est d'abord mis à la forme d'ébauche H' (jig. Si) par le mandrin A monté sur la tige d'un pousseur hydraulique D (fig. 52) et par les trois galets lamineurs CEE.

Pendant l'opération, le mandrin X avance progressivemeal tout en tournant par entraînement entre les galets E.

L'ébauche étant réchauffée, passe au finisseur F (fig. SS) disposé de l'autre côté et comprenant également Irois galets et un mandrin de forme ûnale.

L'opération n'est po-sible qu'autant que les galets lamineurs sont parfaitement maintenus à la tête, par un guide G disposé (fig. 52, 55 et 56J sur le devant de la cage et enveloppant l'ensemble des parties ogivales des gjletsen pénélrantdans le vide qu'élu laissent entre elles, mais sans dépasser et même sans atteindre la limite des cercles tangents à leurs surraoes intérieures, à toutes les sections communes et perpendiculaires à

(1) Brevet Verdreau du 27 janvier 188».

368 PROCÉDÉS DE FOBGEAGE DANS L'iNDUSTRIR

leur axe, de maaière à leur lùsser faire une légère saillie nécessaire à leur action sur le disque à emboutir.

Cette plaque-guide G forme ainsi, par son vide intérieur en tronc de cdae dont la base est indiquée par la drconfêrence C, une matrice guidant le disque quand l'action de h presse hydraulique le pousse dans le laminoir, et l'empêchant de dévier et de se plisser. Sans ce guide le disque se plisserait à ses trois points de contact avec les galets et refuserait de tourner et de se façonner.

Lorsque l'obus est de grande longueur, l'ébauche est préparée au pilon, puis passe au finisseur. On prend un lingot à section rec langui aire ; on l'étiré et on le sectionne au point voulu, puis on abat les angles et on l'arrondit au pilon pour obleni un disque (fig. 57) ayant subi un coup de poinçon pour assu rer sa position sur l'ëlampe matrice M {/ig. 39) qui lui donne la forme indiquée avec la matrice M' (fig. 58).

On lui donne ensuite la forme B' (fig. 60) par son pass^ i travers un mandrin P', l'ébauche étant soutenue par le pmDçon P.

De là, on enfile l'ébauche sur le mandrin R (fig. $f et 6S) et on l'étampe et l'ëlire au pilon en partie. La pièce passe Sualement au laminoir Ûctisseur pour y recevoir une dernière façon et l'étirer à longueur voulue.

Obui en acier forgé à l'état liquide.

Les lingolières, pour forgerparcompression et martelage sur mandrin les obus en acier fondu à l'état liquide, sont disposées pour permettre de laisser le retrait plus ou moins brusque du jûétal s'opérer sans résistance pour éviter des criques et sans avoir recours au réchauffage pour sortir le mandrin de la pièce.

La tige A (fig. 63 à. 66) {i) estd'unseul morceau avec l'cçive

(1) BFsvet Buisset dt) 30 avril 1837.

PROCÉDÉS DE FORQEISS DXNS l'iMDUSTRIE 369

OU pointe du mandrin ; elle porte à sa partie supérieure un trou pour recevoir la clavette en fer B qui donne le serrage aux segments C entre l'ogive et la rondelle E qui reçoit le choc du marteau- pilon.

Un tube en acier F porte des rentlenieots en forme de pattes de crapaud G, pour faire serrer à fond tous les segments C contre les portées H qui déterminent le diamètre; une clavette en bois L, qui est conique, sert à maintenir ce serrage pendant 1« martelage.

Pour obtenir un bon serrage avant de placer la clavette L, on place une plaque J sur la tôte de la tige A, et deux petites tiges filetées font serrage pour amener le mandrin creux en face des trous de la clavette; on emmanche provisoirement une clavette en fer L bien conique pour forcer toutes les portées à joindre ; ou serre avec une clef les deux: tiges pour soriir la clavette provisoire, que l'on remplace par celle définitive en bois ; on sort ensuite les tiges et la plaque, et le mandrin se trouve articulé en tous sens.

Au mandrin ainsi composé, on applique k sa face extérieure une chemise eu toile amiantée, prenant parfaitement sa forme ; elle a pour but d'empêcher ce mandrin de se chauffer trop rapidement au contact du métal; elle est retenue à sa partie supérieure par un fil de fer.

Le mandrin est ensuite placé dans la lingotière 0, en laissant la hauteur nécessaire, environ 15"°, entre la pointe du mandrin et la lingotière, pour obtenir une compression suffisante de l'acier en vue de souder toutes les molécules et éviter toutes les souIHures; il est retenu sur le dessus de la lingotière par trois petits rondins de bois qui se brisent au premier coup de marteau.

On coule l'acier dans les coulées P, ménagées au haut de la lingotière, et cette dernière est freltée, sur sa hauteur, de trois cercles de fer emmanchés à chaud. Deux trop-pleins Q sont réservés pour laisser échapper les gaz et le laitier de

STO pKOcÉi>is m voigeagi dans l'indctstrik

l'acier, qui letombe dans de petites lingotières ; on Mut ain» un acier pur saos aucune défertoonté. Ou Joige immèdiaLemeut après la coulée m frappant en mâioe tanps sorle mandrin et sur la rondelle R, et, aussilôt le deroia coup donné, ou chasse la daTette B le plus rapidement possible pour la faire sortir NrtièreoMnt de la rondelle Ë et du mandiiu, de manièfe à supprioter le serrage cuitre les puus hautes et basses des segments ; puis, au moyw d'une rondeUe de hauteur qui vient s'appuyer sur la lige A, un coup de marteau est donné pour casser la clavette ea bois L, et le tube ea ader F dégage ses pattes à crapaud G pour tomber ùao9 les parties évidées S des segment» C, les rapprocher de l'aie et permettre aux s^meuts C d'être entièrement lil»«s. Leretrail peut ainsi s'opérer sans résistance.

Pour les ébaucbes de culots d'obus rapportés, ou opèfe dans des liogotières avec des mandrins de forme recevant l'actioD d'un {ulcm ou d'une presse.

Une liogoti^re A pour le matrice de neuf pièces à la te est i^acée sur une «Kluioe B qui pivole à volaitè sur une Ghabotte('^j).â7et««J(i).

Des taquets d'ai^te fixent la liogotière à l' enclume.

On coule le métal par la coulée Ë qui est disposée eu &ipboa. Les mandrins F sont retenus par trois ou quatre chevilks eo bois; toute la coulée est réunie par des entailles sous la liugotiére, lesquelles donnent lieu à des liaiHHis que l'on dùcoape ult^ieuremeat k la poinçonneuse.

Pour le forgeage, ou emploie soit unmarteau-piloo, scitone presse.

Ou laisse une surépaisseur de 6 à T"' pour parachèiemeut de la pièce en tous sens aux machines qui opèrent â-cbaud par plusieurs passages dans les mandrins finisseurs.

U) BKYeCBDisKUu30«irtI18ai.

PROCÉDÉS DE FOROKAOB DANS l'iNDUSTIIIE Sïl

n«4Des de cninwseHeBt «m UlHdages.

Les blindages aoat des jaques servant à constiluer des armatures, des reTêtemenls oa des eaiv^ppes deogins de défense militaire.

Cesplaques s'appliquent sur les parois extérieures des vaisseaux de guerre dans les parties accessibles aux projectiles (fig. 1, 2 et 3, pi. 46); elles protègent les fortifications des câtes, des forts; elles forment les tourelles, les coupoles abritant les canons (fig. 4), les phares cuirassés à éclipse pour éclairer les abords des forts (fy. S).

Les puissants projectiles dont l'artillerie difpose aujourd'hui exigent que ces plaques soient très résistantes à. la pénétration, sans se briser ou se déchirer (fit/. 6 et 7) sous l'action du choc et de la puissance vive du projectile.

Les blindages se fout de toute épaisseurà partir de quelques centimètres jusqu'à 0",60 et plus. Lorsqu'ils sont employés pour les forts et qu'ils sont ex>'cuté3 en acier coulé ou en fonte, l'épaisseur atteint 1". Les pelites épaisseurs (G^.Oî àû^jûi) serventà protéger certains ouvrages contreks petits projectiles (balles).

Nous n'avons à considérer que les plaques coostruites en fer soudé, en fer fondu, en acier, en fer et acier ou luétal mixte dit compoa'nd.

Les plaques de cuirassement sont d'application très ancienne. D'après Strabon, les Carthaginois en recouvraient leurs vaisseaux. Les Nonnands du xn' siâcle consolidaient également certaines parties de leurs bateaux (I). Oncite(I530)lacaraque blindée de plomb des chevaliers de Saint-Jean de Jérusalem.

Dès les premières applications de l'artillerie, on songea â protéger les canonniers, et le blindage se présente coaime le complément de la bombarde ou du canon, comme en lémoi-

(I) Génie Civil, tome XV, 1S89. Étude de M. E. Weil.

372 PHOCÉDâs DE F0BGE4GB DANS l'iNDUSTSIE

giient des anciens dessins de canons blindés, de canonnières armées de ces canons et protégées elles-mêmes par des aniutures métalliques (1).

Ou retrouverait d'autres exemples dans les transformation! de la construction navale et des engins de défense des plates fortes.

En 18i3, Dupuy de Ldme proposait l'emploi de tôles superposées formant une épaisseur de iGG"", pour revêtir les va'sseauK dits cuirassés.

C'est en 1831 que l'on mit en chantier les premierscuirassés pourvus de plaques de fer de IIO"'' sur les parties susceptibles d'être atteintes par les projectiles.

Successivement, ta puissance des projectiles fit augmenter l'épaisseur du revêtement métallique.

MM. Petin et Gaudet furent les premiers, en Europe, i fabriquer des blindages.

Leurs premières plaques furent appliquées aux cinq batteries flotlantes livrées pendant te siège de Sébastâpol (18oâ). Elles étaient en fer et avaient été forgées au marteau-pilon.

Dès 1858, voulant fabriquer économiquement les pièces de grandes dimensions (lO" de longueur, l^jfiO de largeur, 0°,IO à O.IS d'épaisseur), ils appliquèrent le laminoir de la puissance la plus considérable qui existât alors (2).

Ils armeront de nombreux vaisseaux de divers Élats et cooscrvèrent longtemps le meilleur renom à leurs produits.

A la mOme époque, en Angleterre, divers établissements livraient des blindages pour navires.

On cite, il l'Exposition de Londres en 1862, Brown préseo-

1,1) Ma nuscr Lia de l'époque. (Court tTamaerieJ. iflewwtndujlritto, 19 décembre 18j5, page 508) ;

Batteriea lloltunles, conslruitea en 1T83 par le chevalier d'Arçon en f"^ (lu siège de Gibraltar, dont les bordagea Ëtaieot renforcés par des baitti

(2) A cette époque, les Petin et Gaudet étaient considérés comme les prs- . miors forgerons du inonde.

PROCÉDÉS DE PORGEAGE DANS l'iNDUSTRIE 373

taQt une plaque de 6™,60 de loogueur, l^.â? de largeur et O^jlBS d'épaisseur pesant 10.000"».

LaMer8eyetC''exposaituDblindagede6,4"ûx 1,900 xO,UO pL«ant iS.'îOO'^. Cette pièce, considérée comme un produit excellent, avait été forgée au pilon.

En 1867, les fortes plaques mesuraieot 0'",22 d'épaisseur avec un poids de Ib'.

En 1874, rôpaîsseur est de O^.SO at le poids de 24'. En (878 on atteint O'',70 d'épRisseur et un poids de 30' qui se rapportent à une plaque de fer puddié présentée par MM. Marrel : longueur i^.SS, largeurl",60,épai*seur0"',71,"; poids 30.022"».

Dans ces dernières aunées, l'épaisseur de 0'",70 a été dépassée avec un poids de plus de 60' (1). Les fortes épaisseurs, Q'^,^0 à O'°,60, sont appliquées aux coupoles de forts, lesquelles pèsent jusqu'à ISO'. Lesceinturesde navires ont des épaisseurs de 0",M à 0",55; les éléments pèsent de 20 k 50'. Celles pour parois au-dessus de la ligne de flollaison, pour les entreponlf, les revêtements de ponts, pour les tourelles ou coupoles de canons, etc., ont des épaisseurs plus faibles, variables depuis 0~,040 et au-dessus.

Ainsi le cuirassé moderne le Jauréguiberry a des plaques de 0"',45 en ceinture, de plus de 2" de hauteur, s'étendant de l'avant à l'arrière. Au-dessus de cette ceinlure et sur toute la longueur du navire, règne une cuirasse plus mince, O^.OSO, protégeant, sur toute sa hauteur, l'enlrepout conire l'aclion des obus explosifs. Le pont, cuirassé à O^.IOO, est complété par un pare-éciats. L'ensemble des revêtements pèse plus de 4.000".

Dans le bâtiment figures f,2et3, modèle récent delà marine anglaise, on a adopté une ceinture de 0'",457 sur environ les deux tiers de la longueur; deux cloisons transversales blindées

(1) KruppprésentaitàrEiipositionde Chicago (1893), une plaque enaciei-nickel cémenté de 62' : longueur 8" ,30, lâcheur 3"" ,10, épaisseur 0",4'^. .

Les Aciéries de Bethléem exposaient une plaque sjaut pulvérisé ci ni) obus en acier HolEzerde 0~,Î0 iJe diamètre, du poids de 112'', lancés avec une ïiiesse de 510" par seconde.

bvGoogIc

374 PROCÉDÉS DI FOROBASB DANS l'iNDUSTHIE

séparent du reste du bâtiment la portion ainsi cuirassée el complëleDt la protectioQ des deux tourelles barbettes blindées à 0°*,400 qui se trouvent à l'avant et à l'arrière de ce caisson cuirassé. £atre les deux tourelles, la partie extraie du bitiment est protégée par une cuirasse mince de O^^^T. Uo pc«i cuirassé de O^iOlO recouvre toute la partie centrale à labautcur du can supérieur de la cuirasse épaisse.

L'emploi de la mélinilea fût modi&er la répartition descuirasses; elles se font développées sur les ponts eu coacbes d'épaisseurs variables de 10 à 60"""; on a réduit l'épaisseur de la cuirasse extérieure à 0^,250 au lieu de 0'°,SSO (I).

On peut juger par quelles transformations succes»ves a dû passer l'outillage des forges pour itrriver à manipuler des pièces aussi considérables, pour donnera ces plaquesde ferou d'acier le maximum de ténacité, de résistance au cfaoc.

Elles ont déterminé l'emploi des plus gros marteaux, des plus puissants laminoirs el des plus énergiques presses hydrauliques.

Le canon et le projectile développant une puissancecroiisante, la défense augmente la résistance des ouvrages protecteurs.

L'industrie est tenue de transformer continuellement ks procédés de fabrication, d'augmenter son outillage qui doit mettre en œuvre des masses de plus en plus grandes.

L'outil de la veille devient insuffisant, il faut le reliera des travaux devenus d'importance secondaire, il faut lui substituer un nouvel outil plus important ; et c'est ainsi que progressivement les pilons de 25' (ï) ont été remplacés par ceui de 50. 80, lOOS et tout dernièrement par celui de 123< (3), le plus puissant de nos jours, installé à Bethléem (l^tats-Unisj eo

(1) Dans le cuirassé léna, eo construction à Bresl, la ceinture a m Épaisseur réduite à 0,320 par suite de l'emploi de plaques cémentées dilf« aussi harveyées.

(3) Puissance maximum en 1855. Usine de Rivenie-Gier (Marrel frtfts).

(3) Cet outil foDCtionne depuis 1891 ; il est spécialement utilisé [«urla fabrication des bliDda^es des gros canons, des arbres coudés, des arbie>

noctois BE F(»«BA«8 DUls l'ihdostbig 315

vue du Durtda^ des blindages, des gras cinons sa acier forgé et du forgoge de lii^ots pesant de €0 à 150'. Oe m&oe, les pltB fortesi»«sBesliyiirauliquesatte<gDaieat, ilyaqœlqaes années, une puissanoe de 4.000 à 6.000'; certaines développeal aujoord'faui lO-OOff li-OUO* (I ) et tendent & déUtiner, sinon à remplacer le marteau pour le travail des grosses pièœsd'ader.

Les laminoirs preanent aussi des pnq)orU<H)s étonnantes pour le travul des gros blindages.

On conçoit que la fabricatioi de ces eogins de défense a. plus que jamais une ioQueace prépondérante sur les progrëi et le développement des procédés métallurgiques.

Les plaques de cuirassemeut ont donné lieu à de nombreuses recherches pour obtenir le meilleur métal. Elles se font par martelage, par pressage, par laminage ou par la combinaistm de ces procédés, chacun d'eux ayant ses avantages rt ses inconvénients. Les propriélésdeducUliléet de ténacité peuvent être données au Ter par un martelage énergique soudant les éiéments, puis pax un laminage pour obtenir de la âbre.

Le fer fondu, l'acier plus ou moins doux, com^vimés, prèsses, laminés, présentent des qualités supérieures à celles du fer soudé, mais une dureté encore iusuflisante à la surface, qui ne saurait prendre la trempe conveualrie que par une cémenution, une adération plus prononcée, ajoutant auxdilUcultésdo la fabrication.

(1 ) Presse de U.OOU', i iialdUée Wut rtammenl à l'usinB â'; fiftliliiem (Pensylvinie) pour ébaucher les plaques de blindage, le martesu do Iffi' devant les finir. Cette presse comporte deux cylindres hydrauliques de l'gîTO de djamètre recevant une pression hydraulique de 500'< par centimètre carré. Elle permet de répartir la pressioa in^alemeat sur les étampes de maniéi« i forger les plaques d'épaisseur variable sans emploi d'étampes spéciales. Les étampes et enclumes sont manœuvres p^r pistons hydrauliques. Les sommiers pesant 386* ont été construits en deux pièces ; puur les relier, IS boulons en acier de O'ilSO de diamètre ont Été cbautKs à une température U^lle qu'après serrage des écrous, puis retroidis, ils Bupportent une tension de li'* parmillimétrecarré. Les quatre tirtnisouonloBoes ont 14* de loagneur et 0",66 de diamètre.

{Pour plus de détails, consulter noie do M. ChOmienne, Bulletin (eeftnoiogiq«», man iSSi : Ei trait de JAt /ron :lge du 13 juillet 1893.)

376 PDOCÉDtS DE FORQEA.aB SANS L'iNDUSTRIB

L'emploi d'aciers spéciaux a permis d'améliorer la qualilédu métal ea vue d'obtenir des plaques qui résistent au choc en se déprimant sans se criquer, ni se gercer, sans présenter de laides Assures radiées, sur la face arrière, déuotant lafragililé.

Les essais ont montré que les projectiles destinés i l'allaquc des armures eu métal doux doivent être en métal dur; ainsi, les boulets en fonte percent les blindages ea fer avec factiilé.

Au contraire, pour les blindages en métal dur, il faut un projectile en métal tenace et plus ou moins dur. Trop dur, il se brise sans entamer le blindage; résistant etductile,il pénètre la paroi.

Les plaques de blindée dites compound ou mixtes de 460"° d'épaisseur sont traversées par les obus en acier Hottzer de 3l3mia^ le projectile parcourant encore après la traversée l.SOO°' et se trouve aussi net que s'il sortait du tour.

Cet exemple montre bien la puissance de pénétratiwi et de résistance que possèdent les engins d'attaque.

On cite encore : qu'un projectile Hollzer en acier foi^é de O^.-SO a traversé un blindage cumpound de 0",40 et a pfnélré de O^.ia dans une plaque de fer de 0"',25 d'épaisseur placée derrière le blindage.

L'arlilltrie obtient aujourd'hui des vitesses de 1,000" awc des projectues pesant 3"», la pression atteint 3.000** par caitimètre carré. Avec des projectiles de 40'» et une vitesse de 800", la pression atteint 2.500"».

lin 1876, daQS les essais comparatifs exécutés à la Speizia, les plaques d'ader extra-doux traitées par la trempe superficiede et le recuit, et présentées par le Creuset, accusèrent des qualités de résistance les plaçant en première ligne.

En 18"9, les Anglais tenaient le premier rang avec le^ plaquesmixtes formées d'une couverture d'acier très dur, soudée sur UD sommier plus ou moins épais de fer soudé ou de m fondu, ou d'acier très doux.

Ces plaques répondaient aux meilleures conditions de r^*'

PROCÉDÉS )>E FORGEAGE DANS l'iNUUSTHIï: 317

taoce : grande dureté pour briser le projectile et ductilité pour résister aux déformations dëlermiaées par l'action du chor.

Dès 1880, le Creusot reprend le premier rang avec ses blindées en acier-QÎckol durci, qui restent impénétrables aux bou^ lels en acier chromé. Celle supériorité, avec des produits perfectionnés, s'est encore montrée dans des essais récents, qui ont été un légitime succès pour ce grand établissement métallurgique.

Actuellement, les marines adoptent d'une façon générale les plaques d'acier composite surcarburé par cémentation d'un côté, opération préconisée en 1891 par M. Harvey, et qui permet de tremper & l'eau glacée pourobtenir une extrême dureté, sans crainte des tapures.

Plaques en fer.

Les plaques de faible épaisseur se façonnaient par les pro' cédés ordin^res de fabrication des tâles.

Pour les grosses épaisseurs on appliquait le procédé général de formation des grosses pièces, consistant à souder, h laminer des paquets de mises ou de riblons choisis.

Par exemple, s'il s'agissait de faire une plaque ordinaire de 5' : on élirait des barres de 0",300 X O^jO^Ji que l'on coupait à 0'",80. Cinq de ces barres étant superposées et soudées, oo en formait une tôle grossière dite table. Deux table» étaient soudées et réduites en une autre de O^jW d'épaisseur et l^'jSOO de surface. Quatre de ces tables superposées, soud<!es et laminées donnaient une plaque de a^.KOx i'',"ili X O^.eO. Quatre de ces dernières formaient une nouvelle masse, qui, laminée, donnait une plaque de 110'°'° d'épaisseur, ainsi constituée par 160 épaisseurs de plaques dont chacune avait h l'origine 0",'^^ d'épaisseur, soit une réduction de 1/35 de l'épaisseur primitive.

Dans une telle opération, l.ûOOà 1.200"" de surface de métal devaient être soudés.

378 pkoqEdés k fmcuck dahs l'uivdstsik

n a'est pas étoonaDl que des 6^auts de soodure se pnduisaieoL

L'opéralioo finale était ddicate pour acberer k sooda^ i la température ooaveoable et empêcher les bords de brûler dans le four à réchauffer.

Parfois, après le lamioage, la plaque était placée sur une taUe eu ùmie et un gros cyliodre de 10 i 12' roulait dessus pour faire disparaître les ondulations ou inégalitésds lamioage.

La légulahsaliou exigeait l'eDlèvement de O°,0tO à O°,030 d'épaisseur suivant les couditioas d'emploi et de finissage.

Un procédé analogue consistait à produire des barres méplates de 0^,300 k 0",500 de largeur que l'on reooup&it en bouts pour former de nouveaux paquets que l'on soudiit au pilon; laminées de nouveau en barres plates analogues aui précédentes, remises en paquet et laminées, on obtenait une plaque dite petit moule qui était réduite en dimensitHis déterminées. Un certain nombre de ces plaques superposées, soudées au pilwi et au lat&iooir, domiaieot une plaque pius épaisse ou grand moule. Enfia, plusieurs de oes ^andsmoulei réunis et laminés formaient une plaque d'épaisseur voulue.

En vue de réduire le fa^onn^je, les paquets étaient foraiés de deux ou plusieurs plaques superposées entre lesquelles étaient disposées des barres laminées méplates ou carrées, ou des billettea de fer ou d'acier soudant, ou des barres de taéiti mixte de 20 à 40"" d'épaisseur et de 100 à 400™ de lirgeor, leur longueur variant avec les dim^isions de la plaque i f"^ duire et suivant qu'elles Paient en long ou eo travers. Ob encore c^ billettes avaient des fcmnes qui s'emboltuent |»f~ liellement, qui s'accrochaient et dcmoaient lieu A des joinls ^ raccord oUiques assurant de bonnes soudures.

Les ligura S moo^ot les difféieutes dispoations de o^ paquets, que l'on soudait au pilon ou au luninoir.

Les blindages en ter se fabriquaient eoccM^ de la mani^ suivante: Des mises de fer puddiéde S^jSO de longueur ava**'

PBOCtDfcS DE FOBfiUOB DANS L'iNMISTHIK 379

eura bords loDgitudinaox eo crochet, de façon k eDcherétreF les jdnts.

On formait un paquet pour couverte avec ces barres que I'oq soudait d'abord sur les cbamps, aSo d'assurer leur mise en place. Dans une première chaude doooée à la moitié du paquet on soudait les mises ; puis, dans une deuxième chaude, on étirait cette partie en lui donnant une loi^ueur égale & la largeur de la plaque et uue épaisseur de O^jOS à 0'',1U. L'autre moitié du paquet était traitée de la môme façon, en deux chaudes.

Le martelage se faisait de champ et sur plat, en ayant soin de frapper du milieu vers les bouts, pour éviter les dessoudure.".

La brame était divisée en àeiUL parties, chacune foriuaut une couverte de la plaque. La partie centrale était constituée par trois brames de barres enchevêtrées, comprises entre deux feuilles de tdle, le tout soudé et étiré au laminoir.

Le paquet déhnitif était traité comme le paquet pour couverte, en quatre chaudes.

Le corroyage donnait lieu à des boursouflures que l'on perçait pour laisser échapper les gaz et les laitiers lorsqu'on soudait ces parties défectueuses.

Ces plaques avaient 5 ou 6°* de loDgueiu'. Elles élaient coupées par moitié pour former des longueurs ordinaires voulues.

Le déchet du sciage et les rognures représentaient un dixième environ du poids total.

Oq procédait ensuite à la trempe en portant les plaques à la température du rouge eten les plongeant dans une fosse pleine d'eau.

Le recuit succélant à cette trempe se faisait au rouge naissant; le rerroidissenieot lent durait cinq à six jours.

Les plaques étaient achevées à l'ajustage et courbées à froid à la presse si la courbure était peu prononcée; l'opération était Taite à chaud pour les fortes courbures.

Les plaques défectueuses étaient employées pour les couvertes de paquets. Leur proportion s'élevait à 1/10.

380 PROCÉDÉS DX FORGBAGS DAKS L'inDUSTRII

Les plaques lamiDées étaient constituées par des couYerles réunies ea trousses avec les mises centrales. Chaque trousse se composait de barres biseautées de 80 à 100""" de taigeur sur 20 à SS"™ d'épaisseur. Afin d'atténuer les chances de soudures imparfaites, les barres étaient disposées en diagonale et aller* nativemeot dans chaque sens.

On soumettait les trousses h. une première chaude modérC'e et on les passait quatre ou cinq fois entre les cylindres avant de chauffer au blanc soudant et de produire un étirage pn> noncé en vingt & vingt-cinq passages.

Les plaques de largeur uniforme étaient étirées au laminoir à quatre cylindres; les bords longitudinaux étaient ainsi réguliers et les deux bouts sur la longueur étaient seuls alTraDchis à la scie circulaire.

Après sciage, la plaque refroidie au rouge très sombre élait trempée à l'euu, puis elle subissait le recuit (f).

Les difTicullés pour obtenir une bonne soudure des nombreuses mises de feroud'acier (puddié ou fondu) sont d'aulaot plus grandes que l'épaisseur est plus forte et que les autres dimensions le sont aussi. Les plaques s'exfolient sous le dioc du projectile, les soudures ne tiennent pas et montrent que les scories ne sont pas suffisamment expurgées.

L'emploi du fer fondu, de l'acier doux ou mi-dur a simplifn^' la formation de l'ébauche (2). Il suffit de couler debout un lingot dedimensions appropriées qui tiennent compte des déctiets, chutes, parties découpées. Le lingot est plat, rectangulaire oa trapézoïdal f^^. 9eti0).

Il est ou non soumis h. une compression en lingotïère àl'ëtat liquiile lui assurant une plus grande homogéiièitè.

(1) A l'usine de Salnt-Cliamond (Petin et GaudetI, lea premiers lamiDDJ ri à blindages eiigeaîeot noe force de 300 à 300 poncelets.

La machine triait réversible et faisait 60 lours par mioule. Le laoïinoir produisait jusqu'à 50' de blindages par jour.

{i} C'est vers 1877 que le fer fondu et l'acier doux furent adoplfa ^ France. L'Eiposition de 1878 présentait des échaolilloas de lourdescui- rasses en métal Martin.

PROCÉDÉS DB FOAQEAGB DANS l'iNDUSTRIE 381

L'acier doux est appliqué partlculièreraenlaux cuirassements de pont des navires, aux calottes des coupoles de canons, parlies exposées au tir rasant et qui doivent supporter le choc en s'emboutissant sans se déchirer.

On a aussi produit des blindages en fer fondu laminé eu barres dont ou formait des paquets que l'on soudait dans de bonnes conditions.

Le principe de la production des plaques en empilant et soudant ensemble du fer de lingot, au lieu de les former d'une seule pièce, était fondé sur la crainte que si le lingot unique présentait quelque défaut, les plaques que l'on en obtiendrait seraient défectueuses etrebulécs; d'autre part, quand difTiirentes mises sont soudées ensemble, un défaut existant dans l'une d'elles n'a pas une si grande influence que si le défaut existe dans une épaisseur venue seule.

Néanmoins, celtemêthode si compliquée de la mise en paquet et du soudage de nombreux éléments n'est plus suivie.

Signalons aussi que Whitworth (1878) a obtenu de bons résultats avec des blindages en acier comprimé à l'état liquide et composés de surfaces hexagonales (fig. H) dont chacune est constituée par une série de frettes concentriques enserrant un -disque central. Le but de cette disposition est d'empêcher la production de longues tissures que déterminent les obus dans les plaques provenant d'un seul lingot homogène.

L'acier doux, présentant une grande malléabilité également, et une résistance plus élevée que celle du fer fondu, donne de meilleurs résultats.

Les blindages peuvent encore subir, sans exiger de minutieuses précautions et pour lesrortesépaisseurs,lesdéformations, les courbures plus ou moins prononcées imposées par la forme des navires. De plus, en cémentant le cété d'attaque, on peut produire une trempe superBcielle tout en conservant à. la masse sa ductilité; on peut ne donner une as^ez grande dureté qu'à l'extérieur tout en préservant de la fragilité.

bvGoogIc

à82 PBOcAMs H ronfiSAOE da^s l'inbcstrii

On emploie aussi Viàer de variété assez dore pour présenttr une grande résistance à la pOTforatioo et prendre ^tlemeot une trempe extérieure sans craindre de tensions inlérieuRs trop fortes. Ces plaques peuvent sans difficulté être préparées flous des épaisseurs atteignant 0",10 àO^JB, EUes conviennent pour ceintures de croiseurs, pour plaques de pont, toitures de coupoles, œuvres légères d'un cuirassé.

Les blindages eu acier donnèrent lieu, au début de leur fobrication, k de grandes irrégularités dans la qualité; ils présentaient souventdes tensions intérieures anormde5,desGs5nres internes ou externes, des lapures, des ruptures spontanéesaprès trempe.

Pour parer à ces éventualités, oa adopta des plaques en métal mixte formé d'une masse de fer sondée avec une couverture d'acier dur.

La partie en fer formant sommier donne de la ductilité à la pièce, prévient la propagation des flsBuresi travers l'épaisseur: la partie en acier a pour but principal de résister à la pénétration en assurant la rupture des projectiles.

On distingue divers procédés de constitution de ces plaques mixtes dites compound : celui dû à M. Wilson (1) comprend la fabrication d'un sommier en fer puddlé, obtenu aulanàiKiir en soudant un certain nombre de fortes tôles. Sur ce sommier porté à haute température dans un four, on coule une épaisseur d'acier; la pièce est ensuite passée au laminoir et corroyéeavec pressions énergiques pour souder les parbes. On adopte nue épaisseur d'acier égale au tiers de l'épaisseur totale.

Un autre procédé (2) consiste à couler del'acier fondu dans un enclos formé par une plaque de fer A (fig. 12} une couverte supérieure C en acier très dur et des parois latérales B,

(1 ) Procédé appliqué en pïeini v lieu, vers 1S18, i 1*03106 dn Cyckip {CtœmeletC"), directeur M. Wilson.

[2) Procédé Ellis [Sheffieldj, Manufacture of Armour Plaies (Brerel ia 1 septembre 1S8«).

pfiocÉirfs i>E FOBGueB MKs l'industaie 383^

L'a<àer eoulé, (tereiui pftteui, est soudé kux plaques A et C pMiées i )a température convenable, entre cyLîDcIres qoi la corroyeot, la lamineut anx dimenatons.

On obtient, ainsi, sur iafôceavautde la plaque, une épaisseur (pie l'on peut trempa- assez fortement, les autres partiesrestant douces, ductiles. La résistance k la pâiëtration d*un projectile est augmentée dans one grande proportion tout en assurant noe résistance voalae aux aclicms de déchirement onde propagation des fissures dans toute l'épaisseur.

Les plaques componud ont fait place k celles en acier bomoKène, et depuis 1885, l'acier an nickel est le (dus recherché (1}.

Notons, qu'avec l'acier au aickd laminé en tôle, on est arrivé k produire un métal donnant une résistance de 70 k 80*^ par millimètre carré, avec un aHon^meot de 60 à SO 0/0.

Signalons encore que les forges de Terrenoire ont cbarché i appliquer anx bUndages l'acier coulé, auquel les recuits et tes trempes rèpâées donnent des qualités de réâstance et d'allongement comparables k celles de l'aci^ f<M^.

Par la coulée, on peut aisément obtenir des surfaces exié~ rteores («dulées telles que celles figura 43ei ^4 favoraMes à la déviation des projectiles, ou des plaques de forme courbe oi* eu V peur arêtes (^. 43 et iS); éea plaques évidées (fig. 17) pcrmeltant d'attacher la cuirasse aux murailles du narire ou des forliCcations, sans être traversée de part en part, par les boukMDS d'atta(^ et de permettre l'introductiMi dans l'évidemait de matî^^sdevant arrêter le projectile. Les^^tires 48 kWmontrent des di^Misitions dans lesquelles la piaque est coulée avec des évidannits cytindriqoes, qui sont ensuite remfdis par des boulons ocmstituant pour la plaqne une véritable armature. La plaque étant fabriquée en métal très dur, les boulons sont

(1) Les teneurs «n maliâres codstitotivea vuient :

C Ni Mn Si Ph S

0,311 9,3 9 4 0,Tâl 0,5 Jtl 0, OS A 0,07 »,t>t » 0,1»

384 PROCÉDÉS DE FORGKAGE DANS L'IHDU&TBIE

r&briqués en fer ou acier doux et résistant, ce qui donne une plaque mixte. La plaque dure pourra être fendue par le projectile, mais les armaturcB empêcheront les Assures de se propager et les morceaux d'être proj^s.

Les figura S4 à 29 donnent une disposition pour mélanger à la coulée le fer et l'acier. On peut, par suite, obtenir par la combinaison des deux métaux une plaque compound, donnant tous les avantages de l'acier très dur et possédant la propriété du fer de ne pas se fendre au choc. Les plaques de fer associées à l'acier coulé sont d'abord chauffées à haute température pour assurer la liaison et amener le retrait des deux métaui à se taire de la même manière.

Les blindages en acier ou en métal combiné, considérés comme les plus résistants, se laissaient entamer ou traverser par les projectiles en acier fondu foi^é (acier Uollzer au nickel).

Afin que le dégât soit partiel sur la partie atteinte, on a cherché à donner au métal très résistant et très ductile dans la masse entière, une dureté superficielle capable de briser les projectiles d'acier.

La résistance et la ductilité ont été obtenues par des alliages de chrome et de nickel.

La dureté superficielle est produite par une forte cémcnlatioa du côté attaqué et par la trempe dure.

Ce n'est qu'en ces dernières années, que la cémentation ou carburation plus prononcée de lacier du côté attaqué a donné des résultats satisfaisants. La cémentation, pratiquée le plus souvent à une température trop basse, était insuffisante et le métal ne prenait pas une trempe assez dure; ou bien, si le métal était assez aciéré, on déterminait la rupture en appliquant les procédés ordinaires de la trempe.

Appliquée par Harvey aux usines de Betbléem (Étals-Unis). la cémentation suivie d'une trempe assez forte a permis de réaliser des progrés importants dans la fabrication des blin-

bvGooglc

PBOCËDËS DE FORGEAGE DANS L'iKOLSTItie 385

da^s; elle a doaaé d'excellents résultais. Des plaques d'acier- Dickel cémenlées ont réussi à briser les projectiles en aciernickel qui les attaquaient.

Les essais de ces dernières années semblent avoir assuré l'emploi exclusif des aciers au nickel de préférence ans autres. Les plaques avec teneur de nickel et de cbrome sont moios fragik'S que celles à teneur exclusive de nickel. Cet acier permet de diminuer les épaisseurs et par suite do réaJiser une grande diminution de poids. C'est celui qui résiste le mieux à l'attaque des projectiles, tout en se laissant, cependant, traverser par ceux-ci lorsque la vitesse est sufCsante.

Les plaques Harvey peuvent arrêter des projectiles tirés avec une vitesse dépassant de 20 à 25 0/0 celle qui correspond à la perforation de l'acier ordinaire, ou de 60 à 65 0/0 celle qui correspond à la perforation du fer.

Cependant les essais sur plaques cémentées de faible épaisseur, moins de ÎO"", ne donnent pas des résultats aussi favorables. Les usines américaines ont été des premières à adopter le procédé de cémentation d'une manière courante.

De nombreuses recherches se font d'une fa<^n continue dans les grandes foires, pour obtenir un métal satisfaisant aux qualités que l'on exige pour les blindages.

La résistance demandée exclusivement au carbone donne lieu à une fragilité qui se traduit par des tapures, des fentes à la trempe.

On a cherché, en dehors de l'influence du carbone dont la teneur atteint jusqu'à 0,5 0/0, les conditions de résistance et de ténacité toujours plus grandes que l'on réclame pour les blin> dages.

En ces dernières années, on a préconisé le métal contenant moins de 0,4 0/0 de carbone, 2 0/0 de nickel et 1 0/0 de chrome ()}.

386 fftOCtDÉS DE FOBGEAGE DANS L'INDDSTBIE

Pour les plaques mixtes, les teoeurs en carbone, nicVel, cobalt, manganèse et chrome, peuvent atleindre des chiffres sensiblement plus élevés, de 4 à 10 0/0 et plus.

Le métal ainsi constitué se prête particulièrem^it bien aux opérations de trempe et de recuit; il permet, par exemple, pour les blindages homt^èues eo acier, de réaliser la trempe à l'eau.

La fabrication des plaques en acier forgé peut comprendre :

La préparation au four Martin Siemens d'une masse d'ader dont le poids est proportionné k celui de la plaque à obtenir. Les lingols sont coulés debout, avec forte masselotte, aussi gros que possible, et on les débite, s'il est nécessaire, pour produire deux ou plusieurs plaques. Afin de juger de l'état du métal par la cassure, le lingot est saigné sur ses faces de plat, i la raboteuse, puis brisé au pilon. Les dimensions des plaques de ceinture sont ordinairement de 4 à 7" de longueur, 2" â 3",S0 de largeur (1), le poids variant de 33 à 30'. Le lingot est soumis à plusieurs réchauffages et corroyages successifs donnant un rapport d'étirage de 3 â 4 ou plus. Pour les faibles et moyennes épaisseurs on opère de préférence au laminoir ; pour les grosses, on emploie soit le laminoir de grande puissance, soit Je pilon de grand poids, 50 à laîT suivant la grosseur. soit la presse qui donne un travail plus rapide, plus &cileà conduire et dont la force varie de 4.000 à li.OOOK

Autant que possible, pour les fortes épaisseurs, on cherche à finir complètement à la presse. A Homestead (États-Unis), jusqu'à ISO^^d'épaisseur, les plaques sont laminées. Au-dessus, elles sont forgées à la presse modèle Wbitworth qui se prèle bien au travail sur les quatre côtés, alternativement deux â deux, et surtout quand les plaques sont de grande largeur.

La forme finale donne le plus souvent lieu à un cintra^ ou à un gabariage, c'est-à-dire à une forme à double courbure

PROCtDtS DB P0R6EAGB DANS L'tNDUSTHIE 387

obtenue à la presse ou, à défaut, au pilon. La plaque subit ensuite un recuit dans un four spécial ou dans le four de récbauffage. .Le dressée des faces de champ, des parties d'assemblage, des trous, etc., est ensuite fait à la raboteuse ou à la scie à. froid suivant les cas.

La pièce étant usinée, elle subit, s'il y a lieu, la cémentation dans un Ibur spécial. A la sortie, elle est trempée.

Ia plaque reçoit les div^^es façons d'ajustage, de redressage ou de rectification motivées par les déformatioTis de ta trempe ou autres causes de montage (1).

Laminage des blindages en acier à l'état pâteux.

M. Buisset (2) a proposé d'ébaucher rapidement les blindages en opérant sur le métal i l'état liquide contenu dans une lingotiôre fermée, à parois mobiles, comme l'indiquent les figures 30 à 35.

La Ungotière A est placée sur le tablier à rouleaux d'un laminoir réversible. Le métal contenu dans une poche P est versé par un oriGce que l'on ferme dès que la liogotière est remplie, puis des pistons à vapeur, placés en avant et en arrière du train, agissent pour présenter la lingolière uix cylindres B et C, dont la rotation alternative et le serrage des vis de pression resserrent éuergiquement le métal.

La lingotière A est refroidie pendant le lamioi^e qui se fait à une vitesse de 15 tours par minute.

Ijes dispositions des parois de la lingotière sont telles, que dans une même lingotière, on peut fabriquer des plaques de longueurs variables, en déplaçant les bouchons FF serrés par les vis E et E' actionnées par des engrenages DD'.

11 convient de laisser à la pièce une surépaisseur pour la

(1) Les blindages cémentés sont adjugés an prii de 2 francs à 2 fr. 50 c. le kilogramme. lU donnent lieu à des commaDdes s'élevant k plusieurs millions de (rance. Vers 1880, les blindages à acier dou se payaient 1 franc le kilogramme. '

(2) BreTet du 30 avril 1887.

388 PROCÉDÉS DE FORGEAGS DANS L'IHDUSTRIB

parer au laminoir ou l'achever au marteau-pilou dëa sod enlèvemeot de la lingoliëre.

Ce procédé a'est pas appliqué industriellement.

Blindage» laminés.

Le laminage appliqué aux blindages, en 1858, par Petin et Gaudet, avait pour but d'achever les pièces dont les paquets étaient soudés et ébauchés au pilon ou au marteau frontal (1). Le procédé consistait à préparer du fer en balle que l'on étirait sous un pilon de ^*, à constituer un paquet soudé et foi^é sous un lourd marteau frontal pour l'étirer, puis le laminer en gros plats dont un paquet à mises croisées était soudé et laminé en moules. Plusieurs moules ou plaques île moyenne épaisseur, superposées et laminées, donnaient une plaque d'épaisseur voulue. Les premiers passages entre les cylindres comportaient des épaisseurs jusqu'à 0'",30,

Le laminage permettait d'opérer plus rapidement, plus économiquement que par le martelage, mais les soudures étaient mieux assurées avec ce dernier procédé qu'avec le premier.

Les petites plaques d'acier proviennent d'un lingot plat que l'on débite à la raboteuse ou à lascie.L'élémentqui correspond à. une plaque est laminé sur plat et sur champ au lamiDCÛr universel qui conserve au plus près la forme régulière; on a soin de passer la pièce en la changeant souvent de sens, tant que le permet la longueur.

Les gros blindages proviennent de lingots à section reclangulaire avec petites faces fortement bombées de manière à f»*venir au laminage la formation de champs concaves, due à l'insuf&sance de pression que produisent les cylindres de dismètre relativement trop petit, comparativement à l'épaisseur du lingot au début du laminage. Le bombement des grandesfaces

(1) Les premiBrs blindages laminés vers la même époque en ADglelerre, le turent danj les forges de Beale et C' à Part-Gale (Yorkshîrei, puis P' John Brown et C-, de Sheffield.

PROCÉDÉS DE FOBGEAfiE DANS l'iHDUSTRIG 389

est aussi favorable pour prévenir cet effet et augmenter Je serrage à cœur, de sorte que la meilleure sectioa devrait dériver de k forme elliptique. Les gros liagots ont des dimensioDS qui varieut de ï^.SO x I^.ÎO à 2"° x l", la longueur étant de 3 à 4'". Le poids de la masselotte est d'environ ie cinquième du poids total, et celui de la lingotière de la moitié ou plus. AiDsi uu lingot dont le poids total est de 70.000^^ a une raasselotte de 14.000'* et une lingotière de 40.000'».

Les plaques de moyenne épaisseur sont laminées au train universel réversible, comprenant deux cylindres horizontaux «t quatre cyliodres ou galets verticaux, dont deux en avant et deux en arriére, commandés par des arbres munis de pignons engrenant avec une même roue moutée sur le cylindre horizontal inférieur, comme l'indiquent l&s figures / à 7, planche 47. L'emploi de quatre galets verticaux permet de guider les plaques le plus longtemps possible et de supprimer tout appareil pour faire joindre le paquet au retour.

Les bottes ou chariots des galets sont munis de plaques de garde, qui servent à guider le paquet dans son laminage.

Ces plaques de garde out l'avantage de pouvoir fonctionner avec les cylindres verticaux, et de supprimer tout appareil de guidage en avant et en arrière du train.

Le mouvement des embrayî^i;es se fait par cylindreà vapeur, au moyen d'un manchon calé sur la tige du piston et commandant un levier, ou par traction directe avectra verse, comme l'indique la figure S. Ce train h blindages et à fortes tôles comporte un moteur de 400 à 500 poncelets.

Les figures $ à /7 se rapportent au laminoir universel des forges de Châtillou et de Commentry (1).

Les cylindres horizontaux ont 1" de diamètre à la table et 3" ,80 de longueur, avec un poids total de 30. 000"' chacun. L?s cages ont 4'°,30 d'écartement et 4°, 70 de hauteur.

390 PIOCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iKDUSTHIE

Le cjlindre supérieur est seul mobile Teriicalement ; sa levée permet de laminer des lingots de i",^ d'épaissoir que l'on peut porter exceptionnellement à 2", par quelques modifications des cages (fig. 9, tO et 41).

Le cylindre supérieur est équilibré par des contrepoids lo^ BOUâ la plaque de fondation.

. A cause des grandes levées du cylindre supérieur, la disposition primitive (qui devrait être abandonnée dans ia plupart des laminoirs) de l'allonge de raccord de l'arbre de la cage à pignons avec le cylindre supérieur, a été remplacée par un mécanisme très simple, qui conserve à l'allonge sa position horizontale dans toutes les positions du cylindre supérieur. A cet effet, le pignon inférieur P (fig. 44) monté sur l'arbre du cylindre inférieur C, commande le pignon P' monté sur l'arbre k allonge du cylindre supérieur C par l'intermédiaire de daiz roues S et S'.

L'axe de la roue S est maintenu dans des coussinets fixes, tandis que l'axe de la roue S' a des coussinets qui se déplacent à volonté dans une coulisse concentrique avec l'axe de la roue S, de manière k toujours assurer l'engrèoement des roues S et S' d une part, et celui des roues S' et F d'autre part, lorsque P' monte ou descend en suivant les déplacenirats du cylindre G.

L'emploi des deux roues S et S' donne ainsi ta rotaUon de G' dans le sens inverse de celle que possède P. Pour les faibles levées, les roues occupent les positions relatives (fig. 44) ; pour les forles levées les roues sont di^)osées comme /f^ure//; il s'ensuit que la roue S' se rapproche ou s'éloigne, la position de plus grand écart de S' correspondant & celle pour laquelle la tangente aux cercles primitifs est verticale.

L'axe du pignon P' est relié par une bielle à celui de la roue S', afin de maintenir leur écartemeut omstant. Le délace ment vertical du pignon?' est obtenu, comme pour le cylindre C/, au moyen de deux vis que l'on actionne pour mainteoir l'horizon (alité des arbres et de 'allonge sur une même direction.

bvGoogIc

PROCÉDÉS DE FOtIGEAGB DANS L'iflDDBTRIE 391

Les cylindres verticaux, disposés sur l'avant du train, ont O^jSGO de diamètre et l^^SOO de hauteur de table. Ils pressent le lingot latéralement de manière à provenir l'atTaissement exagéré des parties superficielles ou le creusement des faces latérales, tout en maintenant une pression plus uniforme dans la masse très épaisse et dont l'épaisseur de 1°.20 ne saurait être suffisamment pressée par les cylindres pour déterminer un renflement latéral au lieu d'un déplacement évasant les arêtes supérieure et inférieure.

Cette déformation montre bien que, pour le début du laminage, le diamètre des cylindres est trop faible par rapport à l'épaisseur du lingot.

Ces cylindres ont leur mouvement de rotation en relation avec celui du cylindre Inférieur au moyen d'un harnais d'en-

De chaque cdté du train sont disposées des tables à rouleaux recevant la pièce à chaque passage. Entre les tables sont disposées deux coulisses en fer pouvant prendre un mouvement de va-et-vient sous l'action d'un piston hydraulique plac^sous le plancher. La pièce est entraînée dans le mouvement par des crocheta à talon que l'ouvrier engage dans l'on des trous de la rangée dont la coulisse est percée sur toute sa longueur, et elle vient ainsi se présenter et s'engager entre les cylindres qui sont à rotation réversible.

Le changement de roiation est déterminé par un mécanisme placé entre la cage à pignons et le moteur : il se compose de deux groupes formés de deux et trois pignons de diamètres égaux, disposés dans deux cages et qui entrent en jeu alternativement suivant le sens de la rotation. L'enibrayage et le débrayage des manchons des pignons sont obtenus par l'action de pistons hydrauliques.

Pour permettre ie laminage des plaques dites de a diminution 1) , c'est-à-dire présentant une section pentagonale demandée actuellement pour la ceinture des navires, te laminoir est muni

399 PROCÉDÉS DE FOHGEAGE DANS L'INLIUSTRIB

de la dîspoaiUou spéciale (fig. /5 et f6), qui permet d'obliquer le cyliadre supérieur rapidement. A cet effet, les vis de pressioQ de ce cyUndre sont commandées par des roues hélicoïdales engreoantavecdesvissans fin montées, l'une surun arbre horizontal T (fig. i7), actionné par ua petit moteur spécial ; l'autre sur un arbre T' en prolongement de T. Sur l'arbre T est moulé fou un pignon 1 ; sur T' est calé un pignon 4. Os deux pignoos engrènent avecdeux roues montées sur un arbre intermédiaire, et ces couples d'engrenages ont un même nombre de dents dcuxàdeux demanièreàne pas faire varier la vitesse des arbres.

Sur l'exlrémilé de l'arbre T est calé un manchon à déplacement suivant l'aie de l'arbre, de manière à embrayer à volonté l'une ou l'autre des roues 1 ou 2.

Quand le manchon est dans sa position moyenne, l'arbre T tourne sans action sur le mécanisme; une seule vis de pression fonctionne.

Lorsque le manchon, déplacé par le levier N, attaque le moyeu 2 de la roue 1 , le mouvement de l'arbreTse transmet p^ les roues intermédiaires et les deux vis de pression, tournant en sens contraire, obliquent rapidement le cylindre supérieur.

Quand le manchon attaque le moyeu 3 de la roue 4, la liaison de T et de T est directe et les deux vis de pression tournent dans le même sens, élevant ou abaissant le cylindre supérieur parallèlement à sa position horizontale ou oblique. L'iaclinaison du cylindre est indiquée par une aiguille M se déplaçant devant un cadran C gradué.

Train à blindage du Creusât-

Le train à blindage du Creusot (planche 48) est actionné par une machine puissante à changement de marche, à commande directe. La machine motrice A a une puissance de 2.250 poncelets. Le lingot est chauffé dans un four là proximité du laminoir. Il est enlevé du four par un engin de chargement H pouvant porter 40', suspendu au crochet d'un chariot roulante

PROCÉDÉS DE FOHGBAGB DANS l'iNDUSTBIE 393

de 60', qui traDsporte la masse au traia et la dépose sur les tablea C à rouleaux. Ceux-ci soat actionnés par un moteur spécial à vapeur M. Les cylindres de ce laminoir tournent à raison de 26 à 3i tours par minute, ils ont un diamètre de 0"',930 et une longueur de 3"" avec écartement de 0'",^50 le serrage est indiqué par un cadran. Pour le laminage trapézoïdal, le cylindre supérieur est à portées spliériques.

D'un côté se trouve, un appareil de retournement F de 40^ et de chaque côté les tables à rouleaui sont pour^-ues d'un appareil récepteur hydraulique D et de ripeurs E. Grâce à œs appareils auxiliaires, la manutention de la plaque est facilitée et rendue possible.

Il existe des laminoirs encore plus puissants : ainsi, le laminoir de Krupp à Essen comporte des cylindres de 4" de longueur de table, de 1",70 de diamètre pouvant s'écarter de 1°,30. Les usines de Vickers, à Sheffîeld, possèdent un laminoir d'inslallation récente amenant en une chaude des lingots de 700""° d'épaisseur à 130°"". C'est un duo dont les cylindres en acier foi^ ontO^.SO de diamèt^e sur 3™,60 de longueur de table, vis de 250"", pour réglerla pression et actionnées par un moteur auxiliaire. Le cylindre de pression est maintenu relevé par deux pistons hydrauliques.

Les plaques sont présentées par 7 rouleaux de l",tiO de longueur sur C.TO de diamètre, situés presque à fleur du sol. Elles sont reçues par 13 rouleaux analogues commandés par un moteur à changement de marche. Le moteur du laminoir a deux cylindres horizontaux de l'°,t(i de course sur i'^,¥i de diam H re, avec pression de vapeur de 5"^. Le moteur est réversible par double relevage à vapeur. L'arbre coudé de ce moteur a un diamètre de iâO""". Le laminoir est desservi par un pont roulant de 60' et de iS" de portée.

Les trains à blindages nécessitent une grande énergie mécanique. Dans les nouvelles installations, on adopte, avec raison, des moteurs perfectionnés, assez puissants pour que leurvitesse

391 PROCËDÉS DX FORGIÀGB DAMS l'iNDDSTRIS

resta constante quel que soit le travail, qui peut, par exemple, varier du début du laminage à la fin entre 1.000 et4.O0O poncclets et même plus. Il importe que ces machines soient d'une robustesse i toute épreuve et ne laissait rien à désirer an point de vue constructif.

Plaques dépaUseurs variables.

Les plaques laminées ne peuvent guère recevoir des différeuces d'épaisseur que dans le sens de la laideur, soit transveisalement à la direction de l'étirage.

Il faut, dans ce cas, éviter toute tendance de la plaque à prendre une courbure dans son plan ou annulaire pendant toute la durée du laminée sur section non symétrique.

Par exemple, s'il faut laminer une plaque à section trafiéaiidale PQRS (fig. 3, pi. 49), on s'impose les trois conditions suivantes :

1" Les cylindres sont cylindriques ; d'où il résulte que les divers points de chaque face du bUndage PQ ou RS sont sollicités à quitter les cyUndres avec une égale vitesse.

î" Les hauteurs des côtés du lingot sont proportionneUes aux hauteurs PS et Qtt des côtés de la plaque à obtenir.

3° Pendant le laminage, les pressions successives appliqua sont inégales pour les deux côtés du lingot, et toujours proportionnelles aux hauteurs de ces côtés.

Des deux dernières conditions, il résulte que, & chaque passage au laminoir, tous les déments verticaux, tels que «m, ont leur section réduite dans un même rapport et que, par suite, tous les éléments de blindage subissent un allongement.

De plus, la plaque & chaque passage sortira perpendiculairement aux axes des cylindres et sans prendre de courbure.

Pour réaliser ces conditons, la Compagnie anonyme des foires de Châtilloa et Commentry a adopté la disposilica figuresi,2ei5[\).

(1) Brevet du 31 janvier 1879.

PROCÉDÉS D8 FOnaKACB DANS L'ODOSTRIE 393-

1° Le mouTement dt descente des via de pression se fait avec des vitesses inégales par des pignons dont le rapport des diamètres est déterminé d'après les éléments de la section. Ces deux pignons sont mus par deux vis sans an FF portées sur un arbre E (fig. S).

2" Pour permettre au cylindre supérieur de prendre desinclinaisons variables pendiiot le cours du laminage, les coussinets sont rendus mobiles dans leurs empoises. A cet efFet, la surface extérieure des coussinets est spbérique; et ils sont emboîtés de manière à permettre l'inclinaison maximum déterminée.

Pour les plaques telles que celle à section pentagonale MNPQR (fig, 4), le laminage s'effectue d'après lesmémes prindpes en assimilant cette plaque à une autre trapézoïdale M'P'QR obtenue par le Iracé d'une ligne droite H'P', substituée à la ligne brisée MNP; cette ligne M'P' est déterminée de manière que les tendances des parties 1, 2, 3, 4 de la plaque h se courber en sens contraire se neutralisent mutuellement. Le cylindre supérieur aura pour profil la ligne brisée MNP et pour axe une parallèle à la ligne H'P.

L'allongement inégal des différentes parties de la pièce par l'action du laminage est encore prévenu par la disposition figures 6 et 7. Les cylindres ont une certaine conicité variable suivant les cas, leurs petits bouts et leurs gros bouts sont en T«gard les uns des autres. Ils sont inclinables.

(«s tourillons ont, soit la forme conique, soit celle de solides de révolution à surfaces concaves ou convexes, comme l'indi; quent les lignes fines et ponctuées du dessin, de façon à développer sur leurs coussinets des réactions verticales agissant dans le plan des cages et éviter les effets des poussées obliques qui tendent à renverser les cages (1). MM. Martel ont adopté pour le laminage des plaques renfor-

396 rsocÉDis di forgeage dans l'industrie

cées au milieu ou p.d un poiot quelconque de la sedîon, le

laminoir à cylindre brisé (fig. 8 el9}{i).

Le cylindre supâieur est en deux parties qui prennenlappuis sur des empoîses à rotules permettant de les incliner à volonté selon les nécessités du travail, tout en pouvant ^^ement se déplacer verticalement pour produire la pression et suivre les diverses épaisseurs.

Cette disposition a pour avantage de faciliter le lamiof^des plaques de formes variées (fig. 11 à 15) en donnant indistinc- (ementu d'un côté ou de l'autre, des inclinaisons différenlesaux lignes de la face supérieure.

Les plaques à renfort dans le milieu peuvent aussi être laminées dans un laminoir k deux cylindres horizontaux, en donnant à l'un d'eux la forme cioncave, comme l'indique h, figure 10; la forme convexe de ia plaque s'obtient donc aisËment.

Cintrage des plagues.

Le cintrage des plaques se fait autant que possible immédiatement après le laminage, alors qu'elles sont encore suffisamment chaudes.

On munit le laminoir réversible de dispositifs auxiliaires.

Parexemple, pour le cintrage longitudioal, le laminoir {^M i 48) est pourvu de barres de supports B portant des galets qui s'appliquent contre la plaque pendant qu'elle se trouve saisie entre les cylindres. Ces barres et galets G sont relevés à volonté pour produire la flexion et par suite le cintnge lorsque la plaque se déplace allernaliventent. Le déplacemeal des barres est obtenu au moyen de vis prenant ëcrous dans des pièces articulées aux extrémités des barres. Chaque vis détermine le mouvement de monte et baisse par sa rotalioi produite au moyen d'une roue hélicoïdale solidaire de la vis.

(1) Brevet du 30 septembre 1879.

bvGoogIc

PlOCtoÉS DE FOKGUGB DAXS L*IHDDSTRn 397

La roue hèliccndale est actionnée par une vis sans fin dont l'arbre est poorru d'nne manivelle à main.

Dea tiges de ralèTemeot telles que A (fig. SO et 2t) main" tiennent la plaque à ses extrémités. Ces tiges peuvent pivoter sur un axe mobile verticalement et aident à produire la courbure suivant un lajfHi déterminé variable à volonté pour une même plaque. Les figura 2S et i3 indiquent une variacte dans laquelle les barres à galets sont suffisamment relevées pour porter la plaque au-dessus du cylindre inrérieur, et c'est le cylindre supérieur qui fait pression et fléchit la pièce pour le cintrage ; le laminoir est ainsi transformé en presse à cintrer.

Pour le cintrage dans le sens transversal, on fait ^r des g^ets latéraux dont la bauteur permet d'obtenir des formes à double courbure.

Ces galets sont actionnés par presses à vapeur ou h. eau.

Pour cintrer transversalement autres cintrage loagiludinal, on peut placer entre le cylindre supérieur et la plaque une bande de fer ayant une épaisseur ^ale à. la déQeiion que cette plaque doit présenter transversalement. En abaissant le cylindre successivement et donnant le mouvement de va-etvient à la plaque, celle-ci prend la forme voulue.

Le cintrage des plaques de blindage a donné lieu à la ccnstruction de puissantes machines à cintrer à quatre cylindres de 0",80 à 1" de diamètre, pouvant recevoir des largeurs de 6à ■(■ et exercer leur action sur des épaisseurs jusqu'à 6(V.

Deux des cylindres sont placés dans un plan vertical et servent à pincer la plaque et à la conduire à travers la machine dans les deux sens.

Deux autres rouleaux sont placés de chaque côlé du cylindre central inférieur et de manière à friser celui-ci lorsqu'il touche le cylindre supérieur. Ce dernier est fixe, tandis que le cylindre central inférieur est mobile dans le sens vertical.

Les fortes épaisseurs sont de préférence cintrées à la presse qui a effectué le forgeage ou à une presse spéciale de moyenne

398 PROCÉDÉS DE FOBGEAGK DANS l'iKDUSTBIE

force. Ici encore, la [daque est placée sur des las, des rouleaux, et la pressioû s'exerce au milieu, comme sur uoe pièce fléchie que t'oD déplace successivement pour étendre la courtiure de procbe en proche.

Gabariage des plaqves.

Les plaques devant épouser la forme des parois courbes qu'elles sont destinées à recouvrir, il faut les cintrer, les courber dans un sens ou dans deux directions, donnant lieu à uoe surface à double courbure que l'on obtient par martelée, emboutissage, mandrinage sur faux patrons, par cintrage sur le laminoir lui-même ou à la presse de grande puissance (1).

Ces plaques sont vérifiées par des gabarits, d'où le nom de gabariage, improprement appliqué à l'opération même de modification de la forme prismatique en forme courbe.

Dans la courbure de ces plaques, il faut tenir compte des 'déformations que produit la trempe sur la face attaquée par le projectile. Les diflicullés de réussite sont particulièremeut grandes pour les plaques épaisses, fortement cintrées, présratant une courbure irrégulière, comme celles qu'on reDcontre ilans les parties extrêmes des lianes des navires. U en est de même pour les coupoles et les plaques enveloppes des tourelles, dont la courbure est prononcée (2) (figures 24 i 37J. Ces coupoles sont ordinairement en métal fondu, acier coulé trempé au plomb ou à l'huile. Elles sont constituées en plusieurs parties assemblées avec des pièces en métal forgé. Dans certaines coupoles, ta calotte est en métal laminé ou forgé au pilon ou à h presse, pour lui donner la forme finale, pour la gabarier. La partie annulaire A (fig. 36) reste en acier coulé trempé.

Ces cuirassements donnent lieu à l'application des mêmes

(1) On utilise des presses de 6.000, 1,000', munies de cylindres r^leieura et d'indicateurs permettant de contrôlera 1 onS»"prèsIa posilion de l'outil par rapport à l'eDclume ou à la pièee.

(2) Les dimensions de ces plaques sont ordinairement :ï,25 X2,SX0,35 i 0,40. Les calottes de coupoles ont de 3 à 6" de diamètre.

PfiOCJËDÉS DE FOHGEAGE DANS l'iNDUSTRIE 399

procédés de fabrication que ceuï. suivis pour les plaques de vaisseaux.

Le inart«lage ou le pressi^ sur formes, sur mandrius, permet de doDuer aux plaques les courbures voulues daas toutes directions. Ou peut aussi réduire à volonté les épaisseurs, achever les formes que le laminoir ne peut donner. C'est au moycQ de matrices ou étampes que la forme en V ^t donnée aux plaques de la poupe, de l'éperon qui exige une longue façon de pièces ébauchées en vue des déformations finales.

On conçoit que si les procédés ne varient pas, les manœuvres sont difficiles pour déplacer les lourdes plaques et assurer des coups d'intensité convenable.

11 est préférable d'opérer à la presse dite à gabarier, qui donne plus de sûreté à l'opération et plus de facilités pour la mener, soit en employant des mandrins, des galets, soit des blocs d'appui que l'on règle suivant les courbures à produire.

La planche SO se rapporte à la presse à gabarier de 6.OO0* installée au Creuset et dont l'examen du dessin permet de juger des dispositions mieux qu'une description forcément écourtée. Notons cependant que cette presse comprend deux pistons indépendants agissant par l'intermédiaire de rotules sur la traverse-plateau suspendue à deux grues hydrauliques de relevage. On peut ainsi obliquer plus ou moins la panne lorsqu'il iaut forger sur faces obliques sans emploi d'outils spéciaux ou lorsqu'on veut diriger obliquement l'eSort, pour domier une forme courbe.

La pression de l'eau est deSOO^ par centimètre carré.

Deux cylindrée hydrauliques de 0°',370 roulent sur un pont supérieur et leurs plongeurs servent h manipuler les plaques au retournement.

Opé-aUons auxiliaires.

Suivant la nature du métal, les plaques d'armures subbsent des manipulations particulières, indépendamment du martelage, du laminage ou du pressage qui donnent la forme.

400 PBOGÉDtS DB FOBGEACK DANS l'iNDRSTBIE

Ces opérations supplémeniaires sont le recuit, la cémeolation, la trempe.

Lorsque la forme définitive de forge est obtenue, la plaque est mise dans un four à recuire pour faire disparaître les efforts inlérïeurs qui ont pu se développer daus le inétal. Le refroidissement se fait lentement, à moins que la plaque ne doive être trempée à la sortie du four.

La cémeotalion est appliquée aux plaques de fer ou d'acier doux sur le côté à durcir. Cette aciération se fait dans des fours spéciaux par le procédé général avec moyens appropriés aux fortes dimensions des pièces.

Lorsque la couche aciérée a atteint l'épaisseur délernuDée, la plaque est refroidie lentement jusqu'à la température du rouge sombre, puis elle est trempée à l'eau, à l'huile, à la glycérine, au plomb.

Ce procédé appliqué aux plaques en acier-nickel donne au métal une dureté exceptionnelle touteo conservant une grande ductililé.

La trempe des blindages a pour but d'améhorer le métal, de resserrer ses molécules et surtout d'augmenter sa résistance au choc.

L'opération est très délicate, particulièrement pour lesforles épaisseurs. Souvent il se produit, par la Irempe, des fissures internes qui rayonnent du milieu de la plaque jusqu'à une certaine distance des surfaces. Comme il est très difficile deles consiater, il convient de soumettre ces plaques à un &m de choc, consistant à les laisser tomber d'une certaine hauteur sur un tas de fonte (1). Ces plaques sont aussi sondées au petit marteau par des ouvriers exercés qui reconnaissent par le sod les défauts qui peuvent exister.

(1) La circDlaire du 28 juio 1892 des services tecboiques de la marine indique que, pour les pièces dont l'épaisseur est supérieure àl20"":enm5 de rechercher les lapures qui ne sont pas apparentes, il tant laisser tomber les plaques complètement achevées de forge, avant perçage, d'une haalenr de 1' sur une plaque de fer d'épaisseur convenable.

PItOCÉDËS DE FOHQEAGE DANS l'iNDDSTRIE 40i

La trempe deces bliodagea est le plus souvent faite à l'huile, qui donne une dureté relatiTe et prévient les défauts d'une trempe à l'eau dans un bain de grand volume.

Suivant la variété d'acier traité, le bain d'huile est à une température initiale plus ou moins élevée et le volume plus ou moins grand selon les dimensions (50 k 1^*°'}.

Parfois les plaques sont recuites.puis retrempées de nouveau, les opérations répétées ayant pour effet d'assurer une meilleure qualité au métal.

Les blindages en fer se trempaient ordinairement à l'eau froide et au rouge.

La trempe avait pour effet de rendrelegrain plus homogène, de faire disparaître le gros grain partiel que le métal reprenait par les réchauffages nombreux qu'il subissait et par le martelage parfois insufBsamment énergique.

La trempe du fer donnait aussi une plus grande résistance au choc des projectiles.

Les blindages en acier puddié, puis en acier doux fondu et ceux: en fer fondu, présentent également des parties qui cristallisent à gros grain et qu'on améliore par la trempe à l'eau portée à la température de 1C0°, aSn d'éviter autant que pos< sible les tapures,ou mieux avecde l'huile que l'on peut chauffer à une température plus élevée que la précédente.

La trempe se fait alors à deux degrés : la plaque est placée d'abord verlicalement dans un bain d'huile à une liaute température (200°) et passe ensuite dans un bain d'huile froide.

On obtient ainsi des trempes modérées qui améliorent la qualité du métal; mais pour déterminer une grande dureté, il faut tremper au vif à l'eau froide, parfois glacée, ce qui a lieu pour les plaques mixtes et pour les plaques cémentées.

Pour tremper les plaques compound, on a disposé l'appareil suivant figures 1 et 2, planche SI (1).

( 1) Brevet Tresidder du 3 septembre 1891.

403 PHOCiDÉS DB F0RGEA6E DANS l'iNDCSTRIE

La plsque, à sa sortie du four, est placée le côté ea tuàer en dessus, sur quatre supports moiit^ dans une gronde auge plate (fig, 2), de maDiëre que les bords de l'auge soient plus hauts que le fond de la plaque.

Un appareil à douche constitué par des tubes perforés (fig. t et 2j est placé au-dessus de la [daquc sur laquelle l'e&u coule en atxHidance. D'abord, le liquide refroidit le côté acier seulement, mais au bout de peu de temps, l'auge s'emplit et forme bain pour le côté fer de la plaque.

Ceci a pour but de réduire la déformation de la plaque d'au moins moitié et de faciliter l'effet refroidissant de la douche sans affecter le fer doux.

Si la trempe doit être très dure, on continue l'action de ta douche jusqu'i r^roidissement complet de la plaque; mais, dans certains cas, on arrête le jet lorsque le rouge a dispani, et on jette sur la plaque de la limaille ou des copeaux d'un alliage fusible à température voulue; puis, la douche fonctionne de nouveau dès que les copeaux entrent en fusion. De cette manière, on peut adoucir le métal au degré convenable et produire à volonté des trempes répétées très favorables à la ténacité du métal. L'eau est lancée avec une pression de 0^,7 suRisante pour l'empêcher d'être séparée de la plaque par une couche de vapeur.

Afin d'empécber le refroidissement trop rapide des angles de la plaque, on y place des enveloppes protectrices en fer (fig.4); de même on recouvre les bords avec des pièces telles que celle figure S, de manière â maintenir le métal à nn degré de douceur permettant de les travaillera l'ajustage, s'il est nécessaire.

Si la plaque mixte présente unecourhureconsidérablecomme une plaque de tourelleou coupole, on emploie deux appareils! douche (fig. 3), pour refroidir le dessous et le dessus, le côté acier étant disposé au-dessus.

Un autre moyen consista Remployer ladouched'eau au-dessus, côié acier, et une douche d'air humide en dessous, côté fer.

PROCÉDAS DE rDUGGAOE DABS l'INDCSTRIK 403

Lorsque Iti p1aqu« à tremper est en acier boint^ène doax, defB&ndaatplotdtder^astiôtiéquecle Is dureté dans toute son épaisseur, on emploie la double doudie ou la douche simple avec auge.

SU s'agit d'acier au nickel, au cobalt ou au manganèse avoc des teneurs Tiriant de 4 à 12 et même lô 0/0 de ces uialières, on ne saunût tremper h l'eau sans produire des tapures ou féhiree. Il faut tremper ft l'huile ou simplement à l'air a^»^ dtauffi^ au rouge cerise. Avec une cfaîuilfe moins élevée, le métal De durcit pas, de wrte qu'en chau Rant une plaque épuœe progreBsivement entre les deux faces opposées d'impact et d'application, les parties avoisinant cette dermère restait ductiles et celles aTOïsinant l'autre fece peuvent Être très dures, la dureté pouvant d'ailleurs être réglée jusqu'à la limite pour laquelle le métal tape en accélérant le re&oidissement par aspersion d'eau tiède.

La trempe déterminant des déformations plus ou moins accusées, asseï difficiles à prévcnr, il est indispensable d'en tenir grand compte dans le façonnage avant de faire subir cette opèniioa.

L'expérience montre, par exemple, que le retraH qui se produit & la trempe d'une plaque droitede 23"" à26'""d'épaisseur est d'une convexité uniforme du côté trempé et que la flèche de courbure est d'environ 9™" pour une longueur de 1",23.

Les plaques d'acier homogène, refroidies de la même façon sor les deux oôtés, après avoir ét^ chauSëes uniformément, n'ont aucune teDdance à se oourber.

L'expérience démontre aussi qu'en courbant une plaque plate, de façon à présenter à la trempe son côté concave, elle redevient plate après i't^iération. Eo conséqaence, les plaques à traiter d'après le procédé !i douche simple dmvent être courbées moins qtM -oeta est nécessaire une fois la plaque tenmnée ce d<H)t il faut tenir compte dans l'établissement des faux patrons. Les retouches sont dangereuses et diflBciles, le redressement A froid

40i PBOCËDËS I>B FOHGEAGE DJiSS l'iKDUSTRIB

crée des teasious intérieures et, d'ua autre côté, le recuit a loujours pour effet de réduire ]a rdsistance duc &. la cémentation dans le cas de plaques cémentées.

Les plaques minces se courbent plus que les plaques épai-ses.

Une plaque de 0*,10 d'épaisseur présente une congédié de IS"" environ sur t^.SS lorsqu'elle n'est trempée que d'ua seul côté. Les délonnations des plaques pendant leur refroidissement ou leur durcissement sont indiquées par des appareils en contact avec la pièce et dont le déplacement relatif est marqué par des aiguilles indicatrices, avec ou sans enregistreur.

L'action de la douche d'eau sur les aciers fortement carbures produit une grande dureté.

Son efFet est encore très grand sur tes aciers doux.

Dans ce cas, l'etTet du traitement est analogue k celui qu'on obtient en trempant un acier plus carburé dans l'huile à euviron 870" centigrades, puis à le recuire k environ 480°:

L'air humide a une action plus douce sur les grandes masses, environ celle de la trempe il l'huile à 700° avec recuit à 630°.

Pour la trempe i. 1 eau, il convient que la pression dans l'appareil à douche soit au moins de ô*"* par centimètre carré avec un jet vigoureux, abondant.

Pour la trempe à l'air humide, une pression d'environ 1** est sufBsante.

Procédé Uarvey.

Le procédé Harvey (1) consiste à cémenter les plaques de blindage après leur achèvement, et à les tremper k lasortiedu four de cémentation.

La plaque d'acier doux contenant de 0,10 à 0,35 0/0 «k carbone, étant de forme et da dimwsions voulues, se place, de préférence à plat (fig. 6 et 7), sur un lit ou couche d'aide ou sable finement pulvérisé et déposé sur le fond d'un comparli-

(I) Brevet iiuï9sepiËiiibrel&»l.

fHOCËDËS DE FORGE&GB DANS L'i.^DtlSTHlE 403

ment en briques réfractaîres moBlé dans un four, La plaque prend appui sur des supports.

Le compartiment est ensuite partiellement rempli de matière carboneuse granulaire qui, ayant été pilonnée sur la plaque en couche de 0",20, côté supérieur, est recouverte d'une couche de sable sur laquelle on place un douhlage de briques réfractaires pesantes (\).

On ferme le four et on le chaufTe progressivement jus- ■qu'à 1100" centigrades. Celle température est maintenue pendant six à huit jours, suivant l'épaissc-ur de la couche d'acier qui est destinée à se charger d'un excédent de carbone.

Une plaque de O^.ST d'épaisseur, par exemple, peut aechai^cr de 1/10 0/0 de carbone à une épaisseur de 0",075 au-dessous de la surface, à 1 0/0 à la surface, par la continuation du traitement, pendant une période de cent vingt heures, après que le Tour a été élevé à la température nécessaire, soit après quarante-huit heures de première chauITe. Après la carburation, la plaque est retirée du four, et, sans qu'on enlève la matière carburante, on la laisse refroidir à la température voulue pour la trempe. Ordioairement quatre k cinq heures sont nécessaires pour une plaque de 0",27refroidieàla couleur du rouge sombre.

La plaque, débarrassée complètement, est ensuite trempée en l'inonda ntdecouranis d'un liquidelrèsfroid, ou en l'immerçeant et en la tenant en mouvement, jusqu'à ce qu'elle soit froide. 11 estnécessaire que l'inondation se continue pendantquatre heures environ, afin d'effectuer et conserver la trempe de la surface . jusqu'à ce que le métal soit complètement refroidi à cceur.

On préconise aussi de cémenter la plaque ayant par exemple une épaisseur de 0'',40 que l'on réduit ensuite par un nouveau forgeage à l'épaisseur définitive, C°,33, pour ensuite être trempée,

(1) Parfois on place sur la «ouclie de charbon une deuxième plaque, la bce à cémenter en dessous; on lute avec de la terre réfraclaire les bords . des plaques de façon à bien isoler le charbon du milieu environnant.

bvGoogIc

ifjb raOCÉBÂS DK FOBOSA&B tt&NS L'iKDDSTiBLlB

Les plaques d'acier au nickel sont surcarburées s^ a.vK du charbon de bois, du coke ou des hydEocarbures tels que le gaz d'éclairage, les vapeurs de pétrole ou de raoétylëue.

La cémeotaiioD dëtermimat uoe certaine criatalliaatHMi da métal, lei plaques sont soumises à UDe con^ressioa éoe^ique ea agissant successiveatent sur les diverses parties de la pièce, de manière à rétablir la structure primitive en vue d'asaurar plus d'homogénéité et pu suite augmenter la témcitë et la ductilité. La trempe venant ensuite donne la dureté et l'élasticité.

La trempe s'eBEectue au^i dans un bain de liquide courant, en la plaçant sur un chariot (fig. 8, 9 et iO), roulant sur une vc»e L en l'acticamant au moyen d'un treuil.

Ou mieux, le chariot amène la plaque au-dessous d'un réservoir (fig. il), dont le food perfcvé laisse passer l'eau amenée par des tuyaux.

£n premier lieu, la plaque était placée sur l'un des deux cans de plus grande longueur; l'eau était projetée en abondance; mais l'arrcsage sur face verticale a l'inconvénient de donner lieu à un reiinûdissement plus ou moins uniforme. H eât préférable de disposa la flaque horizontalement au-dessus d'un appareil à dou(^ ainsi qu'il a été indiqué précédemment (i). Pour une plaque de 360°" d'épaisseur, 4" de longueur, â° de lai^ur, l'arrosage dure trois heures et le débit d'eau est de âOO"'.

Aux aciéries de Homest^, la carburation est poussée josqu'à une épaisseur de iîO à ^0'^'°, ce qui exige un iMig séjwir jans le four. Les plaques sont trempées à leur sortie au moyen d'eau salée qui passe dans un réservoir rempli de glace; on obtient ainsi une grande dureté que l'on vérifie avec un poinçon d'acier actionné par marteau de 'ù/^\ on ne doit pas pouvoir marquer la plaque. La. plaque est trompée des deux côtés.

PROCÉDÉS DE FORGUCB DANS LIHDUSTRIE 407

mais la diil^aoe d« teoeur en carbone amène une différence de trempe très grande entre les deux surraces.

La projection de l'eau glacée en pluie fine se prolonge pendant environ une heure; après quoi, on plonge la plaque dans un bain où on l'y I&isse jusqu'à comidetr^nHdissement. Lotsqu'on veut détremper la ùiœ opposée à la partie cémentée on recuit la plaque dans un four dont la plaque elle-même «onstitue le fond, de sorte que l'une des faces seule est chauffée, tandis que la face cémentée opposée est maintenue froide par des jets d'eau.

Le recuit dans un bain électrolytique serait plus rapide et plus commode, mais il faudrait un courant de puissance excessivement grand.

Après trempage, les plaques cémentées ne sauraient être percées avec le foret ou entamées par l'outil de raboteuse pour y pratiquer les façons nécessaires aux assemblages.

On pare à celte difliculté soit en perçant les trous avant la cémentation, soit en évitant la carburation aux endroits déterminés. Les trous sont per«és sur une hauteur de 30 à iO*"°; on les remplit d'argile et la plaque est soumise à la cémentation.

Un autre moyen consiste à détremper les parties à ajuster au moyen d'uoe flamme de chalumeau ou mieux par cfaauflage électrique localisé; on peut opérer à volonté où il est ulile sans avoir à prévoir l'emplacement des trous.

Au point voulu, on fait passer un courant assez intense pour porter la température à plus de 900°, ce qui suffît pour détremper. On a soin d'abaisser graduellement la température en réglant l'intensité du courant, sinon un refroidisement rapide, déterminé par la masse métallique elle-même, produirait une nouvelle trempe.

Les touches de l'appareil qui amène le courant sont en cuivre, à circulation d'eau ; la surface de contact est sphériqua. L'acier est rapidement porté au rouge cerise sous 1^ contacts

iOH PROCÉDA DE FOHGIAGE DANS L'iNDL'STRie

et au rouge sombre dans les parties très voisiDes. Il est nécessaire de proIoDger l'actioa en déplaçant les contacts, sinon la partie voisine reste dure. Une opération peut durer une dizaine de minutes seulement.

Le courant est donné par une dynamo génératrice avec alternateur à faible fréquence, 50 par seconde, donnaot 300 volts et 100 ampères. Un transformateur, dont le pouvoir est dans le rapport de 100 & 1 , détermine un courant secondaire d'environ 2 volts ds tension et 15.000 ampères d'intensité. Il est suspendu de manière à pouvoir l'amener facilement au point voulu. Son poids est d'environ 450'*, afin d'assurer le contact quand on opère sur un plan horizontal.

Dans les positions obliques, on détermine une pression par des moyens auxiliaires,

La surface de contact est ordinairement de 0^',^; elle est traversée par un courant de 10.000 ampères, soit une densité de courant d'environ 4.000 ampères par centimètre carré.

Le courant est réglé par des rhéostats et la réduction se fait automatiquement. On détrempe aussi par le courant électrique les zones des plaques qui doivent être évidées. Pour cela, les contacts sont déplacés lentement, soit k la vitesse de 5 à G" par minute le long de la zone à délremper dont la largeur est ordinairement de 50 à 60""". Le procédé est auss' appliqué pour chauffer au rouge cerise des parties isolées des plaques et les tremper en les laissant refroidir rapidement.

Quant à la rectitication des parties trempées qui n'exigent qu'un faible enlèvement de matière, elle se fait à la meule d'émeri actionnée par une dynamo de SO kilowatts.

Cémfntation du lingot à la coulée.

Afin d'activer la cémentation, rendre l'opération très rapide,

M. Demenge a tout récemment appliqué aux usines de Pamiers

une méthode qui consiste A carburer inégalement le lingot au

moment de la coulée, même pendant la solidification, en se

PROCÉDÉS SE FORGei.GE DANS l'ikDDSTRIB 409

basant sur la propriété du carbone de s'incorporer au métal très rapidement lorsqu'il est liquide (1).

L'une des parois verticales de la liiigotière (^g. /5J est constituée par une pièce de fonte épaisse A agissant par sa conductibilité pour refroidir la face latérale ab du lingot. Une circulation d'eau peut être établie à Yolonté pour accélérer la chute de température.

La paroi B, enveloppant à distance les autres faces du lingot, est peu épaisse, et sa forme contournée est motivée pour tenir compte des différences de refroidissement au centre et vers les arêtes du lingot; elle permet d'obtenir des chutes de température progressives par tranches parallèles. Entre le lingot et la paroi B, on dispose un pisé de matières carburantas G, et une couche D de matières mauvaises conductrices de la chaleur. Les deux garnissages de côté E sont en matière réfractaire.

La préparation spéciale du pisé de matières carburantes qui sont complètement débarrassées de leurs gaz et sa grande dureté sont telles, qu'il est possible de couler l'acier sans avoir à craindre la moindre effervescence.

Le lingot est coulé debout avec masselotte nécessaire pour prévenir toute trace de retassement dans la partie utilisable.

Le métal à haute température i400° absorbe rapidement le carbone du pisé. D'un côté, la répartition se fait suivant une loi décroissante (fig. H) qui correspond à, un lingot de 3.000"» de 0°,400 d'épaisseur réduitparforgeageetlaminageàO",lûO.

La courbe ABCD a pour abscisses les épaisseurs et pour ordonnées les teneurs en carbone.

Le point C, origine de la chute du carbone du côté de la surface douce, peut être rapproché du centre de la plaque en accélérant le refroidissement.

L'économie de ce système comparé au procédé Harvey est importante. Au lieu d'exiger un long séjour dans un four, ce

(1) Brevet du 20 janvier 1891.

410 PaOCËDtS DB FOIQBAfiS DANS L'iHDQBTKH

-qui est préjudiciable à )a bonne qualilé du métal, la cémentation 8e fait rapidement i la coulée et peut être réglée à volonlË suivant le temps laissé au carbone pour se difïiiser daas la -masse.

De plus, avec la méthode ordinaire les grosses plaques exigwt 1106 très longue durée dans le foursion cherche Ji proportionna l'épaisseur d'acier de cémentation à l'épaisseur de la plaque, A c'est pourquoi les résultats obtins avec les plaques de forte épaisseur ne sont pas aussi satisfoisants que ceux avec les plaques de moyenne épaisseur. Au contraire, avec le procédé Demenge, on conçoit que la cémentation sera toujours plus prononcée sur un lingot de grosse masse que sur un de masse moindre.

La plupart des céments utilisables ont été essayés. En faisant varier le mélange des matières carburantes, on peut obt^iir des variations dans l'intensité de la cémentation. Par exemple, la «émentationoblenue avec le coke est & pen près mùtié de celle obtenue avec le charbon de bois.

Des matières inertes, telles que la t^uxou l'argile, ont pour -effet de relarder le commencement de la cémentation,

La surface cémentée du lingot est un peu rugueuse, mais le forgeage fait aisément disparaître toute irrégularité. Il convient -de ne pas rédiaufTer k nue trop haute température et la presse ^oit être préférée au pilon ; le laminoir termine s'il y a lieu.

Le lingot démoulé présente sur la face surcarburée une -couche de charbon adhérente à une couche de fonte d'abord très graphiteuse, puis de plus en plus blanche, qui ^le-méme adhère à la couche d'acier dur. Cette face est burinée, puis ie lingot est réchauffé pour passer au pilon ou à la presse en cessant sur les côtés latéraux du lingot afin de faire tembef la croûte parasite. On le réchauffe ensuite pour l'étirage en plaque. A la trempe, on place deux plaques l'une sur l'autre en accolant les deux faces non carburées directement ou par l'intermédiaire de sable.

PftOCiDt3 DE FORGBAGB DANS L'iRBOSTaiE 4tl

Trempe au plomb.

La trempe des piëcËs de cuiFassement dans un baia métallique a été appliquée par la Compagnie anonyme des forges de Châtillon et de Commeatry (1).

Le baia métallique assura uue plus grande r^uiarité de trempe ; de plus, la température du bain peut être amenée à un degré assez élevé pour écarter tout danger de ruptures ou de tensions nuisibles.

Fendaot la trempe des grosses pièces, les surraces et les angles se refroidissant plus rapidement, s'opposent au retrait des parties centrales, donnent lieu à des tensions dangereuses. Avec le bain métallique on peut plus facilement obtenir une température uniforme de refroidissement.

On emploie ordinairemont le plomb pour former le bain. Ce mêlai ayant une densité supérieure à celle du fer et de l'acier, on obtient l'immersioD par une surcharge ou par l'appareil figures iS, 16 et /7, comprenant un châssis A moutésurquatre galets B roulant sur les mêmes rails que la voûte mobile qui recouvre le bain. DansTintérieurdecechâssisest une masse C, mobile verticalement et de poids sufUsant pour produire l'immersion de la pièce P ii tremper par l'intermédiaire de neuf colonnettes D reliées à leurs parties inférieures par un tablier Ë.

Quatre crémaillères H, fixées à chacun desanglesde la masse, s'appuient sur quatre pignons I, reliés deux à deux par deux arbres J portés par le châssis. Aux extrémités, d'un côté de ces arbres sont calés deux ei^renages K, engrenant avec deux vis sans Un à pas allongé, calées sur un arbre L sur lequel est montée une poulie de frein M ; de cette manière, le mouvement parallèle de la masse C est assuré dans le sens vertical.

Après que la pièce à tremper est déposée dans le bain, l'ap-

(1) Brevet du 30 jain 1886. L'idée de tremper les blîDdages daoi un Imid de plomb revient eDlièremeot à M. Arsac (Aii 1856), qui en étudia tAnteB les dispositions et en lit les premiers esaaJs. Ce procédé a Été abandonoé i

partir de 1891.

41S PROCËDts DE FORCUGB DANS L'IHDDSTHIS

pareil est conduit au-dessus d'elle au moyea d'un treuil. Oa desserrele frein, la masse descend, OD modère la vitesse avec le frein et on la maintient à hauteur dès que la pièce est complètement immergée. La trempe terminée, on accroche l'anneau N i la chaîne d'un pont-treuil et on élève la masse jusqu'à ce que le dessous du tablier dépasse le bord du four. Le frein la maintient de nouveau. Suivant la nature du métal, le blindage est porté à la température du rouge cerise ou jaune orange. Le volume du plomb et la température varient aussi suivant l'énergie de la trempe. Dans certains cas, un poids de plomb ^al h trois ou quatre fois celui de la pirce et une température iniliale du plomb égale à 400" peuvent convenir.

Afin d'oblenir une température de trempe sensiblement conslante, empêcher le bain métallique de prendre une tempôrature trop élevée, on fait fondre, en contact avec la pièce à tremper et sur les points voulus, la majeure partie du métal de trempe. Les figures 48 à. 20 montrent la façon d'opérer : dons la biche A le bain initial ou volume de métal est aussi restreint que possible. Au fond de la biche, au moment de l'immersion, est placée une plaque P' du métal ou de l'alliage servant h la trempe. Le blindage C plonge partiellement dans ce bain et des vis B ou des pistons hydrauliques exerçant leur actiCHi sur les quatre angles du blindage, le mettent en contact avec la plaque réfrigérante P'.

En même temps une ptaquo P' est placée sur la partie supérieure du blindage. A mesure que les plaques supérieures sont fondues, on les renouvelle dans la proportion convenable pour maintenir la température voulue ou l'abaisser de manière que les eilets relatifs de la trempe puissent encore se produire lorsque la plaque est sensiblement refroidie. On obtient ainsi une trempe plus méthodique ou plus uniforme trfcs favorable (1).

{l)Ce procédé a élé préeoaisé par la Compagnie des hauls fourneaui, torgea el aciéries de la mariae et des chemins de fer et a fait l'objet d'un brevet du 2 juillet 1887.

PROCÉDÉS DE FOaCEA&E DA^S l'iNDUSTRIE 413

La température initiale élev^ du bain timilant le refroidissement donne une trerape douce. Elle permet de tremper des aciers à teneur en carbone relativement élevée, par exemple ceux à 10/Odecarbone et qui contiennent 1 i/2 0/0 de chrome. Elle améliore la ductilité et assure ainsi une plus grande résistance vive.

La trempe au plomb a aussi été appliquée en Angleterre pour plaques et projectiles.

. Dans la pratique, ce procédé s'est heurté à des difficultés d'ordre technique et était trop onéreux ; il ne s'est pas maintenu.

La température de fusion du plomb étant d'environ 300°, on ne peut obtenir les trempes fortes que l'on donne aux plaques cémentées avec de l'eau glacée et dont on peut modérer l'action en aspei^eant avec moins d'abondance.

Il ne faut pas non plus perdre de vue que, pour les aciers, la température de 300" correspond à un point critique de ductilité qu'il convient do franchir aussi rapidement que possible afin de limiter les chances de fêlures, de tapures. Or, avec le bain de plomb, cette période critique est prolongée et doit favoriser, avec des aciers durs et demi-durs, la production de ces défauts si toutes les parties ne sont pas refroidies bien uniformément.

C'est précisément pour éviter la formation d'un milieu à température relativement élevée, maintenant le mêlai k 300°, que l'on recommande d'^iter fortement le bain de trempe ou de déplacer la pièce afin que le refroidissement se fasse d'une façon plus rapide, plus uniforme.

Trempe à la glycérine et à Pammoniaquc (procédé Frodosîeff). La trempe k la glycérine et à l'ammoniaque donne à l'acier une dureté exceptionnelle en transformant l'acier doux en acier dur, de telle sorte qu'en l'appliquant seulement sur l'un des côtés d'une plaque elle détermine une espèce de cémentation très rapide.

4(4 PIOCÉDÉS DE FORGEAfiB DANS l'iNDIISTBIE

On fait varier la densité du bain de 1,08 à 1,26 A Ig" C par une addition d'eau, seloa la compositioa du métal et le but à atteindra. U faut un poids de glyoériœ ég^ à six fc»a au moins celui des pièces è y pkHig^ et la température du bain peut ëlra pwlëe de 15° à 200°, suivant la nature de l'opération, le degré de dureté à produire.

L'addition de divers sels augmente l'action de la. trempe. Pour des trempes superflcielles dures, on pect mettre 1 à 340/0 de sulfate de manganèse, et 1/4 à 4 0/0 de sulËUe de potasse. Pour les trempes douées, on ajoute au bain 1 à 10 0/0 de chlorure de manganèse ou 1 à 4 0/0 de chlorure de potassium.

L'ammoniaque a également un effet Eavorable.

Des plaques d'acier p^iveot wosi coosorver, d'un côté, les propriétés de l'acier doux et acquérir, de l'autre, une dureté extrême.

Cette trampe, qui est uoe sorte de c^eotation, d'adération prononcée, mais peu pénétrante, est aussi appliquée aux plaques cémentées pour augmenter l'effet de la trempe forte qu'on leur donne.

Ces divers (H-océdés de trempe, appliqués à de grandes masses métalliques, sont analogues k ceux adoptés depuis longtemps pour assurer aux outils en acier, subissant de grands efforts, une dureté et une ténacité exceptionnelles à la surface, en les trempant dans des bains de composititm déterminée.

Plaques à raioHres.

En vue de permettre une trempe superficielle très dure, il aété proposé de pratiquer, sur ]e côté extérieur des plaques, des rainures f^^. 2/ et 2i^{l) de façon à diviser la surface en éléments tels que chacun d'eux puisse supporter la trempe sans taper ou se fendre. Ces éléments ont des dimensions carrées ou rectangulaires de CjôÛO à 1" de côté, suivant la nature de l'acier.

(1) Brevet du 15 septembre 189(.', M. Brusllein.

PROCÉDÉS Dl F0RGBA6B DANS l'iNDUSTRIE 41 5^

La lace extérieure doit être, de préférence, eo acier de qualité spéciale, M que l'atcier chromé ou an nickel.

Le traitement comporte : un recuit dans ud fonr, la plaque adievée de forge ; le dressage on finissage des faces à l'outil coupant; la formation des rainures à la raboteuse.

La trempe énergique n'est appliquée qu'aux parties non creusées, le fond des rainures étant protégé contre une trCTnp& trop forte par un garnissage en amiante ou enterre rëfractaire.

Après la trempe, les rainures sont garnies de (Héces en acier dur et tenace, à surface tranpée, fixées par des vis (fig. SS

et»*;.

Par l'effet de la trempe, les éléments de la plaque se bombent plus ou moins suivant le d^rë de trempe et de revient que subit le métal.

Un autre modèle de blindage récemment préconisé aux Etats-Unis par M. Green comprend, pour chaque plaque, une série plus ou moins nombreuse de petites pièces d'acier à outil d'environ O^SOO de longueur, 0",tOO de largeur et 0'',180> d'épaisseur; ces pièces sont assemblées entre elles et séparées, par des plaques de cuivre de 0",003 d'épaisseur destinées à amortir les vibrations. L'avantage de ces plaques est leur facilité de fabrication et d'adaptation à toutes formes, leur réparation aisée et les qualités de trempe mieux assurées. Mais leprix de revient est élevé.

L'appareil pour la trempe (/ly, 25; comprend un rëservœr R. Sur un arbre A sont disposées de fortes équerres (fig. 2Ôjdont les faces étroites sont garnies de matelas d'amiante.

La plaque chauSèe P est présentée verticalement (position dans laquelle el le risque moins de se déformer) , de manière que les équerres s'introduisent dans les rainures. Un mouvemeni: de bascule des équerres amène la plaque dans la position horizontale au-dessus des pommes d'arrosoir ou de tôles perforées qui agissent en projetant l'eau sur toutes les parties à tremper.

416 PROCÉDÉS Dt FOHGBAGE DANS l'iNDUSTBIE

S'il a'a^L d'une plaque tout acier dur, la li'empe n'a lieu que sur les éléments extérieurs, la face Qoa trempée étant protégée coatre un refroidissement rapide, et la surface trempée peut avantageusemeut recevoir une double ou une triple trempe sur recuit immédiat en interrompant la projection de l'eau, puis en arrosant de nouveau & plusieurs reprises.

S'il s'agit de plaques mixtes ou d'acier doux, métal qui ne peut que gagner en qualité par une trempe forte, on tient les parois du réservoir assez hautes pour que toute la plaque soit immei^ée et on arrose la face supérieure à l'eau froide également. La trempe répétée sur recuit immédiat donnera paiement de meilleurs résultats que ta trempe simple.

L'importance si considérable qu'ont prise les divers éléments des engins de défense et d'attaque de la guerre moderne; les recherches incessantes et les perfectionnements que leur construction a motivés, montrent que l'ait militaire, actuellement et comme aux siècles passés, est toujours un mobile de progrès pour l'industrie métallurgique.

Dans l'histoire du monde, on ne saurait citer une autre époque où l'on ail consacré autant d'énergie, autant d'esprit de recherche et autant d'argent uux fins de guerre. Les plus puissants peuples dépensent en majeure partie leurs ressources générales et leurs forces industrielles à l'entretien de fortes armées permanentes et de marines formidables.

Combien seraient mieux utilisés tous les sacrïGccs des nations, s'ils s'appliquaient à l'améUoration du matériel économique, à la création des grands projets ulihtaires conçus par le génie humain I