CA2059631A1 - Procede pour l'obtention d'un fil d'acier ecroui a resistance elevee utilisable pour la realisation de cables de renfort pour articles elastomeres, tels que pneumatiques et elements de renforcement (cables) realises a partir de tels fils - Google Patents

Abstract

2059631 9119014 PCTABS00106 Procédé pour l'obtention d'un fil d'acier écroui à résistance élevée, obtenu par tréfilage d'un fil machine avec éventuellement traitement thermique et traitement de surface intermédiaires, ledit fil machine étant réalisé en un acier à structure exempte de cémentite proeutectoïde dont la composition chimique est telle qu'il comporte, outre du fer: C: 0,45 à 0,75 %; Mn, Si, Ca, Mo, Al ...
dans des teneurs conventionnelles; caractérisé en ce que: la nuance d'acier du fil machine est sélectionnée parmi ceux dont la teneur en S et P est inférieure à 0,010 %; l'opération de tréfilage est réalisée en deux phases distinctes séparées l'une de l'autre par un seul traitement de patentage-laitonnage et le taux de réduction de section dans l'étape finale de tréfilage est supérieur à 97 % (donc plus élevé que celui normalement utilisé pour un type d'acier similaire pour réaliser un fil de même diamètre final, le taux de réduction de section lors de la première phase de tréfilage étant également plus élevé du fait de la suppression d'un patentage intermédiaire).

Description

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1 ~0~9~3~
PROCEDE POUR L'OBTENTION D'UN FIL D'ACIER ECROUI A RESIS-TANCE ELEVEE

La présente invention concerne un procédé permettant -~
l'obtention d~un fil d'acier écroui, à résistance élevée, ~
utilisable en particulier pour la fabrication de torons -l0 et câbles de renfort d'articles élastomères tels que pneumatiques ; elle concerne également les éléments de renfort (torons et câbles) réalisés a partir de fils obtenus par un tel procédé.
.~ .
lS Les torons et c~bles pour le renfort de pneumatiques sont habituellement constitués de fils d'acier compor- ;~
; tant, outre du fer :
- C : 0,68 à 0,84 ~
- Mn : 0,40 à 0,70 % ~-`
- Si : 0,20 a 0,30 %
- Al : moins de 0,005 %
'~ - S : moins de 0,020 %
- P : moins de 0,020 %
- N : moins de 0,0l0 %
- Ni, Cu, Cr, Mo, Co : moins de 0,050 % chacun - le reste étant du fer.

' Ces fils dont le diametre est compris entre 0,l0 et ; 0,50 mm en~iron, plus généralement entre 0,15 et 0,40 mm, --30 sont fabriqués à partir d'un fil dit ~'fil machine" de diamètre courant 5,5 mm, par tréfilage en plusieurs éta-~`l pes avec patentage ou traitement thermique intermédiaire.
Le procéd~ classique comprend les étapes suivantes :
` - application d'une première série de passes de 35 tréfilage pour amener le fil à un diamètre voisin de 3 mm ., ...
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2 0 ~ 2 (taux de réduction de section de 70 ~ environ) ;
- patentage, par exemple patentage au plomb pour redonner au fil une capacit~ d~étirabilité ;
- application d'une deuxième série de passes (taux 5 de réduction de section de 85 à 94 ~ environ) ;
;- patentage laitonnage ;
- application d~une troisième s~rie de passes de tréfilage pour atteindre le diamètre final désiré (taux de réduction de s~ction final 90 à 96 ~ voire 97 %).
,Dans certains cas, pour des nuances d'acier ordi-naire et selon le diamètre final désiré, les trois pre-mières étapes peuvent être remplacées par une étape uni-que de tréfilage jusqu~à un diamètre de 1,35 à 1,80 mm 15 environ.

.On remarque que, d'une façon générale, plus le dia--~mètre diminue, plus le taux de réduction de section ap-.pliqué peut être important.
;On distingue les fils traditionnels de qualité or-dinaire ou courante et les fils de deuxième géneration dits à haute résistance. Ces deux types de fils sont tous deux obtenus à partir d'acier choisi dans la composition 25 ci-dessus, en faisant varier la teneur en carbone et jéventuellement le taux final de réduction de section.
, Les fils de qualité ordinaire qui présentent, par !exemple, une résistance à la rupture typique de 2850 MPa .30 sont obtenus à partir d~un acier à 0,72 % (+ 0,02) de carbone avec application d'un taux de réduction de sec-tion finale de 95 à 96,5 %.
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WO 91/19014 2 0 ~ ~ ~ 3 1 PCr/FR9ltoO446 Les fils haute résistance sont obtenus à partir d'un acier à 0,82 % (+ 0,02) de carbone avec application d~un taux de réduction final compris entre 96 et 97 %, cette ;-dernière valeur n'~tant en pratique que tr~s rarement S atteinte. Ils présentent une résistance à la rupture pouvant atteindre 3200 à 3450 MPa. Cependant, cette der-nière nuance d'acier approche dangereusement le métal d~une limite physique appelée ~point eutectoïde~ au delà
de laquelle des phases fragiles de cémentite proeutec-10 toïde apparaissent, rendant le tréfilage et surtout le toronnage quasiment impossible du fait du nombre élevé de casses. Cette limite qui dépend du diamètre, est d'autant pl-~s élevée que le diamètre est petit, elle est difficile à déterminer dans la mesure où une certaine quantit~ de 15 fil peut passer le test de déformation axiale au cours du tréfilage mais pas les contraintes de déformation impo-sées durant les opérations d'assemblage.
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La fabrication de fils haute résistance nécessite -20 donc de s'entourer de précautions ce qui augmente le coût, tant au niveau du sidérurgiste, pour la fourniture d'un fil machine exempt de ségrégations (phases fragiles) ;;qu~au niveau du fabricant de câbles lors des opérations de patentage, tréfilage, toronnage, câblage.
;~Dans la gamme des aciers dur et mi-dur (teneur en carbone > 0,4 ~) et plus particulièrement dans la com-position citée, utilisée habituellement pour les fils de ,renforts de pneumatiques : teneur en C de 0,68 à 0,84 ~
30 (voire 0,6 à 0,9 ~)~ les hautes résistances sont toujours .obtenues avec des teneurs élevées en carbone, bien que des recherches aient été menées parallèlement pour amé-;liorer la capacité d~écrouissage, ce qui va également dans le sens des hautes résistances.

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2 0 ~ 9 ~ ~ ~ PCT/FR9l/0~4~

Ainsi, le brevet japonais no. 60.152659 concerne un fil d~acier utilisable comme renfort pour pneumatiques, ledit acier présentant la composition suivante :
- C : 0,6 à 0,9 %
S - Si : 0,1 à 0,5 - Mn : 0,3 à l %
- P: < 0,010 ~
- S : < 0,005 %
- Cu + Ni + Cr : < 0,10 %
0 - 2 < 30 ppm - N2 : ~ 30 ppm.

Les faibles teneurs en P et S sont présentées comme améliorant notablement la résistance à la fatigue. Ce 15 brevet conduit à un fil de résistance élevée, d~environ 3800 MPa, pour une teneur en carbone de 0,84 ~. Mais avec cette teneur le métal se situe dan~ la zone du point eutectoïde et les problèmes évoqués plus haut ne sont pas résolus.
Le brevet européen no. 0144 811 concerne un fil j~ d~acier utilisable comme renfort pour pneumatiques, ledit acier présentant la composition suivante :
- C : 0,4 1,4 %
- Mn : 0,1 à 1 %
- Si : 0,1 ~ 0,4 %
- Al : < 0,005 %
- S : < 0,015 % (de préférence < 0,010 %), ~ l'originalité revendiquée résidant dans la faible teneur ; 30 en soufre, laquelle permet d'augmenter les capacités de déformation à froid, en particulier les déformations non axiales (torsion, pliage). Ce brevet conduit ~ un fil dont la résistance R en MPa est supérieure a 2325-1130 log d où d est le diamètre du fil exprimé en mm ; ce qui ' 35 pour des petits diamètres : (d inférieur à 0,15 mm) per-., . .

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met d'atteindre une résistance élevée (pour d = 0,15 R ~ 3250 MPa). Cependant, la consultation des exemples permet de constater qu~en pratique les hautes résistances sont obtenues avec un acier dont la teneur en carbone se 5 situe dans la gamme 0,80 à 0,85 %, ce qui est somme toute un résultat banal et ne résoud pas le problème évoqué ci-dessus, lorsqu~on se rapproche de la limite constituée par le point eutectoïde.

j 10Le brevet américain no. 3617230 concerne un fil ; d'acier à haute résistance obtenue à la fois par une forte teneur en carbone : 0,9 à 1,1 ~ et par l'applica-tion de taux d'écrouissage élevés dans la phase finale :
plus de 97 %, ces taux étant rendus possibles par l'uti-15 lisation d'un acier à faible teneur en S (~0,010 %) et P
(<0,005 ~). Cependant, il s'agit d'un fil d'acier qui sort du cadre de l~application renfort pour pneus tant par son emploi : corde à piano que par sa composition, en particulier sa teneur en carbone qui sort de la four-20 chette habituelle de l'acier pour fils pneus donnée en i début de texte. En outre, le brevet ne dit rien sur le comportement d'un tel fil sous contraintes de pliage ou de torsion.
~;;, 25De nombreux autres documents tels que par exemple l'EP-A-0 169 587, EP-A-0 232 558, EP-A-0 292 039 et DE-A-2 739 484, d~crivent également différentes possibilités permettant d'obtenir des fils d~acier présentant des ;' résistances à la traction élevée.
Toutes les solutions proposées à ce jour impliquent cependant d'utiliser des aciers difficiles a produire, dont le taux de carbone est d'autant plus élevé que l'on souhaite obtenir une résistance a la traction élevée, ce 35 qui entraîne le risque de ségrégation dangereuse par ' .

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~S~3~ 6 suite de la présence de cémentite proeutectoïde qui ris-que d'apparaitre dans les compositions à haute teneur en carbone (par exemple à 0,82 % de carbone), entra;nant des risques de casse lors de l'opération de toronnage.
S Par ailleurs, les solutions proposées pour obtenir de tels fils à résistance ~levée Lmpliquent la mise en oeu-vre de processus de tréfilage et/ou traitement intermé-diaire de plus en plus complexe et délicat à mettre en oeuvre.

Or on a trouvé, et c~est ce qui fait l'objet de la présente invention, qu'il était possible d'obtenir de tels fils d'acier à résistance élevée, utilisables en particulier comme renforts pour pneumatiques (et ce que 15 ces fils soient aussi bien de la qualité dite courante que de celle dite "à haute resistance") en utilisant pour leur obtention des nuances d~acier ayant un taux de car-bone reduit (par rapport aux taux habituels préconisés pour obtenir une résistance donnée) et permettant donc de 20 pallier les inconvenients liés aux risques de présence de cémentite proeutectoïde.

D'une manière générale, l'invention concerne donc un procédé pour l'obtention d'un fil d'acier écroui à résis-25 tance ~levée et dont les caractéristiques (résistance àla traction) sont du même ordre que celles d'un fil con-ventionnel réalisé dans un acier a~ant une teneur en carbone supérieure, ledit fil étant obtenu par tréfilage d'un fil machine, avec éventuellement traitement thermi-30 que et traitement de surface intermédiaire, ledit filmachine étant en un acier ~ structure exempte de cémen-tite proeutectoïde, et dont la composition comprend, outre du fer :
- C : 0,45 à 0,75 %
- Mn, Si, Ca, Mo, Al ...... dans des teneurs conven-tionnelles ;

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il se caract~rise en ce que : .
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- la nuance d'acier du fil machine est sélectionnée parmi ceux dont la teneur en S et P est inférieure à
0,010 %;
5- l'opération de tr~filage est réalisée en deux phases distinctes séparées l'une de l'autre par un seul traitement de patentage-laitonnage et ;
- le taux de réduction de section dans l'étape fi-nale de tréfilage est supérieur à 97 % (donc plus élevé
10 que celui normalement utilisé pour un type d'acier simi-laire pour réaliser un fil de même diamètre final, le taux de réduction de section lors de la première phase de tréfilage étant donc également plus élevé du fait de la suppression d'un patentage intermédiaire).
-Avantageusement, le taux final de réduction de sec-tion est compris entre 97 et 98 %.

Avantageusement, et en pratique, conformément à
~ 20 l'invention :
rl - pour réaliser des fils dits "variété courante"
présentant une résistance à la rupture comprise entre 2400 et 3000 MPa, on utilise un acier ayant une teneur en carbone comprise entre 0,45 et 0,67 %, alors qu'antérieu-;25 rement, pour obtenir une meme résistance à la rupture, on utilisait un acier ayant une teneur en carbone comprise entre 0,50 et 0,75 % ; à titre indicatif, pour une résis-tance à la rupture de l'ordre de 2850 MPa, on utilise conformément à l'invention un acier avec une teneur en 30 carbone de l'ordre de 0,6 ~ au lieu d~un acier à 0,72 %.
:- pour la réalisation de fils dits ~ ~haute résis-;tance", dont la résistance à la rupture est comprise `entre 3000 et 3500 MPa, conformément à l'invention on utilise un acier ayant une teneur en carbone comprise :~35 entre 0,68 et 0,75 %, alors qu~antérieurement il était inécessaire d'utiliser un acier ayant une teneur en car-bone de l~ordre de 0,80 ; 0,82 %.

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' W091~4 ~ 3 ~ PCT/FR91/0~4~

Conformément à l'invention, dans l'étape de tréfi-lage précédant l'étape finale, les taux de réduction de -~ section sont sup~rieurs à ceux couramment pratiqués, et ce comme dit précédemment.
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~ous les traitements entrant dans la mise en oeuvre du procédé conforme à 1~invention, tels que traitements de surface, traitements thermiques, lubrifiants, sont réalisés dans des conditions similaires au procédé con-10 ventionnel. Ainsi, le patentage est avantageusement ef-fectué dans des conditions permettant d'obtenir une structure perlitique la plus fine possible. De même, avantageusement, les opérations de décapage et laitonnage sont effectuées dans des conditions conduisant à un revê-15 tement de bonne qualité, favorisant le passage à travers les filières de tr~filage.
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Le fil obtenu par la mise en oeuvre du procédé con-forme à l'invention est utilisé pour réaliser des torons, 20 câbles, et ce dans des conditions standard de production.

~iLe taux élevé de réduction de section dans l'étape .finale de tréfilage est rendu possible par l'emploi d'une nuance d'acier conforme à la nouvelle composition sélec-25 tionnée, à teneur en S et P inférieure à 0,010 ~ pour chacun de ces deux constituants.
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L~application de taux élevés de réduction de section dans l'étape finale de tréfilage conduit à des fils de 30 résistance élevée, ceci pour des teneurs en carbone in--f~rieures à ce qui est habituellement nécessaire. Ainsi, on utilise un acier ayant une teneur en carbone de 0,45 à
0,67 % au lieu d'un acier ~ 0,72 % pour l'obtention de fils de qualité ordinaire : résistance typique de l~ordre 35 de 28S0 à 2900 MPa et un acier ayant une teneur en car-.bone de 0,68 b 0,75 ~ au lieu de 0,82 % pour l'obtention de fils haute résistance, résistance d'au moins 3000 MPa et le plus souvent d~au moins 3200 MPa.
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WO91/1~14 PCT/FR91/0~6 9 20~9~1 Dans ce dernier cas, outre l'économie sur le coût de l'acier (l'acier ~ 0,82 '~ de C ~tant cher), l'invention présente un avantage technique important du fait qu~une nuance d'acier conforme à la nouvelle composition sélec-S tionnée est plus facile à produire et permet une réduc-tion considérable, voire l'élimination des risques de ségrégation causée par la présence de cémentite proeutec-toïde qui se rencontrait dans les aciers de composition habituelle avec une teneur en carbone supérieure à 0,80 %
lO environ. Une telle nuance, éloignée du point eutectoïde, supporte mieux les contraintes de traction, pliage et torsion. Il s'ensuit une diminution des casses au tréfi-lage et au toronnage et une amélioration de la produc-, tivité.
D'autres avantages sont lies à l~invention.

La plus grande capacité de déformation résultant dela diminution (voire de la suppression) des ségrégations 20 permet l~élimination du patentage intermédiaire (ou d~un traitement thermique équivalent) et celle d'une étape de tréfilage.

Ainsi par le procédé revendiqué et pour des diamè-25 tres finals relativement petits, il est possible d'ob-tenir le fil selon l'invention à partir d'un fil machine de diamètre courant 5,5 mm en seulement deux étapes de tréfilage (au lieu de trois), et un seul traitement de ,patentage (au lieu de deux), celui associé au laitonnage.
-30 Ceci aussi bien pour le fil de qualité ordinaire que pour le fil haute resistance.
:,. ' Dans le cas, où pour obtenir le fil fin en deux étapes de tréfilage seulement, on utilisait auparavant du 35 fil machine de diamètre 5 mm non standard donc coûteux, on peut remplacer celui-ci par un fil standard de diamè-tre 5,5 mm et obtenir le même produit final par applica-tion de taux plus importants de reduction de section.

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20~ O
En outre, tout en conservant l'ensemble des étapes habituelles, ~tant donn~ que le taux de réduction de section dans 1'étape finale est plus important que le taux courant, le taux de réduction de section dans les ~S étapes interm~diaires sera plus faible. Ceci joint au ;taux de carbone plus bas entraine des conditions de tré-filage d'ébauches facilitées pour les diamètres inter-médiaires avant le patentage-laitonnage.

10Il faut également signaler que l'utilisation d~un acier a teneur en S et P, inférieur à 0,OlO % pour chacun de ces composants, permet non seulement l'application de ! taux élevés de réduction de section conduisant ~ une augmentation de la résistance à la traction, mais accroît ~;lS aussi la résistance du fil aux contraintes de pliage et de torsion, ce qui améliore le comportement au toronnage -'~et au câblage en diminuant le nombre de casses.

Mais l'invention et ses avantages seront mieux com-20 pris à l'aide des exemples ci-après donnés ~ titre il-lustratif et non limitatif.

Dans ces exemples, les propriétés des fils : résis-tance, allongement, striction sont mesurées au moyen des ;25 tests de dynamométrie habituels. Les propriétés pliage et torsions sont mesurées selon les normes ISO 7801 et ISO
7800 respectivement.
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Les nuances d~acier sont définies par les teneurs en 30 C, Mn, Si, ~, S étant entendu que les teneurs pour les autres composants : Al, Ni, Cu, Cr, Mo, Co, N sont con-formes aux valeurs données dans la définition g~nérale du fil.
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Exemple 1 :
Cet exemple illustre la fabrication d~un fil de -qualité standard (ordinaire) par le procéde selon l'in-vention comparativement ~ un fil fabriqué par le procéde 5 habituel.
, , Le fil selon l'invention est réalisé à partir d'un acier de composition A : conforme à la composition sélec-tionnée pour l'invention : 0,64 % C, 0,55 % Mn, 0,20 %
10 Si, 0,008 % P, 0,008 ~ S.

Le fil courant est réalisé à partir d~un acier de composition courante B : 0,72 % C, 0,60 % Mn, 0,22 % Si, 0,OlS ~ P, 0,012 % S.
Le fil machine de départ, pour les deux compositions -A et B a un diamètre de 5,5 mm.

Le fil machine de composition A est tréfilé directe-20 ment du diamètre 5,5 mm au diamètre 1,30 mm avec applica-tion d'un taux de réduction de section de 94,4 %, rendu possible par la composition de l'acier et en particulier la faible teneur en S et P.

Le fil machine de composition B est tréfilé de -5,5 mm au diamètre intermédiaire de 3,0 mm, puis il subit un patentage intermédiaire avant d'être tréfilé au diamè!-tre final de 1,15 mm. Enfin, les deux fils subissent un patentage laitonnage dans les conditions standards.

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2~ 12 Les propriét~s du fil patenté laitonné sont résumés dans le tableau suivant :
I ¦ACIER 0 STRICTION PLIAGES TORSIONS

(mm) (MPa) (%) _ 30 1160 60,1 17 67 10 ~ 1,15 1250 9,1 57,9 19 70 On réalise ensuite le tréfilage fil fin en milieu humide pour obtenir le diamètre 0,22 mm à résistance 15 standard (qualité ordinaire).

Sur le fil A on applique un taux de réduction de section de 97,14 ~, conforme à l'invention. Sur le fil B, on applique un taux standard soit 96,34 %.
' 20 ,~ Pour les deux fils les taux de c~sses au tréfilage sont faibles et du même ordre. Les propriétés mécaniques sont les suivantes :
25 ¦ACIER REDUCTION RESISTANCE ALLONGEMENT PLIAGES TORSIONS
DE SECTION ( MPa) ~
_.
A 97j 14 2930 2,6 75 137 B 96,34 2920 2,5 80 123 On remarque que les propriétés m~caniques des deux fils sont très proches, voire identiques en ce qui con-cerne résistance et allongement.

, Les résultats des tests de pliage et de torsion !40 laissent supposer un bon comportement du fil A au toron-nage et au câblage. Cela est confirmé lors de la fabrica-,;~tion d'un toron 1 x 27 avec chacun des fils A et B. On 'constate une amélioration sensibIe du nombre de casses avec le fil A.

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WO9t/1~14 PCT/FR91/0~4 13 20~ ~3 ; Ces deux fils A et B sont tout à fait interchan~
geables quant ~ leur emploi. Par contre le fil A selon l'invention présente de plus l'avantage de supprimer l~op~ration de patentage intermédiaire et une étape de 5 tréfilage.

Jusqu'à présent, il était cependant possible d'éco-nomiser une étape de tréfi~age et un traitement de paten-tage en passant directement du fil de diamètre 5,5 mm lO machine au fil intermédiaire de diamètre 1,35 à 1,37 mm environ. Cependant, compte tenu du taux de réduction final applicable (environ 96,5 ~ au maximum), il n~était pas possible d~obtenir un produit final de diamètre in-férieur ou égal à 0,25 mm. Aussi la mise en oeuvre de ce 15 procédé "raccourci" pour l'obtention de fils fins (diamè-tre 0,25 mm) nécessitait obligatoirement d~utiliser un fil machine de diamètre 5 mm, non standard donc coûteux.
; Les étapes étaient les suivantes :
- tréfilage du diamètre 5 mm au diamètre l,22 mm 20 ~taux de réduction de section : 94 %) ;
- patentage laitonnage ;
- tréfilage du diamètre l,22 mm au diamètre 0,25 (taux de réduction de section : 95,8 ~).
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Avec la présente invention, il est donc possible d'obtenir le fil fini (diamètre 0,22 à 0,25 mm par exemple) en deux étapes de tréfilage seulement, avec un - seul traitement thermique, ceci à partir d'un fil machine de diamètre standard de 5,5 mm, c~est à dire sans sur-30 coût.
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ExemPle 2 :
Cet exemple illustre la mise en oeuvre de l'inven-tion dans sa forme la plus avantageuse. Il concerne la ' 35 fabrication d'un fil haute résistance, par le procedé
;selon l'invention, comparativement ~ un fil fabriqué par le procédé habituel.

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- Le fil selon l'invention est réalisé à partir d'un acier de composition Al, conforme à la composition sélec-tionnée pour l'invention : 0,72 %C, 0,54 % Mn, 0,23 % Si, 0,007 % P, 0,006 % S.
.. 5 Le fil fabriqué par le procédé habituel est réalisé
en un acier de composition Bl : 0,82 % C, 0,SS % Mn, 0,25 % Si, 0,005 % P, 0,009 % S. Ce fil bien que présen-tant une teneur en S et P inférieure à 0,Ol % pour chacun lO de ces composants n'est pas réalisé en un acier de com-. position conforme ~ celle sélectionnée pour l'invention.
. Il ne peut supporter des taux ~levés de réduction de section du fait que par sa teneur en C et Mn, il se rap-proche dangereusement du point eutectoïde avec les ris-lS ques afférents.

-. Le fil machine de d~part pour les deux compositions A1 et Bl a un diamètre de 5,5 mm.
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Le fil machine de composition Al est tréfilé direc-,~ tement de 5,5 mm au diamètre final de l,48 mm (taux de réduction de section : 92,7S %).

Le fil machine de composition Bl subit un patentage : 25 intermédiaire au diamètre 3,0 mm avant d'être tréfilé
j ~usqu'au diamètre l,30 mm. Puis les deux fils subissent `', UA patentage laitonnage dans les conditions standards ;
.~, les propriétés mécaniques de ceux-ci sont :
30 ¦ACIER 0 STRICTION PLIAGES I
. l tmm) (MPa) %
., ~ 1,4a 1260 9,2 ~ 54,0 ~ 18 60 ; 35 ! Bl l,30 1350 8,8 48,4 14 53 ~, .
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WO 91/19014 PCI/Fl~91/00446 2 0 ~ 9 6 3 1 Le tréfilage fil fin est réalisé en milieu humide afin d'obtenir le produit 0,25 mm à haute résistance. Les taux de casses sont faibles et identiques pour les deux fils.
Les fils présentent les caractéristiques suivantes :
ACIER REDUCTION RESISTANCE ALLONGEMENT PLIAGES ~}E
DE SECTION (MPa) %
FINALE (S) . .
Al 97,15 3250 2,5 80 110 Bl 96,30 3270 2,6 84 107 On constate que les deux fils présentent des carac-téristiques pratiquement identiques et sont danc inter-changeables quant ~ leurs emplois. Le comportement au toronnage du fil Al selon l'invention est bon, le taux de 20 casses étant même diminué par rapport au fil Bl. En ou-tre, ce fil offre l'avantage de supprimer le patentage intermédiaire ainsi gu'une étape de tréfilage. Il permet surtout d'éviter l'utilisation de fil machine a 0,82 % de carbone qui pr~sente non seulement un surcoût à l'achat, 25 mais aussi des risques de phases fragiles (cémentite proeutectoïde) provoquant des casses au tréfilage et au toronnage malgré toutes les précautions qui peuvent être ; prises, ces casses entraînant une baisse de productivité.

30Exemple 3 :
; Cet exemple illustre la r~alisation de fils de pe-tits diamètres tels que 0,175 mm a haute résistance et 0,150 mm de qualité courante en mettant en oeuvre des taux de réduction de section très élevés (97,5 % a 98 %) 35 tout en ayant une aptitude au toronnage correcte et avec ' un taux de casses acceptable, ces fils étant utilisés en particulier dans la réalisation de produits tels que les i' câbles compacts 1 x 27 et 1 x 12 (tous les fils étant , tordus ensemble dans la même direction et avec le même ; 40 pas)-" .
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WO9l/19014 PCTtFR9l/0~4K
i3~ 16 Les aciers utilisés ont tous deux une composition confo~me à celle sélectionnée pour l'invention :
- A2 : 0,73 %C, 0,55 ~Mn, 0,20 %Si, 0/009 ~P, 0,0075 - A3 : 0,56 ~C, 0,57 ~Mn; 0,24 %Si, 0,007 %P, 0,008S
Les fils de départ sont des fils machine de diamètre - 5,5 mm pour les deux types d'acier A2 et A3 ; ces fils après un premier tréfilage conduisent à des fils de dia-mètre 3,0 mm.
Les fils intermédiaires sont issus du diamètre

3,0 mm patenté. Après tréfilage à sec, on réalise un ; patentage laitonnage classique aboutissant aux propriétés mécaniques suivantes :
_ ACIER 0 RE~YE ~IcN~MMr STRICTION PLIAGES TORSIONS
(mn) après (~) (~) pate tage 2 A2 1,19 1265 9,0 53,0 26 75 A3 1,04 1080 9,8 60,4 30 80 '~ Lors du tréfilage humide, le fil A2 donne le diama-tre 0,175 mm haute résistance utilis~ en particulier au toronnage pour la construction 1 x 27. Le fil A3 est 30 transformé jusqu'au diametre 0,15 mm utilisé comme fil de guipage. Les propriétés mécaniques de ces fils fins sont: -ACIER REDUCTION 0 RE~YE ~lnYEM~T PLIAGES
` 35 DE SECTION (mm) (~Pa) (~) ;

A2 97,84 0,175 3440 2,6 129 145 ~ 40 A3 97,92 0,150 2915 2,3 131 174 -.j :

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2~9~
., On constate que l'on obtient d'une part un fil haute résistance ~ partir d'un acier ~ 0,73 ~ de carbone seule-ment, ce qui le place très loin de la zone à problèmes située ~ proximité du point eutectoïde et d'autre part un 5 fil de qualité ordinaire à partir d~un acier à 0,56 ~ de carbone seulement.

Le câble réalis~ sans problème particulier à partir du fil A2 guipé avec le fil A3 présente une résistance 10 co~parable voire supérieure à celle des câbles réalisés a partir des fils habituels à 0,82 ~ de carbone. Dans tous les cas les autres propriétés du câble, telles que fati-gue, adhérence (~ l'origine et après vieillissement), demeurent inchangées.
; Il ressort clairement de la description et des exemples qui précèdent que l'invention présente donc de , nombreux avantages, parmi lesquels on peut citer :
- utilisation d'acier plus facile à produire ;
~`, 20 - moins de risques de ségrégation dangereuse à cause de la présence de cémentite proeutecto de, qui risque d'apparaître dans des compositions d'acier à teneur éle-vée en carbone (0,82 %), donc diminution des casses au , toronnage ;
- élimination plus facile du patentage intermédiaire en raison de l'augmentation des diamètres intermédiaires et du tr~filage facilité par un taux de carbone plus bas.

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Claims (4)

REVENDICATIONS

1/ Procédé pour l'obtention d'un fil d'acier écroui à résistance élevée, obtenu par tréfilage d'un fil ma-chine avec éventuellement traitement thermique et traite-ment de surface intermédiaires, ledit fil machine étant réalisé en un acier à structure exempte de cémentite proeutectoïde dont la composition chimique est telle qu'il comporte, outre du fer :
- C : 0,45 à 0,75 %
- Mn, Si, Ca, Mo, Al ... dans des teneurs conven-tionnelles ;
caractérisé en ce que :
- la nuancé d'acier du fil machine est sélectionnée parmi ceux dont la teneur en S et P est inférieure à
0,010 %;
- l'opération de tréfilage est réalisée en deux phases distinctes séparées l'une de l'autre par un seul traitement de patentage-laitonnage et ;
- le taux de réduction de section dans l'étape fi-nale de tréfilage est supérieur à 97 % (donc plus élevé
que celui normalement utilisé pour un type d'acier simi-laire pour réaliser un fil de même diamètre final, le taux de réduction de section lors de la première phase de tréfilage étant également plus élevé du fait de la sup-pression d'un patentage intermédiaire).

2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le fil machine est réalisé en un acier pré-sentant une teneur en carbone comprise entre 0,45 et 0,67 %, la résistance finale à la rupture du fil produit étant comprise entre 2 400 et 3 000 MPa, résistance com-parable à un fil conventionnel ayant une teneur en car-bone comprise entre 0,50 et 0,75 %.

3/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fil machine est réalisé en acier ayant une teneur en carbone comprise entre 0,68 et 0,75 %, la ré-sistance finale du fil produit étant comprise entre 3 000 et 3 500 MPa, résistance équivalente à un fil antérieur à
base d'un acier ayant une teneur en carbone comprise entre 0,80 %, 0,82 %.

4/ Câbles, torons ou articles similaires réalisés à
partir de fils d'acier obtenus par le procédé selon l'une des revendications 1 à 3.