Brevet FR2739630A1 — publié le 19970411

PROCEDE POUR FABRIQUER UN COLLIER DE SERRAGE FORMANT RESSORT L'invention concerne un procédé pour fabriquer un collier de serrage formant ressort, selon lequel on amène un acier allié sous la forme d'une bande étroite, on lui applique un revenu, on l'égalise, puis par découpage et pliage on lui donne la forme d'un collier brut et on lisse la surface de ce collier brut et on la soumet à un traite- ment pour obtenir une résistance à la corrosion. Dans un procédé connu de ce type, qui est utilisé pour fabriquer un collier de serrage formant ressort, tel qu'il est représenté par exemple dans le brevet allemand 39 00 190, on utilise l'acier CK75 ou un acier spécial de construction faiblement allié 50CrV4, pour obtenir la caractéristique désirée de ressort. Cependant, ces aciers ne sont pas résistants à la corrosion. C'est pourquoi, on les recouvre en supplément d'un agent de protection contre la corrosion, par exemple avec un agent organique et/ou ensuite avec une matière plastique. Un tel agent de protec- tion contre la corrosion est cependant polluant, et ce aussi bien lors de la fabrication du revêtement que dans le cas d'une élimination ultérieure du collier de serrage for- mant ressort. En outre, ce revêtement ne possède pas une solidité mécanique suffisante. C'est pourquoi, il peut être endommagé mécaniquement de sorte que le collier de serrage formant Lessort peut être corrodé et finalement être tota- lement défaillant. Une défaillance du collier de serrage formant ressort peut avoir co,,r7ae conséquence des endommage- ments importants, par exemple dans le cas de l'utilisation du collier de serrage formant ressort pour le serrage du tuyau d'eau de refroidissement ou du tuyau d'essence dans un véhicule automobile comportant un moteur à combustion interne. Cn peut alors préassembler un collier de serrage fo..... ressort tpourvu d'un tel revêtement, seulement avec une grande incertitude de fabrication, sur un tuyau par collage sur ce dernier pour le montage du tuyau à l'aide de robots, étant donné que le collage sur le revêtement ne peut pas se détacher. En outre un collier de serrage for- mant ressort, détaché du tuyau peut signifier un risque du point de vue sécurité: lorsqu'on l'ouvre préalablement (qu'on le précontraint) à l'aide d'une pince de sécurité, ce collier peut sauter dans le cas d'une manipulation incontrôlée et blesser des personnes. Et notamment l'appli- cation de l'agent de protection contre la corrosion repré- sente une dépense suppléementaire du point de vue travail et matériau. L'invention a pour but d'indiquer un procédé du type mentionné plus haut, dans lequel on n'utilise aucun agent de protection contre la corrosion, tout en obtenant les caractéristiques de ressort désirees. Ce problème est résolu conformément à l'invention gràce au fait que l'acier comprend, en dehors du fer comme constituant principal, les constituants suivants exprimés en pourcentages en poids: 0,32 à 0,55 % C; jusqu'à 2 % de Si; jusqu'à 2 % de MIn; jusqu'à 0,04 % de P; jusqu'à 0, 04 % de S; 17,5 à 20 % de Cr; jusqu'à 0,1 % de Ni; 0,5 à 2,5 % de Mo; jusqu'à 0,5 % de V; jusqu'à 0,5 % de Al; jusqu'à 0,1 % de Co; jusqu'à 0,4 % de Cu; jusqu'à 0,4 % de Pb; jusqu'à 0,1 % de Se; jusqu'à 0,1 % de Te; jusqu'à 0,005 % de Ti; jusqu'à 0,1 % de W; jusqu'à 0,05 % de Zr; jusqu'à 0,01 % de 02; jusqu'à 0,01 % de N; jusqu'à 0,1 % de Bi; jusqu'à 0,001 % de B; jusqu'à 0,05 % de Nb; et on exécute l'austénisation du matériau du collier brut avant son lis- sage et qu'on le convertit en martensite au moyen d'un traitement thermique, dans un bain de sel, d'huile ou d'eau (trempe et recuit) ou qu'on applique une trempe au collier brut, à partir de la température d'austénisation. De préférence, on veille à ce que le pourcentage maximum de C est de 0,4 %, que celui de Si est de 0,5 %, que celui de Mn est de 0,8 % et que celui de Mo est de 2 % et que le pourcentage minimum de Ni est de 0,5 %, que celui de Mo est de 1,5 % et que celui de V est de 0,25 %. On obtient une résistance optimale à la corrosion après cette opération de trempe et de recuit (austénisa- tion, trempe et traitement de revenu) au moyen d'une passi- vation de la surface. De préférence, l'austénisation est exécutée à une température qui est supérieure à la température finale de la solution d'austénite - carbone, pour laquelle presque tous les carbures (cormposes de carbone) sont dissous dans la matrice, pendant une durée de maintien de moins de 10 s. A cette température, on obtient une structure homogène très fine avec une ténacité nettement améliorée. La durée de maintien de moins de 10 s a pour effet qu'il ne se produit encore aucune croissance de grains. On devrait exécuter à la suite de la trempe un traitement de revenu suivi d'un refroidissement intense au- dessous de 0 C. De cette manière, une austénite résiduelle éventuellement présente est convertie en martensite. La passivation peut être exécutée dans un acide oxydant, de préférence de l'acide nitrique. L'austénisation peut être obtenue de façon simple par chauffage inductif du collier de serrage. Le lissage du collier de serrage peut être exé- cuté par nettoyage à l'aide de meules ou au moyen de pro- jections de sable ou de billes. Ci-après on va décrire de façon plus détaillée des exemples de réalisation préférés du procédé selon l'invention pour fabriquer un collier de serrage. On mélange du fer, cormTe constituant principal du matériau du collier de serrage formant ressort, à d'autres éléments en des pourcentages quantitatifs comme indiqué dans le tableau ci-après: Elmrent % en poids!-ère variante2-ème variante % en poids % en poids C 0,32-0,55 0,32-0,4 0,48 Si S2,0 S0,5 0,3 Mn 52,0 S0,8 0, 3 P _50,04 S0,04 0,010-0,020 S s50,04 50,015 0,008 Cr 17,5-20,0 17,5-20,0 18 Ni 51 0,5-1 0,5 Mo 0,5-2,0 1,5-2,5 1,7 V S0,5 0,25-0,5 0,2 A1 50,1 Co 50,1 s0,1.0,1 Cu 50,4 N S0,01 SO Bi s obtenir une bande ou un fil. A partir du large feuillard à chaud ou du fil on fabrique l'ébauche pour la fabrication du collier. Ceci est possible de deux manières: a) on applique à nouveau un laminage au large feuillard à chaud, on le divise (découpage en bandes plus étroites) et on l'arrondit (arrondissement au niveau des bords); b) on applique un laminage en plat aux fils laminés ou, sinon, également étirés. Dans les deux procédés a) et b), on soumet le matériau à un recuit entre les passes de laminage. Après un recuit final, on soumet le feuillard étroit à une passe d'égalisation, c'est-à-dire qu'on le lamine à la cote finale moyennant une légère déformation à froid. A partir de la bande étroite recuite, on fabrique le collier brut au moyen de plusieurs procédés, de décou- page et de pliage. Puis on chauffe par voie inductive les colliers de serrage jusqu'à austénisation complète de la structure. Sous l'effet d'une trempe ultérieure des colliers bruts dans un bain de sel, l'austénite est convertie de façon isotherme au martensite. Le chauffage s'effectue à une tem- pérature qui est nettement supérieure à la température finale Acle de la solution austénite - carbone et est com- pris entre 1080 à 1250 C. On maintient la température pen- dant moins de 10 s. Ceci fournit une structure homogène très fine de haute ténacité, qui est avantageuse notamment pour des colliers de serrage formant ressorts. Sinon, on peut appliquer une trempe aux colliers bruts après chauffage inductif, dans un liquide tel que de l'huile ou de l'eau. Pour réaliser la conversion de l'austénite résiduelle présente dans la structure, en mar- tensite, on exécute, après le recuit, un refroidissement intense au-dessous de 0OC. Après cette opération de trempe et de recuit lors de l'étape de formation de la martensite, on lisse les sur- faces et les bords des colliers, et ce au moyen d'un pro- cédé de restauration, c'est-à-dire un nettoyage avec des meules ou par sablage, pour éliminer les bavures condition- nées par la fabrication et lisser la surface. Enfin, on applique une passivation aux colliers de serrage traités de cette manière pour régler la résis- tance à la corrosion. Ceci s'effectue de préférence dans un bain d'acide (nitrique). Un collier de serrage formant ressort fabriqué de cette manière est extrêmement résistant à la corrosion et possède cependant les caractéristiques de ressort désirées pour un collier de serrage formant ressort. Ainsi il ré- siste par exemple à un essai de projection de sel pendant une durée de 400 heures, sans l'apparition d'aucune corro- sion de rouille rouge. REVENDICAi IONS I. Procédé pour fabriquer un collier de serrage formant ressort, selon lequel on amène un acier allié sous la forme d'une bande étroite, on lui applique un revenu, on l'égalise, puis par découpage et pliage on lui donne la forme d'un collier brut et on lisse la surface de ce col- lier brut et on la soumet à un traitement pour obtenir une résistance à la corrosion, caractérisé en ce que l'acier comprend, en dehors du fer comme constituant principal, les constituants suivants exprimés en pourcentages en poids: 0,32 à 0,55 % C; jusqu'à 2 % de Si; jusqu'à 2 % de Mn; jusqu'à 0,04 % de P; jusqu'à 0,04 % de S; 17,5 à 20 % de Cr; jusqu'à 0,1 % de Ni; 0,5 à 2,5 % de Mo; jusqu'à 0,5 % de V; jusqu'à 0,5 % de Al; jusqu'à 0,1 % de Co; jusqu'à 0,4 % de Cu; jusqu'à 0,4 % de Pb; jusqu'à 0,1 % de Se; jusqu'à 0,1 % de Te; jusqu'à 0,005 % de Ti; jusqu'à 0,1 % de W; jusqu'à 0,05 % de Zr; jusqu'à 0,01 % de 02; jusqu'à 0,01 % de N; jusqu'à 0,1 % de Bi; jusqu'à 0,001 % de B; jusqu'à 0,05 % de Nb; et on exécute l'austénisation du matériau du collier brut avant son lissage et qu'on le convertit en martensite au moyen d'un traitement thermique, dans un bain de sel, d'huile ou d'eau (trempe et recuit) ou qu'on applique une trempe au collier brut, à partir de la température d'austénisation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pourcentage maximum de C est de 0,4 %, que ce- lui de Si est de 0,5 %, que celui de Mn est de 0,8 % et que celui de Mo est de 2 % et que le pourcentage minimum de Ni est de 0,5 %, que celui de Mio est de 1,5 % et que celui de V est de 0,25 %. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce qu'on applique une passivation à la surface du collier brut après l'opération de trempe et recuit. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que l'austénisation est exé- cutée à une température qui est supérieure à la température finale de la solution d'austenite - carbone, pour laquelle l'ense.-mble du carbone est en solution, pendant une durée de maintien de moins de 10 s. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à l'opération de trempe se raccorde un traitement de revenu suivi d'un refroidissement intense au-dessous de Ooc. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 ou 3, caractérisé en ce que la passivation est exé- cutée dans un acide oxydant. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'acide est de l'acide nitrique. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisé en ce que l'austénisation est exé- cutée par chauffage inductif du collier brut. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8, caractérisé en ce que le lissage est exécuté par nettoyage à l'aide de meules ou au moyen de projections de sable ou de billes.