Brevet FR2009793A1 — publié le 19700206

i 2009793 La présente invention a essentiellement pour objet un acier pour lame de scie présentant une bonne aptitude à dissoudre les carbures, l'invention se rapporte également aixlames ou rubans de scie fabriqués à partir d'un tel acier. L'acier destiné aux 5 lames de scie constitua l'un des produits principaux fabriqués par laminage à froid. Un tel acier est d'abord laminé à chaud puis il est soumis à un laminage à froid suivant un grand nombre de passes dans lequel il traverse un laminoir à froid, des recuits d'adoucissement intermédiaires et de recristallisation étant en 10 outre effectués En ce qui concerne plus particulièrement les scies à ruban , et plus spécialement les scies à ruban destinées au travail des métaux, on désire obtenir un produit qui possède une combinaison de caractéristiques grâce à laquelle les dents de la scie conservent leur coupant, présentœfcune grande dureté et sont 15 résistantes à l'usure. La lame de la scie doit être capable de résister à un très grand nombre de mouvements alternés de torsiois. Les dents doivent conserver leur orientation et leur alignement, en dépit des températures relativement élevées et des différences de température auxquelles elles sont soumises. L'élasticité et 20 la tension doivent être bonnes «Les dents doivent être capables de résister à des contraintes de chocs répétés et à des efforts assez grands pour entraîner des effets de fatigue. Les dents doivent être capables de résister à des chocs très importants même à feid . Les dents doivent être capables de r&s-25 ter à des désalignements ou torsions sans se rompretout :ai restant plastiques jusqu'à un certain degré» La lame de la scie doit être capable de travailler de façon douce et doit rester plane lors du sciage. Ces exigences dont certaines impliquent des caractéristiques opposées doivent être remplies très largement. Un progrés 30 important a été fait dans ce sens par la technique de durcissemaat de la-pointe des dents. Suivant cette techniquefseules les parties extrêmes des dents de la scie sont durcies à un degré très élevé tandis que le reste de la lame est soit laissée non durcie, soit durcie à un degré très inférieur à celui des pointes durcies des 35 dents. Une condition nécessaire dans un tel procédé de durcissemeifc est que l'acier présente de bonnes caractéristiques de solubilité vis à vis des carbures. IL est connu que cette caractéristique 69 17930 2 2,009793 est altérée dans les revenus rendus nécessaires par le laminage à froid, la dimension des particules de carbure augmentant rapidement lors de ces revenus aux températures où ils sont effectués. De façon à restreindre la vitesse de croissance des carbures les 5 revenus sont effectués aux températures les plus basses possibles compatibles avec la recristallisation de l'acier. De cette façon il a été possible d'obtenir des résultas acceptables dans des conditions favorables ; Le procédé de fabrication comprend cependant un grand nombre de processus d'usinage, est assez long et prend du 10 temps ce qui a pour résultat que le produit final obtenu est coûteux. En outre les revenus affectent le matériau de manière » indésirable étant donné que le matériau peut présenter une structure inégale ce qui peut conduire à la formation d'une bande non plane d'acier. Dans certains cas, du graphite est également suscep-15 tible de se former entraînant de grandes difficultés. En outre on risque une .décarburation en surface de l'acier et par suite des précautions spéciales doivent être prises pour éviter cette décarburation. L'objet essentiel de l'invention estcfe modifier radicale— 20 ment les conditions de fabrication de manière à éliminer le laminage à froid ou à le réduire à un seul laminage final peu important destiné à obtenir des tolérances spécifiques désirées. L'invention se caractérise notamment en ce que l'acier pour lames de scie est constitué par une bande d'acier ayant la composition 25 suivante : jusqu'à 20 fo Cr, 0,2 à 1,5 ^ C et un total maximum de 6 °fo d'autres éléments d'alliage, et en ce que cet acier peut présenter une matrice ferritique entre 550 et r/90°C, le matériau étant laminé à l'état ferritique dans cet intervalle de température et ses dimensions étant réduites lors de ce laminage d'au moins 30 60 io. En adaptant de façon convenable la stucture de départ, la température et le degré de réduction, l'acier acquiert une structure présentant des carbures finement divisés dans une matrice ferritique comportant au moins 40 et de préférence au moins 60 particules de carbures pour 100/J^m2. 35 Quoi que l'invention puisse être appliquée à tous les types d'acier répondant à la définition donnée ci-deœus et qui ainsi présentait une matrice ferritique dans l'intervalle donné de 69 17930 3 2009793 température, elle s*applique plus particulièrement .d'abord aux aciers faiblement alliés normalement utilisés dans la fabrication des lames de scie et tout d!abord cbs lames pour scies à ruban pour métaux. En conséquence les aciers très rapides ne font pas 5 partis à proprement parler de l'invention. La structure de départ de l'acier avant laminage dans l'intervalle de température donnée doit de préférence être une structure perlitique lamellaire. Lorsque l'acier est usiné à ces températurès il est possible de réduire le matériau suffisamment pour obtenir la dimension désirée 10 finale sans qu'on soit contraint d'effectuer des opérations intermédiaires de revenus ou de tout autre traitement thermique et sans qu'il soit nécessaire de surtendre le matériau. Il n'est normalement pas nécessaire d'effectuer un laminage à froid et un tel laminage peut évidemment être effecté de manière que l'on obtien-15 ne certaines tolérances. L'acier pour lames de scie, constituant le matériau de départ, avant d'être usiné est constitué avantageusement par un matériau qui a été libéré de ses oxydes par décapage, soufflage, meulage ou par tout autre opération analogue. Dans le cas d'un acier non allié la température de laminage se situe 20 entre 550 ET 720°C . La température la plus efficace s'est révélée être 700°C. En dépit de cette température relativement élevée on obtient directement lors du laminage des surfaces brillantes. L'acier inoxydabë est mieux usiné à des températures comprises entre 690 et 790°G et de préférence à environ 750°C. 25 L'acier pour lames de scie conforme à la présente invention présente une particulièrement bonne solubilité vis à vis des carbures et une structure très homogène. Il est par suite bien approprié au durcissement de la pointe des dents, procédé qui s'accompagnait préc âemment de sérieuses difficultés, dues au fait qu'une 50 zone de transition se formait entre les dents de la scie et lâme de la scie, cette zone ayant une faible résistance auxfissurations de fatigue. Lorsqu'on utilise un acier pour lames & scie suivant l'invention la pointe des dents de la scie peut être durcie très rapidement de sorte que l'on obtient une zone de transition plus courte et que par suite il y a moins de risques de fissurations par fatigue. En outre 1 '• orientation des dents de tous les types de. scie est grandement facilitée avec les aciers pour lames de scie 69 17930 4 2009793 fabriquées suivant l'invention, ,1a .structure homogène de l'acier produit rermet -également, d'obtenir des lames douces et planes ce qui constitue. un facteur important du.bon fonctionnement de la scie. 5 De façon, à mieux comprendre l'invention on va maintenant donner un. certain nombre d'exemples qui ne doivent être considérés nullement comme limitatifs et qui montrent l'utilisation.de la présente invention. Exemple I-Acier pour scies à ruban, -à métaux -y 10 Des aciers suivants fabriqués par Uddeholms Aktiebolag peuvent être mentionnés comme convenant pour scies à ruban,- pour métaux. Acier C Si Cr V 1" * 1° UHB 26 C 1 ,30 0,20 0,20 UJ±B AMAE. 0,70 1 ,70 0,20 UHB 24CWI5 1 ,20 0,25 0,20 1,40 L'acier qui est de préférence utilisé est l'acier UHB26C. 20 Le matériau de départ qui comprend une bande laminée à chaud refroidie à la température ambiante est ainsi traité qu'il présente une structure perlitique lamellaire avec un excédent de cémentite. Conformément à lrinvention,l'acier peut être usiné directement -avec cette structure sans qu'il soit nécessaire d'effectuer un 25 revenu préalable et il peut être réduit sans limitation de dLmen-sion^ autrement dit le matériau peut être réduit directement aux dimensions finales désirées sans qu'il soit nécessaire d'utiliser aucun revenu intermédiaire spécial ou aucun revenu de recristallisation. Des températures appropriées de laminage se situent entre 30 550 et 720°C, une température supérieure à 600°C étant de préférer ce utilisée. Une grandeur appropriée standard est- 7Q0°C. Pendant le laminage, la perlite lamellaire est transformée en une phase très finement divisée de carbures nodulaires. ou sphéroïdaux. Cette transformation est considérablement accélérée 35 par le travail mécanique auquel le matériau est soumis. En combinant de façon convenable d'une part la température■et d'autre part la grandeur de la réduction à laquelle le matériau est soumis 69 17930 5 2009793 il est possible d'obtenir une structure finale qui comprenne des carbures finement divisés dans une matrice ferritique comprenant au moins 40 et sans grande difficulté 60 et même un plus grand nombre de particules de carbure pour 100Mm2. TJne distri-5 bution de carbures comptant plus de 70 grahs de carbures pour 100jU/m2 a été obtenue dans certains cas. Le matériau doit être travaillé jusqu'à une réduction totale d'au moins 70^ et ceci à la température précitée de 700°C. Le matériau doit cependant être usiné pour atteindre une réduction totale au moins égale 10 à 85 . En dehors des paramètres de température et d'importance d'usinage, la vitesse de déformation et la durée de chauffage, la température et la vitesse de déformation sont des factairs qui jouent le plus sur la phase de sphéroïdisation. La durée de chauffage affecte seulement à un faible degré la phase de 15 sphéroïdisation tandis que l'influence de la vitesse de déformation est tout à fait marginale. Lors du laminage le matériau peut être réduit aux dimensions finales désirées en un petit nombre seulement de passes à travers les rouleaux du laminoir. Après rectifiage éventuel à la 20 température ambiante l'acier est prêt à être utilisé comme métal de travail pour la fabrication des lames de scie . Lorsqu'on fabrique les lames de 'scie, les dents sont embouties ou découpées de façon connue. Etant donné que- lorsqu'on procède suivant l'invention on obtient un rapport élevé entre la limite d'élasticité 25 et la limite de rupture, l'opération d'emboutissage des dents est grandement failitée Etant donné la haute densité des carbures et la fine sphéroïdisation, la faculté de solubilisation de l'acier est très bonne et l'acier est tout à fait approprié pour le durcissement des dents de scie qui peut être effectué suivait 30 des procédés classiques . En outre éiaat donné que l'acier n'est pas soumis à des processus de chauffage et de refroidissement répétés utilisés dans le laminage à froid, il est également très lisse et plan, ce qui est assuré également par l'homogénéité de structure de l'acier. 35 Les lames de scie à ruban fabriquées à partir d'un maté riau produit de la manière décrite^ésistenfe à la fatigueysont lisses et planes et présentent un rapport élevé entre la limite 69 17930 2009793 d'élasticité et la limite de rupture et cela malgré le fait des coûts de fabricaiion moins grands que dans le cas des lames de scie fabriquées seulement par les procédés de laminage à froid. Les aciers UHB ÀSKÂR et UHB 24CW15 sont également traités 5 sensiblement de la manière décrite. Exemple II-Acier pour .lames de sci^ à ruban destinées à découper de la-viande ou analogue. L'acier UHB AMAR peut être utilisé dans des lames de scie destinées à découper de la viande ou analogue. Il est également 10 possible d'utiliser un acier inoxydable pour cet objet particulier qui du point de vue de l'hygiène sera préféré. Un acier qui a été .utilisé à cet effet est l'acier. UHB inoxydahfe 31 fabriqué par Uddeholms AB et ayant comme composition type : 0,22 fo c, 13,6 fo Cr et 0,5 Ni. Ge matériau est laminé entre les températures de 15 700 et 790°C et de façon convenable à environ 750°C. Comme dans l'exemple précédent les facteurs de température et la quantité dont le matérâu est réduit sont ainsi ajustés, l'un par rapport à l'autrç que l'on obtienne une structure bien nodulaire présentant au moins 40 à 60 particules de carbure pour 100jtfym2. La réduction à la 20 température préférée de750."°C doit atteindre au moins 70 °fo et de préférence plus de 80 De manière à obtenir les meilleurs résultats la réduction totale doit dépasser 85 fi. Pour cet objet spécial, à savoir le découpage de la viande, un laminage à froid à la température ambiante, esb de préférence effectué. Une bande d'acier 25 de cette catégorie peut être durcie dans sa totalité . Cependant il peut être nécessaire également dans ce cas de durcir les dents de la lame .. L'invention n'est évidemment pas3mrtœ à ctes aciers pour lames de sie pour scies à ruban, bien que son plus grand usage se situe 30 dans ce domaine. Comme mentionné précédemment les lames de scie destinées à couper de la viande ou des produits de ce type peuvent également être fabriquées à partir d'un acier selon l'invention. Des aciers pour d'autres types de lames de scie peuvent également être préparés en utilisant les avantages de l'invention, ces aciers 35 pouvant par exemple être utilisés pour des scies à bois, des scies à pierre et des scies à chaîne motorisées. Les lames de scie fabriquées suivant l'invention peuvent être de n'Importe quelle forme, 69 17930 2009793 et constituer par exemple des scies à ruban, des scies circulaires, des œies à chantourner, des scies à queue de renard ou égoïn®, des sciœà main et des lames articulées pour des scies à chaîne, le matériau de départ utilisé est un matériau approprié ayant les 5" qualités standards pour lames de scie dénommées ©us le nom "acier pour lames de scie laminé à froid' Uddeholms ,r fabriquées par la firme Uddeholms AB.- Un acier ne présentant pas de propriété antirouilles doit être traité de la manière spécifiée dans l'exemple ï, tancLfe qu'un acier inoxydable peut être traité comme spécifié j(0 dans l'exemple II. l'invention peut évidemment recevoir de nombreuses variantes sans sortir de son cadre, les compositions ci-dessus mentionnées des aciers doivent être considérées seulement comme des compositions typiques utilisables suivant l'invention. Ainsi If des quantités mineurs de différents constituants d'alliage sont tout à fait concevables. Par suite ua acier non iixoydahle peut recevoir différents ééments d'alliag© jusqu'à une teneur maximâle de 7 la teneur en carbone d'un acierrm iaaxydahle doit être .supérieure à 0,4 et l'acier inoxydable qui doit également avoir une ,2» matrice ferritique comprenant des carbures de diverses formes dans l'intervalle donné de températures,doit de préférence avoir une teneur en carbone supérieure à 0,2 ^ et comporter différents éléments normalement présents dans un acier inoxydable. Conformément à l'invention il est possible avantageusement d'utiliser un JLf matériau contenant des substances qui favorisent la formation du graphite, comme par exemple le silicium, le nickel ou l'aluminium, c'est à dire des produits qui, lorsqu'ils sont utilisés dans les techniques classiques, entraînent de grandes difficultés en relation avec le laminage à froid et les processus de revenus. Un •y? tel matériau peut être par exemple constitué par l'acier ci-dessus mentionné UHB 24CW15. Il est également possible en ajoutant des agents de désoxydation,comme l'aluminium et le silicium,dans des quantités allant jusqu'à 0,1 ^ et'2 ^ respectivement, d'obtenir un acier qui forme moins de scories à partir d'un acier qui tend > 5" à former du graphite lorsqu'il est soumis à des processus de traitements classiques. l'invention comprend donc tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsj/jue leurs combinaisons si celles-ci sont réalisées suivant son esprit. 69 17930 8 2009793 R_E_T_E_|_D_I_C_A_T_I_Q_g_S 1 . Un acier pour lames de scie ou analogue caractérisé en ce qu'il est formé par une bande d'acier contenant jusqu'à 20 fio de chrome, de 0,2 à î,5 fi> de carbone et une teneur maximale de 5 6 fi de composés d'alliage additionnels et qu'il peut présenter une matrice ferritique dans un intervalle de température compris entre 550 et 790 °G, le matériau, à l'état ferritique, dans cet intervalle de température, étant laminé jusqu'à réduction dimen-sionnelle totale au moins égale à 60 fi, avantageusement au moins 10 égale à 70 fi, et de préférence au moins égale à 80 fi>, '2. Acier suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente une structure de carbures finement divisés dans une matrice ferritique comprenant au moins 40 et de préférence au moins 60 grains de carbures pour 10C^m2. 15 3. Acier suivant l'uné des revendications 1 ou 2, caracté risé en ce que c'est un acier au carbone et qu'il est laminé entre 550- et 720°C, de préférence à environ 700°C. 4. Acier suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il contient de 0,4 à 1,5 fi de carbone et une teneur maximale 20 totale d'éléments d'alliage résiduels de 7 fi. 5• Acier suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un acier inoxydable et qu'il est laminé entre 690 et 790°C, de préférence à environ 750°C. 6. Acier suivant la revendication 5, caractérisé en ce 25 qu'il contient de 0,2 à 1,5 fi de carbone, de 11 à 20 fi de chrome et une teneur maximale totale d'éléments d'alliage résiduels de 7 fi. 1. A titre de produits industriels nouveaux des lames de scie ou bandes de lames de scie caractérisé en ce qu'elles sont 30 fabriquées à partir d'un acier du type décrit dans l'une des revendications précédentes, les pointes des dents de la scie étant avantageusement durcies, notamment pour le sciage des métaux. 8. Un procédé de fabrication d'un acier en particulier pour lames de s^ie du type décrit selon l'une des revendications précé-35 dentes, caractérisé en ce qu'on lamine une bande d'acier contenant jusqu'à 20 fi de chrome, de 0,2 à 1,5 fi de carbone et une teneur maximale totale de 6 fi dëléments d'alliage additionnels à une 69 17930 2009793 température comprise entre 550 et 790°C, en ce que la bande d'acier est soumise à une réduction dimensionelle totale d'au moins 60 fio, avantageusement d'au moins 70 fi et de préférence d'au moins 80 fi, en une seule fois, la structure de départ, la température et l'im-5" portance de la réduction étant choisies de façon que l'acier ait une structure constituée par des carbures finement divisés dans une matrice ferritique et présentant au moins 40 et de préférence au moins 60 grains de carbures pour 100|^m2 . 9. Un procédé de fabrication d'un matériau pour lames de ^lo scie ou analogue du type en acier au carbone contenant de préférence de 0,4 à 1,5 fi de carbone et une teneur maximale totale de 7 fio d'éléments d'alliage additionnels, selon la revendication 8 caractérisé en ce que la bande d'acier est laminœà une température comprise entre 550 et 720°C et de préférence aux alentours de 700°C J(Ç 10. Un procédé pour la fabrication d'un acier inoxydable pour lames de scie ou analogue suivait la revendication 8, cet acier comprenant de 0,2 à t,5 fi° de carbone, de 11 à 20 fio de chrome et une teneur maximale totale de 6 fi d'éléments d'alliage additionnels, caractérisé en ce que la bande d'acier est laminée à ■2*> une température comprise entre 690 et 790°C, et de préférence à environ 750 °C. 11. Un procédé s'elon les revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le matériau de départ après laminage à chaud et refroidissement est chauffé et laminé à l'état ferritique dans ledit XÇ intervalle de températures sans qu'il soit effectué de revenu préliminaire, 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le matériau de départ est une bande d'acier ayant une structure sensiblement perlitique lamellaire.