Brevet FR2524907A1 — publié le 19831014

La présente invention se rapporte à un fil machine destiné après laminage à subir au moins un écrouissage et à un procédé de fabrication d'ar écrouis ticles/notamment de boulonnerie fagonnés avec ce fil machine. Elle stappli- que en particulier à la fabrication d'articles de boulonnerie du type vis écrous et boulons dont les caracteristiques sont définies par la norme NF E 27005. Par exemple pour la fabrication d'articles de boulonnerie à haute résistance on utilise habituellement du fil machine obtenu avec un acier au bore contenant en poids environ 0,16 % de carbon e, 1,4 % de manganese, 0,008 X de bore et 0,25 % de silicium. Avant l'ope'ration de frappe à froid qui permet d'obtenir l'article de boulonnerie, on peut, compte tenu des passes d'étirage préliminaires, effectuer un recuit préalable. Après l'opération de frappe à froid, l'article subit un traitement thermique par trempe et revenu. La présente invention a pour objet un fil machine en acier destiné à subir, après laminage, au moins un écrouissage (notamment par frappe) qui conduit à un changement de structure de l'acier. Ce fil machine peut être utilisé à ltétat brut de laminage pour use opération de mise en forme par écrouissage qui donne, sans recuit ou traitement thermique, un article présentant une haute résistance. Ce fil peut être utilisé à l'état écroui (trefilé) et présente alors une haute résistance. Dans le cas où, avant 110. pération d'écrouissage final dostineeà la mise en forme de l'article, on veut effectuer une opération d'écrouissage intermédiaire qui conduit à un durcis sement, il est possible d'effectuer un recuit très économique pour restaurer une bonne ductilité permettant de pratiquer cet écrouissage final. Ce fil machine, lorsqu'il subit un seul écrouissage (fabrication d'articles par frappe) permet d'éviter des traitements thermiques. Le fil machine selon l'invention est destiné à être utilisé à l'état brut de laminage dans une opération de mise en forme par écrouissage et il est réalisé en acier contenant en poids moins de 0,12 % de carbone, 1 à 1,4 X de manganèse, 0,05 % à 0,25 % de molybdene, 0,3 à 1 % de silicium, le solde étant constitué par le fer et les impuretés habituelles. la mise en Le procédé de fabrication d'article façonné mettant An oeuvre ce rll machine est caractérisé par le fait qu'il consiste à effectuer de cet article par écrouissage directement à partir du fil machine à l'état brut de laminage. Selon une caractéristique de ce procédé, on fait subir audit fil ma- chine, à l'état brut de laminage, une opération d'écrouissage préliminaire puis on recuit ce fil écroui avant de lui faire subir une opération d'écrouissage mettant en forme ledit article. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante. Le fil machine est réalisé en acier double phase contenant en poids moins de 0,12 7. de carbone, 1 à 1,4 % de manganèse, 0,05 % à 0,25 Z de mo molybdène, 0,3 à 1 Z de silicium, le fer et les impuretés habituelles (soufre, phosphore, azote) constituant le solde. A titre d'exemple, on a fabriqué un fil machine désigné par la référence N dont la composition est la suivante 0,048 Z de carbone, 1,27 % de manganèse, 0,23 % de molybdène, 0,87. de silicium, 0,016 X -de phosphore, 0,008 7. de soufre.Les propriétés de ce fil machine seroztmises en valeur par des résultats d'essais en comparaison avec celles d'un fil machine en acier au bore ayant la composition énoncée cidessus et utilisé habituellement pour la fabrication d'articles de boulonnerie. A l'état brut de laminage, l'acier formant le fil machine présente une structure austéno.fe=itique. Les caractéristiques mécaniques sont alors les suivantes - limite élastique à 0,2 Z : moins de 27 kg/mm2 - résistance à la rupture t moins de 55 kglmm2 - allongement en % (sur une longueur de 5 fois le diamètre) : plus de 25 t. L'écrouissage provoque la transformation de l'austénite en martensite ce qui confère à l'acier des caractéristiques mécaniques élevées sans nécessiter de traitement thermique. Le fil machine peut ètre utilisé à la fabrication d'articles faconnés obtenus directement par écrouissage (frappe) à partir du fil à ltétat brut de laminage. Il est possible d'obtenir ces articles sans recuit préliminaire avant frappe et sans traitement thermique classique de trempe et revenu après mise en forme. Dans le cas d'articles écrouis de boulonnerie obtenus directement à partir du fil machine brut de laminage les caractéristiques mécaniques (selon la norme NF E 27005) sont les suivantes : - limite élastique à 0,2 % : 76 kglmm2 - résistance à la rupture : 80,4 kg/ 2 - allongement en Z : 14,1 X. A titre de comparaison, pour un article de boulonnerie obtenu à par. tir d'un fit machine en acier usuel traité thermiquement, les valeurs corres pondantes sont en moyenne : 73,5 kg/mm2, 81,4 kg/mm2, 18, 7 %. Les articles façonnés obtenus directement à partir du fil machine peuvent entre vieillis ou galvanisés au trempé. Le fil machine peut entre écroui (par exemple tréfilé) directement à partir de l'état brut de laminage sans un traitement thermique. I1 a alors une haute résistance. Dans certains cas, le fil machine écroui (par exemple par réduction de section) est utilisé pour un écrouissage final de mise en forme d'articles tels que des articles de boulonnerie. Si au stade écroui, les caractéristiques mécaniques sont trop élevées, on est amené à faire subir au fil, avant l'écrouissage final, un traitement de recuit intermédiaire de manière à restaurer la ductilité. Ce traitement s1 opère à environ 8000C pendant quelques secondes. Le tableau I ci-dessous donne les propriétés mécaniques du fil machine N à différents états. TABLEAU I Limite Résistance Allongement Etat Recuit élastique à la rupture en 7. * en Kg/mm2 en Kg/mm2 Fil brut de laminage Néant 26 54 30 Fil brut 0 3 Tréfilé Néant 91 95,3 14 Fil q 3 Tréfilé-recuit 8000C 27 57 41 pendant quel ques secondes * Essai sur une longueur de 5 fois, le diamètre. REVENDICATIONS 1.- Fil machine destiné à être utilisé à l'état brut de laminage dans une opération de mise en forme par écrouissage caractérisé par le fait qutil est réalisé en acier contenant en poids moins de 0,12 % de carbone, 1 à 1,4 % de manganèse, 0,05 % à 0,25 % de molybdène, 0,3 à 1 % de silicium, ie fer et les impuretés habituelles formant le solde. 2.- Fil machine selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est à l'état écroui. 3.- procédé de fabrication d'article façonne mettant en oeuvre le fil machine conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il consiste à effectuer la mise en forme de cet article par écrouissage directement à partir du fil machine à l'état brut de laminage. 4.- Procédé de fabrication d'article façonné à partir du fil machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il consiste à faire subir au fil machine à l'état brut de laminage une opération d'écrouissage préliminaire puis à recuire ce fil écroui avant de lui faire subir une opération d'écrouissage mettant en forme le dit article.