Brevet FR2841947A1 — publié le 20040109

L La présente invention concerne le domaine des vis. Plus précisément la présente invention concerne le domaine des vis acier comportant une tête creuse. La présente invention s'applique notamment, mais non exclusivement, à la réalisation de vis pour le serrage de roues sur véhicules automobiles. De nombreuses vis en acier ont déjà été proposées. Cependant les spécialistes connaissent la difficulté de réaliser un creux sur la tête de telles vis. De nos jours la majorité des vis acier à tête creuse sont réalisées à l'aide de procédés comportant un traitement thermique. L'homme de l'art sait en effet que sans un tel traitement thermique, la profondeur possible de l'empreinte était jusqu'ici fortement limitée, typiquement à un maximum de 0,4 à 0,5 fois le diamètre. La présente invention a ainsi pour but de proposer de nouveaux moyens permettant la réalisation de vis à tête creuse présentant une empreinte de forte profondeur, tout en évitant tout traitement thermique. Un but de la présente invention, et donc une caractéristique de celle-ci, est la réalisation de vis présentant une tête creuse dont le trou a une profondeur supérieure à 0,6 fois, avantageusement supérieure à 0,8 fois, de préférence supérieure à 0,85 fois le diamètre du trou. Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention, grâce à une vis réalisée par simples écrouissages successifs à froid, à l'aide d'un acier comportant un pourcentage de carbone compris entre 0,15 et 0,25%, de préférence entre 0,19 et 0,23%. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, le pourcentage de manganèse est compris entre 1,00 et 1,50%, de préférence entre 1,00 et 1,30%. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, le pourcentage de bore est compris entre 10 et 50 ppm, de préférence entre 20 et 50 ppm. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, le matériau constitutif de la vis comporte des microadditions de titane, typiquement de 0,01 à 0,10 %, de préférence de 0,02 à 0,05%. Le Déposant a déterminé que la corrélation des microadditions de titane limitant le phénomène de recristallisation, et du refroidissement contrôlé lors des séquences de laminage, permet l'obtention d'une structure métallurgique ferrito-perlitique très fine et très homogène. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, le fil brut de laminage utilisé pour la réalisation des vis, présente des propriétés mécaniques Rm > 580 MPa et Re > 340 MPa. Le Déposant a également déterminé que de telles propriétés mécaniques étaient particulièrement bien adaptées pour une frappe de vis sans recourir aux opérations de traitement thermique classiques: recuit globulaire avant frappe et trempe + revenu après frappe. Par ailleurs de préférence, le fil présente une ductilité Z% > 65%. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels: la figure 1 représente schématiquement une vue latérale d'une vis conforme à la présente invention, la figure 2 représente une vue en bout de cette vis et la figure 3 représente une vue en coupe longitudinale d'une vis conforme à un mode de réalisation non limitatif de la présente invention. On a représenté schématiquement sur les figures 1 à 3 annexées une vis conforme à la présente invention. Cependant la présente invention n'est aucunement limitée aux dispositions particulières illustrées sur les figures annexées, que ce soit quant à la géométrie ou aux dimensions, de la partie filetée 10, des filets euxmêmes, ou de la tête 20, notamment du trou 22 formé dans celle-ci. On notera néanmoins que selon le mode de réalisation non limitatif illustré sur les figures annexées, la tête 20 possède une surface externe 24 de section hexagonale, tandis que le trou 22 possède une surface interne cylindrique de révolution. A titre d'exemple non limitatif, une telle vis peut posséder un trou 22 de diamètre interne égal à 11,5 mm et de profondeur égale à 9,8 mm. Par ailleurs, et toujours à titre non limitatif, on notera que selon le mode de réalisation particulier et préférentiel illustré sur les figures annexées, le tronçon de section hexagonal 24 est relié à la partie filetée 10, successivement par un premier cône 25 évasé en direction de la partie filetée, un second cône 26 convergent en direction de la même partie filetée, un fut lisse 27 et une gorge 28. Dans le cadre de la présente invention, le matériau constitutif de la vis répond de préférence aux caractéristiques suivantes: teneur en C: de 0,19 à 0,23 %, teneur en Si: de 0,30 à 0,40 %, 5. teneur en Mn: de 1,00 à 1, 30%, teneur en P: 0,025 % max, teneur en S: 0,015 % max, teneur en Cr: 0, 14 à 0,18 %, teneur en Mo: 0,05 % max, 10. teneur en Cu: 0,25 % max, teneur en B: 0,0020 à 0,0050 % max, teneurenNi:0,18%max, teneur en AI: 0, 02 à 0,06 %, teneur en TI: 0,02 à 0,05 %, 15.teneur en N: 0,012 max. La vis est de préférence réalisée à l'aide d'un fil laminé ou tréfilé répondant aux caractéristiques mécaniques suivantes Rm en MPa: 580 à 650, Re mini en MPa: 340, 20.A mini en %: 25, Zmini en %:65. Après écrouissage avec un taux de 50%, la vis présente les caractéristiques suivantes Re en MPa: 640 à 900, 25.Rm en MPa: 800 à 950, A% mini: 12, KCU mini J/cm 2: 70. Comme on l'a indiqué précédemment, le Déposant a déterminé que cette composition permet la réalisation de vis par simple écrouissage à froid, sans exiger de traitement thermique. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits, mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. REVENDICATIONS 1. Vis à tête creuse, réalisée par simples écrouissages successifs à froid, à l'aide d'un acier comportant un pourcentage de carbone compris entre 0,15 et 0,25%. 2. Vis selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le pourcentage de carbone est compris entre 0,19 et 0,23%. 3. Vis selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait qu'elle comporte une tête creuse dont le trou a une profondeur supérieure à 0,6 fois, de préférence supérieure à 0,8 fois son diamètre. 4. Vis selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le pourcentage de manganèse est compris entre 1,00 et 1,50%, de préférence entre 1,00 et 1,30%. 5. Vis selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le pourcentage de bore est compris entre 10 et 50 ppm, de préférence entre 20 et ppm. 6. Vis selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que son matériau constitutif comporte des microadditions de titane. 7. Vis selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait qu'elle comporte de 0,01 à 0,10 % de titane, de préférence de 0,02 à 0, 05%. 8. Vis selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que le pourcentage de Silicium est compris entre 0,30 et 0,40 %. 9. Vis selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que le pourcentage de chrome est compris entre 0,14 et 0,18 %. 10. Vis selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que le pourcentage de souffre est de 0,015 % max. 11. Vis selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait qu'elle est réalisée à l'aide d'un fil présentant des propriétés mécaniques Rm > 580 MPa et Re > 340 MPa. 12. Vis selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée par le fait qu'elle est réalisée à l'aide d'un fil présentant une ductilité Z% > 65 %. 13. Vis selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée par le fait qu'elle est réalisée à l'aide du matériau suivant: teneur en C: de 0,19 à 0,23 %, teneur en Si: de 0,30 à 0,40 %, teneur en Mn: de 1,00 à 1,30 %, teneur en P 0,025 % max, teneur en S: 0,015 % max, teneur en Cr: 0,14 à 0, 18%, 5. teneur en Mo: 0,05 % max, teneur en Cu: 0,25 % max, teneur en B: 0,0020 à 0,0050 % max, teneur en Ni 0,18 % max, teneur en AI: 0,02 à 0,06 %, 10. teneur en TI: 0,02 à 0,05 %, teneur en N: 0,01 2 max. 14. Application d'une vis conforme à l'une des revendications 1 à 13 à la réalisation de vis pour le serrage de roues sur véhicules automobiles.