Brevet FR3128389A1 — publié le 20230428

L’invention concerne un procédé de production d’un fil métallique utilisable pour le renforcement d’articles de caoutchouc comprenant au moins une étape d’électro-polissage d’un fil métallique de diamètre d1 par passage en continu dans un bain de solvant eutectique profond, en présence d’une densité de courant comprise entre 10 et 50 A/dm², le temps de séjour du fil dans le bain de solvant eutectique profond étant compris entre 10 s et 3 min. PROCÉDÉ DE PRODUCTION D’UN FIL MÉTALLIQUE POUR LE RENFORCEMENT D’ARTICLES DE CAOUTCHOUC Domaine technique de l’invention La présente invention est relative au domaine des procédés de production d’un fil métallique utilisable pour le renforcement d’articles de caoutchouc et à l’utilisation de tels fils métalliques. Art antérieur Les articles de caoutchouc tels que les bandages pneumatiques, les chenilles ou les bandes transporteuses sont renforcés au moyen de nappes de renforcements constituées de renforts métalliques agencés parallèlement côte à côte. Ces renforts métalliques peuvent être chacun constitués d’un fil métallique ou d’un assemblage de fils métalliques. De tels renforts sont par exemple et de manière non limitative, pour des bandages pneumatiques, des fils métalliques dont le diamètre peut aller de 0,15 à 0,5 mm, ou des assemblages de deux fils métalliques ou plus, par exemple pour des véhicules légers un assemblage de deux fils métalliques de diamètre 0,30 mm (assemblage « 2.30 »). Ces fils métalliques sont produits, de manière bien connue de l’homme du métier, par tréfilage. Le procédé de tréfilage comprend de manière classique une première étape de tréfilage en milieu sec, dans lequel un fil machine issue de l’aciérie, d’un diamètre allant typiquement de 4,5 à 6,5 mm, est tréfilé dans une série de filières en milieu gazeux, par exemple de l’air, jusqu’à un diamètre allant typiquement de 0,6 à 3,0 mm. Le fil obtenu peut ensuite subir un traitement thermique afin d’ajuster la microstructure de l’acier, être éventuellement revêtu d’un revêtement métallique, par exemple du laiton, avant d’être tréfilé en milieu humide jusqu’à un diamètre final pouvant aller de 0,06 mm à 0,4 mm. Ces fils doivent avoir, parmi d’autres caractéristiques, une résistance mécanique suffisante pour renforcer correctement les articles de caoutchouc et présenter un état de surface suffisamment régulier pour limiter l’usure des filières de tréfilage, éviter les problèmes de casse. L’intérêt d’améliorer l’état de surface du fil avant son revêtement par un alliage promoteur d’adhésion a déjà été identifié. Ainsi, le document JP 07268787 décrit un fil dont le creux maximal mesuré selon la direction radiale du fil est de 15 µm, ceci ayant pour effet d’améliorer la résistance à la fatigue du fil. Toutefois, ce document n’enseigne aucun dispositif autre qu’une attention particulière devant être portée au tréfilage du fil pour l’obtention de cet état de surface. Diverses méthodes existent, qui permettent de diminuer la rugosité de surface d’un élément métallique. Par exemple, on peut procéder à un grenaillage, avec le risque d’incorporer des corps étrangers dans l’élément traité, raccourcir le temps d’utilisation des filières ou réaliser un tréfilage en mode sec sans utiliser de lubrifiant, ce qui induit une hausse correspondante des coûts de tréfilage due au remplacement plus fréquent des filières. Le document US 4,859,289 vise également à améliorer l’état de surface du fil avant son revêtement, notamment dans l’optique de limiter la séparation entre le revêtement et le fil, en appliquant au fil un traitement d’électro-polissage dans un bain d’acide sulfurique et d’acide phosphorique. Le fil traité dans l’exemple présente une rugosité Ra de 0,9 µm. Ce traitement présente l’inconvénient de mettre en œuvre des acides dont la manipulation et le retraitement peuvent être problématiques. De plus, l’électro-polissage en bain acide appliqué à des fils pouvant être utilisés dans le renforcement d’articles de caoutchouc ne permet pas d’atteindre de très faibles niveaux de rugosité. Poursuivant ses recherches, la demanderesse a découvert qu’un procédé d’électro-polissage mis en œuvre dans des conditions particulières permettait d’améliorer la productivité des étapes de tréfilage tout en améliorant la résistance en endurance d’un fil métallique utilisable pour le renforcement d’articles de caoutchouc. Procédé de production d’un fil métallique utilisable pour le renforcement d’articles de caoutchouc comprenant au moins les étapes successives suivantes : Une étape d’électro-polissage d’un fil métallique de diamètre d1 dans laquelle le fil métallique passe en continu dans un bain de solvant eutectique profond en étant soumis à un courant anodique, la densité de courant étant comprise entre 10 et 50 A/dm², le temps de séjour du fil dans le bain de solvant eutectique profond étant compris entre 10 s et 3 min ; Une étape de tréfilage du fil métallique vers un diamètre d2. Procédé de production d’un fil métallique selon la revendication précédente dans lequel le diamètre d1 va de 0,6 à 3,0 mmm. Procédé de production d’un fil métallique selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le solvant eutectique profond est choisi parmi un mélange eutectique de chlorure de choline et d’éthylène glycol et un mélange eutectique de chlorure de choline et de glycérol. Procédé de production d’un fil métallique selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la température du bain de solvant eutectique profond va de 50°C à 100°C, de préférence de 50°C à 80°C. Procédé de production d’un fil métallique selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la surface du fil métallique présente, à l’issue de l’étape a), une rugosité moyenne arithmétique Ra inférieure ou égale à 0,3 µm, Ra étant mesuré selon la norme ISO 4287 de 2009. Procédé de production d’un fil métallique selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le diamètre du fil métallique à l’issue de l’étape a) est inférieur de 5 µm à 25 µm au diamètre du fil en entrée de l’étape a). Procédé de production d’un fil métallique selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le diamètre d2 va de 0,06 à 0,4 mm. Procédé de production d’un fil métallique selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant, entre l’étape a) d’électro-polissage et l’étape b) de tréfilage une étape ab) de formation, à la surface du fil métallique issu de l’étape a), d’un revêtement métallique choisi dans le groupe formé par le cuivre, le zinc, le nickel, le cobalt, l’étain, le fer, l’aluminium, le manganèse, un alliage de deux de ces métaux et un alliage de trois de ces métaux, préférentiellement choisi dans le groupe formé par un alliage de cuivre et de zinc, un alliage de cuivre et d’étain, et un alliage ternaire formé par le cuivre, le zinc, et un métal choisi parmi le nickel, le cobalt, l’étain et le fer. Procédé de production d’un fil métallique selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant, préalablement à l’étape a), une étape pa) de réduction du diamètre du fil métallique d’un diamètre d vers le diamètre d1. Procédé de production d’un fil métallique selon la revendication précédente dans lequel le diamètre d va de 4,5 à 6,5 mmm. Procédé de production d’un fil métallique selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le fil métallique est un fil en acier. Procédé de production d’un fil métallique selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle l’étape pa) de réduction du diamètre est réalisée par tréfilage. Procédé de production d’un fil métallique selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le fil métallique est utilisable pour le renforcement d’un article de caoutchouc choisi parmi les bandages pneumatiques, les bandages non pneumatiques, les chenilles et les bandes transporteuses. Utilisation d’un fil métallique issu du procédé de production selon l’une quelconque des revendications précédentes dans un article de caoutchouc choisi parmi les bandages pneumatiques, les bandages non pneumatiques, les chenilles et les bandes transporteuses.