Brevet FR2694024A1 — publié le 19940128

La présente invention concerne des tôles pour emboutissage en rétreint. De telles tôles doivent posséder des caracté- ristiques mécaniques leur conférant une bonne emboutis- sabilité, c'est-à-dire une aptitude à subir un emboutis- sage sans striction ni rupture. Ces caractéristiques mécaniques doivent être également telles, qu'après emboutissage, le niveau de cornes d'emboutissage soit faible. Les caractéristiques mécaniques d'une tôle varient selon la composition de l'acier constituant la tôle et selon les conditions de fabrication de la tôle. Pour l'emboutissage, on utilise des tôles dites relaminées à froid, c'est-à-dire obtenues par relaminage à froid de tôles préalablement laminées à chaud à partir d'une brame. Selon le taux de relaminage à froid, c'est-à- dire le taux de réduction de l'épaisseur de la tôle, on obtient des tôles ayant des caractéristiques mécaniques variables que l'on classe principalement en deux catégo- ries: les tôles à froid pour lesquelles le taux de relaminage est compris entre 35 et 75 %, les tôles pour emballage pour lesquelles le taux de relaminage à froid est compris entre 75 et 90 %. Pour de telles tôles, on admet que l'emboutis- sabilité en rétreint est mesurée par le coefficient d'ani- sotropie moyen rm. Pour déterminer le coefficient d'anisotropie moyen rm, on mesure, après relaminage à froid, pour un taux de relaminage déterminé: ro, c'est-à-dire le coefficient d'anisotropie dans la direction de laminage; r 45, c'est-à-dire le coefficient d'anisotropie dans une direction située à 450 par rapport au sens de laminage; r 90, c'est-à-dire le coefficient d'anisotropie dans une direction perpendiculaire au sens de laminage. Ayant déterminé ces trois valeurs, le coef fi- cient d'anisotropie moyen r, est obtenu par la formule: (ro + r 90 + 2 r 45) r = 4 L'emboutissabilité en rétreint est d'autant meilleure que la valeur de r, est élevée. Par ailleurs, il est admis que la hauteur des cornes apparaissant lors d'un emboutissage en rétreint, est liée aux variations du coefficient d'anisotropie dans le plan de la tôle et en particulier au coefficient d'anisotropie plane Ar obtenu par la formule (ro + r 90 2 r 45) Ar = 2 Plus Ar en valeur absolue est faible, plus les cornes d'emboutissage seront faibles. Lorsque Ar en valeur absolue est inférieur à 0,3, on constate que les cornes d'emboutissage sont pratiquement inexistantes. En effectuant ces mesures pour différents taux de relaminage à froid, on établit les courbes représentant l'évolution du coefficient d'anisotropie moyen rm et du coefficient d'anisotropie plane Ar en fonction du taux de relaminage à froid, ce qui permet de déterminer l'aptitude à l'emboutissage en rétreint avec faible apparition de cornes, et de comparer ces courbes à celles d'autres tôles éventuellement utilisables pour l'emboutissage en ré- treint. En établissant les courbes définies ci-dessus pour les tôles actuellement connues, on constate que certaines tôles possèdent une emboutissabilité insuffi- sante alors que d'autres tôles peuvent être aisément embouties mais possèdent un coefficient d'anisotropie plane Ar trop élevé dans une plage importante de taux de relaminage à froid. L'utilisation satisfaisante de ces autres tôles pour l'emboutissage en rétreint est donc limitée à une plage de taux de relaminage relativement réduite, si les cornes d'emboutissage doivent être peu importantes. Pour remédier à ces inconvénients, la présente invention a pour but de fournir une tôle dont la compo- sition et la fabrication sont adaptées pour pouvoir être utilisée de manière moins limitée en emboutissage en rétreint, avec faible niveau de cornes d'emboutissage. A cet effet, la présente invention a pour objet une tôle d'acier adaptée à l'emboutissage en rétreint, la tôle étant laminée à chaud puis bobinée, caractérisée en ce que l'acier constituant la tôle contient du carbone dans une proportion comprise entre 0,02 et 0,05 % en poids et du manganèse dans une proportion comprise entre 0,1 et 0,3 % en poids. Selon d'autres caractéristiques la composition pondérale constituant la tôle est de préférence la suivante: 0,03 % de carbone, 0,2 % de manganèse, 0,05 % d'aluminium, 0,005 % d'azote, le reste étant du fer. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une tôle adaptée à l'emboutissage en ré- treint, caractérisé en ce qu'on lamine à chaud une brame d'acier contenant du carbone dans une proportion comprise entre 0,02 et 0,05 % en poids et du manganèse dans une proportion comprise entre 0,1 et 0,3 % en poids, puis on bobine à chaud la tôle laminée à chaud obtenue, cette dernière étant ensuite relaminée à froid. Lors de la fabrication de la tôle, la tempéra- ture de fin de laminage à chaud est inférieure à la tem- pérature du point de transformation apparent. De préférence, la température de fin de laminage à chaud est inférieure d'environ 300 C à la température du point de transformation apparent. Lors du bobinage de la tôle laminée à chaud, la température de bobinage est comprise entre 200 et 5000 C environ. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, donnée à titre d'exemple et en référence aux dessins sur les- quels: La figure 1 est une courbe représentant l'évolution du coefficient d'anisotropie moyen d'une tôle relaminée à froid en fonction du taux de relaminage à froid pour respectivement une tôle en acier au bore, une tôle en acier bas-carbone, et une tôle selon l'inven- tion; La figure 2 est une courbe représentant l'évolution de l'anisotropie plane en fonction du taux de relaminage à froid des tôles utilisées pour établir les courbes de la figure 1. La courbe A des figures 1 et 2 est représenta- tive d'une tôle constituée d'un acier au bore, la tempé- rature de fin de laminage à chaud étant d'environ 8850 c'est-à-dire supérieure à la température du point de transformation apparent, la température de bobinage étant de 6400. On constate que quel que soit le taux de rela- minage à froid, le coefficient d'anisotropie moyen rm est compris entre 0,9 et 1,1 alors que le coefficient d'ani- sotropie plane Ar est en valuer absolue en général infé- rieur à 0,3. Ceci signifie que l'emboutissabilité d'une telle tôle est insuffisante pour un bon emboutissage en ré- treint, rm étant relativement faible. La courbe B des figures 1 et 2 est représenta- tive d'une tôle en acier dit "standard" c'est-à-dire à bas carbone et laminée à chaud, la température de fin de laminage à chaud étant de 885 , c'est-à-dire supérieure au point de transformation apparent et la température de bobinage étant d'environ 565 . La courbe B nous permet de constater que pour une telle tôle: pour un taux de relaminage à froid compris entre 25 et 35 %, r est supérieur à 1,2 et Ar en valeur absolue est inférieur à 0,35; pour un taux de relaminage à froid compris entre 35 et 85 % rm est supérieur à 1,4 et Ar est supérieur à 0,35; pour un taux de relaminage à froid compris entre 85 et 90 %, r,, est supérieur à 1,7 et Ar en valeur absolue est inférieur à 0,3. Une telle tôle possède une bonne emboutissabi- lité mais à l'inconvénient de présenter après emboutissage des cornes importantes lorsque le taux de relaminage à froid est compris entre 35 et 85 %. Par contre, on constate (figure 1) que la courbe C correspond à une tôle ayant une emboutissabilité voisine de la tôle en acier standard, c'est-àdire pratiquement quel que soit le taux de relaminage à froid. Par ailleurs, la courbe C (voir figure 2) correspond à une tôle présentant après emboutissage des cornes moins importantes que la tôle en acier standard dans un domaine important de taux de relaminage à froid (entre 30 et 70 % environ). Ainsi, l'invention permet, en particulier, dans le domaine des tôles à froid, d'obtenir un métal dit "sans cornes d'emboutissage" ( Ar minage plus élevés que dans le cas d'une tôle standard (jusqu'à 45 % environ contre 35 %). La courbe C est l'aboutissement d'essais suc- cessifs et représente une tôle préférée selon l'invention. Ces essais ont en effet permis de déterminer que pour une tôle selon l'invention, l'acier contient du carbone dans une proportion de 0,02 à 0,05 % en poids et du manganèse dans une proportion de 0,1 à 0,3 %, la température de laminage à chaud étant inférieure à la température du point de transformation apparent et la température de bobinage étant comprise entre 200 et 500 OC. Un exemple de tôle préférée, représenté par la courbe C, consiste en une tôle constituée d'un acier dont la composition pondérale est de préférence la suivante: 0,03 % de carbone, 0,2 % de manganèse, 0,05 % d'aluminium, 0,005 % d'azote, le reste étant du fer. La température préférée de fin de laminage à chaud est inférieure d'environ 30 'C à la température du point de transformation apparent. REVENDICATIONS 1. Tôle d'acier adaptée à l'emboutissage en rétreint, caractérisée en ce que l'acier constituant la tôle contient du carbone dans une proportion comprise entre 0,02 et 0,05 % en poids et du manganèse dans une proportion comprise entre 0,1 et 0,3 % en poids. 2. Tôle d'acier selon la revendication 1, caractérisée en ce que la composition pondérale de l'acier constituant la tôle est de préférence la suivante 0,03 % de carbone, 0,2 % de manganèse, 0,05 % d'aluminium 0,005 % d'azote, le reste étant du fer. 3 Procédé de fabrication d'une tôle adaptée à l'emboutissage en rétreint selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on lamine à chaud une brame d'acier contenant du carbone dans une proportion comprise entre 0,02 et 0,05 % en poids et du manganèse dans une proportion comprise entre 0,1 et 0,3 % en poids, puis on bobine à chaud la tôle laminée à chaud obtenue, cette dernière étant ensuite relaminée à froid. 4. Procédé selon la revendication 3, caracté- risé en ce que la température de fin de laminage à chaud de la brame est inférieure à la température du point de transformation apparent. 5. Procédé selon la revendication 4, caracté- risé en ce que la température de fin de laminage à chaud est inférieure d'environ 300 C à la température du point de transformation appaent. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 3 à 5, caractérisé en ce que la température de bobinage est comprise entre 200 et 5000 C environ.