CA1226737A - Procede de fabrication d'aciers a haute usinabilite - Google Patents
Procede de fabrication d'aciers a haute usinabiliteInfo
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- CA1226737A CA1226737A CA000449559A CA449559A CA1226737A CA 1226737 A CA1226737 A CA 1226737A CA 000449559 A CA000449559 A CA 000449559A CA 449559 A CA449559 A CA 449559A CA 1226737 A CA1226737 A CA 1226737A
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
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Abstract
L'invention concerne un procédé d'élaboration d'aciers à haute usinabilité, comportant des inclusions globulaires permettant de grandes vitesses de coupe, au moyen d'outils en carbure(s). Ce procédé est caractérisé en ce que, après élaboration de l'acier de façon conventionnelle, on effectue une addition d'aluminium afin d'abaisser la teneur en oxygène de l'acier au-dessous de 100 ppm et une désulfuration poussée par un laitier basique afin d'abaisser la teneur en soufre de l'acier audessous de 100 ppm, puis en ce qu'on effectue, en fil fourré, des additions de calcium et de soufre afin d'atteindre dans l'acier une teneur en calcium de 20 à 100 ppm et une teneur en soufre de 150 à 500 ppm. Les aciers élaborés par ce procédé présentent une aptitude particulière à l'usinage à grande vitesse au moyen d'outils de coupe en carbure(s).
Description
té 73~7 Le procède qui fait l'objet de l'inven7;ion concerne Des aciers à
haute usinabilite.
Il est bien connu que l'usinabilité des aciers dépend notamment de la nature et de la morphologie des inclusions présentés dans le me-lai. Ce sont essentiellement des oxydes et des sulfures. Les oxydes ont une action défavorable sur Lucie de coupe, par contre, les sulfures peuvent jouer un foie favorable de lubrifiant.
Dans le cas de l'usinage à vitesse de coupe modérée au moyen d'ou-lits en acier à coupe rapide, ce son les sulfures qui huent un rôt le essentiel et on utilise des aciers dont les teneurs en soufre peu-vert varier de 0,0~ à 0,33 y.
Dans le cas de l'usinage a grande vitesse de coupe au moyen d'ou-lits en carbures les hautes teneurs en soufre n'ont pas d'effet par-- ticulière~lent favorable. Par contre on a constate que les indu-skions dioxydes sont particulièrement nocives, car elles entraînent une usure de outil de coupe. Il est possible de réduire la nocive-té de ces inclusions par des moyens connus. On peut, en particulier, en diminuer la quantité graisse à une bonne des oxydation et à une bon-ne décantassions. On peut aussi rendre ces inclusions, genéLalemen~ à
base d'alumine, globulaires par l'addition dolmen alcalin-ferreux tels que le calcium, ou dlautres éléments. On peut enfin s'arranger pour que ces inclusions globulaires restantes comportent ne certaine quantité de soufre combine qui en enduit la nocivité.
Dans ce cas, la teneur en soufre n'est généralement pas supérieure à
celle qui est habituellement présenté dans l'acier, c'est-à-dire in-ferieure à 500 ppm (parties par million en masse), et enrôlement de l'ordre de 150 à 500 ppm. Dans cet intervalle, on cherche souvent à viser une fourchette de teneur en soufre plus étroite, pour un usa-go et une nuance donnes, ce qui présenté de sérieuses difricultes.
De façon plus générale, l'experience a montre kil est difficile d'elaborer de Bacon reproductible des aciers à faible teneur es in-cousions, ces inclusions étant rendues peu nocives par leur aient ,`~ ut globulaire et par la présence de petites tluantices de soufre combine.
Ces difficultés sont dues en particulier au Haie qu'il osa difficile de bien contrôler les teneur en soufre de l'acier après deso~yda-Sion, qu'il lest pas non plus facile de coneroler avec precisionles additions éventuelles de soufre effectuées à l'acier, et enfin que le rendement des additions de calcium comme a~enr permettant de rendre les inclusions globulaires manque de reproductibili~e.
On a recherche la possibilité de mettre au point un procède delco ration d'aciers à haute usinabilite particulièrement aptes a lus nage à grande vitesse au moyen d'outils de coupe en carbures), par addition de soufre et de calcium, dans des conditions permettant d'obtenir une grande efficacité de l'action combinée du calcium et du soufre ainsi qu'une excellente reproductibilite des résultats, tout en règlent la teneur en soufre à l'interieur de fourchues de composition étroites, cette teneur ne dopassent pas la limite sué-fleure de teneur en soufre couramment admise dans les aciers ne coma portant pas d'addition volontaire de soufre.
....
. .
On a recherche en particulier la possibilité de développer une me-Rhode d7introduction dans l'acier liquide du calcium et du soufre, qui permette d'ajuster avec beaucoup de précision les quantités de calcium apportées à l'acier sous forme metallique,ainsi que les quant tâtés correspondantes de soufre, afin d'obtenir du point de que us-habilite, de façon reproductible, des résultats optimaux, Le procède qui fait l'objet de l'invention apporte une solution par-ticulièrement avantageuse au problème qui se pose.
Il consiste à élaborer de faucon conventionnelle un acier non allie, ou allie, ou inoxydable, puis a effectuer une addition d'aluminium afin d'abaisser la teneur en oxygène de l'acier au-dessous de lOOppm, à effectuer ensuite ou simulcanement une desulfuration poussée par un laitier basique afin d'abaisser la teneur en soufre de l'acier au-dessous de 100 ppm, puis a effectuerez fil fourre des additions de calcium et de soufre afin d'atteindre dans l'acier une teneur en cal-cium de 20 à 100 ppm, et une teneur en soufre de 150 a 500 ppm On effectue avantageusement le traitement par l'alumin;um de façon y ~3'l3 à obtenir une teneur résiduelle en aluminium dissout dans l'acier, comprise entre 150 et 500 ppm. La teneur en oxygène est de préférence abaissée au-dessous de 50 ppm et, de préférence également, la désulfuration est effectuée jusqu'à obtenir une teneur en soufre inférieure à 50 ppm.
On peut effectuer les additions de calcium et de soufre soit de façon successive, le calcium étant introduit en premier, soit simultanément.
L'addition de calcium est effectuée au moyen d'un fil fourré contenant de façon avantageuse un alliage de calcium en grains ou poudre, tel qu'un silico-calcium.
L'addition de soufre est effectuée au moyen d'un fil fourré contenant avantageusement de la fleur de soufre ou un sulfure.
En cas d'addition simultanée de calcium et de soufre, on peut utiliser plusieurs fils fourrés, ou un seul fil fourré contenant à la fois du calcium et du soufre dans les proportions voulues.
Le procédé permet en particulier d'obtenir de façon reproductible des aciers pour lesquels l'écart entre la teneur en soufre obtenue et la teneur visée ne dépasse pas + 40 ppm.
Le procédé suivant l'invention permet, grâce aux additions très précises de calcium et de soufre ainsi effectuées, d'obtenir des inclusions globulaires finement réparties qui confèrent de faucon reproductible à l'acier, une haute usinabilité. Ces aciers conviennent en particulier pour l'usinage à grande vitesse au moyen d'outils de coupe en carbure De façon détaillée, le procédé suivant l'invention peut avantageusement être mis en oeuvre de la façon suivante:
- on élabore de façon conventionnelle un acier, tel qu'un acier allié ou non allié de type courant;
Or Y
- fa -- on effectue en fin d'élaboration, une dés oxydation de cet acier au moyen d'aluminium, dont la quantité es-t déterminée pour obtenir une teneur résiduelle en aluminium dissout dans l'acier d'environ 150 à 500 ppm, cette teneur résiduelle visée étant d'autant plus forte, à l'intérieur de ces limites, que la -teneur en carbone est plus faible. La désulfuration est ensuite effectuée par exemple au moyen d'un laitier basique qui peut être constitué par exemple par de la chaux ///
.,~
ou par une composition alumino-calcique. Pour permettre une désulfuration très poussée, il faut brasser le métal liquide au contact du laitier, par exemple par insufflation d'un gaz neutre à travers ce métal, ou par tout autre moyen.
Les teneurs finales en soufre et oxygène doivent être, de préférence, inférieures à 50 ppm pour chacun de ces éléments.
On effectue ensuite l'introduction du calcium dans l'acier liquide au moyen d'un fil fourré tel que, par exemple, celui qui est décrit dans le brevet français né 2.476.5~2. Ce fil est constitué d'une enveloppe, généralement en acier doux, de quelques dixièmes de mm d'épaisseur, qui entoure l'âme qui contient le calcium à l'état divisé sous forme de métal ou d'alliage.- L'introduction du fil fourre est effectuée de préférence à une vitesse relativement rapide en général de l'ordre de 1 à quelques mètres par seconde.
On ajuste cette vitesse, en fonction du contenu du fil fourré
en calcium par unité de longueur et de la quantité à introduire, de façon que la durée de cette introduction ne dépasse pas quelques minutes. On fait pénétrer le fil de haut en bas à travers le bain métallique, sous un angle proche de préfet-fonce de 90 par rapport à l'hori~on-tale. Il est ainsi possible de faire pénétrer le calcium très profondément dans l'acier liquide, ce qui accroît considérablement l'eFficacité de l'addition. La quantité de calcium ainsi introduite dans le bain d'acier liquide, sous forme de métal ou d'alliage, est, de préférence, comprise entre 150 et 600 gît, ce qui permet, après réduction des oxydes encore présents dans le métal, l'obtention d'une teneur en calcium comprise de préfet-fonce entre 20 et 80 ppm. On homogénéise de préférence par agitation le bain d'acier liquide ainsi additionné de calcium avant l'addition de soufre. Cette dernière addition est effectuée au moyen d'un fil fourré contenant soit du soufre en fleur, soit un sulfure tel que le sulfure de fer ou de manganèse, sous forme pulvérulente ou granulaire. L'enveloppe Jo , ..
~zg3 ,13~
- fa -est généralement en acier doux de quelques dixièmes de mm d'epaisseur, comme dans le cas de l'addition de calcium.
L'introduction du soufre est effectuée comme celle du calcium à vitesse relativement grande.
On cherche à obtenir dans l'acier liquide, une teneur en soufre comprise entre 150 et 500 ppm (de préférence entre 150 et 300 ppm). Le rendement d'introduction est en général supérieur à 90% grâce à l'utilisation de fil fourré, ce qui permet d'ajuster avec beaucoup de précision l'addition de soufre.
/
3'7 Dans la pratique, en effectuant des additions de fleur de soufre, on peut admettre un rendement de l'ordre de 95%.
Après introduction du soufre, l'acier est coulé
soit en lingots, soit au moyen d'une installation de coulée continue. On doit prendre le maximum de précautions pour éviter la ré oxydation des jets d'acier liquide au cours de cette opération de coulée.
Les exemples ci-après décrivent de façon non limitative deux modes d'élaboration d'un acier à haute usinabilite par le procédé suivant l'invention:
EXEMPLE 1:
On se propose d'appliquer le procédé suivant l'invention à la préparation d'un acier correspondant à la norme AISÉ 1045 et contenant en % en masse:
C 0,42 à 0,48 Si 0,15 à 0,30 Mn 0,60 à 0,90 S 0,018 à 0,025 1) Élaboration de l'acier par des modes habituels dans un four à arc de 80 t, à partir de ferrailles, avec fusion oxydant, soufflage d'oxygène, déphosphoration, décrassage et recarburation.
haute usinabilite.
Il est bien connu que l'usinabilité des aciers dépend notamment de la nature et de la morphologie des inclusions présentés dans le me-lai. Ce sont essentiellement des oxydes et des sulfures. Les oxydes ont une action défavorable sur Lucie de coupe, par contre, les sulfures peuvent jouer un foie favorable de lubrifiant.
Dans le cas de l'usinage à vitesse de coupe modérée au moyen d'ou-lits en acier à coupe rapide, ce son les sulfures qui huent un rôt le essentiel et on utilise des aciers dont les teneurs en soufre peu-vert varier de 0,0~ à 0,33 y.
Dans le cas de l'usinage a grande vitesse de coupe au moyen d'ou-lits en carbures les hautes teneurs en soufre n'ont pas d'effet par-- ticulière~lent favorable. Par contre on a constate que les indu-skions dioxydes sont particulièrement nocives, car elles entraînent une usure de outil de coupe. Il est possible de réduire la nocive-té de ces inclusions par des moyens connus. On peut, en particulier, en diminuer la quantité graisse à une bonne des oxydation et à une bon-ne décantassions. On peut aussi rendre ces inclusions, genéLalemen~ à
base d'alumine, globulaires par l'addition dolmen alcalin-ferreux tels que le calcium, ou dlautres éléments. On peut enfin s'arranger pour que ces inclusions globulaires restantes comportent ne certaine quantité de soufre combine qui en enduit la nocivité.
Dans ce cas, la teneur en soufre n'est généralement pas supérieure à
celle qui est habituellement présenté dans l'acier, c'est-à-dire in-ferieure à 500 ppm (parties par million en masse), et enrôlement de l'ordre de 150 à 500 ppm. Dans cet intervalle, on cherche souvent à viser une fourchette de teneur en soufre plus étroite, pour un usa-go et une nuance donnes, ce qui présenté de sérieuses difricultes.
De façon plus générale, l'experience a montre kil est difficile d'elaborer de Bacon reproductible des aciers à faible teneur es in-cousions, ces inclusions étant rendues peu nocives par leur aient ,`~ ut globulaire et par la présence de petites tluantices de soufre combine.
Ces difficultés sont dues en particulier au Haie qu'il osa difficile de bien contrôler les teneur en soufre de l'acier après deso~yda-Sion, qu'il lest pas non plus facile de coneroler avec precisionles additions éventuelles de soufre effectuées à l'acier, et enfin que le rendement des additions de calcium comme a~enr permettant de rendre les inclusions globulaires manque de reproductibili~e.
On a recherche la possibilité de mettre au point un procède delco ration d'aciers à haute usinabilite particulièrement aptes a lus nage à grande vitesse au moyen d'outils de coupe en carbures), par addition de soufre et de calcium, dans des conditions permettant d'obtenir une grande efficacité de l'action combinée du calcium et du soufre ainsi qu'une excellente reproductibilite des résultats, tout en règlent la teneur en soufre à l'interieur de fourchues de composition étroites, cette teneur ne dopassent pas la limite sué-fleure de teneur en soufre couramment admise dans les aciers ne coma portant pas d'addition volontaire de soufre.
....
. .
On a recherche en particulier la possibilité de développer une me-Rhode d7introduction dans l'acier liquide du calcium et du soufre, qui permette d'ajuster avec beaucoup de précision les quantités de calcium apportées à l'acier sous forme metallique,ainsi que les quant tâtés correspondantes de soufre, afin d'obtenir du point de que us-habilite, de façon reproductible, des résultats optimaux, Le procède qui fait l'objet de l'invention apporte une solution par-ticulièrement avantageuse au problème qui se pose.
Il consiste à élaborer de faucon conventionnelle un acier non allie, ou allie, ou inoxydable, puis a effectuer une addition d'aluminium afin d'abaisser la teneur en oxygène de l'acier au-dessous de lOOppm, à effectuer ensuite ou simulcanement une desulfuration poussée par un laitier basique afin d'abaisser la teneur en soufre de l'acier au-dessous de 100 ppm, puis a effectuerez fil fourre des additions de calcium et de soufre afin d'atteindre dans l'acier une teneur en cal-cium de 20 à 100 ppm, et une teneur en soufre de 150 a 500 ppm On effectue avantageusement le traitement par l'alumin;um de façon y ~3'l3 à obtenir une teneur résiduelle en aluminium dissout dans l'acier, comprise entre 150 et 500 ppm. La teneur en oxygène est de préférence abaissée au-dessous de 50 ppm et, de préférence également, la désulfuration est effectuée jusqu'à obtenir une teneur en soufre inférieure à 50 ppm.
On peut effectuer les additions de calcium et de soufre soit de façon successive, le calcium étant introduit en premier, soit simultanément.
L'addition de calcium est effectuée au moyen d'un fil fourré contenant de façon avantageuse un alliage de calcium en grains ou poudre, tel qu'un silico-calcium.
L'addition de soufre est effectuée au moyen d'un fil fourré contenant avantageusement de la fleur de soufre ou un sulfure.
En cas d'addition simultanée de calcium et de soufre, on peut utiliser plusieurs fils fourrés, ou un seul fil fourré contenant à la fois du calcium et du soufre dans les proportions voulues.
Le procédé permet en particulier d'obtenir de façon reproductible des aciers pour lesquels l'écart entre la teneur en soufre obtenue et la teneur visée ne dépasse pas + 40 ppm.
Le procédé suivant l'invention permet, grâce aux additions très précises de calcium et de soufre ainsi effectuées, d'obtenir des inclusions globulaires finement réparties qui confèrent de faucon reproductible à l'acier, une haute usinabilité. Ces aciers conviennent en particulier pour l'usinage à grande vitesse au moyen d'outils de coupe en carbure De façon détaillée, le procédé suivant l'invention peut avantageusement être mis en oeuvre de la façon suivante:
- on élabore de façon conventionnelle un acier, tel qu'un acier allié ou non allié de type courant;
Or Y
- fa -- on effectue en fin d'élaboration, une dés oxydation de cet acier au moyen d'aluminium, dont la quantité es-t déterminée pour obtenir une teneur résiduelle en aluminium dissout dans l'acier d'environ 150 à 500 ppm, cette teneur résiduelle visée étant d'autant plus forte, à l'intérieur de ces limites, que la -teneur en carbone est plus faible. La désulfuration est ensuite effectuée par exemple au moyen d'un laitier basique qui peut être constitué par exemple par de la chaux ///
.,~
ou par une composition alumino-calcique. Pour permettre une désulfuration très poussée, il faut brasser le métal liquide au contact du laitier, par exemple par insufflation d'un gaz neutre à travers ce métal, ou par tout autre moyen.
Les teneurs finales en soufre et oxygène doivent être, de préférence, inférieures à 50 ppm pour chacun de ces éléments.
On effectue ensuite l'introduction du calcium dans l'acier liquide au moyen d'un fil fourré tel que, par exemple, celui qui est décrit dans le brevet français né 2.476.5~2. Ce fil est constitué d'une enveloppe, généralement en acier doux, de quelques dixièmes de mm d'épaisseur, qui entoure l'âme qui contient le calcium à l'état divisé sous forme de métal ou d'alliage.- L'introduction du fil fourre est effectuée de préférence à une vitesse relativement rapide en général de l'ordre de 1 à quelques mètres par seconde.
On ajuste cette vitesse, en fonction du contenu du fil fourré
en calcium par unité de longueur et de la quantité à introduire, de façon que la durée de cette introduction ne dépasse pas quelques minutes. On fait pénétrer le fil de haut en bas à travers le bain métallique, sous un angle proche de préfet-fonce de 90 par rapport à l'hori~on-tale. Il est ainsi possible de faire pénétrer le calcium très profondément dans l'acier liquide, ce qui accroît considérablement l'eFficacité de l'addition. La quantité de calcium ainsi introduite dans le bain d'acier liquide, sous forme de métal ou d'alliage, est, de préférence, comprise entre 150 et 600 gît, ce qui permet, après réduction des oxydes encore présents dans le métal, l'obtention d'une teneur en calcium comprise de préfet-fonce entre 20 et 80 ppm. On homogénéise de préférence par agitation le bain d'acier liquide ainsi additionné de calcium avant l'addition de soufre. Cette dernière addition est effectuée au moyen d'un fil fourré contenant soit du soufre en fleur, soit un sulfure tel que le sulfure de fer ou de manganèse, sous forme pulvérulente ou granulaire. L'enveloppe Jo , ..
~zg3 ,13~
- fa -est généralement en acier doux de quelques dixièmes de mm d'epaisseur, comme dans le cas de l'addition de calcium.
L'introduction du soufre est effectuée comme celle du calcium à vitesse relativement grande.
On cherche à obtenir dans l'acier liquide, une teneur en soufre comprise entre 150 et 500 ppm (de préférence entre 150 et 300 ppm). Le rendement d'introduction est en général supérieur à 90% grâce à l'utilisation de fil fourré, ce qui permet d'ajuster avec beaucoup de précision l'addition de soufre.
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3'7 Dans la pratique, en effectuant des additions de fleur de soufre, on peut admettre un rendement de l'ordre de 95%.
Après introduction du soufre, l'acier est coulé
soit en lingots, soit au moyen d'une installation de coulée continue. On doit prendre le maximum de précautions pour éviter la ré oxydation des jets d'acier liquide au cours de cette opération de coulée.
Les exemples ci-après décrivent de façon non limitative deux modes d'élaboration d'un acier à haute usinabilite par le procédé suivant l'invention:
EXEMPLE 1:
On se propose d'appliquer le procédé suivant l'invention à la préparation d'un acier correspondant à la norme AISÉ 1045 et contenant en % en masse:
C 0,42 à 0,48 Si 0,15 à 0,30 Mn 0,60 à 0,90 S 0,018 à 0,025 1) Élaboration de l'acier par des modes habituels dans un four à arc de 80 t, à partir de ferrailles, avec fusion oxydant, soufflage d'oxygène, déphosphoration, décrassage et recarburation.
2) Coulée du motel en poche magnésie, une partie du manganèse pouvant être ajoutée dans la poche sous forme de ferro-manganèse. Dés oxydation par addition d'aluminium dans le lot de coulée (1,5 kit soit 120 kg). Mise en place sur le métal d'un laitier de chaux (8 kit de poudre de chaux an hydre, soit 640 kg).
Dès le début de la coulée, brassage du motel par insufflation d'argon. Prise d'un échantillon d'acier 1 minute après la fin de la coulée. La composition de l'acier est alors en % en masse:
$~, 3 C = 0,40; Si = 0,12; Mn = 0,61;
en ppm: Ai = 520; S = 100.
Dès le début de la coulée, brassage du motel par insufflation d'argon. Prise d'un échantillon d'acier 1 minute après la fin de la coulée. La composition de l'acier est alors en % en masse:
$~, 3 C = 0,40; Si = 0,12; Mn = 0,61;
en ppm: Ai = 520; S = 100.
3) Brassage du métal par l'argon pendant 20 minutes.
Réglage de la composition par addition de fonte et ferry manganèse.
On obtient alors la composition suivante, en % en masse:
C = 0,44; Si = 0,11; Mn = 0,72 en ppm: Ai = 250; S = 40; 2 = 25
Réglage de la composition par addition de fonte et ferry manganèse.
On obtient alors la composition suivante, en % en masse:
C = 0,44; Si = 0,11; Mn = 0,72 en ppm: Ai = 250; S = 40; 2 = 25
4 ) Introduction dans le métal d'un fil fourré contenant 180 g au mètre de silico-calcium à 31% en masse de calcium.
Ce fil est introduit à la vitesse de 120 minute soit 6,7 kg/minute de calcium pendant 3 minutes, soit une addition de 0,25 kg de calcium par tonne d'acier liquide.
On maintient un brassage léger de l'acier liquide par l'argon pendant 3 minutes, après la fin de l'injection.
Un échantillon prélevé après ces 3 minutes a la composition suivante:
en en masse C = 0,45; Si = 0,18; Mn = 0,73;
en ppm Ai = 230 ; 2 = 20 ; S = 30 ; Ca = 40
Ce fil est introduit à la vitesse de 120 minute soit 6,7 kg/minute de calcium pendant 3 minutes, soit une addition de 0,25 kg de calcium par tonne d'acier liquide.
On maintient un brassage léger de l'acier liquide par l'argon pendant 3 minutes, après la fin de l'injection.
Un échantillon prélevé après ces 3 minutes a la composition suivante:
en en masse C = 0,45; Si = 0,18; Mn = 0,73;
en ppm Ai = 230 ; 2 = 20 ; S = 30 ; Ca = 40
5) Resulfuration par injection dans l'acier, après les 3 minutes de brassage léger suivant lladdition de calcium, d'un fil fourré contenant 135 g au mètre de fleur de soufre.
La vitesse d'injection est de 90 minute et l'introduction de soufre dure 1 minute et 20 secondes; soit une addition totale de 16,2 kg de soufre ou 200 ppm.
La vitesse d'injection est de 90 minute et l'introduction de soufre dure 1 minute et 20 secondes; soit une addition totale de 16,2 kg de soufre ou 200 ppm.
6) Le métal est coulé en ronds de 223 mm de diamètre par coulée continue rotative, en passant préalablement dans un répartiteur comportant un revêtement basique. La composition finale du produit coulé est la suivante:
en % en masse: C = 0,45; Si = 0,17; Mû = 0,72 en ppm : Ai = 220 ; 2 = 30 ; S = 220 ; Ca = 36
en % en masse: C = 0,45; Si = 0,17; Mû = 0,72 en ppm : Ai = 220 ; 2 = 30 ; S = 220 ; Ca = 36
7 ) Ces ronds sont laminés en tubes mécaniques de 180 mm de diamètre extérieur et de 20 mm d'épaisseur.
.~, . ! Jo y - fa -Les -tubes ainsi obtenus présentent une usinabilité, au moyen d'outils de coupe en carbure très supérieure à celle des aciers courants de même composition.
Ce gain d'usinabilité est illustré dans la figure S unique qui compare, pour la même analyse de référence indiquée plus haut (norme AISÉ 1045),:
- un acier A élaboré selon la procédure qui vient d'être décrite;
- un acier B élabore normalement dans le même four à arc de 80 t avec /
Jo Jo -. y y des matières premières analogues mais n'ayant été ni resulEuré, ni traité par le calcium au moyen de fil fourré. La teneur en S de 0,018/0,025% a été obtenue directement par brassage modéré et de plus courte durée avec un laitier moins riche en chaux (QUE de chaux ajoutée 5. en poche après coulée en poche au lieu de 640 Kg).
On a figuré en abscisse selon l'axe T lavure en minutfspaur une usure frontale d'outils de 0,4 mm et en ordonné selon l'axe V la vitesse de coupe en mètres par minute.
10 .
Les courbes A et B de la figure unique donnent ainsi pour chaque acier correspondant à l'état normalisé la vitesse de coupe en mètres par mi-nuée qui permet une durée de coupe déterminée correspondant à une usure frontale de l'outil de 0,4 mm. Il s'agit d'un essai de chariotage réa-15. lise à sec avec un outil carbure ISO-P30, l'avance étant de 0,4 mm par tour et la profondeur de passe de 2 mm.
Plus la vitesse de coupe est élevée pour une durée de vie donnée, plus grande est l'usinabilité de l'acier.
20.
On mesure ainsi l'efficacité de la technique d~elaboration proposée.
Exemple 2 :
25. Le même acier que dans l'exemple l est élaboré dans des conditions si mi-faines, mais en effectuant les additions finales de calcium et de soufre à l'aide d'un fil fourré contenant un mélange de fleur de soufre et de silico~calcium à 30% en masse de calcium.
30. Ce mélange contient 20% de soufre et 80% de silico-calcium. Ce fil fourré
pèse 170g au mètre. Il est introduit à 120 m par minute pendant 4 minutes en donnant des résultats similaires à ceux de l'exemple l.
.~, . ! Jo y - fa -Les -tubes ainsi obtenus présentent une usinabilité, au moyen d'outils de coupe en carbure très supérieure à celle des aciers courants de même composition.
Ce gain d'usinabilité est illustré dans la figure S unique qui compare, pour la même analyse de référence indiquée plus haut (norme AISÉ 1045),:
- un acier A élaboré selon la procédure qui vient d'être décrite;
- un acier B élabore normalement dans le même four à arc de 80 t avec /
Jo Jo -. y y des matières premières analogues mais n'ayant été ni resulEuré, ni traité par le calcium au moyen de fil fourré. La teneur en S de 0,018/0,025% a été obtenue directement par brassage modéré et de plus courte durée avec un laitier moins riche en chaux (QUE de chaux ajoutée 5. en poche après coulée en poche au lieu de 640 Kg).
On a figuré en abscisse selon l'axe T lavure en minutfspaur une usure frontale d'outils de 0,4 mm et en ordonné selon l'axe V la vitesse de coupe en mètres par minute.
10 .
Les courbes A et B de la figure unique donnent ainsi pour chaque acier correspondant à l'état normalisé la vitesse de coupe en mètres par mi-nuée qui permet une durée de coupe déterminée correspondant à une usure frontale de l'outil de 0,4 mm. Il s'agit d'un essai de chariotage réa-15. lise à sec avec un outil carbure ISO-P30, l'avance étant de 0,4 mm par tour et la profondeur de passe de 2 mm.
Plus la vitesse de coupe est élevée pour une durée de vie donnée, plus grande est l'usinabilité de l'acier.
20.
On mesure ainsi l'efficacité de la technique d~elaboration proposée.
Exemple 2 :
25. Le même acier que dans l'exemple l est élaboré dans des conditions si mi-faines, mais en effectuant les additions finales de calcium et de soufre à l'aide d'un fil fourré contenant un mélange de fleur de soufre et de silico~calcium à 30% en masse de calcium.
30. Ce mélange contient 20% de soufre et 80% de silico-calcium. Ce fil fourré
pèse 170g au mètre. Il est introduit à 120 m par minute pendant 4 minutes en donnant des résultats similaires à ceux de l'exemple l.
Claims (13)
1. Procédé de préparation d'un acier à haute usinabilité dans lequel on élabore par fusion de façon conventionnelle, un acier non allié ou allié ou inoxydable, caractérisé en ce que, après élaboration de l'acier de façon conventionnelle, on effectue une addition d'aluminium afin d'abaisser la teneur en oxygène de l'acier au-dessous de 100 ppm et une désulfuration poussée par un laitier basique afin d'abaisser la teneur en soufre de l'acier au-dessous de 100 ppm, puis en ce qu'on effectue, en fil fourré, des additions de calcium et de soufre afin d'attein-dre dans l'acier une teneur en calcium de 20 à 100 ppm et une teneur en soufre de 150 à 500 ppm.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que l'addition d'aluminium est effectuée de façon que la teneur résiduelle de l'acier en aluminium dissout soit comprise entre 150 et 500 ppm.
en ce que l'addition d'aluminium est effectuée de façon que la teneur résiduelle de l'acier en aluminium dissout soit comprise entre 150 et 500 ppm.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, carac-térisé en ce que la désoxydation est effectuée de façon à
abaisser la teneur en oxygène de l'acier au-dessous de 50 ppm.
abaisser la teneur en oxygène de l'acier au-dessous de 50 ppm.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que la désulfuration est effectuée de façon à abaisser la teneur en soufre de l'acier au-dessous de 50 ppm.
en ce que la désulfuration est effectuée de façon à abaisser la teneur en soufre de l'acier au-dessous de 50 ppm.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que les additions de calcium et de soufre sont effec-tuées successivement, l'addition de calcium étant faite en premier.
en ce que les additions de calcium et de soufre sont effec-tuées successivement, l'addition de calcium étant faite en premier.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé
en ce que l'addition de calcium est effectuée au moyen de fil fourré contenant un alliage à base de calcium en grains.
en ce que l'addition de calcium est effectuée au moyen de fil fourré contenant un alliage à base de calcium en grains.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé
en ce que l'addition de calcium est effectuée au moyen de fil fourré contenant un silico-calcium.
en ce que l'addition de calcium est effectuée au moyen de fil fourré contenant un silico-calcium.
8. Procédé selon la revendication 5, caractérisé
en ce que l'addition de soufre est effectuée au moyen de fil fourré contenant du soufre en fleur ou un sulfure.
en ce que l'addition de soufre est effectuée au moyen de fil fourré contenant du soufre en fleur ou un sulfure.
9. Procédé selon la revendication 1, 6 ou 8, caractérisé en ce que l'on effectue simultanément l'addi-tion de calcium et de soufre au moyen d'au moins un fil fourré.
10. Procédé selon la revendication 1 ou 8, carac-térisé en ce que l'addition de soufre est comprise entre 150 et 300 ppm.
11. Procédé selon la revendication 1 ou 8, caractérisé
en ce que on ajuste la teneur en soufre, à l'intérieur du domaine compris entre 150 et 500 ppm, avec une précision telle que l'écart entre la teneur obtenue et la teneur visée ne dépasse pas ? 40 ppm.
en ce que on ajuste la teneur en soufre, à l'intérieur du domaine compris entre 150 et 500 ppm, avec une précision telle que l'écart entre la teneur obtenue et la teneur visée ne dépasse pas ? 40 ppm.
12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que les phases d'abaissement de la teneur en oxygène, de désulfuration, d'addition de calcium et de soufre sont réalisées en poche.
en ce que les phases d'abaissement de la teneur en oxygène, de désulfuration, d'addition de calcium et de soufre sont réalisées en poche.
13. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le métal est coulé par coulée continue.
en ce que le métal est coulé par coulée continue.
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