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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberEP2424688 A1
Publication typeApplication
Application numberEP20100718244
Publication dateMar 7, 2012
Filing dateApr 23, 2010
Priority dateApr 30, 2009
Also published asCN102438764A, EP2424688B1, WO2010125253A1, WO2010125253A8
Publication number10718244, 10718244.6, 2010718244, EP 2424688 A1, EP 2424688A1, EP-A1-2424688, EP10718244, EP20100718244, EP2424688 A1, EP2424688A1
InventorsChristophe Delaunay, Alain Honnart, Volkter GÜTHER, Rüdiger FOX
ApplicantCefival, GFE Metalle Und Materialien GmbH, PFW Aerospace AG, Christophe Delaunay, Alain Honnart
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: Espacenet, EP Register
Method for producing elongate products made of titanium
EP 2424688 A1 (text from WO2010125253A1) 
Abstract  
The invention relates to a method for producing elongate products made of titanium or a titanium alloy, or blanks of such products, that comprises preparing a mass of titanium or titanium alloy material (10), melting said mass using an electric arc in a skull melting process (20), casting one or more ingots having a substantially cylindrical shape and a diameter of less than about 300 mm from the molten mass (30), and extruding one or more of said ingots at a temperature between 800 and 1200°C using an extrusion press (40). The invention can be used in the field of aeronautics, for example.
Claims  translated from French  (OCR text may contain errors)

Revendications Claims

1. 1. Procédé de fabrication de produits allongés en matière titane ou en alliage de titane, ou d'ébauches de tels produits, comprenant les étapes suivantes: a) préparer une masse de matière titane ou d'alliage de titane (10), b) faire fondre cette masse par arc électrique et en mode autocreuset (20) , c) couler un ou plusieurs lingots de forme sensiblement cylindrique et de diamètre inférieur à environ 300 mm à partir de la masse fondue (30) , puis d) filer un ou plusieurs de ces lingots à une température comprise entre 800 0 C et 1200 0 C au moyen d'une presse à filer (40) . A method for producing elongated products in titanium or titanium alloy, or blanks of such products, comprising the steps of: a) preparing a mass of titanium or titanium alloy (10), b) melting this mass and electric arc mode autocreuset (20), c) one or more casting ingots of substantially cylindrical shape and a diameter less than about 300 mm from the melt (30), and d) spinning of one or more these bars at a temperature between 800 0 C and 1200 0 C by means of an extrusion press (40).

2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape c) comprend: cl) couler un ou plusieurs premiers lingots à partir de la masse fondue (300), c2) faire fondre chacun de ces premiers lingots en une seconde masse de matière titane ou d'alliage de titane respective (302) , c3) couler un ou plusieurs lingots à filer de forme sensiblement cylindrique et de diamètre inférieur à environ 300 mm à partir de chacune des secondes masses de matière titane ou d'alliage de titane respectives (304). The method of claim 1, wherein step c) comprises: cl) coating one or more first ingot from the melt (300), C2) to melt each of said first bars into a second mass of material or titanium titanium alloy respective (302), c3) coating one or more spinning ingots of substantially cylindrical shape and a diameter less than about 300 mm from each of the second mass of material titanium or titanium alloy respective (304 ).

3. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'étape cl) comprend: cil) couler un ou plusieurs lingots de forme sensiblement cylindrique et de diamètre inférieur à environ 300 mm à partir de la masse fondue (300) . A method according to claim 2, wherein step cl) includes: cil) coating one or more ingots of substantially cylindrical shape and a diameter less than about 300 mm from the melt (300).

4. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, dans lequel l'étape c3) comprend: c31) couler un lingot à filer de forme sensiblement cylindrique et de diamètre inférieur à environ 300 mm à partir de chacune des secondes masses de matière titane ou d'alliage de titane. Method according to one of claims 2 and 3, wherein the step c3) includes: c31) casting an ingot of spinning substantially cylindrical shape and a diameter less than about 300 mm from each of the second mass of material or titanium titanium alloy.

5. 5. Procédé selon l'une des revendication 2 à 4, dans lequel l'étape c2) comprend: • c21) faire fondre au moins un premier lingot par arc électrique sous vide. Method according to one of claims 2 to 4, wherein the step c2) includes: • c21) melting at least a first ingot by vacuum arc.

6. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le diamètre du lingot à filer est inférieur à 250 mm. Method according to one of the preceding claims, wherein the diameter of the ingot to be spun is lower than 250 mm.

7. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le diamètre du lingot à filer est supérieur à 100 mm. Method according to one of the preceding claims, wherein the diameter of the ingot to be spun is greater than 100 mm.

8. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape d) est réalisée en présence d'un agent lubrifiant. Method according to one of the preceding claims, wherein step d) is performed in the presence of a lubricant.

9. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel l'agent lubrifiant comprend du verre. A method according to claim 8, wherein the lubricant comprises glass.

10. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la température de filage est comprise entre 900 0 C et 1150 0 C. Method according to one of the preceding claims, wherein the spinning temperature is between 900 0 C and 1150 0 C.

11. 11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape c) comprend: cl) couler pratiquement l'ensemble de la masse fondue à l'étape b) en lingots à filer de forme sensiblement cylindrique et de diamètre inférieur à 300 mm. Method according to one of the preceding claims, wherein step c) comprises: cl) coating substantially the whole of the melt in step b) spinning ingots of substantially cylindrical shape and a diameter less than 300 mm .

12. 12. Procédé selon l'une des revendications précédentes dépourvu de toute étape de réduction de diamètre des lingots coulés à l'étape c) préalable à l'étape d) . A method according to any preceding claim without any step of reducing diameter of the cast ingots in step c) prior to step d).

13. 13. Procédé selon l'une des revendications précédentes comprenant une étape d' écroutage entre les étapes c) et d) . A method according to any preceding claim comprising a step of peeling between steps c) and d).

14. 14. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le diamètre des lingots coulés à l'étape c) est choisi en fonction du diamètre souhaité du produit allongé en matière titane ou en alliage de titane ou de l'ébauche de ce produit. Method according to one of the preceding claims, wherein the diameter of the cast ingots in step c) is chosen according to the desired diameter of the elongated product in titanium or titanium alloy or of the blank of this product.

Description  translated from French  (OCR text may contain errors)

PROCEDE DE FABRICATION DE PRODUITS ALLONGES EN TITANE PROCESS FOR MANUFACTURING TITANIUM ALLONGES

L' invention a trait à un procédé de fabrication de produits allongés en matière titane, ou en alliage de titane, ou d'ébauches de tels produits. The invention relates to a method for producing elongated products in titanium or titanium alloy, or blanks of such products.

Le terme "produit allongé" désigne ici une pièce métallique qui présente des dimensions de section transversale sensiblement inférieures, voire très inférieures, à sa longueur. The term "elongated product" means here a metal which has cross-sectional dimensions substantially less, or even much lower, than its length.

Les produits allongés incluent les pièces métalliques dont la réalisation comprend usuellement au moins une opération de filage. Products include elongated metal parts whose implementation usually comprises at least one drawing operation. La qualification de produit allongé n'est cependant pas réservée à de telles pièces. Qualification elongated product is not restricted to such parts.

Les produits allongés comprennent plus particulièrement les pièces métalliques résultant d'une opération de filage, et comprennent les pièces profilées, y compris les profilés creux et les tubes. The elongate products comprise more particularly metal parts resulting from a spinning operation, and include shaped parts, including the hollow profiles and tubes.

Le terme "d'ébauche" doit s'entendre ici de manière assez large. The term "draft" should be understood here broadly enough. Il désigne un produit allongé non fini mais dont la forme générale correspond pour l'essentiel à l'allure du produit allongé fini. It designates an elongated product unfinished but whose general form is essential for the appearance of the finished product lying. Ceci implique qu'une ébauche de produit allongé est une pièce métallique allongée. This implies that a draft elongated product is a metal elongated.

Ceci n'exclut ni l'adaptation ultérieure de la forme de cette ébauche, par exemple par usinage, ni la modification de cette allure générale, par exemple par cintrage, pliage, ou toute autre déformation plastique. This does not exclude subsequent adjustment of the shape of the blank, for example by machining or modification of this general form, for example by bending, folding, or any plastic deformation. On doit plutôt comprendre qu'une "ébauche" d'un produit allongé est une pièce de forme allongée qui peut subir différents traitements de mise en forme, d'usinage ou encore de surface pour donner naissance à un produit fini. Rather, one must understand that a "draft" of a product is a lying piece of elongated shape which can undergo various treatments forming, machining or surface to give birth to a finished product.

Les domaines d'utilisation des produits allongés en matière titane, ou en alliage de titane, sont nombreux. Areas of use of elongated products in titanium or titanium alloy, are numerous. Ils comprennent en particulier la construction aéronautique et aérospatiale. They include in particular the construction of aerospace.

Des normes existent, qui régissent la qualité métallurgique de ces produits. Standards exist governing the metallurgical quality of these products. La qualité exigée dépend de l'application envisagée. Quality required depends on the application.

Par exemple, dans le cas particulier de la construction aéronautique, une haute qualité est exigée en raison des conséquences dramatiques qu'engendrerait la défaillance d'un produit. For example, in the case of aircraft construction, high quality is required because of the dire consequences that would result from failure of a product.

Le respect de qualités fixées n'est pas limité au domaine aéronautique : en pratique, la plupart des applications exigent des qualités métallurgiques minimales, que celles-ci fassent l'objet de normes ou non. Compliance with set quality is not limited to the aeronautical field: in practice, most applications require minimal metallurgical qualities, that they are subject to standards or not. Et l'obtention de produits de haute qualité n'est pas réservée aux domaines de l'aéronautique et de l'aérospatial. And obtaining high quality products is not restricted to the fields of aviation and aerospace.

Aux exigences de qualité s'ajoutent aujourd'hui des exigences de coûts et de disponibilité, presque aussi importantes. Quality requirements are in addition to the requirements of today's costs and availability, almost as important. Autrement dit, il ne suffit plus de savoir fabriquer un produit répondant à des exigences de qualité, encore faut-il pouvoir le faire à un coût satisfaisant et en quantité suffisante pour satisfaire le marché. In other words, it is not enough to know manufacture a product that meets quality requirements, must still be able to do a satisfactory cost and in sufficient quantity to satisfy the market.

C'est pourquoi on cherche constamment des procédés de fabrication moins coûteux qui permettent de réaliser des produits de qualité au moins égale. This is why we constantly seeking cheaper manufacturing processes that can produce quality products at least. Les procédés classiques débutent par la préparation d'une masse de matière titane, laquelle masse peut comprendre des éponges de titane, des copeaux de titane, des chutes de titane (que l'on désigne parfois "ferraille de titane" par abus de langage) et/ou plus généralement de matière titane recyclée. Conventional processes begin with the preparation of a mass of titanium mass which may include titanium sponge, titanium shavings, scraps of titanium (sometimes referred to as "scrap titanium" by abuse of language) and / or more generally recycled material titanium.

Cette masse de matière titane est ensuite fondue et coulée en un unique lingot, qui présente un diamètre important. This mass of material titanium is then melted and cast in a single ingot which has a large diameter.

Dans ces procédés classiques, différentes techniques peuvent être mises en oeuvre pour réaliser la fusion/coulée de la masse de titane. In these conventional methods, different techniques can be implemented to achieve the fusion / casting weight of titanium.

La fusion par bombardement électronique, aussi désignée par l'expression anglaise de "Electron beam furnace", est adaptée à la fusion d'un mélange d'épongés de titane et de matière recyclée (chutes) en tant que matière première. Fusion by electron bombardment, also referred to as the English "Electron beam furnace" is suitable for melting a mixture of titanium sponge and recycled material (falls) as raw material. Les matériaux recyclés étant moins coûteux que les éponges de titane, on comprend l'intérêt économique que peut revêtir un tel procédé . Recycled materials are less expensive than titanium sponge, we understand the economic interest can take such a method.

La fusion par torche plasma et la fusion par bombardement électronique en creuset froid constituent des techniques plus récentes, qui offrent une coulée plus continue et la possibilité de fondre une proportion plus importante de chutes de titane. Fusion plasma torch and electron beam melting in a cold crucible are newer techniques that provide more continuous casting and the possibility of merging a higher proportion of falls titanium. Ces techniques sont ainsi plus économiques que la fusion par bombardement électronique classique. These techniques are therefore more economical than the conventional electron beam melting.

Avec ces procédés de fusion classiques, la coulée de la matière fondue est progressive et assez lente. With these conventional melting processes, the casting of the molten material is gradual and slow. Généralement, cette matière fondue coule dans une lingotière, petit à petit, par effet de trop plein du bac de fusion, au fur et à mesure que de la matière se trouve fondue. Generally, this melt flows into a mold, little by little, by the effect of overflow tray fusion, as and as the material is melted. La lenteur et la progressivité de la coulée, résultant principalement des limites des techniques de fusion, conduisent à des défauts de coulée dans le lingot. Slow and progressive casting, resulting mainly limits fusion techniques, lead to defects in the ingot casting.

Pour répondre à de hautes exigences métallurgiques, par exemple pour des pièces de sécurité dans le domaine aéronautique, il est nécessaire de refondre le lingot obtenu après la première fusion/coulée et d'en couler un nouveau. To respond to high metallurgical requirements, eg safety parts in aeronautics, it is necessary to recast the ingot obtained after the first melting / casting and cast in a new one. Les fusions successives améliorent en effet la qualité métallurgique du lingot. Successive mergers indeed improve the metallurgical quality of the ingot.

Cette refusion/coulée est classiquement réalisée par la technique de refusion par arc électrique sous vide, aussi appelée "VAR" (de l'anglais "vacuum arc remelting") . This reflow / casting is conventionally carried out by the technique of electric arc remelting under vacuum, also called "VAR" (English "Vacuum Arc Remelting"). Le lingot obtenu après la première fusion constitue une électrode qui va progressivement être fondue, et simultanément coulée en un lingot de diamètre voisin, de manière continue. The ingot obtained after the first fusion is an electrode which will be progressively melted, and simultaneously casting an ingot with a diameter close, continuously. En pratique, le diamètre du nouveau lingot est supérieur de 10 à 20% environ au diamètre de l'électrode consommable, c'est-à-dire du premier lingot. In practice, the diameter of the new billet is greater by 10 to 20% the diameter of the consumable electrode, that is to say the first ingot.

II faut noter que certaines normes, telles que la norme des États-Unis d'Amérique AMS 4945, à usage dans le domaine de la construction aéronautique, imposent cette refusion "VAR". It should be noted that some standards, such as the standard of the United States of America AMS 4945, for use in the field of aircraft construction, impose this reflow "VAR".

Cette "double fusion" s'avère coûteuse. This "double fusion" is expensive. Aussi les fondeurs ont-ils pris l'habitude de couler des lingots de gros diamètre, pratiquement compris entre 500 et 1000 mm, en remarquant que le coût volumique diminue avec l'augmentation du diamètre du lingot coulé. As the founders did they get used to cast ingots of large diameter, almost between 500 and 1000 mm, noting that the cost density decreases with increasing the diameter of the cast ingot. Autrement dit, les lingots de gros diamètre sont de moindre coût, pour un volume de matière donné . In other words, large diameter bars are cheaper for a given volume of material.

Pour remédier aux inconvénients des techniques de (première) fusion classiques, que sont principalement la lenteur et la progressivité de la fusion/coulée, on a plus récemment mis au point une technique de fusion par arc électrique, sous vide et en mode autocreuset, aussi désignée par l'expression anglaise de "skull melting" (littéralement "fusion en carapace" en français) . To overcome the disadvantages of techniques (first) fusion classics that are mostly slow and gradual melting / casting, a more recently developed technique of electric arc melting, vacuum and autocreuset mode, as designated by the expression of "skull melting" (literally "fusion shell" in French). Par mode autocreuset, on entend un procédé de fusion dans lequel le creuset du four est refroidi de manière qu'il se forme par dessus lui une coque de matière fondue, ici du titane, ou creuset supplémentaire, isolant le reste de la matière fondue du creuset du four. By Mode autocreuset, is meant a process wherein the melting crucible furnace is cooled so that it forms a cover over the melt, by titanium, or crucible further isolating the rest of the melt crucible furnace.

Une partie de la masse de titane à fondre est placée dans un creuset, tandis que l'autre partie de cette masse prend la forme d'une électrode consommable. A part of the mass to melt titanium is placed in a crucible, whereas the other portion of this mass takes the form of a consumable electrode. L'ensemble de la masse de titane va être fondu grâce à un arc électrique généré entre l'électrode et le creuset puis mis à la température du bain. The entire mass of titanium will be melted by an electric arc generated between the electrode and the crucible and then placed in the bath temperature.

La masse fondue est ensuite coulée dans une ou plusieurs lingotières, en une fois, par inclinaison du creuset. The melt is then poured into one or more molds, at a time, by tilting the crucible.

Le "skull melting" permet une coulée rapide, en une seule fois, par lot (inclinaison), de l'ensemble de la masse de matière fondue. The "skull melting" casting enables fast, at one time, batch (tilt) of the whole mass of molten material. Ceci peut permettre d'éviter les défauts de coulée liés à la lenteur et la progressivité des techniques de fusion plus anciennes. This can avoid casting defects related to the slow and gradual fusion techniques oldest.

Pour des raisons économiques, on a l'habitude de couler un unique gros lingot. For economic reasons, we used to run a single large ingot.

Le "skull melting" permet la fusion d'épongés de titane aussi bien que de matériaux recyclés, indifféremment. The "skull melting" allows the fusion of titanium sponge as well as recycled materials, either.

Un avantage supplémentaire réside dans le fait que la gangue métallique qui se forme au contact du creuset peut être aisément, voire directement, réutilisée en tant que nouvelle électrode. An additional advantage is that the matrix metal is formed in contact with the crucible can be easily or directly reused as a new electrode.

Pour la plupart des produits allongés souhaités, la capacité des presses actuelles ne permet pas de filer directement les lingots obtenus après refusion "VAR" ou fusion "skull melting", à cause d'un diamètre trop important du lingot. For most elongated products desired, the capacity of existing presses can not shoot straight ingots obtained after reflow "VAR" or fusion "skull melting" because of too large a diameter ingot.

Une ou plusieurs opérations de réduction de diamètre par forgeage sont nécessaires pour transformer le lingot de grand diamètre en une ou plusieurs billettes de diamètre adapté à la presse à filer et au produit allongé souhaité. One or more reduction operations by forging diameter are needed to convert the large diameter ingot in one or more billets with a diameter adapted to the extruder and the desired elongated product.

À titre d'exemple, un lingot issu d'une refusion "VAR", ou d'un "skull melting", peut présenter un diamètre d'environ 600 millimètres et être transformé par opérations de forgeage successives en billettes d'environ 120 millimètres de diamètre, soit une réduction de diamètre par forgeage de l'ordre de 25 (2500%) . For example, an ingot from a reflow "VAR" or "skull melting" may have a diameter of about 600 mm and be transformed by successive forging operations billets of 120 mm diameter, a reduction in diameter by forging the order of 25 (2500%).

II faut noter que le forgeage améliore nettement la qualité métallurgique des billettes, en sorte qu'il est systématiquement mis en oeuvre après fusion (VAR, skull melting ou autres) It should be noted that significantly improves the quality forging metal billets, so that it is consistently implemented after melting (VAR, or other skull melting)

Des opérations supplémentaires, par exemple d'usinage (pour retirer une fine couche superficielle de la billette forgée ou "écroutage") , ou de finition peuvent, le cas échéant, être également mises en oeuvre préalablement au filage. Additional operations, for example, machining (to remove a thin surface layer of the forged billet or "peeling") or finish may, where appropriate, also be implemented prior to spinning.

En résumé, une gamme de fabrication habituelle de produits de haute qualité allongés en titane, ou en alliage de titane, à partir d'une masse de titane, comprend les opérations suivantes : - fusion de cette masse de titane, ou d'alliage de titane, et coulée d'un unique lingot, de grand diamètre; In summary, a range of normal manufacturing of high quality products elongated titanium or titanium alloy, from a mass of titanium, including the following: - merge this mass of titanium or alloy titanium, and casting an ingot single, large diameter;

- refusion "VAR" de cet unique lingot en un unique lingot, également de grand diamètre ; cette étape étant pratiquement obligatoire lorsque la fusion précédente n'a pas été réalisée par "skull melting"; cette refusion pouvant être imposée par des normes aéronautiques. - Reflow "VAR" this unique ingot into a single ingot, also large diameter this step is almost mandatory when the previous fusion was not achieved by "skull melting"; reflow that may be imposed by aviation standards. - préparation d'une ou plusieurs billettes à filer à partir du lingot de grand diamètre, incluant une ou plusieurs opérations de forgeage; - Preparation of one or more billets spinning from the large diameter ingot, including one or more forging operations;

- filage à la presse à filer de ces billettes pour obtenir des produits allongés de forme quasi définitive; - Spinning extrusion press billets for these products elongated substantially final form;

Une ou plusieurs opérations de traitement de surface et/ou modifiant l'allure générale du produit allongé peuvent ensuite être mises en oeuvre pour l'obtention du produit allongé fini. One or more operations for surface treatment and / or modifying the general aspect of the elongated product can then be implemented to obtain the product lying over.

Cette gamme de fabrication n'est que très partiellement satisfaisante, en particulier en termes de coûts, de délai de fabrication du produit allongé, ainsi que disponibilité du produit. This range of production is only partially satisfactory, particularly in terms of cost, time of manufacture elongated and product availability.

Les Demanderesses ont cherché à améliorer la situation. The applicants have sought to improve the situation.

Le procédé proposé vise un procédé de fabrication de produits allongés en matière titane ou en alliage de titane, ou d'ébauches de tels produits, comprenant la préparation d'une masse de matière titane ou d'alliage de titane, la fusion de cette masse par arc électrique et en mode autocreuset, la coulée d'un ou plusieurs lingots de forme sensiblement cylindrique et de diamètre inférieur à environ 300 mm à partir de la masse fondue, puis le filage d'un ou plusieurs de ces lingots à une température comprise entre 800 0 C et 1200 0 C au moyen d'une presse à filer. The proposed method is a method for manufacturing long products in titanium or titanium alloy, or blanks of such products, comprising preparing a mass of titanium or titanium alloy, the melting of the mass and electric arc mode autocreuset, casting one or more ingots of substantially cylindrical shape and a diameter less than about 300 mm from the melt, and then the spinning of one or more of these ingots at a temperature between 0 C and 800 0 C in 1200 by means of an extrusion press.

Un tel procédé permet d'obtenir des produits allongés sains, c'est-à-dire pratiquement dépourvus de tout défaut de coulée, et d'une résistance mécanique, en particulier telle que mesurée par des essais de traction, au moins égale aux produits obtenus par les procédés classiques ou actuellement connus. Such a method allows to obtain products elongated sound, that is to say substantially free of defects in casting, and mechanical strength, especially as measured by tensile testing at least equal to the products obtained by conventional methods or currently known. À titre d'exemple, ce procédé permet d'obtenir des produits allongés de qualité comparable aux produits conformes aux normes aéronautiques aujourd'hui en vigeur, au moins en ce qui concerne les propriétés de résistance mécanique, par exemple les normes des États-Unis d'Amérique AMS 4935 ou AMS 4945. For example, this process allows for elongated products of comparable quality products that meet aviation standards now in force, at least in regard to mechanical strength properties, such as standards of the United States America AMS 4935 or AMS 4945.

Ce procédé offre de surcroît un coût de fabrication du produit potentiellement inférieur au coût de fabrication des procédés classiques ou actuellement connus, ainsi qu'un délai de fabrication raccourci, en partie liés à l'absence de toute opération de forgeage, et plus généralement de réduction sensible du diamètre des lingots coulés préalablement à l'opération de filage ainsi qu'à la coulée simultanée de plusieurs lingots. This process offers additional manufacturing cost of the product potentially lower manufacturing cost of conventional methods or currently known, and a shortened production time, partly related to the absence of a forging operation, and more generally significant reduction in the diameter of the cast ingots before the spinning operation and the casting of multiple ingots.

Le procédé proposé améliore la disponibilité des produits allongés obtenus, en particulier du fait d'une simplification de la gamme de fabrication et de la possibilité d'utiliser dans la masse de titane ou d'alliage de titane préparée une large proportion de matière recyclée. The proposed method improves the availability of long products obtained, in particular due to a simplification of the manufacturing range and the ability to use the mass of titanium or titanium alloy prepared a large proportion of recycled material.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels : Other features and advantages of the invention will emerge on examining the detailed description below and the accompanying drawings in which:

- la figure 1 est un diagramme d'étapes illustrant le procédé selon l'invention, - Figure 1 is a diagram illustrating steps of the method according to the invention,

- la figure 2 est un diagramme d'étapes illustrant une variante du procédé de la figure 1, - Figure 2 is a diagram illustrating an alternative stages of the process of Figure 1,

- la figure 3 est un diagramme d'étapes illustrant un procédé complémentaire susceptible d'être mis en oeuvre en complément des procédés des figures 1 et 2. - Figure 3 is a diagram illustrating a method step can be further implemented in addition to the processes of Figures 1 and 2. Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. The accompanying drawings may serve not only to complete the invention, but also contribute to its definition, if any.

La figure 1 illustre un procédé de fabrication de produits allongés en titane, ou en alliage de titane, ou d'ébauches de produits de ce type. Figure 1 illustrates a method for manufacturing elongated titanium or titanium alloy, or blanks such products.

Le procédé de la figure 1 comprend une opération de préparation 10 d'une masse de matière titane ou d'alliage de titane, une opération de fusion 20 de cette masse par arc électrique et en mode autocreuset, une opération de coulée 30 d'un ou plusieurs lingots de forme sensiblement cylindrique et de diamètre inférieur à environ 300 mm à partir de la masse fondue, puis une opération de filage 40 d'un ou plusieurs de ces lingots à une température comprise entre The method of Figure 1 comprises a preparation step 10 of a mass of titanium or titanium alloy, a merger 20 of the electric arc and mass autocreuset mode, an operation of a casting 30 or more ingots of substantially cylindrical shape and a diameter less than about 300 mm from the melt, a spinning operation and 40 of one or more of the ingots to a temperature of between

800 0 C et 1200 0 C au moyen d'une presse à filer. C and 800 0 1200 0 C by means of an extrusion press. En option, les produit allongés résultant de cette étape de filage peuvent subir une ou plusieurs étapes de finition ou semi-finition 50. Optionally, the elongated product resulting from this step spinning may undergo one or more stages of finishing or semi-finishing 50.

Le procédé de la figure 1 débute par une opération de préparation d'une masse de titane ou d'alliage de titane 10. The method of Figure 1 starts with an operation for preparing a body of titanium or titanium alloy 10. La composition chimique de cette masse est conforme à la nuance souhaitée pour le produit allongé. The chemical composition of this mass is consistent with the desired hue to the elongated product. Par exemple, la composition chimique de cette masse peut être destinée à obtenir un alliage TA6V4, ou équivalent, tel que mentionné dans la norme des États-unis d'Amérique AMS 4935, ou encore TA3V2.5, ou équivalent, tel que mentionné dans la norme des États-Unis d'Amérique AMS 4945. For example, the chemical composition of this mass can be designed to obtain an alloy TA6V4 or equivalent, as mentioned in the standard of the United States of America AMS 4935, or TA3V2.5 or equivalent, as mentioned in the standard of the United States of America AMS 4945.

Ces alliages sont particulièrement utilisés dans le domaine aéronautique, pour lequel des normes strictes exigent une haute qualité métallurgique des produits. These alloys are used in particular in the field of aviation, for which strict standards require high quality metallurgical products. Leur emploi n'est nullement limité à ce secteur d'activité. Their use is in no way limited to this sector. Et la mise en oeuvre du procédé de la figure 1 n'est pas non plus limitée à ces alliages particuliers, mais au contraire s'étend à de nombreuses compositions de titane différentes, selon notamment l'application envisagée, par exemple T40, T60 ou autres . And implementation of the process in Figure 1 is not limited to these special alloys, but rather extends to many different titanium compositions according to the particular application considered, eg T40, T60 or other.

Cette masse peut comprendre des éponges de titane, des chutes de titane ou d'alliage de titane, appelées w scrap" en anglais, des copeaux de titane ou d'alliage de titane, de tout ou partie d'une coquille, ou poche ou gangue, résultant d'une fusion "skull melting", ou plus généralement de matière titane recyclée sous une forme quelconque. La composition de la matière recyclée est contrôlée en ce qui concerne sa qualité et sa composition chimique. This mass may comprise a sponge titanium, falls of titanium or titanium alloy, called w scrap "in English, shavings of titanium or titanium alloy, of all or part of a shell, or pouch or matrix, resulting from a merger "skull melting" or, more generally titanium recycled material in any form. Composition of the recycled material is controlled with respect to its quality and chemical composition.

Les éléments recyclés peuvent provenir de mises au mille, de matières recyclées traitées destinées à l'industrie du titane pour refusion, de résidus d'usinage de pièces en titane ou alliage de titane, ou autre. The recycled materials can come from being in a thousand, recycled treated for the titanium industry for reflow residues machining of titanium or titanium alloy, or other.

Ces matières recyclées peuvent présenter de nombreuses compositions chimiques différentes, par exemple conformes à la nuance souhaitée pour le produit allongé, mais pas nécessairement. These recycled materials can have many different chemical compositions, for example according to the desired shade for long product, but not necessarily. Ces matières peuvent correspondre aux alliages mentionnés plus haut. These materials can match the alloys mentioned above.

Les éléments recyclés présentent une disponibilité et un coût massique, c'est-à-dire un coût rapporté au kilogramme de matière, moindre que les éponges de titane, en sorte qu'il est avantageux d'en privilégier l'emploi. The elements are recycled availability and cost mass, that is to say, a reported cost per kilogram of material, less than the titanium sponge, so it is advantageous to retain jobs.

La masse de titane ou d'alliage de titane de l'étape de préparation 10 peut également comprendre des éléments de mise à la nuance et/ou d'alliage dans des proportions qui dépendent de la suite du procédé, de l'application envisagée, et/ou de la nuance souhaitée pour le produit allongé. The mass of titanium or titanium alloy of the preparation step 10 may also include elements for making the hue and / or alloy in proportions which depend on the result of the method, the intended application, and / or the desired hue to the elongated product. Le procédé de la figure 1 se poursuit par une opération de fusion à l'arc électrique et en mode autocreuset 20 de la masse de matière titane ou d'alliage de titane préparée à l'opération 10. The method of Figure 1 continues with an operation of electric arc melting and mode autocreuset 20 of the mass of material titanium or titanium alloy prepared in step 10.

C'est-à-dire que cette fusion se fait sous la forme d'une fusion "skull melting". That is to say that this merger is in the form of merger "skull melting."

Une fusion "skull melting" est réalisée au moyen d'un four comprenant un caisson sous vide et un creuset conformé de manière appropriée, logé à l'intérieur du caisson. A fusion "skull melting" is achieved by means of a furnace comprising a vacuum box and a crucible shaped suitably housed within the casing.

On monte une électrode consommable à l'intérieur du caisson tandis que l'on charge de la matière titane dans le creuset. Mounting a consumable electrode inside the vessel is loaded while the titanium material in the crucible. On génère une grande différence de potentiel entre le l'électrode et le creuset. It generates a large potential difference between the electrode and the crucible. Lorsque cette différence de potentiel atteint un certain seuil, il se crée un arc électrique de haut niveau d'énergie entre l'extrémité basse de l'électrode et la matière titane située dans le creuset. When the potential difference reaches a certain threshold, it creates an electric arc high energy level between the lower end of the electrode and the titanium material located in the crucible.

En pratique, l'électrode peut être montée sur une pièce verticale qui se déplace de haut en bas dans le caisson. In practice, the electrode may be mounted on a vertical part which moves up and down in the casing.

Lorsque l'électrode est entièrement fondue, la masse de titane fondue présente dans le creuset peut être coulée, en une fois, dans une ou plusieurs lingotières de forme choisie, ici de section circulaire et de diamètre inférieur à 300 mm, placées à l'intérieur du caisson. When the electrode is completely melted, the molten mass of titanium present in the crucible can be cast, at once, in one or more molds of chosen shape, here a circular section and a diameter less than 300 mm, placed in inside the housing. Cette coulée est donc très rapide: elle peut par exemple être réalisée par inclinaison du creuset. This flow is very fast: it can for example be achieved by tilting the crucible. Le "skull melting" est ainsi une technique de fusion/coulée par lots. The "skull melting" is thus a fusion technique / casting lots.

Lors de cette fusion/coulée, une partie de la masse de titane fondue se solidifie à l'interface avec le creuset et forme une gangue en titane qui protège le titane en fusion de toute pollution par d'autres éléments présents dans le creuset ou par le creuset lui-même. During this melting / casting, a portion of the molten mass of titanium solidifies at the interface with the crucible and forms a matrix which protects the titanium molten titanium from pollution by other elements present in the crucible or by the crucible itself. Autrement dit, cette gangue forme un creuset supplémentaire disposé dans le creuset matériellement prévu dans le four (fusion en autocreuset) . In other words, this matrix form a crucible disposed in the additional material provided in the crucible furnace (melting autocreuset). Après refroidissement, cette gangue peut être utilisée en tant qu'électrode consommable pour une nouvelle fusion, ce qui est intéressant en termes de coûts. After cooling, this matrix can be used as an electrode for a new consumable fusion, which is interesting in terms of costs. Le creuset du four peut être conformé de manière que la gangue présente une forme adaptée à sa fonction ultérieure d'électrode consommable. The crucible of the furnace can be shaped so that the matrix has a shape adapted to the subsequent function consumable electrode.

La masse de titane préparée à l'étape 10 comprend avantageusement la gangue, ou coquille, résultant de la fonte et de la coulée par "skull melting" d'une masse de titane précédente . The mass of titanium prepared to step 10 preferably comprises the matrix or shell from melting and casting "skull melting" a mass of titanium before.

De manière aussi avantageuse, la masse de titane préparée à l'opération 10 comprend une proportion importante de matière titane recyclée. As advantageous manner, the mass of titanium prepared in operation 10 includes a significant proportion of material recycled titanium.

De préférence, la masse de titane de l'opération 10 comprend exclusivement une ou plusieurs coquilles skull, de la matière recyclée et les éléments d'alliage ou de mise à la nuance nécessaires, en proportion appropriée. Preferably, the mass of titanium of step 10 comprises only one or more shells skull, of the recycled material and the alloying elements or formatting the required shade in correct proportion.

Autrement dit, l'opération de préparation de la masse de titane ou d'alliage de titane 10 consiste ici principalement à réaliser un mélange de matériaux en titane, ou en alliage de titane, dont la majeure partie, voire la totalité, en masse, est constituée de matériaux recyclés. In other words, the preparing operation of the mass of titanium or titanium alloy 10 is here primarily to produce a mixture of materials of titanium or titanium alloy, of which the major part, or all, by weight, consists of recycled material. Seule l'addition d'éléments de mise à la nuance peut encore être nécessaire. Only the addition of elements put in the shade may still be necessary.

Le procédé de la figure 1 présente donc un avantage tout particulier en ce qu'il permet l'obtention de produits de haute qualité pour un coût moindre que les procédés classiques, du fait de l'utilisation quasi exclusive de matières recyclées permise par l'utilisation d'une fusion par arc électrique et en mode autocreuset. The process of Figure 1 therefore has a particular advantage in that it allows the production of high quality products at a lower cost than conventional methods, due to the almost exclusive use of recycled materials permitted by the use of electric arc melting and autocreuset mode.

La température utilisée pour cette opération de fusion, appelée température de surfusion, peut dépendre de la composition de la masse de l'opération de préparation 10. The temperature used for this merger, called supercooling temperature, may depend upon the composition of the mass of the preparation process 10. Une température de surfusion supérieure à 1600 0 C permet de fondre cette masse dans la plupart des compositions possibles. Supercooling temperature above 1600 0 C can melt this mass in most compositions possible.

Le procédé de la figure 1 se poursuit par une opération de coulée de lingots de section généralement circulaire, dont le diamètre est inférieur à environ 300 mm. The method of Figure 1 continues with an operation ingot casting of generally circular section whose diameter is less than about 300 mm. De préférence le diamètre de ces lingots est inférieur à 250 mm. Preferably the diameter of the ingot is less than 250 mm. Cette coulée concerne l'ensemble de la masse fondue, en une seule fois (en un "lot") et rapidement, par exemple par inclinaison du creuset contenant la masse de titane fondue This flow for the whole of the melt, at once (in a "batch") and rapidly, for example by tilting the crucible containing the molten mass of titanium

II n'existe aucune limite inférieure au diamètre des lingots coulés à l'opération 30. It is no lower limit to the diameter ingots cast operation 30. Pour des raisons économiques cependant, il peut être préférable de couler des lingots de diamètre supérieur à 100 mm. For economic reasons, however, it may be preferable to cast ingots of diameter greater than 100 mm.

Il n'existe aucune limite théorique en ce qui concerne la longueur des lingots coulés à l'étape 30. There is no theoretical limit on the length of the cast ingots to step 30.

En pratique, on coule des lingots dont la longueur est en rapport avec la longueur des lingots à filer à l'opération 40. In practice, poured ingots whose length is related to the length of the bars spinning operation 40. Par exemple, la longueur d'un lingot coulé à l'opération 30 peut être choisie de manière à être égale à un multiple de la longueur d'un lingot à filer à l'opération 40, pour éviter les pertes de matière. For example, the length of a cast ingot in the operation 30 may be selected to be equal to a multiple of the length of an ingot spinning operation 40, to avoid losses of material. Plus généralement, la longueur du lingot coulé à l'opération 30 peut aussi être choisie de manière à être égale à la somme des longueurs de lingots à filer l'opération de filage 40. More generally, the length of the ingot cast operation 30 can be chosen to be equal to the sum of the lengths of bars spinning the spinning 40. De préférence, lors de l'opération de coulée 30, on coule autant de lingots cylindriques que la masse de matière titane fondue à l'opération 30 le permet. Preferably, during the casting 30 is cast as ingots cylindrical mass of material that the molten titanium 30 permits the operation. On tire alors pleinement avantage du fait que le "skull melting" autorise une coulée par lot. It then takes full advantage of the fact that the "skull melting" allows casting lot. La masse de titane, ou d'alliage de titane, coulée à l'opération 20, et par conséquent la masse de titane, ou d'alliage de titane, préparée à l'opération 10 peuvent être choisie, en quantité, en fonction du nombre de lingots que l'on souhaite filer, et donc préalablement couler, et de leur dimension. The mass of titanium or titanium alloy casting operation 20, and thus the mass of titanium or titanium alloy, prepared in step 10 can be selected in an amount, based on the number of bars that you want to run, and then run previously, and their size.

Le diamètre de chacun des lingots coulés à l'opération 30 est inférieur à 300 mm. The diameter of each of the cast ingots in operation 30 is less than 300 mm. Chacun de ces lingots peut alors être filé à l'opération 40, sans réduction significative de son diamètre préalablement à cette opération de filage. Each of these ingots can then be spun operation 40 without significantly reducing its diameter prior to the spinning process.

Une opération d'écroutage peut néanmoins intervenir entre la coulée de l'opération 30 et le filage de l'opération 40. A peeling operation may nevertheless occur between the casting 30 and the operation of the spinning operation 40. Bien qu'une diminution de diamètre résulte immanquablement d'une opération d'écroutage, cette réduction est si faible, (de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre) qu'on ne saurait considérer qu'elle constitue une réduction significative du diamètre du lingot. Although a reduction in diameter results in a consistently peeling operation, this reduction is so small (of the order of a few tenths of a millimeter) could not be considered to constitute a significant reduction in the diameter of ingot. D'ailleurs, l'écroutage vise à retirer la couche superficielle des lingots coulés, et, à ce titre, ne peut être qualifié d'opération de réduction de diamètre, dont l'objet est par définition de réduire le diamètre du lingot de manière significative. Moreover, the peeling is to remove the surface layer of cast ingots, and as such, can not be described reduction operation in diameter, the object is by definition reduce the diameter of the ingot so significant.

Les lingots cylindriques coulés à l'opération 30 peuvent présenter des dimensions analogues les uns par rapport aux autres, en ce qui concerne leur diamètre et leur longueur. Cylindrical ingots cast operation 30 may have dimensions similar to each other, as regards their diameter and their length.

Ces lingots peuvent également présenter des longueurs et/ou des diamètres différents, par exemple pour la réalisation de produits allongés différents. These ingots may also have different lengths and / or different diameters, for example for the production of elongated products different. Le diamètre et la longueur de chacun des lingots coulés à l'opération 30 peut être choisie en fonction du diamètre et de la longueur du ou des lingots à filer au cours de l'opération 40. The diameter and length of each of the cast ingots in the operation 30 may be chosen according to the diameter and the length of the spinning or ingots during operation 40. On sait déterminer la longueur et le diamètre d'un lingot à filer en fonction du produit allongé que l'on souhaite obtenir à l'issue de l'opération de filage 40. It is known to determine the length and the diameter of an ingot as a function of spinning elongated product that is desired at the end of the spinning operation 40. Autrement dit, le procédé de la figure 1 permet d'obtenir à l'issue de l'opération de coulée 30 un lingot dont les dimensions sont adaptées au filage, et dont ces dimensions peuvent être calculées en fonction des dimensions du produit allongé souhaité. In other words, the process of Figure 1 provides at the end of the casting ingot 30 having dimensions suitable for spinning, and how these dimensions can be calculated based on the dimensions of the elongated product desired.

Sur ce point, le procédé de la figure 1 se distingue des procédés classiques, lesquels prévoient la coulée d'un unique lingot, en particulier pour réduire le coût massique du lingot coulé, et des opérations de forgeage pour réduire le diamètre de ce lingot. On this point, the method of Figure 1 differs from conventional methods which provide for a single ingot casting, in particular to reduce the cost of the cast ingot mass, and forging operations to reduce the diameter of the ingot. Autrement dit, le diamètre du lingot coulé se trouve imposé dans les procédés classiques (de l'ordre de 400 à 600 mm), tandis que ce diamètre peut ici être choisi. In other words, the diameter of the cast ingot is placed in conventional processes (of the order of 400 to 600 mm), while the diameter can be selected here.

On notera que, pour des dimensions d'un produit, allongé imposées, il existe en pratique une plage de diamètres et de longueurs possibles pour le lingot à filer 40. Note that for dimensions of a product, lying imposed, in practice there are a range of diameters and lengths available for spinning ingot 40. Lorsque des produits allongés de dimensions différentes doivent être réalisés selon le procédé de la figure 1, il peut être avantageux, lorsque cela est possible, de choisir une valeur de diamètre de leur lingot à filer respectif qui soit adaptée à l'ensemble de ces produits : on peut ainsi couler un lingot qui peut être tronçonné pour réaliser des lingots adaptés au filage de différents produits allongés. When elongated products of different sizes should be performed according to the method of Figure 1, it can be advantageous, whenever possible, to choose a diameter value of their respective ingot spinning that is suited to all these products : it is thus casting an ingot which may be cut to make ingots suitable for spinning various elongated products. On optimise ainsi la gestion des stocks de lingots à filer. This optimizes inventory management bullion spinning.

On remarquera également que le procédé de la figure 1 permet de réaliser aussi simplement et pour des coûts semblables We also note that the process of Figure 1 also allows for simply and similar costs

(hors coûts de matière première) des produits de plus grand diamètre et des produits de diamètre plus petit. (Excluding the costs of raw material) of products of larger diameter and smaller diameter products. Dans les procédés classiques, qui nécessitent des opérations de forgeage pour réduction de diamètre, il est au contraire plus délicat et plus coûteux de réaliser des produits de petit diamètre, lesquels produits impliquent un taux de réduction supérieur, qui doit le plus souvent être réalisé par forgeage. In conventional methods, which require forging operations for reduction in diameter, it is rather more difficult and more expensive to produce small diameter products, which products involve higher reduction rate, which must often be done by forging.

Les presses actuellement en service ne permettent pas le filage de lingots de longueur supérieure à 1500 millimètres. Presses currently in service do not allow spinning bars longer than 1500 mm. Autrement dit, les lingots coulés à l'étape 30 présentent une longueur inférieure à 1500 millimètres, mais pourraient être plus longs dans le cas où des presses plus performantes venaient à voir le jour. In other words, the cast ingots to step 30 have a length of less than 1500 mm, but could be longer if more efficient presses came to see the day.

Le procédé de la figure 1 s'achève par une opération de filage à chaud 40 de ces lingots cylindriques sur une presse à filer pour obtenir un produit allongé ou une ébauche d'un tel produit. The process of Figure 1 is completed by a spinning hot 40 of these cylindrical ingots on an extrusion press for an elongated product or a draft of such a product. L'opération de filage 40 peut être adaptée pour obtenir un produit plein ou un produit creux. The spinning operation 40 may be adapted to obtain a solid product or a hollow product.

La température de filage est supérieure à la température dite de "transus β", laquelle dépend de la composition du lingot. The spinning temperature is higher than the temperature of said "β transus", which depends on the composition of the ingot.

L'opération de filage 40 est réalisée à chaud, à une température généralement comprise entre 800 0 C et 1200 0 C. The spinning operation 40 is carried out hot, at a temperature generally of between 800 0 C and 1200 0 C. De préférence, le filage est réalisé à une température supérieure à 900 0 C pour garantir une bonne plasticité de la matière et inférieure à 1150°C pour éviter des dépenses énergétiques inutiles tout en obtenant une structure métallographique adaptée. Preferably, the extrusion is carried out at a temperature above 900 0 C to ensure good plasticity of the material and less than 1150 ° C to avoid unnecessary energy expenditure while getting a metallographic structure adapted.

Le filage est réalisé au moyen d'une presse de filage classique, munie d'une filière et d'un poinçon. The spinning is carried out by means of a press of conventional spinning, provided with a die and a punch. Lorsqu'un produit allongé creux doit être réalisé, on utilise en plus une tige, aussi appelée "aiguille" (et dans ce cas, le lingot à filer peut avoir été préalablement percé) . When a product must be made hollow elongate, additionally using a rod, also known as "needle" (and in this case, the ingot spinning may have been previously drilled).

Ce filage est réalisé à chaud, en présence d'un agent de lubrification. This extrusion is carried out hot, in the presence of a lubricating agent. Cet agent de lubrification comprend généralement du verre, c'est-à-dire l'agent lubrifiant usuel pour les opérations classiques de filage à chaud à une température supérieure à 900 °C. This lubricating agent generally comprises glass, that is to say, the conventional lubricant for the conventional melt spinning at a temperature above 900 ° C.

Le procédé de la figure 1 ne nécessite aucune opération de réduction du diamètre du lingot coulé à l'opération 30 préalablement à l'opération de filage 40. The method of Figure 1 requires no operation for reducing the diameter of the cast ingot in operation 30 before the spinning operation 40.

Il faut comprendre que cela n'exclut pas pour autant qu'une ou plusieurs opérations particulières, telles qu'un écroutage, différents traitements de surface ou un tronçonnage, soient réalisées sur un lingot coulé à l'étape 30 pour former le lingot à filer à l'étape 40. It must be understood that this does not mean that one or more specific operations, such as peeling, various surface treatments or cutting, are carried on a cast ingot to step 30 to form the ingot spinning to step 40.

La qualité métallurgique du produit allongé résultant de l'opération de filage 40 est de manière surprenante comparable à la qualité métallurgique des produits réalisés conformément aux procédés classiques, au moins en ce qui concerne la résistance mécanique, en particulier telle qu'elle est mesurée par essai de traction à froid. The metallurgical quality of the elongated product resulting from the spinning operation 40 is surprisingly similar to the metallurgical quality of the products produced in accordance with conventional methods, at least as regards the mechanical strength, especially as measured by cold tensile test.

Cette qualité comparable, obtenue en l'absence de toute opération de forgeage préalablement à l'opération de filage 40, est en grande partie liée au fait que le filage a une action bénéfique et suffisante sur la structure métallographique des lingots de petit diamètre qui ont été coulés . The comparable quality, obtained in the absence of any forging operation prior to the spinning process 40 is largely due to the fact that the wiring has a beneficial and sufficient metallographic structure of small diameter ingots were been sunk.

L'absence de toute opération de réduction de diamètre du lingot résultant de l'opération de coulée 30, en particulier de forgeage, préalablement à l'opération de filage 40 engendre également une réduction du coût de fabrication d'un produit allongé. The absence of any operation to reduce the diameter of the ingot resulting from the casting 30, in particular forging, prior to the spinning operation 40 also causes a reduction in the cost of manufacturing an elongated product. Cette absence réduit également de manière conséquente les délais de fabrication d'un tel produit. This absence also consistently reduced production time for such a product.

L'absence d'opération de forgeage, ou de tout autre opération de mise en forme, du lingot préalablement à l'opération de filage et la qualité du produit allongé résultant de ce filage sont telles que, malgré le diamètre assez petit des lingots coulés lors de l'opération 30, le procédé de la figure 1 est plus économique que les procédés de l'état de la technique, en ce qui concerne le coût final du produit allongé. The absence of forging operation, or any other shaping operation, the ingot prior to the spinning process and quality of the product resulting from the elongated wiring are such that, despite the relatively small diameter of the cast ingots 30 during the operation, the method of Figure 1 is more economical than the methods of the prior art, as regards the final cost of the elongate product. Les délais de fabrication et la disponibilité sont également améliorés par rapport à l'état de la technique. Manufacturing lead times and availability are also improved compared to the state of the art.

L'ensemble des lingots coulés à l'opération 30, ou plusieurs d'entre eux seulement, peuvent être filés parallèlement sur plusieurs presses différentes, éventuellement après tronçonnage, ce qui augmente notablement la productivité du procédé. All cast ingots in operation 30, or only some of them, may be spun in parallel on multiple different presses, possibly after cutting, which considerably increases the productivity of the process. Le coût du produit allongé obtenu est réduit d' autant. The cost of long product obtained is reduced accordingly.

Contrairement aux procédés classiques, le lingot coulé à l'opération 30 n'est pas refondu dans le procédé de la figure 1. Unlike conventional methods, the cast ingot to operation 30 is not melted in the process of Figure 1. Pour autant, la qualité du produit allongé obtenu à l'issue de l'opération de filage 40 est, de manière surprenante, tout à fait suffisante, en ce qui concerne l'absence de défauts de coulée et de résistance mécanique, par rapport aux produits obtenus après une refusion "VAR", et sans aucune opération de forgeage, lequel forgeage est connu pour améliorer cette qualité. However, the quality of the elongated product obtained at the end of the spinning operation 40 is, surprisingly, quite sufficient, regarding the absence of casting defects and mechanical strength, compared to products obtained after reflow "VAR" and without any forging process, forging which is known to improve the quality.

Bien que certaines normes imposent une refusion sous vide, telle qu'une refusion "VAR", pour des produits allongés de haute qualité (ou haute performance) , la Demanderesse estime que les produits obtenus par le procédé de la figure 1 conviennent aussi bien aux applications envisagées dans ces normes, malgré l'absence d'une telle refusion. Although some standards require a vacuum remelting, such as reflow "VAR" for elongated products of high quality (or high performance), the Applicant believes that the products obtained by the process of Figure 1 are suitable for both applications considered in these standards, despite the absence of such a reflow.

La figure 2 illustre une variante de mise en oeuvre du procédé de la figure 1. Figure 2 illustrates an alternative implementation of the process in Figure 1.

L'opération de filage des lingots 30 comprend ici une opération de coulée de premiers lingots d'un diamètre inférieur à 300 millimètres 300, puis une opération de "refusion VAR" 302 de ces premiers lingots. The spinning process of the ingots 30 here comprises a first casting operation ingots with a diameter less than 300 mm 300, then an operation of "reflow VAR" 302 of the first bars. Autrement dit, chacun des premiers lingots obtenus après fusion/coulée "skull melting", ou du moins certains d'entre eux, font l'objet, individiuellement, d'une fusion "VAR". In other words, each of the first ingots obtained after melting / casting "skull melting", or at least some of them, are subject, individiuellement, merger "VAR". Ces premiers lingots servent d'électrodes consommables pour cette fusion. These ingots are first consumable electrodes for the merger.

L'opération de coulée des lingots 30 comprend enfin une opération de coulée de lingots à filer à partir de cette seconde masse de matière fondue, c'est-à-dire de lingots de forme cylindrique et de diamètre inférieur à 300 mm. The operation of casting ingots 30 finally comprises an operation ingot casting spinning from this second molten material, that is to say, cylindrical ingots with a diameter less than 300 mm.

Dans une refusion "VAR", la coulée se fait de manière progressive, au fur et à mesure que l'électrode consommable fond. In a reflow "VAR", casting is done progressively as and as the consumable electrode substance. Le diamètre du lingot obtenu, ou second lingot, est généralement plus important, de l'ordre de 10 à 20 % que le diamètre de l'électrode. The diameter of the ingot obtained or second ingot, is usually larger, of the order of 10 to 20% than the diameter of the electrode. Par conséquent, le diamètre des lingots coulés à l'opération 300 doit tenir compte de cette augmentation, en particulier pour que les lingots à filer à l'opération 40 présentent bien un diamètre inférieur à 300 mm sans nécessiter aucune opération de réduction de diamètre. Therefore, the diameter of the cast ingots to operation 300 to reflect this increase, especially for the bullion spinning operation 40 have a diameter much less than 300 mm without requiring any reduction operation in diameter.

La figure 3 illustre un procédé de finition 50, ou de semi- finition, qui peut être mis en oeuvre sur des produits allongés réalisés conformément à l'un des procédés des figures 1 et 2. 3 illustrates a method of finishing 50, or semi-finishing, which can be implemented on elongated products made in accordance with one of the processes in Figures 1 and 2. Un produit allongé résultant de l'opération de filage 40 peut subir une ou plusieurs des opérations suivantes: An elongated product resulting from the spinning operation 40 may undergo one or more of the following:

- un ou plusieurs traitements thermiques (au four) et un ou plusieurs traitements de surface chimiques (décapage par exemple) ou physiques 51; - One or more heat treatments (oven) and one or more surface treatment chemical (pickling) or physical 51;

- une opération de dressage et de devrillage 52 destinée à redresser le produit allongé, en ce qui concerne sa section transversale et son allure générale; - A dressing operation and untwisting 52 for straightening elongated product in terms of its cross-section and its general appearance;

- une opération de traitement thermique 53; - une opération de mise à longueur 54 par coupe ou tronçonnage, - A heat treatment operation 53, - an operation of cutting to length 54 by cutting or cutting,

- une opération de grenaillage au sable 55, aussi appelée sablage ; - A sand blasting operation 55, also called sand blasting;

- une opération de mise en forme 56, - une opération de contrôle 57 par l'une ou plusieurs des techniques de contrôle non destructif connues, telles que ultrasons, radiographie, courants de Foucault, ou autre, - An operation of shaping 56, - ​​a control operation 57 by one or more techniques known nondestructive testing, such as ultrasound, X-ray, eddy current, or other,

- un usinage. - Machining.

Ces opérations sont ici présentées dans un ordre uniquement indicatif et pourraient très bien être mises en oeuvre selon un ordre différent. These operations are presented here in an order only indicative and could very well be implemented in a different order.

Le procédé proposé permet l'obtention de produits allongés de qualité satisfaisante, en rapport avec les normes en vigueur, sans aucune opération de forgeage, rendant optionnelle l'opération classique de refusion "VAR" et permettant une utilisation importante de matière recyclée. The proposed method allows the production of long products of satisfactory quality, in relation to standards, without forging operation, making operation Optional classical reflow "VAR" and allowing extensive use of recycled material.

Le procédé proposé est dépourvu de toute opération de forgeage. The proposed method is devoid of forging operation. Les Demanderesses se sont en effet rendu compte, contre toute attente et contrairement aux idées largement répandues dans la technique, que des propriétés mécaniques des produits allongés comparables, ou à tout le moins suffisantes, peuvent être obtenues par le filage seul, rendant superflue l'action bénéfique d'une opération de forgeage. The Applicants have indeed realized, against all odds and contrary to widely held beliefs in the art that the mechanical properties of elongated products comparable, or at least sufficient, can be obtained by spinning alone dispenses the beneficial action of a forging operation.

Le procédé proposé présente un coût de fabrication plus faible, un raccourcissement des délais de fabrication et une plus grande disponibilité des produits. The proposed method has a lower manufacturing cost, shorter manufacturing lead times and greater product availability.

L'invention n'est pas limitée aux procédés décrits ci-dessus, à titre d'exemple uniquement. The invention is not limited to the methods described above, as an example only. En particulier : In particular:

- L'opération de fusion 20 et de coulée 30 a été décrite comme mettant en oeuvre une fusion "skull melting". - The merger casting 20 and 30 has been described as implementing a merger "skull melting." Cette technique de fusion permet une fusion/coulée par lots, par opposition aux procédés à fusion/coulée progressives. This fusion technique allows a merger / casting lots, as opposed to processes fusion / progressive casting. Aujourd'hui, seule cette technique permet un tel mode de coulée. Today, this technique only allows such a mode of casting. Pour autant, les procédés des figures 1 et 2 pourraient être mis en oeuvre avec une technique de fusion différente pourvu que celle-ci présente des caractéristiques analogues au "skull melting", c'est-à-dire permettent de produire des lingots aptes au filage, de diamètre inférieur à 300 mm pour un coût raisonnable, de préférence avec utilisation d'une grande quantité de matière recyclée et avec une coulée par lot. However, the methods of FIGS 1 and 2 could be implemented with a different technique merger provided that it has similar characteristics to the "skull melting", that is to say capable of producing ingots suitable for spinning, diameter less than 300 mm at a reasonable cost, preferably with use of a large amount of recycled material and a molding unit.

- La refusion des étapes 302 et 304 pourrait être mise en oeuvre avec des procédés de fusion différents pourvus qu' ils améliorent la qualité métallographique des lingots obtenus et permettent, pour un coût acceptable, d'obtenir des lingots de taille adaptée à l'opération de filage 40, c'est-à-dire de diamètre inférieur à 300 mm. - Reflow steps 302 and 304 may be implemented with different fusion methods provided that they improve the quality of ingots obtained metallographic and allow for an acceptable cost to obtain ingots of suitable size for the operation 40 spinning, that is to say smaller than 300 mm.

- À l'issue de l'opération de filage 40 ou, le cas échéant, de l'opération de finition 50, le produit allongé obtenu peut subir une ou plusieurs opération de formage, en particulier de forgeage, y compris destinées à réduire encore sa section. - At the end of the spinning operation 40 or, where appropriate, of the finishing operation 50, the elongate product obtained may undergo one or more forming operation, in particular forging, including to reduce still his section.

- On pourrait envisager plus généralement de filer des lingots de diamètre inférieur à 300 mm, directement après qu'ils ont subi une refusion "VAR" et sans réduction de diamètre par forgeage préalable, la première fusion/coulée ayant été réalisée selon un procédé quelconque, pourvu que le procédé en question permette la coulée de lingots de diamètre adapté, pour un coût raisonnable. - We could consider more generally spinning bars of diameter less than 300 mm, directly after they have undergone reflow "VAR" and without size reduction by forging prior to smelting / casting was carried out by any method provided that the process in question allows the casting of ingots of suitable diameter, for a reasonable cost.

- Les produits allongés obtenus peuvent faire l'objet de mises en formes ultérieures, par exemple par cintrage. - The products obtained can elongate be later forms of housing, for example by bending.

- L'invention a été décrite en faisant référence au domaine aéronautique, en particulier en ce qui concerne les normes en vigueur dans ce domaine. - The invention has been described with reference to aeronautics, especially with regard to the standards in this area. Cela tient au fait que ce secteur représente un large secteur d'application des produits allongés en titane et qu'il exige une haute qualité de ces produits. This reflects the fact that this sector represents a broad field of application of titanium and elongated products that require high quality of these products. Cela ne limite en rien l'application du procédé décrit à ce secteur d'activité particulier. This does not limit the application of the method described in this particular industry. D'ailleurs, d'autres secteurs employant des produits en titane, ou alliage de titane, et exigeant des produits de haute qualité peuvent faire référence aux normes établies par le secteur aéronautique, sans pour autant faire partie de ce secteur. Moreover, other sectors using products titanium or titanium alloy, and demanding high quality products can refer to standards established by the aerospace industry, without being part of this industry. L'invention s'applique donc également à ces secteurs. The invention therefore also applies to these areas. Plus généralement, l'invention a vocation à s'appliquer dans tous les domaines exigeant des produits allongés en titane pour des applications non aéronautiques et de haute qualité, en complément du secteur aéronautique. More generally, the invention is intended to apply in all areas requiring elongated titanium products for non-aeronautical applications and high quality, in addition to the aviation industry. Sur ce point, le procédé selon l'invention offre une telle souplesse et une telle réduction de coûts qu' il peut offrir de nouvelles applications des produits allongés en titane dans les domaines non aéronautiques et/ou grand publics. On this point, the process according to the invention offers such flexibility and cost reduction such that it can offer new applications elongated titanium products in non-aeronautical and / or general public. - À strictement parler, les produits allongés réalisés selon le procédé de la figure 1 ne sont pas conformes à la norme des États-Unis d'Amérique AMS 4935, à usage dans la construction aéronautique, en ce qu'ils n'ont pas subi plusieurs fusions, dont une sous vide. - Strictly speaking, the elongated products made according to the method of Figure 1 are not compliant with United States of America AMS 4935, for use in aircraft construction, in that they have not been several mergers, including a vacuum. Ils constituent néanmoins des produits de qualité comparable, en particulier en termes de résistance mécanique. They are nevertheless products of comparable quality, particularly in terms of strength. La Demanderesse estime que ces produits pourraient être utilisés en remplacement des produits définis dans cette norme ou que cette norme devrait évoluer de manière à inclure les produits obtenus par le procédé de la figure 1. The Applicant believes that these products could be used as a substitute for products defined in this standard or that standard should evolve to include products obtained by the process of Figure 1. Quoi qu'il en soit, la qualité de ces produits est telle que de nombreux secteurs qui font référence à ladite norme sans pour autant y être contraints peuvent avantageusement les utiliser. Anyway, the quality of these products is such that many industries that refer to that standard without constraints may be advantageously used.

L' invention englobe toute les variantes que pourra envisager l'homme de l'art, à la lumière de la présente description. The invention encompasses all variants that can be envisaged skilled in the art in light of the present disclosure.

Classifications
International ClassificationB22D21/00, B21J1/04, B21C43/04, B21C1/00, B21C9/00, B21C23/08
Cooperative ClassificationB21C9/00, B22D21/005, B21C1/003, B21C43/04, B21J1/04
European ClassificationB21J1/04, B21C1/00B, B22D21/00B1, B21C9/00, B21C43/04
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