Brevet FR2493339A1 — publié le 19820507

PROCEDE ET INSTALLATION POUR LA FABRICATION ET LE TRAITEMENT THERMIQUE EN CONTINU DE TOLES La présente invention concerne un procédé et une installation pour la fa- brication et pour le traitement thermique en continu de tôles en acier, notamment en vue de leur conférer une haute limite d'élasticité ainsi qu'une bonne aptitude à l'emboutissage. Un traitement thermique adéquat peut conférer à des tôles en acier soit une haute limite d'élasticité, soit une bonne aptitude à l'emboutissage. Ainsi, il a été proposé des traitements, notamment des procédés en continu,qui consistent en principe à porter la tôle à une température supérieure à sa température de trans- formation et à la refroidir ensuite de manière contrôlée. L'un de ces traitements qui vise à obtenir des tôles emboutissables, en aciers doux, prévoit un chauffage à une température de l'ordre de 7009000C, de préférence de l'ordre d'environ 7000C, pendant un temps de maintien de 40-60 sec, suivi d'un refroidissement brusque par trempe à l'eau bouillante et d'un survieillissement de 60 sec à une température de 300-4000C. Ce traitement confère à la tôle une homo- généité poussée des propriétés mécaniques sur tote la largeur de la bande; en même temps ces propriétés deviennent très sensibles aux variations des teneurs en car- bone, en phosphore et en azote, à mesure que le refroidissement devient plus puis- sant. Toujours dans le cas des aciers doux pour emboutissage, un autre procédé pré- voit de refroidir la tôle à une vitesse d'environ 10C par seconde jusqu'à une température de 4500C, température à laquelle se fait un survieillissement de secondes. Au cas o l'on met en oeuvre un refroidissement à l'eau extrêmement intense (1000'C/sec), en vue de refroidir l'acier à 4501C, le survieillissement se rac- courcit à 60secondes. Pour produire des tôles en acier de haute résistance, selon le procédé décrit en premier lieu, le cycle thermique est modifié en ce sens que les tô- les sont recuites à une température nettement supérieureà celle du point de transformation, donc à environ 850'C et refroidies ensuite par une trempe à l'eau bouillante; un traitement ultérieur n'est pas prévu. Les procédés décrits en deuxième et en troisième lieu font obligatoirement usage de traitements de survieillissement. Ainsi il apparait quel'état actuel de la.technique permet bien de pro- duire des tôles soit à haute limite d'élasticité, soit à emboutissabilité éle- vée. Par contre la combinaison de ces deux propriétés ne se laisse obtenir que difficilement. Pourtant il serait désirable de disposer de tôles présentant à la fois ces deux propriétés et ceci surtout pour ce qui concerne le domaine de la fabrication d'éléments de véhicules automoteurs. Le but de la présente invention est donc de proposer un procédé permet- tant de produire en continu des tôles répondant aux critères prémentionnés. Ce but est atteint parle procédé suivant l'invention qui est caractéri- sé en ce que l'on met en oeuvre un acier titrant au maximum 0,16% C, 2,0% Mn, 0,55% Si et 0,03% AI au minimum, ainsi qu'éventuellement jusqu'à 0, 05% Nb et 0,1% V, que l'on porte la tôle rapidement à une température supérieure à celle du point Ac3, c.à.d. à une température entre 700 et 9001C, que l'on main- tient la tôle à cette température pendant un temps aussi long que possible sans pour autant permettre le grossissement du grains, que l'on effectue ensuite un refroidissement de 100OC/secs jusqu'à une température inférieure à celle du point Arl et que l'on laisse refroidir la tôle à une vitesse de l'ordre de 10C/sec. Suivant l'invention, le palier du revenu se situe à une température com- prise entre 550 et 650%C, et de préférence de l'ordre de 600'C. Une forme d'exécution particulièrement avantageuse du procédé suivant l'invention prévoit que l'on réalise ledit palier par immersion de la tôle, au terme du chauffage, dans un bain de sels, de métal ou encore d'un alliage métallique en fusion portés à la température requise, le bain assurant l'éta- blissement rapide de l'équilibre thermique dans la tôle.. On peut prévoir se- lon un mode de realisation alternatif un refroidissement par jet de gaz ou d'air. La tôle sortant de la phase de refroidissement rapide peut ensuite être soumise àune operation de revêtement, puis à un refroidissement contrôlé. Pour ce qui est de la composition chimique de l'acier mis en-oeuvre, el- le résulte de nombreux essais qui ont révélé qu'une teneur en manganèse de r l'ordre de 1,7% et une teneur en silicium de 0,20% donnent lieu à la résistance voulue, tout en améliorant l'emboutissabilité. Le niobium et/ou le vanadium peuvent éventuellement être ajoutés pour garantir une limite d'élasticité plus élevée. Le digramme de transformation expérimental de l'acier, qui se trouve en annexe, illustre ce qui précède. L'installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend notamment un four pour le chauffage de la tôle à la température requise pendant un temps déterminé; un système de refroi- dissement rapide à température réglable est installé à la suite dudit four, et est suivi de moyens pour refroidir la tôle lentement jusqu'à basse température. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et de la figure jointe, données à titre illustratif mais non limitatif. Le dessin est exécuté de manière à juxtaposer le cycle thermique visé et l'installation correspondante. La tôle est chauffée à une température T1, c.à.d. à une température supérieure à sa température de transformation et est main- tenue entre Tl et T2, cette dernière température correspondant au début de refroidissement rapide qui se déroule entre le temps t3et t4. La tôle est ainsi refroidie brusquement à la température T3 ensuite elle peut entrer dans la pha- se de refroidissement lent contrôlé. On distingue notamment: - un dispositif d'entrée (1) de la tôle comprenant une débobineuse et une soudeuse; - une chambre de dégraissage électrolytique (2); - un accumulateur d'entrée (3); - un four de chauffage (4); - une chambre (5) pour la zone de maintien à la température voisine de celle choisie comme point de départ du refroidissement rapide; - un système de refroidissement rapide qui peut être soit un système de jets de gaz (6), soit une cuve (7) pour l'immersion de la tôle, servant à la maintenir à la température de revenu; - un système de refroidissement lent (8); - un accumulateur de sortie (9); - un dispositif de sortie (10) comportant une bobineuse, une planeuse, un skin-pass et une ligne de conditionnement. La cuve (7) peut contenir soit un bain de sels fondus, soit un bain de métal. Ceci dépend de la manière préférée de réglage de la température, des techniques adéquates existant pour les bains de sels tout aussi bien que pour les bains métalliques. 2 493339 Une forme d'exécution avantageuse prévoit que l'on intercale entre le système de refroidissement rapide (6) resp. (7) et le système de refroidisse- ent lent (8) une cuve o peut se dérouler une opération supplémentaire, p. ex. de chromatage. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses varian- tes, accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. 2 4933 39 R E V E N D I C A T I O N S. 1.- Procédé pour la fabrication et le traitement thermique en continu de tôles en acier, en vue de leur conférer à la fois une haute limite d'élas- ticité et une bonne aptitude à l'emboutissage, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre un acier titrant au maximum O416% C, 2,0% Mn, 0,55% Si et 0, 03% Al au minimum, ainsi qu'éventuellement jusqu'à 0,05% Nb et 0,1% V, que l'on porte la tôle rapidement à une température supérieure à celle du point Ac3, c.à. d. à une température comprise entre 700 et 9000C, que l'on maintient la tôle à cette température pendant un temps aussi long que possible sans pour autant permettre le grossissement du grain, que l'on effectue ensuite un refroidisse- ment de 100%C/sec jusqu'à une température inférieure à celle du point Arl et que l'on laisse refroidir la tôle à une vitesse de l'ordre de 10C/sec. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on éta- blit le palier du revenu de manière à ce qu'il se situe à une température com- prise entre 550 et 650'C, de préférence de l'ordre de 600'C. 3.- Procédé suivant les revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on réalise le palier du revenu en immergeant la tôle dans un milieu liquide. 4.- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le milieu liquide est un bain de sels. 5.- Procédé suivant la revendication 3,caractérisé en ce que le milieu liquide est un bain de métal ou d'alliage métallique. 6.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on réalise le palier du revenu en soumettant la tôle à l'action d'un gaz. 7.- Procédé suivant une quelconque des revendication 1 à 6, caractérisé en ce que l'on soumet la tôle avant le refroidissement lent à une opération de revêtement, p.ex. une opération de chromatage. 8.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant une quelconque des revendication 1 à 7,caractérisée en ce qu'elle comprend notamment un four (4) pour le chauffage de la tôle à la température requise pendant un temps déterminé, un système de refroidissement rapide (6,7) à température réglable qui est installé à la suite dudit four, lequel système est suivi de moyens (8) pour refroidir la tôle lentement jusqu'à basse température. 9.- Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le système de refroidissement rapide est une cuve (7) contenant un bain de sels. 10.- Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le système de refroidissement rapide est une cuve (7) contenant un bain de métal ou d'un alliage métallique. 11.- Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le 6 2493339 système de refroidissement rapide est un système de jets de gaz (6). 12.- Installation suivant les revendications 8 à 11, caractérisée en ce qu'il est disposé entre le système de refroidissement rapide et les moyens de refroidissement lent une cuve contenant un bain de revêtement, p.ex. un bain de chromatage.