Procédé de traitement d'un métal double pour obtenir un produit pouvant être plié sans rupture ou séparation du revêtement. La présente invention est relative à un procédé de traitement d'un métal double pour obtenir un produit pouvant être plié sans rupture ou séparation du revêtement, par exemple d'un fer ou acier revêtu d'alumi nium.
On connaît un procédé par lequel un noyau ou âme de fer ou d'acier, habituelle ment sous forme d'un fil ou d'une bande, peut être revêtu d'une couche relativement mince d'aluminium, qui est intimement unie avec le noyau en raison de l'établissement d'une couche d'union ou soudure en alliage de fer et d'aluminium entre le noyau et la couche. Il est bien connu que l'alliage de fer et d'aluminium est plus dur et plus cas sant que l'un ou l'autre de ses composants. Paor conséquent, la présence de la soudure en alliage de fer d'aluminium a eu pour effet de diminuer la ductilité et la faculté du pliage du produit résultant.
Pour réduire au mini mum cette diminution occasionnée par la pré- sente de la soudure en alliage, on a appliqué un procédé grâce auquel la couche de sou dure peut être faite relativement mince et avec une épaisseur sensiblement constante, mais, même dans ces conditions, le produit résultant ne possédait pas la faculté de tra vail désirée. D'autres métaux doublés présen tent ce même inconvénient.
On a découvert qu'en soumettant un tel métal double, par exemple le fer ou l'acier doublé d'aluminium, à une réduction de sec tion transversale en le laminant, au moins jusqu'à une certaine valeur critique, à une température inférieure à celle à laquelle s'ef fectuerait un accroissement notable de la dis persion l'un dans l'autre des métaux asso ciés, -et en le recuisant ensuite, on peut obte nir un produit qui peut être étiré et plié, même avec écrasement, puis redressé, sans que ceci provoque la rupture du métal double ou la séparation de la couche de revêtement avec l'âme. C'est ce procédé qui fait l'objet de l'in vention.
On peut, par exemple, traiter par ce pro cédé, un métal doublé obtenu comme suit: On munit un noyau ou âme de fer ou d'acier, de préférence d'acier pauvre en carbone, d'une couche d'aluminium en le faisant. pas ser à travers un bain d'aluminium fondu, l'é paisseur de la couche étant de l'ordre de 0,06 à. 0,07 mm.
En réglant convenablement la température, la vitesse du mouvement, la du rée de l'immersion, etc, on établit entre les deux métaux une couche d'union ou soudure relativement mince en alliage de fer et d'alu minium, l'épaisseur de cette couche d'alliage étant ordinairement de l'ordre de 0,01 à 0,015 mm.
L'expérience a démontré que, dans un métal doublé de ce genre, l'aluminium est uni intimement et uniformément au noyau de fer ou d'acier, mais que, étant donné que le joint d'alliage est moins ductile que les métaux élémentaires du métal doublé, si l'on soumet celui-ci à des opérations d'étirage, de pliage ou d'autres opérations de façonnage sévères qui introduisent des coudes brusques ou des déformations analogues, il est suscep tible de se fissurer en raison de la ductilité moindre de la couche d'alliage.
Ce métal doublé peut alors être traité de la façon suivante: On soumet le métal doublé à une série d'opérations de laminage qui ont pour effet de réduire la section transversale du métal d'au moins 35 % et de préférence de 5(?% en viron, et on soumet ensuite le métal réduit à un recuit à une température de l'ordre de 540' C, cette température dépendant toute fois jusqu'à un certain point de la nature du fer ou de l'acier utilisé comme métal du noyau.
Il est avantageux d'appliquer au moins trois opérations de laminage. Le laminage est réalisé à une température qui n'augmente pas notablement la dispersion des métaux élémentaires, c'est-à-dire notablement au dessous de 538 C. Il est bon que la première opération de laminage réduise la section transversale dans une mesure de l'ordre de 15 %. Cette première opération peut être sui vie d'une seconde opération de laminage qui réduit la section transversale dans une me sure supplémentaire de l'ordre de 20 à 25 % de l'épaisseur initiale, mais il est préférable d'ap pliquer deux opérations de laminage successi ves effectuant chacune une réduction de l'or dre de 15 à 20 % de l'épaisseur initiale.
Il doit toutefois être expressément entendu que, bien que la réduction totale minimum de 35 à 40 % semble être une valeur critique, les réductions proportionnelles effectuées jus qu'à ce jour par les diverses opérations de laminage successives ne sont pas critiques, excepté qu'il faut éviter des taux de réduc tion si élevés qu'ils risqueraient de pulvériser exagérément la couche d'alliage comme il ressortira de l'exposé qui suit. Par suite, dans certaines circonstances, un plus grand nombre de réductions individuellement plus faibles peuvent être, considérées comme dési rables.
Après la réduction finale, on soumet le métal laminé à un recuit qui peut varier dans une certaine mesure selon le caractère et la composition du noyau de fer ou d'acier, mais on a trouvé qu'un recuit effectué à une température voisine de 538 C assure la duc tilité désirée du métal doublé.
On a découvert qu'une réduction d'épais seur d'au moins 35 à 40 % semble être une valeur critique au-dessous de laquelle les ré sultats du présent procédé ne peuvent pas "être obtenus. On peut modifier le degré de réduction au delà de cette valeur, selon l'usage que le métal est appelé à recevoir, les caractéristiques désirées et d'autres fac teurs, mais il est préférable que la réduction soit de l'ordre de 50 % .
Des études photomicrographiques des di vers stades du procédé indiquent qu'une opé ration de laminage relativement sévère qui réduit l'épaisseur de 15 % environ provoque la rupture de la couche d'alliage en une sé rie de blocs qui, au cours des opérations de laminage successives, se séparent les uns des autres, puis tournent autour d'axes générale ment perpendiculaires à la direction du lami- nage, de sorte que ces blocs en alliage rela tivement dur s'encastrent dans les métaux du noyau et de la couche le long de bords angu laires et que, par suite,
ils se comportent à la façon de clavettes espacées les unes des au tres et verrouillant entre eux le métal du noyau et le métal de la couche. En même temps, ces deux métaux sont refoulés dans les espaces qui séparent les blocs après leur sépa ration et leur rotation et remplissent lesdits espaces.
Si la réduction est si sévère que la couche d'alliage se trouve pulvérisée, les résultats désirés ne sont pas obtenus et le métal de re vêtement est sujet à se détacher du métal du noyau. Toutefois, si l'on procède de la façon précédemment expliquée, on constate que le produit résultant peut être soumis à des cou- dages brusques, à un étirage et à d'autres opérations de fabrication qui, jusqu'ici, avaient été considérées comme impossibles à réaliser sans risque que le métal doublé se rompe et que le métal de revêtement se sé pare du noyau.
Le dessin annexé représente schématique ment les stades successifs d'un mode opéra toire de traitement de métal double fer- aluminium impliquant trois opérations de la minage telles que celles précédemment dé crites.
La fig. 1 est une vue schématique du mé tal doublé avant son traitement suivant l'in vention; La fig. 2 représente par une vue analogue le métal doublé après la première opération de laminage; La fig. 3 est une vue analogue du métal doublé après le second laminage; La fig. 4 est une vue analogue du métal doublé après le troisième laminage; La fig. 5 est une vue partielle à grande échelle tirée d'une micrographie et mettant en évidence les conditions observées dans le produit final.
Dans chacune de ces figures, le métal du noyau est désigné par 10, la couche de re vêtement ert aluminium par 11, Sur la fig. 1, la couche d'alliage 12 est indiquée par les lignes parallèles situées entre le métal 10 du noyau et le métal 1.1 du revêtement.
La fig. 2 représente le produit à la fin du premier passage entre les cylindres, une réduction de l'ordre de 15% ayant alors eu lieu. Comme représenté, la couche d'alliage 12 a été subdivisée en une série de blocs 13. La fig. 3 représente le métal doublé après une nouvelle opération de laminage qui- a effectué une réduction de l'ordre de<B>là %</B> et, comme représenté, les blocs 13 .ont été sépa rés les uns des autres et le métal du revête ment a été refoulé dans les espaces consti tués entre ces blocs.
Dans la pratique, le mi croscope permet d'observer à ce stade une lé gère tendance à la rotation des blocs élémen taires 13, mais on n'observe pas de rotation marquée des blocs tant que la réduction n'a pas atteint au moins 35 à 40525.
Toutefois, comme cela est représenté sur la fig. 4, après la troisième opération de la minage les blocs 13 ont tourné d'angles di vers, certains d'un angle aussi élevé que 90 ; d'autres, d'angles n'excédant peut-être pas 45 à<B>60',</B> mais une forte proportion des blocs, sinon la totalité, ont tourné .d'un angle assez grand, comme cela est représenté sur cette figure, de sorte qu'ils constituent une série de clavettes dont les coins. ou angles 14 ont été enfoncés -et se sont encastrés dans le métal du noyau et le métal du revêtement.
La fig. 5 représente à plus grande échelle ce qui a été représenté schématiquement sur la fig. 4, cette vue ayant été tirée d'une mi crographie, qui montre que, bien que les blocs 13 ne possèdent pas la forme relativement ré gulière indiquée dans les vues schématiques précédentes, ils ont généralement la forme de blocs, comme il a été dit précédemment, et ils ont tourné d'angles divers et se sont ainsi encastrés dans le métal du noyau et le métal du revêtement.
Ceci a pour effet que le métal doublé peut être soumis à des. coudages relativement brusques et à d'autres opérations de façon- nage sévères sans que la couche d'alliage pro voque une rupture, parce que cette couche a été subdivisée en un grand nombre de blocs séparés relativement petits entre lesquels se trouve du métal ductile, la rotation de ces blocs assurant une bonne adhérence entre ces deux métaux, le risque de séparation de ces métaux étant ainsi pratiquement supprimé.
On a décrit l'application de l'invention particulièrement à des noyaux de fer ou d'a- oier revêtus d'aluminium, mais l'invention est aussi applicable à d'autres métaux dou blés dans lesquels une couche d'union ou joint. de soudure en alliage est constitué entre les deux éléments et dans lesquels ladite cou che d'alliage est moins ductile que les métaux élémentaires.