Brevet FR2476680A1 — publié le 19810828

Procédé de traitement de produits métallurgiques destinés d subir une déformation à froid. La présente invention concerne un procédé pour le traitement de préparation de produits métallurgiques1 tels que fils et tôles, destinés à subir une déformation à froid. Les fils destinés à subir des transformations sévires par frappe b froid étaient soumis jusqu'ici à un processus de préparation ayant pour but d'obtenir la structure paraissant nécessaire ou au moins favorable à un écoulement de métal lors de la frappe, qui correspond à la présence de fins globules de perlite répartis le plus régulibrement possible dans une matrice ou un fond de ferrite. En vue de l'obtention de cette structure, il était usuel de soumettre le fil, par exemple après un laminage d chaud, un décapage et un tréfilage d'ébauche, à un traitement thermique constituant un recuit de sphéroldlsationZ afin d'obtenir dans un premier temps une recristallisation et dans un second temps une globulisation en vue de la formation de fins globules de perlite comme indiqué prcédemment. Ce recuit était effectué dans un four, par maintien pendant plusieurs heures à une température de 650- à 7000C, le fil étant généralement empilé en bottes dans le four. Un décapage était ensuite nécessaire pour éliminer les oxydes formés, ce décapage étant suivi ou non d'un traitement de surface, par exemple par phosphatation ou cuivrage, avant le retréfilage final. Ce processus, d'une part, exigeait de nombreuses manipulations du fil, à la fois pour les opérations précédant le recuit, pour la mise sur mandrins du fil en vue de ce recuit, puis pour sa reprise et pour son traitement ultérieur. D'autre part, le temps de recuit au four en tramait une immobilisation importante de chaque four, et une consommation d'énergie élevée en résultait. Enfin, il arrivait souvent que la séparation et le reconditionnement du fil à partir des mandrins posent des problèmes de manutention, en exigeant de la main d'oeuvre. Des inconvénients similaires résultaient d'opéra tions analogues effectuées sur des tôles. Les recherches ayant abouti à l'invention ont montré d'une façon en soi remarquable que la présence d'une structure comprenant de la perlite sphéroldale dans une matrice de ferrite, c'est-à-dire globulisée, n'était pas une condition indispensable au travail à froid de produits métallurgiques en acier doux tels que des fils et tôles et qu'il suffisait, pour permettre la frappe à froid ou la déformation à froid de tels produits en acier doux, de disposer d'une structure correspondant à une fine dispersion de la perlite, sans sphéroldisation. L'invention est matérialisée en conséquence dans un procédé de traitement de produits métallurgiques destinés à subir une déformation à froid, tels que fils et tôles, caractérisé en ce qu'on soumet ces produits métallurgiques, après une préparation en soi classique d'ébauche par tréfilage ou laminage, à un traitement thermique d'austénitisation rapide à haute température, puis à une trempe au plomb ou patentage, ces opérations étant effectuées de préférence en continu, les produits étant ensuite soumis aux opérations usuelles pour l'obtention de produits semi-finis. Le traitement thermique peut être effectué à une température égale ou supérieure à 8500C, par exemple à 950"C, avec une montée en température et un maintien à la température requise représentant une durée totale qui peut être de l'ordre d'une minute par exemple. Le temps du traitement est déterminé judicieusement par la formule : V x D = 40, où V est la vitesse de défilement du fil en mètres par minute et D le diamètre du fil en mm. Compte tenu de la rapidité de l'opération, ce traitement thermique est effectué d'une façon en soi judicieuse par passage du produit préparé, tel que fil ou tôle, à travers un four-tunnel convenablement chauffé, en choisissant la longueur du four et la vitesse de défilement du produit en continu à travers ce four de façon à obtenir le temps de traitement désiré. Pour la trempe au plomb, on peut choisir une température de l'ordre de 500 - 5500C par exemple, avec un bain de 6 mètres par exemple, le temps de traitement étant déterminé ici encore par la formule V x D = 40. En disposant la cuve de trempe au plomb juste derrière le four de traitement thermique, on peut ainsi procéder en continu au traitement requis des produits. I1 a été constaté qu'il se produit, lors du traitement thermique par passage dans le four, une austénitisation, la température étant alors suffisante pour dissoudre toute la perlite et pour transformer la ferrite en austénite. L'opération de trempe effectuée immédiatement après le traitement thermique empeche partiellement la perlite de précipiter aux joints des grains d'austénite, de sorte que la structure obtenue est une structure de perlite finement dispersée avec une répartition relativement régulière, sur un fond de ferrite. On peut considérer que l'opération d'apparente à un traitement de normalisation. I1 est déjà connu d'utiliser des opérations de traitement thermique à une température de cet ordre, puis de trempe, par exemple de trempe au plomb, sur des aciers durs. Toutefois, les recherches ayant abouti à l'invention ont permis deconstater, d'une façon en soi surprenante, que l'application d'un tel traitement à des produits en acier doux ou même demi-doux, destinés à subir une déformation à froid, par frappe, emboutissage, etc ..., permettait d'obtenir des produits métallurgiques semi-finis présentant toutes les qualités requises pour une telle utilisation ultérieure par déformation à froid, sans qu'il soit nécessaire de procéder aux opérations usuelles, en soi longues et coûteuses, ayant pour but de provoquer une sphéroïdisation de la perlite au sein de la matrice de ferrite.Ces recherches ont montré que les propriétés requises pour la déformation à froid de produits en acier doux, tels que des fils ou des tôles,étaient obtenues par le procédé décrit malgré une structure résultante différente de celle paraissant exigée jusqu'ici. Du fait à la fois de la nature et de la brièveté des opérations de traitement thermique et de trempe constituant le processus de traitement suivant l'invention, l'ensemble du traitement des produits métallurgiques peut s'effectuer de façon continue. Ainsi, un fil provenant d'un poste de tréfilage d'ébauche peut traverser en continu un four de traitement thermique, puis un bain de plomb, et être soumis ensuite à un décapage, à une phosphatation ou à un cuivrage, à un tréfilage de finition, etc ..., toujours de façon continue. On conçoit aisément qu'il en résulte une réduction importante des manutentions et de la main d'oeuvre requise. Ce type de traitement suivant l'invention est également lié en outre à d'importantes économies d'énergie. Par ailleurs, on conçoit également qu'il est possible de traiter simultanément, sur une installation adaptée à cet effet, des fils destinés à des utilisations diverses, en prévoyant en aval du bain de trempe au plomb simplement les dispositifs requis par exemple pour le cuivrage, la phosphatation, etc -E'inventlon est applicable à divers produits métallurgiques destinés comme indiqué à subir une déforma tion à froid, pouvant avoir des compositions différentes et constituant des aciers doux et demi-doux. Elle concerne également les produits métallurgi ques, tels que fils et tôles, destinés à subir une déformation à froid, traités par le procédé décrit. Des modifications peuvent être apportées aux modes de mise en oeuvre décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé de traitement de produits métallurgiques destinés à subir une déformation à froid, tels que fils et tôles, caractérisé en ce qu'on soumet ces produits métallurgiques, après une préparation en soi classique d'ébauche par tréfilage ou laminage, à un traitement thermique d'austénitisation rapide à haute température, puis à une trempe au plomb ou patentage, ces opérations étant effectuées de préférence en continu, les produits étant ensuite soumis aux opérations usuelles pour l'obtention de produits semi-finis. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement thermique est effectué à une température égale ou supérieure à 850-C, pour dissoudre la perlite et transformer la ferrite en austénite. 3.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le traitement thermique est effectué à une température de 950"C environ 4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le traitement thermique est effectué pendant un temps d'une minute environ, y compris la montée en température et le maintien à la température requise. 5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le traitement thermique est effectué par passage du produit dans un fourtunnel. 6.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la trempe au plomb est effectuée dans un bain à une température de 5000 à 550 0c environ. 7.- Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'opération de trempe au plomb est effectuée en un temps de 45 secondes environ. 8.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on effectue en continu les opérations de traitement thermique, de trempe au plomb, puis de traitement ultérieur, notamment de décapage, de phosphatation ou de cuivrage et de tréfilage ou de laminage à la dimension requise. 9.- Produits métallurgiques tels que fils et tôles destinés à subir une déformation à froid, traités par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8.