Brevet FR2824745A1 — publié le 20021122

ment déformable de façon à se courber sous les frappes. B20261 D E S C R I P T I O N PROFIL DE CARRE POUR INSTRUMENTS DE SPORTS D'HIVER La présente invention se rapporte à un profil de carre pour instruments de sports d'hiver, par exemple des skis, des planches de glisse sur ncige et des luges. Des profils de ce genre consistent habituellement en de l'acier et possèdent une section transversale sensible- ment configurée en L. Parmi les deux branches d'un tel pro fil, celle dont la section transversale est la plus grande présente la carre et vient à fleur, dans le cas d'un ski, avec la semelle de celui-ci; tandis que la branche de sec- tion transversale plus petite sert à l'ancrage du profil de glissement entre ladite semelle et une couche sous-jacente à ladite semelle. Cette situation se traduit par des conditions de sollicitation différentes. Ainsi, la sollicitation particulière de la branche remplissant la fonction d'une carre exige un haut degré de résistance à l'usure, de dureté et de qualité superficielle. L' absence de maintenance joue également un rôle essentiel étant donné que le post-meulage classique, visant à éliminer de la rouille, ou le post-affûtage visant à rétablir de bonnes propriétés de guidage, s'effectue respectivement au détriment de la longévité. Malgré une haute récistance à l'usure, la possibilité devrait étre offerte d'amener aisément la branche de carre, par meulage, au méme niveau que la face supérieure de la semelle afin d'obtenir, de la sorte, une surface de glissement totalement plane. Les exigences imposées à la branche d'ancrage sont nettement moins sévères, car cette dernière se trouve à l'intérieur du ski et n'entre, de ce fait, pas en contact avec l'aLmo- sphère, ni avec de la neige et de la glace, voire avec des matières d'épandage et avec le sol partiellement exempt de neige. Eu égard à leur allure caractéristique de sollicita- tion particulière, des aciers au chrome se prétent notamment en tant que matériau destiné à des carres, du fait de leur haute résistance à la corrosion et à l'usure, ainsi que de leur grande dureté. Leur déformabilité relativement piètre représente néanmoins un obstacle. C'est pourquoi, pour permettre une fabrication des profils de carres par laminage et par emboutissage, la pratique recourt habituellement à des aciers au carbone aptes au traitement, auxquels un traitement thermique définitif prodigue leur résistance à l'usure et leur dureté. Ainsi, le brevet DE-C2-40 00 744 décrit un procédé de traitement thermique in si tu de la branche présentant la carre, procédé dans lequel la région entourant la carre est chauffée localement jusqu'à la température de trempe, au moyen dlun rayonnement laser, puis est brusquement refroidie localement dans l'enchainement direct, en vue d'instaurer ainsi une structure martensitique. Ce procédé réclame une grande complexité d'appareillage, mais ne garantit pas touj ours des propriétés de la carre qui soient également reproductibles. En vue d'obtenir la nécessaire température de trempe en empéchant néanmoins, dans le méme temps, l' induction de chaleur dans la profondeur de la carre, des mesures par ticulières sont requises, outre le brusque refroidissement local, pour dissiper la chaleur de soudage. Certes, ce pro- cédé procure une carre possédant, d'une part, une grande dureté et une haute résistance à l'usure dans la région de la carre proprement dite, et une robustesse relativement grande pour le reste, notamment dans la région de la branche d'ancrage. A cela sajoute que le traitement thermique génère dans la région proche des arétes, à cause du nocessaire refroidissement forcé, des tensions intérieures pouvant se traduire par une "distorsion", c'est-à-dire par un fléchissement très désavantageux du profil de carre. Pour contrecarrer ce risque, la demande de brevet DE-A1-42 18 099 exige une limitation du gradient de dureté, jusqu'à une valeur en decà de 2 HRC, sur la section trans- veroale et sur la longueur du profil de carre. C'est pour s quoi le procédé connu englobe un traitement thermique en deux étapes, c'est-àdire un traitement de l'ensemble du profil de carre visant à instaurer une structure martensitique, ainsi qu'une perlitisation partielle consécutive à température la plus constante possible, sur la longueur du profil. La distorsion, subsistant encore à l'issue de la perlitisation partielle, est éliminée par une déformation de cintrage définitive à degré d'étirage constant. Ce procédé est. lui aussi, extraordinairement complexe et, tout comme le procédé selon le brevet précité DE-C2-40 00 744, il ne confère pas la nocessaire résistance à la corrosion, au profil de carre, pour éviter un post meulage ou un post-affûtage fréquent. La grande complexité d'appareillage, réclamée par un traitement thermique spécifique et par une rectification répétitive par meulage, est évitée par un matériau destiné à des carres et connu d'après la demande de brevet DE-A1- 198 08 276, constitué d'un alliage d'aciers au chrome dont la grande dureté et la haute résistance à l'usure, ainsi que l 'excellent comportement vibratoire, combinés à une haute récistance à la corrosion à l'état traité, notamment vis-à-vis de chlorures et de nitrates, reposent sur une harmonisation méticuleuse de ses teneurs en carbone, en azote, en molybJène et en chrome. Quand bien même ce matériau a fait ses preuves dans la pratique, il est néanmoins lié à l'inconvénient de nature structurelle, consistant en ce qu'il est surqualifié pour la région de la branche d'ancrage. En conséquence, l' invention a pour objet de fournir un profil de carre qui soit extrêmement économique aussi bien pour ce qui concerne le matériau employé, que concer- nant sa complexité d'appareillage. Conformément à l 'invention, la solution de cet objet réside dans le fait que le profil de carre se compose de deux profils partiels reliés angulairement l'un à l'autre par leurs côtés longitudinaux. Cela permet de fabriquer, en s des matériaux différents, les deux branches d'un profil de carre revêtant, par exemple, la forme d'un L en coupe transversale. Pour la branche présentant la carre, il est alors possible d'utiliser un matériau inoxydable et résistant à l'usure, de prétérence un acier au chrome; et, lO pour la branche d'ancrage, un simple acier au carbone de bonne usinabilité. La branche présentant la carre peut consister en un acier au-chrome comprenant de 0,1 % à 1,1 % de carbone de 4 % à 18 % de chrome de 0,1 % à 4 % de molybJène et/ou de 0,1 % à 2,4 % de vanadium et/ou jusqu'à 3,0 % de tungstène jusqu'à 2 % de manganèse jusqu'à 2 % de silicium, du fer pour la part restante; ledit acier renferme à chaque fois, de préférence, au moins 0,1 % de tungstène, 0,4 % de manganèse et 0,4 % de silicium. 2s La branche présentant la carre peut avantageusement consister en un acier trempé préalablement à la solidarisa tion. Il est particulièrement adéquat d'utiliser un acier au chrome renfermant de 0,3 % à 1,0 %, voire également au maximum 0,8 % de carbone; de 5,0 % à 16,5 %, ou bien également 13 % de chrome; de 1,0 % à 2,0 % de molybJène; de 0,4 % à 2,0 % de vanadium; de 0,6 % à 1,1 % de silicium ainsi que, facultativement, de 1,2 % à 2,5 % de tungstène. L'on obtient une résistance à l'usure particulière ment forte lorsque les teneurs en carbone, en chrome et en molybdène, de méme qu'éventuellement les teneurs en molyb- déne, en vanadium et en tungstène, sont mutuellement harmo nisées de la manière exposoe ci-dessous. (% C)/(% Cr) + (% Mo) = 0,02 à 0,07 et/ou (% C-)/(% Cr) + (% Mn) + (% Mo) + ( V) (% W) = 0,65 à 0,98. De surcroît, la fabrication du profil de carre à partir de deux profils partiels simples, par laminage à froid, emboutissage ou roulage, dépasse les limites imposées, lors de la fabrication d'un profil configuré en L, à la section traneversale respective des branches dudit profil. De la sorte, il est notamment possible-de donner à la branche dancrage, en vue d'un meilleur ancrage dans le corps du ski-, une épaisseur qui est par exemple de 50 % moindre, et une plus grande largeur comparativement à des profils de carres classiques. Qui plus est. il est aisément possible de produire les profils partiels par simple mise à lonaueur de rutans dimensionnés en conséquence, ou en séparant des bandes cor respondantes d'avec une tôle. La solidarisation respective des profils partiels ou des branches du profil s'effectue, préférentiellement, par soudage au rayonnement laser, par soudage au rayonnement d'électrons -ou par soudage au plasma, impliquant l'avantage d'une induction de chaleur à étroite limitation localisée, et d'une zone d' influence thermique conséquewment limitée De surcroît, le soudage peut être suivi d'un traitement par revenu, de facon à éliminer les modifications structurelles liées au soudage dans la zone d' influence thermique, et également des tensions de soudage. Il est avantageux qu'au - moins la région du cordon de soudure soit soumise à revenu" - De préférence, la largeur du cordon de soudure mesure au maximum 0,5 mm, de manière à éviter un retroidissement rapide survenant encore, par exemple, dans la région d'un guide afrecté aux deux profils partiels lors du soudage, et donc un voilement et d'indésirables modifications structurelles dans la région de la carre. Pour fini.r, le profil de carre conforme à l' invention peut étre soumis à un traitement de bonification classique. Toutefois, une autre possibilité consiste à produire la branche présentant la carre à partir d'un profil partiel déjà trempé, par exemple un fil métallique carré, pour n'avoir plus ensuite qu'à procéder à un traitement de l'ensemble du profil de carre, à l'issue du soudage. Il est particulièrement avantageux que le cordon de soudure comporte des discontinuités, en vue d'améliorer l' aptitude du profil de carre à la flexion. De.telles dis- continuités peuvent étre obtenues de facon très simple, par interruption du courant de soudage. L'on obtient une amélioration supplémentaire de l' aptitude à la flexion lorsque la branche d'ancrage est pourvue dévidements. Ces évidements peuvent également étre respectivement ouverts en direction du bord de soudage ou du cordon de soudure. Outre l'alliage d'aciers au chrome décrit dans la demande précitée DE-A1198 08 276, les alliages d'aciers au chrome K1 à K6, ressortant du tableau ci-après, se prétent également en tant que matériau affecté à la branche présen tant la carre, ledit tableau indiquant, de surcrolt, des aciers F1 à F5 se prétant en tant que matériau destiné à la branche d'ancrage. Composition chmique (% en poids) _ _ Alliage C Si Mn Cr Mo i (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) K1 0,36 1,10 0,40 5,00 1,30 = 0,40 _ branche de carre K2 0,38 0,400,60 16, 0 1,00 0,80 _ _ branche de carre _ _ K3 0,46 0,40 0,40 13,0 _ _ _ _ branche de carre _ _ K4 0,53 0,90 0,50 8,30 1,20 _ _ 1,2( branche de carre K5 0,90 0,50 0,40 17,5 1,10 0,10 - branche de carre K6 1,00 0,40 0, 40 4,00 2,70 _ 2,40 2,9( branche de carre . _ _ _ | F1 0,04 0,50 18,5_ 9,50 = = branche d'ancrage F2 0,05 0,40 0,40 16, 5branche d'ancrage2 F3 0,15 0,20 0,50 _ _ _ _ _ branche d'ancrage2. F4 0,38 0,40 0,60 16,0 1,00 0,80 branche d'ancrage2 S I F5 0,69 0,30 0,70 _ _ - branche d'ancrage2 1 = déformoe à froid ou traitée 2 = déformée à froid uniquement L' invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels: les figures 1 à 3 sont des coupes transversales de plusieurs profils de carres comportant une branche de carre différente; et les figures 4 et 5 sont des illustrations en perspective de deux profils de carres munis d' orifices dans la branche d'ancrage. Le profil de carre conforme à l' invention se compose d'une branche d'ancrage 1 et d'une branche 2 de section transversale rectangulaire, présentant une carre 3. Les deux branches 1 et 2 sont reliées l'une à l'autre par un cordon de soudure 4. A la place d'un profil de section transversale rectangulaire, il est également possible d'utiliser, pour la branche présentant la carre, un profil 2s à surface 5 inclinée vers l'intérieur (figure 2), voire à surface 6 inclinée vers l'extérieur (figure 3), qui confère un plus petit angle de dépouille sur la carre 3. La branche d'ancrage 1 peut posséder des orifices 8 à bord 9 fermé, ou bien des orifices 11 ouverts vers une arête libre 10 de ladite branche. Une possibilité additionnelle ou différente consiste à pratiquer, dans la branche d'ancrage, des orifices 12 respectivement ouverts en direction du cordon de soudure 4 ou en direction de la branche 2 présentant la carre. En outre, comme dans 3s l'exemple de réalisation de la figure 5, le cordon de soudure peut comprendre plusieurs segments 13 à discontinuités 14, 15 qui peuvent également, comme tel est le cas pour la discontinuité 15, coïncider avec la discontinuité du bord d'un orifice 12 pratiqué dans la branche d'ancrage. s Les orifices pratiqués dans la branche d'ancrage, et les discontinuités du cordon de souGure, confèrent un pou voir de flexion élevé au profil de carre conforme à l'invention, et prodiguent ainsi au ski une grande élasticité. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au profil de carre décrit et représenté, sans sortir du cadre de l' invention. - R E V E N D I C A T I O N S 1. Profil de carre pour instruments de sports d'hi- ver, caractérisé par deux profils partiels (1, 2) reliés s angulairement l'un à l'autre par leurs arêtes longitudinales. 2. Profil de carre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les profils partiels (1, 2) sont reliés l'un à l'autre en décrivant un L en coupe traneversale. 3. Profil de carre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux profils partiels (1, 2) consistent en des matériaux différents. 4. Profil de carre selon l'une quelconque des reven dications 1 à 3, caractérisé par le fait que le profil par- tiel (2) présentant la carre consiste en un matériau inoxy- dable et éventuellement, ou en variante, résistant à l'usure. 5. Profil de carre selon l'une quelcouque des reven dications 1 à 4, caractérisé par le fait que le profil par- tiel d'ancrage (1) consiste en un acier de bonne usinabi- lité. 6. Profil de carre selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé par le fait que les deux pro fils (1, 2) sont reliés l'un à l'autre par soudage au rayonnement laser, par soudage au rayonnement d'électrons, ou par soudage au plasma. 7. Profil de carre selon la revendication 6, caractérisé par un cordon de soudure (4) présentant une largeur maximale de 0,5 mm. 8. Profil de carre selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 7, caractérisé par le fait que le profil par- tiel (2) présentant la carre consiste en un acier trempé préalablement à la solidarisation. 9. Profil de carre selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'au moins la ré- gion du cordon de soudure est soumise à revenu. 10. Profil de carre selon l'une quelconque des s revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le profil partiel d'ancrage (1) est muni dTorifices (8, 11, 12). 11. Profil de carre selon l'une quelcouque des revendications 1 à 10, caractérisé par des orifices (11, 12) dépourvus de bord sur au moins une arête (10) du profil d'ancrage (1). 12. Profil de carre selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que les profils partiels (1, 2) sont reliés par l'intermédiaire d'un cordon de soudure (4) constitué par des segments (13) à discontinuités (14). 13. Profil de carre muni d'un profil partiel présen tant la carre et consistant en un acier au chrome comprenant de 0,1 % à 1,1 % de carbone de 4 % à 18 % de chrome de 0,1 % à 4 % de molybdène et/ou de 0,1 % à 2,4 % de vanadium et/ou jusqu'à 3,0 % de tungstène jusqu'à 2 % de manganèse jusqu'à 2 % de silicium, du fer pour la part restante.