Brevet FR2172110A1 — publié le 19730928

L'invention concerne un procédé pour la fabrication de profilés creux en acier d'une section à plusieurs angles, c'està-dire carrée, rectangulaire ou, d'une manière générale, polygonale, par laminage, étirage, emboutissage, compression, pliage, etc... En principe, on connaît deux types d'opérations de formage pour réaliser, par exemple à partir des tubes présentant une section circulaire des profils creux ayant une section carrée, rectangulaire ou, d'une manière générale, polygonale, à savoir la déformation à chaud et à froid. Le formage lui-méme peut etre effectué par laminage, étirage, emboutissage, compression, pliage, etc... Pour la déformation à chaud, l'ensemble de la section de la pièce à déformer est porté à une température uniforme qui, par exemple pour les aciers au carbone à faible teneur en C et pour les aciers de construction faiblement alliés, se situe entre 900 et 11000C. Pour cette opération, on utilise des fours continus fonctionnant au mazout ou au gaz, des fours à longerons mobiles ou des installations à recuire à induction à haut rendement. L'opération de formage devrait etre terminée autant que possible légèrement au-dessus de A3 pour éviter une recristallisation à gros grains. En revanche, dans le cas du formage des aciers à faible teneur en carbone, la déformation à froid s'effectue à la température ambiante. Il est également possible de réaliser le formage dans la plage de température inférieure, c'est-à-dire en dessous de la température de recristallisation en évitant la plage de température de 200 à 3000C en raison des tendances à la fragilisation (cassure au bleu, vieillissement) qui se manifestent à ces températures. Contrairement aux profils creux formés à chaud, le prix de revient des profils creux formés à froid est plus faible du fait de la suppression des frais de chauffage occasionnésparlesuni- tés de chauffage qui sont le plus souvent couteuses. Quant à leurs propriétés mécaniques, ils diffèrent par des limites d'allongement supérieures en raison de l'écrouissage et par des coefficients d'allongement et de résilience plus faibles, en particulier dans les zones d'aretes. En outre, il se produit des contraintes internes superposées qui, dans le cas d'une composition mal adaptée du matériau et/ou d'un formage non conforme au matériau, en particulier lors du choix d'un rapport rayon/ épaisseur de paroi trop faible, peuvent provoquer des criques d'arete. L'invention a pour but de créer un procédé du genre précité permettant d'une part d'éviter les inconvénients de la déformation à froid et, d'autre part, de réduire les dépenses pour l'échauffement. Selon l'invention, ce but est essentiellement atteint par le fait que seules sont soumises au traitement thermique les zones du matériel de départ dans lesquelles doit etre effectuée ensuite la déformation. On parvient ainsi à un procédé pour la fabrication de profilés creux polygonaux en acier qui répond pleinement à l'objectif précité de l'invention. Etant donné qu'il n'est plus nécessaire d'échauffer la totalité de la section du tube, on obtient, en plus, que l'opération de dressage, jusqu'ici inévitable dans la plupart des cas, et nécessaire en raison de la déformation unilatérale par recuit ou refroidissement des barres profilées courbes, devient superflue. Selon une autre proposition de l'invention, il est prévu de fabriquer les tubes profilés à parti##r des tubes cylindriques qui, dans le sens longitudinal, ne sont portés à la température nécessaire au formage qu'à l'intérieur des zones de section transversale dans lesquelles doit etre effectué ensuite le formage. Il est alors recommandé de porter les zones de section transversale à échauffer à une température en dessous de la limite de recristallisation, c'est-à-dire au maximum à 6000C et, en général, à une température d'environ 400 à 6000C. On exclut ainsi le#risque des tendances à la fragilisation, c'est-à-dire d'une part le risque de la grossièreté du grain et, d'autre part, celui de la cassure au bleu. Mais il est également possible d'appliquer des températures situées entre 100 et 2000C. Par la faible quantité de chaleur amenée pour ce procédé, on obtient une réduction considérable des frais d'installations et d'énergie à engager tout en conservant les bonnes propriétés du matériel de départ. Un effet analogue peut également être obtenu par le fait que, conformément à l'invention, les tubes profilés sont tout d'abord formés à froid et qu'ensuite les zones d'arête formées sont trempées, en général aux températures précitées. Cette opération peut être effectuée soit sur les profils déjà formés à froid, à leur sortie de l'installation de formage, soit ultérieurement dans une phase opératoire particulière. Cette recuisson dispense du recuit habituel effectué le plus souvent au-delà de la limite de transformation supérieure et suivi d'un dressage. En outre, l'invention est caractérisée par le fait que les zones de section transversale devant subir un formage ou un traitement thermique sont portées à la température nécessaire au moyen d'inducteurs linéaires, de rampes de becs de gaz ou de bobines d'induction. Il est également possible d'utiliser pour l'échauffement des zones de section transversale à former des inducteurs linéaires ou des rampes de becs de gaz, alors que, pour la écusson après le formage àfroid, on utilise également des inducteurs linéaires ou des rampes de becs de gaz en donnant toutefois la préférenceaux bobines d'induction. Avec ces dernières, le succès recherché est obtenu d'une manière extrêmement simple étant donné que seules les arêtes entrent dans le champ d'action des bobines de sorte qu'elles y sont soumises à un traitement thermique dirigé. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. Selon l'invention, ce dispositif est conçu de telle façon que les éléments de chauffage nécessaires pour l'adduction de la chaleur sont disposés dans un carter de sorte qu'ils peuvent être réglés sur la position respective des zones de section transversale et d'arête à soumettre au traitement thermique en les déplaçant les uns par rapport aux autres. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, fera mieux comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 montre le dispositif pour la fixation des inducteurs linéaires ou des rampes de becs de gaz et la figure 2 montre le dispositif pour la fixation de la bobine d'induction. Le dispositif selon la figure 1 se compose d'un ou de plusieurs éléments de carter 1 en forme de nid d'abeilles qui, par l'intermédiaire d'un rail de support 2, sont boulonnés sur des tréteaux réglables en hauteur. Sur l'élément de carter 1 se trouvent les éléments de serrage 3 mobiles dans les sens radial et axial pour la fixation des éléments de chauffage 4. Dans l'espace entre les éléments de chauffage 4 sont indiquées schématiquement les sections des profils creux en acier à chauffer qui, reposant sur des rouleaux porteurs, sont déplacées axialement à travers le dispositif. La figure 2 montre le dispositif pour la fixation d'une bobine d'induction. Il se compose d'un carter 1 en forme de caisson à l'intérieur duquel la bobine d'induction 5 est encastrée dans une matière isolante 6. Le carter 1 est boulonné, par l'intermédiaire du rail porteur 2, sur le tréteau réglable en hauteur non représenté. A l'intérieur de la bobine d'induction 6 se trouvent également représentées schématiquement les sections des profils creux en acier à chauffer qui, reposant sur des rouleaux porteurs, sont déplacées axialement à travers le dispositif. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication de profilés creux en acier à plusieurs arêtes, c'est-à-dire à section carrée, rectangulaire, ou,d'une manière générale, polygonale, notamment par laminage, étirage, emboutissage, compression, pliage, caractérisé par le fait que seules sont soumises au traitement thermique les zones du matériel de départ dans lesquelles doit être effectué ensuite le formage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les tubes profilés sont réalisés à partir des tubes cylindriques qui, dans le sens longitudinal, ne sont portés à la température nécessaire auformage que dans les zones de section transversale dans lesquelles doit être effectué ensuite le formage. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les zones de section transversale à chauffer sont portées à une température en dessous de la limite de recristallisation, c'est-à-dire au maximum à 6000C. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les tubes profilés sont tout d'abord formés à froid et que les zones d'arête formées sont ensuite trempées. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les zones de section transversale devant subir un formage ou un traitement thermique sont portées à la température nécessaire par des inducteurs linéaires, des rampes de becs de gaz ou des bobines d'induction. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'échauffement des zones de section transversale à former est effectué au moyen d'inducteurs linéaires ou de rampes de becs de gaz, alors que pour la recuisson après le formage à froid on utilise également des inducteurs linéaires ou des rampes de becs de gaz en donnant toutefois la préférence à des bobines d'induction. 7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les éléments de chauffage (4,5) nécessaires pour l'adduction de la chaleur sont disposés dans un carter de telle façon qu'ils peuvent être réglés sur la position respective des zones de section transversale et d'arête à soumettre à un traitement thermique en les déplaçant les uns par rapport aux autres. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que des éléments de serrage (3) mobiles dans les sens radial et axial et servant à la fixation des éléments de chauffage (4) sont prévus sur le carter(l). 9. Dispositif selon les revendications 7 et 8, caractérisé par le fait que les profils creux en acier sont déplacés longitudinalement à travers l'espace entre les éléments de chauffage (4). 10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'espace entre la bobine d'induction (5) et le carter (1) est rempli de matière isolante et que les profils creux en acier sont déplacés longitudinalement à travers la bobine d'indus tion (5).