Brevet FR2014516A1 — publié le 19700417

2014516. La présente invention se rapporte en général aux techniques de laminage et en particulier à un procédé de fabrication et de traitement d'un ruban en acier. L'invention a plus particulièrement pour objet un procédé dé fabrication d'un ruban d'acier 5 comportant des rebords étàmpés ou refoulés. Les rubans ou feuillards réalisés conformément à la présente invention peuvent être employés comme matériau de départ dans la fabrication.des lames de scie, de différents types de couteaux, e t c • •. 10 Lor&que l'on scie , la coupe ou la rainure provoquée par la lame de scie doit toujours être plus large que l'épaisseur de la lame, afin de permettre à cette dernière de se déplacer librement dans ladite rainure. Oeci est généralement réalisé grâce à la déformation des dents de la lame, c'est-à-dire en 15 écartant alternativement les dents de ladite lame vers la gauche et vers la droite. On a également suggéré d'utiliser comme matériau de départ pour la fabrication des lames de scie, un ruban d'acier présentant un rebord en forme de coin, ledit rebord allant en s'effilant 20 vers le bas et vers le milieu du ruban et formant le bord d'attaque de la lame de scie. L'avantage qui en résulte est qu'il n'est pas nécessaire de déformer les dents de la lame, et que la scie présentant de telles dispositions est plus durable qu'une scie comportant des dents déformées; également, la coupe 25 est plus douce et plus rectiligne. Cependant, la fabrication de rubans d'acier en forme de coin présente un certain nombre d'inconvénients et de problèmes difficiles à résoudre: . Par exemple, il était jusqu'à présent impossible de produire des rubans présentant des propriétés 30 adéquates et désirées, uniquement en : déformant un rebord jusqu'à ce qu'il obtienne la forme d'un coin lorsqu'on lamine ledit ruban; la raison de ceci est que les différentes extensions ou déformations auxjpeELes est soumis le ruban et résultant du travail inhomogène dudit ruban, tendent à faire se recourber le 35 ruban. Afin de remédier à ces inconvénients, on a proposé que le ruban soit constitué de deux flans sensiblement plans, à 69 21776 2 2014516. savoir plus précisément un flan relativement mince constituant le sommet de la lame de scie et un flan plus épais constituant la partie portant les dents de ladite lame, le flan plus épais est soudé au flan le plus mince, et meulé ou aiguisé jusqu'à 5 prendre la forme d' un "coin. Le procédé est compliqué et provoque une perte considérable de matériau. La présente invention a essentiellement pour objet un procédé qui évite tous les inconvénients susmentionnés en ce qui concerne la déformation du rebord du ruban à partir duquel 10 ' on fabrique les lames de scie, tandis que les procédés de fabrication compliqués et tels qu'ils ont été décrits précédemment sont évités. La présente invention n'est pas restreints uniquement à un matériau pour les lames de scie, mais peut s'appliquer dans tous les cas ou l'on désire produire un ruban comportant 15 des rebords déformés, par exemple dans la fabrication de différents types de couteaux. Le procédé selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce que le ruban précité passe entre deux cylindres pricipaux, tandis que simultanément les deux rebords longitudinaux du 20 ruban sont déformés par deux autres cylindres disposés transversalement dans l'intervalle entre lesdits cylindres principaux pour conférer au ruban un profil dont l1"épaisseur est plus grande que celle de sa partie centrale. L'invention a également pour objet un appareil comportant 25 application de ce procédé, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte deux cylindres principaux comportant des rebords biseautés ou chanfreinés et deux cylindres de champ disposés transversalement auxdits cylindres principaux et venant en butée contre les côtés desdits cylindres principaux 3° dans la région de l'intervalle de laminage entre lesdits cylindres principaux. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée qui va suivre faite en référence aux dessins annexés, donnés unique-35 ment à titre d'exemple, et dans lesquels : 69 21776 3 2014516. - la figure 1 est une vue en plan, montrant comment le ■bord du ruban est déformé selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne A-A 5 de la figure 1, - la figure 3 montre une vue agrandie d'un profil de ruban obtenu avec l'appareil représenté sur les figures 1 et 2, - la figure 4 est une vue en prespective d'une partie d'une lame de scie réalisée à partir du ruban représenté sur- la figure 10 3, - la figure 5 représente une-autre forme possible de ruban obtenu conformément à l'invention, et - la figure 6 représente un outil de coupe réalisé à partir du ruban de la figure 5- 15 Suivant un exemple de réalisation est tel qu'il apparaît sur les figures 1 et 2, on a montré en 1a le ruban d'acier dont le bord doit être déformé , et en 1b ledit ruban une fois qu'il est déformé. Deux cylindres principaux sont repérés d'une façon générale par les repères 2 et 3. les cylindres principaux 20 2 et 3 comprennent chacun un cylindre entraîneur 2a et 3a, et un anneau ou cylindre 2b et 3b emmanchés respectivement dans les cylindres 2a et 3a, lesdits anneaux définissant la surface dé contact des cylindres principaux avec le ruban pendant le laminage. Bien que les anneaux, couronnes, bagues ou analogues 25 2b et 3b soient beaucoup.plus étroits que les cylindres 2a et 3a, le diamètre desdits anneaux 2b et 3b est beaucoup plus grand que celui des cylindres entraîneurs 2a et 3a. En outre, les rebords 2b* , 2b" et 3b' , 3b" desdites bagues sont respectivement • chanfreinées de façon à constituer par paires des surfaces 30 pour les logements qui doivent définir la forme des bords du ruban pendant le laminage. Les troisièmes surfaces définissant la forme des logements sont constituées par une .paire de cylindres de champ 4a et 5a. 0es cylindres s'étendent transversalement auxdits cylindres 35 principaux 2 et 3, et aboutent sur les faces latérales des anneaux ou couronnes 2b et 3"b dans l'intervalle de laminage compris entre les couronnes 2b et 3b. 69 21776 4 2014516. Le diamètre des cylindres de champ 4a et 5a est petit par rapport aux couronnes 2b et 3b (le diamètre desdits cylindres de- champ pouvant atteindre, suivant un exemple de réalisation, 25mm, tandis que le diamètre des couronnes peut atteindre 175mm). 5 La signification de ce diamètre comparativement petit des cylindres de champ(feera mieux comprise dans ce qui suit. Chacun des cylindres de champ 4a et 5a est porté par deux cylindres arrières 4b et 4c, et 5b et 5c, respectivement . Les cylindres sont montés dans des paliers (non représentés), de 10 façon à ne pas fléchir. Le fonctionnement de cet ensemble de cylindres est le suivant Le ruban sensiblement plan 1 passe dans l'intervalle entre les couronnes 2b et 3b, qui réduisent l'épaisseur dudit ruban. Le ruban est généralement réduit d'une quantité variant entre 15 • 2 . et 20% , bien que ces proportions puissent être plus faibles (dans certains exemples les couronnes peuvent être utilisées comme des éléments d'approvisionnement en ruban sans réduire son épaisseur) ou plus élevées (dans le cas de matériaux très ductiles la réduction peut atteindre 50$ ou plus). 20 La largeur du matériau de départ 1a est légèrement plus grande que la hauteur des couronnes 2b et -3b. Comme il apparaît sur la figure 1, les parties en excès ou extrudées du matériau sont repérées respectivement en 1a' et 1a". Etant donné que le rapport de l'épaisseur du ruban sur sa largeur est en général 25 et comparativement important, on peut s'attendre à un certain élargissement dudit ruban résultant des déplacements dans le matériau losqu'il est laminé entre les couronnes 2b et 3b. Lorsque le ruban 1a pénètre dans l'intervalle entre les cylindres ou couronnes 2b et 3b afin d'être diminué en épaisseur, 30 il est aussi soumis à une pression latérale grâce aux cylindres de champ 4a et 5a, lesquels cylindres pressent les parties en excès ou extrudées 1a' et 1a", de sorte que lesdites parties, en même temps que certaines autres fractions de matériau, puissent remplir les logements définis par lesdits cylindres de champ, 35 les surfaces chanfreinées 2b» et 3b*, et 2b" et 3b" des couronnes 2b et et le profilé du ruban. Etant donné le petit diamètre des cylindres de champ, lesdits cylindres rencontrent d'abord 69 21776 5 2014516. les parties en excès ou extrudées 1a* et 1a" essentiellement dans la région de 1*intervalle entre les couronnes 2b et 3b des cylindres principaux. Si, d'un autre côté, les cylindres de champ ont un diamètre notable, ils recontreront_ le ruban 1a à un 5 point qui se trouve à une certaine distance du front de l'intervalle, la où le ruban sera courbé. Dans chacune des parties 1b' et 1b" formant rebords, le matériau se compose de: a) une partie qu'on peut qualifier comme étant la continuait) tion du ruban lorsque celui est fini, b) des parties de matériau sur les deux côtés de la première partie précitée, lesquelles parties correspondent à l'épaisseur initiale du ruban. c) la partie en excès ou extrudée du matériau (par exemple 15 la') , et , d) le matériau obtenu par l'élargissement du ruban lorsqu'il est réduit par les cylindres. les profils désirés sont ainsi obtenus par un système complexe de déplacements dans le matériau. Ces déplacements don- « 20 nent lieu à des conditions de contrainte compliquées dans ledit ruban. Si, comme c'était précédemment-la cas, seulement un bord du ruban était déformé, ces contraintes aauraient produit un ruban tordu. Selon le procédé de la présente invention, les deux bords du ruban sont déformés, de sorte que les profils sont 25 conformes. Par conséquent, les contraintes dans le ruban se trouvent réparties d'une façon totalement symétrique de part et d'autre de la ligne médiane du ruban, ce qui évite que le ruban se courbe losque on le lamine. L'invention concerne également' le traitement du ruban après 30 le laminage. Losque le ruban doit être utilisé dans la fabrication des lames de scie par exemple, il est divisé suivant sa ligne médiane, chaque demi ruban constituant un flan de lame de scie. Cependant, le ruban ne peut pas êtré divisé ou séparé immédiatement après qu'il ait été laminé, étant donné que ceci 35 provoquerait la rupture de la symétrie des tensions et la courbée du ruban. Suivant le procédé conforme à la présente invention, le ruban est par conséquent traité à chaud avant d'être séparé 69 21776 6 2014516. en deux. le procédé de "traitement à chaud peut revêtir la forme d'un procédé de trempe classique, c'est-à-dire en premier lieu un traitement dans une solution à chaud, par lequel toutes les 5 contraintes sont supprimées, suivi par la suite d'un trempage du ruban dans un milieu convenable. Alternativement, le procédé de traitement à chaud peut . revêtir la forme'd'un procédé de recuit annihilant les contraintes. Après le procédé de traitement à chaud, le ruban est séparé 10 suivant sa ligne médiane, afin d' obtenir deux moitiés de ruban conformes.^ Bien entendu, le ruban n'est pas séparé s'il doit être utilisé avec ses deux rebords déformés. La figure 3 représente le profil d'un ruban laminé selon la présente invention avant d'être séparé. 15 La figure 4 représente en prespective une partie de lame de scie obtenue à partir du ruban représenté sur la figure 3. On peut faire varier la forme du profil en changeant le degré d'inclinaison du chanfrein sur les couronnes 2b et 3b. Par conséquent, l'invention n'est pas restreinte à un profil 20 de forme particulière, mais, la forme de tels profils est variable dans de larges limites englobant' à la fois les formes de profil connues et nouvelles. La figure 5 illustre un exemple d'une forme de profil obtenue selon la présente invention. La figure 6 représente une lame de couteau fabriquée à 25 partir d'un ruban séparé et recuit, après meulage dùdit profil. Le matériau, les dimensions du ruban, le prétraitement du ruban, l'extension suivant laquelle le ruban est réduit en épaisseur, le profil du ruban, après traitement du ruban, la température de laminage etc... constituent autant de paramètres 30 qu'il est possible de faire varier sans sortir du cadre de l'invention On décrira ci-après un certain nombre d'exemples suivant lesquels peut se réaliser la présente invention. Exemple 1 35 Oet exemple concerne la fabrication d'un ruban d'acier pour les scies à ruban ou sans fin de boucher. Un acier convenable 69 21776 7 2014516. pour réaliser de telles scies comprend : 0,22$ de carbone, 0,5$ de manganèse, 0,45$ de silicium, 13,2$ de chrome, 0,5$ de nickel, le restant étant des impuretés de fer et des impuretés accidentelles, le matériau de départ est d'abord laminé d'une 5 façon normale, jusqu'à une épaisseur d'. .environ 0,6mm. la largeur du ruban peut être comprise entre 10 et 40mm. le ruban est soumis à un procédé de recuit par recristallisation avant d'être déformé .et est finalement laminé conformément à l'invention, lorsqu'il est déformé et finalement lamine selon l'invention, 10 le ruban prend le profil général représenté sur la figure 3. le ruban est ensuite durci ou trempé, ce qui supprime toutes les contraintes, et séparé suivant sa ligne médiane. les opérations finales de laminage et de déformation sont de préférence effectuées à la température ambiante, mais peuvent 15 également être effectuées en laminant le matériau dans son état ferreux, à des températures immédiatement inférieures à la température de conversion. Dans ce dernier exemple, il n'est pas nécessaire d'effectuer un procédé de recristallisation, étant donné que la ductilité du matériau est suffisamment bonne sans 20 qu'il soit nécessaire de le soumettre à un tel procédé de traitement à chaud. Exemple 2 Cet exemple concerne des rubans d'acier pour les lames de scie à métaux, comme par exemple les lames de scie à chantourner. 25 Un acier convenable pour cet exemple consiste en un 'acier qui se compose classiquement de 0,8$ de carbone, 4$ de chrome, 5$ de molybdène, 6,5$ de tungstène, 1,9$ de vanadium, le restant se composant sensiblement uniquement de fer .et d'impuretés accidentelles. Après avoir été laminé à chaud et à froid jusqu'à 30 une épaisseur comprise entre 0,60 et 1,50mm, et une largeur comprise entre 20 et 80mm, le ruban est déformé conformément à la présente invention, le ruban a de cette manière, le profil représenté sur la figure 3. le ruban est séparé suivant sa ligne . médiane après avoir été recuit pour supprimer les contraintes. 35 Après 1'étampage-ou le découpage des dents de la scie, le ruban est ensuite durci grâce aux techniques de trempage des dents. 69 21776 8 2014516. Exemple 3 Cet exemple se'rapporte à la fabrication des aciers pour lames de scie sans fin' à métaux. Un matériau convenable pour réaliser de telles scies se compose: - d'un acier au carbone com-5 prenant 1,3$ de carbone, 0,2$ de silicium,- 0,35$ de manganèse, 0,2$ de chrome, le restant étant constitué de fer et d'impuretés accidentelles. Après avoir été laminés jusqu'aux dimensions données dans l'exemple 1 et soumis à un procédé de recuit par recristalli-10 sation, les rebords du ruban sont déformés suivant la figure 3. le ruban est ensuite recuit pour supprimer les contraintes, et séparé suivant sa ligne médiane. La température de déformation dans cet exemple et dans le procédé décrit dans l'exemple .qui suit est analogue à celui donné dans l'exemple 1. 15 Exemple 4 Cet exemple concerne la fabrication d'un acier en ruban pour des lames de couteau . destinées à couper des matériaux peu durs, tels que le bois, le papier ou le plastique. Un matériau convenable pour cette fabrication est l'acier inoxydable compre-20 nant 0,32$ de carbone, 0,45$de manganèse, 0,45$ de silicium, 13,6$ de chrome, le restant se composant de fer ét d'impuretés, la largeur et 1'épaisseur du ruban peut varier d'une façon importante suivant le champ d'utilisation de la lame, la largeur du matériau de départ utilisé dans le procédé de l'invention, est cependant 25 normalement comprise entre 20 et 200mm, tandis que l'épaisseur peut être comprise entre 0,, 20 et 3mm. le ruban est soumis à un procédé de recuit par recristallisation, et ensuite déformé de façon à acquérir le profil représenté sur la figure 5. le ruban est recuit ou trempé pour supprimer les contraintes et 30 séparé quant à ses bords qui ont été déformés, la forme finale, comme il apparaît clairement sur la figure 6, est obtenue par meulage des parties ou rebords déformés. Suivant une variante, le ruban peut être déformé en un certain nombre d'étapes ,' de sorte que la forme finale soit obtenue sans qu'il soit nécessaire 35 d'enlever ou d'ébavurer une partie du matériau par ■,meulage. 69 21776 9 2014516. E E S_g_D_I_C_A_I_I_Q_Ij_S * 1 - Procédé de fabrication et de traitement d'un ruban d'acier, caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer ledit ruban entre deux cylindres principaux, et 3e en même temps que les deux bords longitudinaux du ruban sont déformés par deux 5 cylindres' de champ disposés transversalement dans l'intervalle entre lesdits cylindres principaux, pour conférer au profil de rebord du ruban une épaisseur qui est plus grande que celle de sa partie centrale. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 10 les deux rebords longitudinaux du ruban sont déformés pour obtenir des profils sensiblement conformes, tandis que les contraintes engendrées dans les rubans lorsqu'on le déforme sont réparties symétriquement de part et d'autre de la ligne médiane dudit ruban, afin.d'éviter sensiblement en cela la dis-15 torsion ou la courbure dudit ruban. 3 - Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le rubaç. défdrmé est .séparé de préférence suivant sa ligne médiane, afin d'obtenir deux rubans, chaque moitié de ruban étant déformée suivant un bord dudit ruban initial. 20 4 - Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les contraintes dans le ruban sont supprimées avant de séparer ledit ruban. 5 - Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les contraintes sont annihilées par un recuit du ruban. 25 6 - Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les contraintes sont supprimées par un procédé de durcissement ou de trempage. 7 - Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en que les rebords du ruban sont déformés en 30 utilisant .l'acier à la température ambiante. 8 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les rebords du ruban sont déformés en utilisant de l'acier chauffé suivant une gamme de températures immédiatement 69 21776 10 2014516 _ inférieures à la température de conversion de l'acier, ledit acier ayant une matrice ferreuse losqu'il se trouve dans ladite gamme de températures 9 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité, 5 caractérisé en ce qu'il comprend deux cylindres principaux comportant des rebords biseautés ou chanfreinés et deux cylindres de champ s'étendant transversalement auxdits cylindres principaux et aboutant ses faces latérales dans l'intervalle de laminage entre lesdits cylindres principaux. 10 10 - Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le diamètre des cylindres de champ est beaucoup plus petit que le diamètre des cylindres principaux. 11 - Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le rapport entre lesdits diamètres est de 1_ ou moins. 15 12 - Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que chacun des cylindres principaux comprend de préférence un cylindre d'entrainement, un anneau ou couronne monté sur ledit cylindre, et dont les bords sont chanfreinés, lesdites • couronnes 'définissant ainsi les surfaces de contact des 20 cylindres principaux avec le ruban. 13 - Utilisation d'un flan comme matériau de départ pour produire des lames de scie ou des outils- coupant.