Brevet FR3013621A1 — publié le 20150529

Là présente invention concerne un procédé applicable aux barres anti roulis tubulaire en acier pour auto et poids lourds Il s'agit d'un procédé permettant simultanément : de renforcer la tenue en fatigue des barres anti roulis tubulaires pour auto et poids lourds d'améliorer sensiblement la tenue à la corrosion intérieure de ces barres tubulaires d'éviter de devoir appliquer après grenaillage intérieur un revêtement anti corrosion sophistiqué à l'intérieur du tube - d'éviter lors du grenaillage intérieur d'endommager la surface intérieure du tube formant ladite barre anti roulis Une barre anti roulis est dite tubulaire lorsqu'elle est réalisée avec un tube au lieu d'une barre pleine. L'avantage est, à flexibilité égale, d'avoir un gain en poids d'environ 25 à 35%. L'inconvénient de la solution tubulaire est - d'avoir des contraintes en service un peu plus élevées, au raccordement des bras avec le corps central de la barre anti roulis - d'avoir une incertitude qualité plus grande due à la présence de la peau intérieure du tube, dont l'inspection des défauts de surface après cintrage de la barre anti roulis est problématique, - d'avoir un risque de corrosion intérieure du tube que l'on n'a évidemment pas avec une barre pleine. Ces inconvénients imposent des précautions particulières pour les barres tubulaires. Il est connu et démontré que les contraintes maximales de torsion et de flexion en service de ces barres sont situées au voisinage des coudes principaux, au raccordement des bras avec le corps central de la barre anti roulis. Il est également connu d'utiliser le grenaillage de précontrainte extérieur pour renforcer la tenue en fatigue de ces barres, qu'elles soient pleines ou tubulaires. Pour les barres tubulaires il est également connu, depuis quelques années, de faire un grenaillage de précontrainte à l'intérieur du tube sur tout ou partie de ce dernier mais au minimum dans les zones des deux coudes principaux. Cette opération est faite après cintrage à froid ou à chaud et traitement thermique éventuel de la barre anti roulis, mais avant forgeage et fermeture des bouts des bras de ladite barre. On utilise pour ce grenaillage intérieur des barres tubulaires divers procédés tels que l'introduction d'une buse de grenaillage à l'intérieur de chacun des deux bras d'extrémité de la barre, avant forgeage desdites extrémités. Un tel dispositif est sommairement décrit dans le brevet EP0878334, en 35 combinaison avec un traitement thermo chimique complémentaire et d'éventuelles variations de section du tube à certains endroits. Les inconvénients de l'état actuel de l'art en matière de procédé de grenaillage de précontrainte de ces barres tubulaires sont nombreux : le grenaillage intérieur se fait avec des projectiles qui sont soit des petites billes 40 d'acier de 3 à 6 dixièmes de millimètre, soit du fil d'acier coupé avec ces mêmes dimensions. Le peu d'espace disponible entre la buse de grenaillage intérieur qui a été introduite par une extrémité de la barre tubulaire et le diamètre intérieur de cette même barre tubulaire, la vitesse de projection de ces projectiles de l'ordre de 60 à 80 mètres par seconde et le fait qu'on ne peut pas introduire profondément la buse dans 45 la barre tubulaire à cause de la forme géométrique souvent tourmentée de la barre, font que les conditions de grenaillage de précontrainte sont loin d'être bien remplies. En particulier certains projectiles, canalisés par le diamètre intérieur du tube formant la barre anti roulis, arrivent contre la paroi intérieure du tube avec un angle d'incidence inapproprié, correspondant plus à du sablage qu'à du grenaillage de 50 précontrainte. Comme ces projectiles sont en acier ils peuvent entrainer des arrachements de métal sur la peau intérieure du tube, comme lors d'un sablage, d'où des amorces de rupture en service. Une solution consiste alors à devoir re-carburer ou cémenter au préalable la peau intérieure du tube pour augmenter sa dureté, la rendre plus résistante aux arrachements métalliques et augmenter les contraintes résiduelles de compression : mais c'est un traitement additionnel très coûteux et très pénalisant en terme de temps de cycle. De plus si le tube n'est pas bien vidé de sa grenaille en acier après grenaillage de précontrainte intérieur, les petites particules d'acier vont venir favoriser le développement de l'oxydation à l'intérieur du tube surtout si l'air comprimé utilisé pour chasser les grains de grenaille du tube est humide. il est connu qu'une opération de grenaillage avive la surface de l'acier et la rend plus sensible à la corrosion. Une étanchéité parfaite des barres tubulaires anti roulis est possible mais parfois difficile à réaliser. Aussi est-on obligé fréquemment d'appliquer après grenaillage intérieur un revêtement approprié. Cette application est égaleMent coûteuse et, comme elle se fait « en aveugle », est difficile à bien maitriser en terme de qualité. Principe et avantages de la présente invention : Pour résoudre les problèmes actuels du grenaillage de précontrainte intérieur des barres tubulaires, les projectiles utilisés ne sont plus en acier mais en zinc, aluminium ou composé mixte zinc-aluminium sous forme d'alliage ou de mélange avec d'éventuelles traces d'autres métaux, tous choisis pour faire office de protection cathodique de l'acier. Le dispositif de projection peut être l'un quelconque des systèmes connus tels que lance creuse munie d'une buse introduite dans le tube, buse venant s'appliquer à chacun des 2 orifices d'extrémité du tube, mini turbines, ultra sons ou liquide plus ultra sons. Cette solution de grenaille en zinc et/ou aluminium, connue dans d'autres domaines pour d'autres produits non tubulaires et parfois d'autres motifs, par exemple comme celle décrite dans le brevet DE 10 2006 042 374, présente plusieurs avantages nouveaux et innovants dans le cas du grenaillage intérieur de précontrainte des barres anti roulis tubulaires : les projectiles en zinc ou aluminium pour grenaillage de précontrainte sont moins durs que ceux en acier et sont plus aptes à la déformation quand ils viennent s'écraser contre la surface de l'acier à ressort utilisé pour les tubes de barres anti roulis. Non seulement ils abîmeront moins l'acier du tube mais, pour ceux qui arrivent dans le tube avec un angle trop faible par rapport à l'axe du tube, le risque d'arrachement de métal du tube est fortement réduit. Certes l'intensité Almen qui caractérise l'efficacité du grenaillage et le niveau de contraintes résiduelles de compression introduite dans la peau intérieure du tube sera un peu plus faible qu'avec de la grenaille en acier pour un même temps de grenaillage : mais on peut toujours augmenter un peu le temps de grenaillage intérieur. Avec de la grenaille en zinc et/ou aluminium les risques de sur-grenaillage et d'arrachements seront fortement réduits : ce qui est très important, surtout si la peau intérieure du tube est un peu décarburée. en venant s'écraser contre la paroi intérieure du tube de la barre anti roulis ces projectiles en zinc et/ou aluminium vont venir partiellement s'incruster et se combiner de façon intime et atomique avec la couche superficielle de l'acier. On crée ainsi une protection cathodique car le potentiel standard E0 du fer est de - 0,440 volts à l'ambiante, alors que celui du zinc est de - 0,630 volts et celui de l'aluminium est de - 1,66 volts. Un avantage inattendu de cette technique est qu'il n'est pas impératif, une fois le grenaillage intérieur terminé, d'extraire du tube formant la barre la totalité des grains de zinc et/ou aluminium qui ont servi au grenaillage. Il est même préférable de laisser un peu de grains et poussière de zinc et/ou aluminium. On renforce ainsi la protection cathodique de la surface intérieure du tube. Il suffit d'enlever l'essentiel de la grenaille présente dans le tube après grenaillage intérieur pour ne pas alourdir la barre anti roulis, ne pas consommer trop de grenaille et ne pas risquer un problème de bruyance sur véhicule. La fermeture des extrémités des bras de la barre anti roulis par forgeage des pattes ou soudure d'embouts fera ensuite que la poussière de zinc et/ou aluminium restera piégée dans le tube et renforcera la protection cathodique de l'acier. La présente invention permet donc d'éviter l'application d'un revêtement de peinture sophistiqué mais à l'efficacité incertaine à l'intérieur du tube formant la barre. En terme de coût, de flux de production facilité et de qualité du résultat l'écart est très important. Par contre on peut toujours néanmoins, après grenaillage intérieur, laisser volontairement quelques centimètres cubes de grains de zinc et/ou d'aluminium de l'intérieur du tube, puis pulvériser un petit voile de peinture ou d'huile siccative dans le tube. Cette solution, bien que plus onéreuse, facilitera le piégeage des grains de zinc et/ou d'aluminium et évitera des problèmes éventuels de bruyance. Dans la pratique on ne dépassera pas 10 centimètres cubes de particules et poussière de zinc et/ou aluminium dans le tube avant application du revêtement intérieur. Cette solution peut même s'avérer nécessaire si l'étanchéité de la barre finie est quasi inexistante. Bien entendu le procédé de grenaillage extérieur de la barre anti roulis peut de son côté rester inchangé, c'est-à-dire avec du fil d'acier coupé ou de la grenaille d'acier sphérique. La présente invention est donc caractérisée en ce que le grenaillage de précontrainte de tout ou partie de l'intérieur des barres anti roulis tubulaires en acier est réalisée à l'aide de projectiles en zinc et/ou aluminium et qu'on ne cherche pas après grenaillage à extraire tous les grains et la poussière de zinc et/ou d'aluminium qui sont restés dans le tube formant la barre. Une variante optionnelle possible de la présente invention est caractérisée en ce que l'on laisse volontairement quelques centimètres cube de grains de zinc et/ou aluminium dans le tube après grenaillage intérieur et qu'ensuite on piège ces grains de zinc et/ou aluminium 30 grâce à un revêtement sommaire type voile de peinture ou huile siccative. REVENDICATIONS1) Procédé de fabrication de barres anti roulis tubulaires en acier pour automobile et poids lourds, comportant un grenaillage intérieur de tout ou partie du tube formant la barre, caractérisé en ce que le grenaillage de précontrainte de l'intérieur des barres anti roulis tubulaires en acier est réalisée à l'aide de projectiles en zinc et/ou aluminium et qu'on ne cherche pas après grenaillage à extraire tous les grains et la poussière de zinc et/ou d'aluminium qui sont restés dans le tube formant la barre. 2) Procédé de fabrication suivant revendication 1 caractérisé en ce qu'après grenaillage intérieur on laisse une quantité de particules de zinc et/ou d'aluminium inférieure à 10 centimètres cubes dans le tube et qu'on projette un film d'huile siccative à l'intérieur du 10 tube. 3) Procédé de fabrication suivant revendication 1 caractérisé en ce qu'après grenaillage intérieur on laisse une quantité de particules de zinc et/ou d'aluminium inférieure à 10 centimètres cubes dans le tube et qu'on projette un voile de peinture à l'intérieur du tube.