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" Tôles et autres feuilles métalliques perfectionnées et leur procédé de fabrication ".
La présente invention est relative à des tôles et autres feuilles métalliques perfectionnées et à leur pro- cédé de fabrication. L'invention concerne plus spéciale- ment les tôles d'acier de faible épaisseur telles que les tôles étamées ou fer blanc.
Il n'a pas été possible jusqu'ici de produire de min- ces tôles d'acier possédant des propriétés à la fois de raideur et de facilité de travail. Les tôles d'acier qu'on trouve actuellement et qui peuvent être conformées au es- tampées facilement ne possèdent pas une raideur suffisan- te pour ne pas se déformer durant les manipulations,l'em- paquetage et le transport . Les tôles d'acier qui sont suffisamment raides pour résister aux déformations et ma- nipulations ne peuvent pas être facilement estampées et conformées en formel de boites ou récipients en fer blanc
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avec des résultats satisfaisants. Bien que des essais et des dépenses considérables aient été engagés dais le but d'obtenir un produit mince ayant les caractéristiques ci-dessus mentionnées, les résultats désirés n'ont pas encore été atteints.
La présente invention permet, pour la première fois, l'obtention d'un produit possédant à la fois les propriétés de raideur et de facilité de travail et convenant parfaitement, de ce fait, à la fabri- cation de bottes ou récipients en fer blanc ainsi qu'à d'autres usages.
Des tôles d'acier de faible épaisseur ont été pro- duites avec succès et économiquement jusqu'ici par lamina- ge à froid, dans un laminoir à quatre étages continu ou à renversement de marche et comportant des/aliers à billes ou à rouleaux, d'une bande d'acier laminée à chaud. Le produit ainsi obtenu est caractérisé par une ductilité très élevée après recuit à la manière usuelle du fait de la grande importance de l'amincissement à froid ainsi réali- sé. Bien que cette caractéristique soit désirable dans beaucoup d'usages, elle présente l'inconvénient, dans d'autres cas tels que la fabrication des récipients en fer blanc à moins qu'elle ne soit combinée avec une rigidi- té de valeur convenable.
Du fait que ce produit, lors- qu'il est recuit et traité à la manière usuelle, a été trouvé trop doux pour être utilisé de manière satisfaisan- te comme matière première pour les corps de boltes,les fabricants de bottes en fer blanc ont continué d'utiliser des tôles ou feuilles métalliques produites par le vieux procédé de laminage à chaud en paquet.
Le produit de ductilité élevée obtenu dans un lami- noir à quatre étages est satisfaisant pour constituer les fonds des bottes en fer blanc parce que ces fonds peuvent être estampés plus facilement dans ce produit que dans @
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des tles laminées à chaud et ne se déchirent pas si facilement dans les matrices d'estampage . Cependant,de manière à obtenir la rigidité nécessaire , il est d'usa- ge pour les fabricants de boites en fer blanc d'utiliser un produit plus épais pour les fonds que pour les corps des bottes du fait de l'extrême douceur de la bande lami- née à froid et du manque de la raideur nécessaire.
La qualité requise pour un produit destiné à la fa- brication des corps de boites en fer blanc doit étre une grande raideur . Un corps de boite doit être suffisamment raide de manière qu'il ne puisse pas être facilement bos- sué. Jusqu'ici, on a essayé de donner cette raideur au produit laminé à froid par un laminage à froid important après un recuit en caisse ou par l'emploi d'un acier à teneur élevée en phosphore mais, lorsqu'on procède amnsi, il y a toujours le risque que la liaison du corps de la boite ne puisse être soudée convenablement par suite des caractéristiques d'élasticité introduites .-Toute raideur impartie est accompagnée d'une perte nuisible de ductili- té . De plus, le pDoduit ainsi traité manque d'uniformité.
Cette caractéristique a pour résultat une boite qui fait et qui est impropre aux exigences du stockage. De ce fait, le procédé usuel comporte seulement un laminage à
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. froid superficiel (avec un amincissement de 0,5 à 5 %) après un recuit en caisse .
D'un autre côté , si le produit ayant une ductilité plus grande est utilisé pour la fabrication des boîtes en fer blanc', celles-oi, une fois terminées, sont facilement bossuées lorsqu'elles sont manipulées et en conséquence le revêtement en laque ou vernis s'écaille et souille le contenu. Une bande d'acier durcie légèrement au travail ou recuite a également tendance à se gondoler lorsqu'elle est conformée suivant des corps de boîtes. Ces deux pro-
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priétés sont très nuisibles dans les boîtes en fer blano utilisées pour contenir des produits alimentaires.
Il a jusqu'ici été prouvé qu'il était impossible d'obtenir, par l'un quelconque des/procédés connus, un produit qui possède toutes les exigences nécessaires pour des fonds de boites en fer blanc. Si le produit est suffi- samment ductile , les fonds se déforment facilement pendant les manipulations ultérieures. Si le produit est raide,il ne se conforme pas facilement et, en plus du tésultat qu'un pourcentage élevé de fonds se déchirent dans les ma- trices d'estampage , ces fonds prennent usuellement une forme ellptique et ne s'ajustent pas convenablement dans les corps des boîtes. La pratique usuelle a été de s'en tenir à un compromis et d'utiliser un produit plus épais et ductile de manière à obtenir les qualités de raideur et de facilité de travail.
Ces particularités nuisibles ont été dues en grande partie au manque d'uniformité des pre- propriétés physiques du produit utilisé dans ce but. La présente invention remédie à ces inconvénients et a pour résultat un produit de propriétés physiques uniformes.
La présente invention produit une tôle ou feuille métallique qui remédie complètement aux inconvénients ci- dessus des produits obtenus au moyen d'un laminoir 'à qua- tre étages et qui est utilisable pour la fabrication des boîtes en fer blanc. De plus, le nouveau produit est très supérieur aux tôles ou analogues obtenues par le procédé de laminage à chaud en paquet ou par le laminage à froid d'une bande de métal après recuit de celle-ci pour lui donner la raideur désirée .
Suivant l'invention, une bande d'acier, laminée à chaud et à faible teneur en carbone, est soumise à un laminage à froid , de préférence dans un laminoir à qua- tre étages, jusqudà ce qu'elle soit amincie à une épais- seur supérieure de 5 à 25% de son épaisseur finale,.La
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bande est alors chauffée au-dessus du point A3 ou traitée thenmiquement, à une température voisine de celle du point A1 de façon qu'une dimension de grain uniforme soit obtenue pour le produit. Le traitement thermique de la bande est de préférence celui au-dessus du point A3 Un tel traitement thermique produit une bande ayant des ca- ractéristiques physiques uniformes. En général, tout genre de traitement thermique qui répond à ces nécessités est convenable au procédé.
On notera que le traitement ther- mique est très important du fait que des propriétés physi- ques initiales convenables sont requises de façon que les oaraotéristiques finales désirées soient obtenues lorsque la bande est ensuite traitée pour aboutir au produit fi- nal.
Le produit traité thermiquement est alors laminé à froid à l'épaisseur finale. Comme indiqué ci-dessus, ceci conduit à un amincissement de 5 à 25 %. Après laminage à froid, la bande est passée dans un bain d'étain fondu soit sous forme de bande, soit après avoir été découpée en feuilles de tôle . La bande " vieillit" lorsqu'elle est passée dans de l'étain fondu maintenu à une tempéra- ture comprise entre 267 C,77 et 215 C,55 environ . Le vieillissement de la bande dans le baind/étamage augmente la raideur mais diminue la ductilité .Cependant, la duc- tilité qui reste est encore de beaucoup supérieure au maximum requis pour la fabrication des boites en fer blanc et autres articles analogues. Le vieillissement peut éga- lement être réalisé en chauffant le produit sans le faire passer dans un bain d'étamage.
La présente invention s'étend également à un certain nombre de points particuliers qui apparaîtront dans.le
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texte suivant faityréfêrenoe au dessin annexé, donné à titre d'exemple seulement, dans lequel :
La figure 1 est une vue schématique montrant l'opéra-
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tion de laminage à froid initial.
La figure 2 est une vue analogue montrant l'opéra- tion de traitement thermique .
La figure 3 est une vue analogue montrant le laminage à froid final.
La figure 4 est une vue analogue montrant l'opération d'étamage.
La figure? montre une série de courbes représentant les caractéristiques du produit soumis aux divers lamina- ges à froid après traitement thermique et à des vieillis- sements à diverses températures.
Pour la mise en oeuvre de l'invention, il est pré- férable de partir avec une bande d'acier à faible teneur en carbone laminée à chaud et ayant une épaisseur de 2 m/m 77 environ. Ce produit est courant dans l'industrie de l'aoier. La bande laminée à chaud est soumise à un laminage à froid poursuivi jusqu'à ce que la bande ait été amincie à une épaisseur supérieure de 5 à 25 % de l'épais- seur finale désirée . Le laminage peut être réalisé avan-
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os -\ tageusement dans un laminée à quatre étages comportant des cylindres de travail de diamètre relativement faible appliqués par des cylindres de plus grand diamètre touril- lonnés dans des paliers à billes à rouleaux ou analogues.
On peut utiliser soit un laminoir à renversement de marche et à un seul étage, soit un laminoir continu à étages mul- tiples . De préférence, un grand amincissement du produit est réalisé à chaque passe pour amener le produit à son épaisseur intermédiaire de 0 m/m 203 environ (lorsque l'épaisseur finale désirée pour la tôle mince est de 0 m/m 178 ) en trois passes environ .
Le laminage à froid qui vient d'être décrit est re- présenté schématiquement à la figure 1 dans laquelle le laminoir 10 comporte des cylindres de travail 11 et. des cylindres d'appui 12, la bande laminée à chaud 13 étant
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alimentée entre les cylindres de travail à partir d'un touret ou enrouleur 14 et la bande partiellement amincie étant reçue sur un touret ou enrouleur 16.
Après que la bande laminée à chaud a été amincie à l'épaisseur intermédiaire, elle est soumise à un recuit à basse température ou à un traitement thermique comme re- présenté schématiquement dans la figure 2. Le traitement thermique est réalisé de préférence en faisant passer la bande dans un four continu 17 à partir d'un touret de dé- roulement 18 jusqu'à un touret d'enroulement 19 à l'aide de cylindres d'entraînement 20 et des cylindres 21 du transporteur prévu dans le four . Le four peut être chauf- fé par tous moyens convenables et il est de préférence maintenu à une température telle que la vitesse de dépla- cement du produit dans ce four puisse être réglée eu égard à la longueur du four pour que ce produit soit chauffé à une température de 927 C environ .
Ceci provoque uen re- oristallisation oomplète en un temps très court par exem- ple en trente secondes . Lorsque le produit sort du four, il passe sur une table 22 de refroidissement et est par ce moyen refroidi à la température ambiante . Une atmos- phère non oxydante est maintenue dans le four 17 et
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JJ\ dans une chambre 22 renfermant la table de refroidisse- ment 22.
Après le traitement thermique, la bande, laminée à froid et partiellement amincie, est finalement laminée à froid à l'épaisseur désirée comme illustré schématiquement à la figure 3. Ce laminage froid est réalisé de préfé- rence dans un laminoir 23 analogue à celui représenté en 10 ou ce laminage à froid final peut être effectué dans le même laminoir que le laminage à froid initial. Dans l'un ou l'autre cas, par le laminage à froid final, le produit est aminci à une épaisseur de 0 m/m 178 environ qui est l'épaisseur la plus courante pour la majorité des
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la production des feuilles étamées ou fer blanc. Cette épaisseur représente un amincissement final à froid de 12 1/2 % par rapport à l'épaisseur intermédiaire de 0 m/m 203.
Après le laminage à froid à l'épaisseur finale, le produit est étamé sous forme de bande ou après cisaillage en forme de feuilles en passant dans un bac d'étamage de construction ordinaire . Le produit qui en résulte est alars prêt à être utilisé pour la fabrication/des boîtes ou récipients en fer blanc ou autres articles pour lesquels ses caractéristiques le rendent/convenable,
L'étamage de la bande laminée à froid parait exercer un effet important sur les qualités du produit final, Le bain d'étamage est maintenu à une température de 3150 C 55 environ et la bande en le traversant "vieillit" et ac- quiert les propriétés désirées qui seront décrites plus en détail ci-après .
Le vieillissement peut également être obtenu en chauffant le produit à une température spérieu- re à environ 648 C, 88 sans étamage si on le'désire et ce vieillissement peut être supprimé pour des épaisseurs très faibles.
Les changements qui se produisent dans les propriétés physiques comme résultat des différentes opérations seront maintenant examinés en suivant un processus très légère- ment différent de celui qui est décrit ci-dessus.
Après qu'une bande laminée à chaud de 2 m/m 77 d'é- paisseur a été laminée à froid à une épaisseur de 0 m/m 267 environ et a été ensuite traitée thermiquement à une tem- pérature de 927 C environ pendant un temps suffisant pour recristalliser complètement les grains fragmentés et tra- vaillés à froid, des essais furent effectués sur une ma- ohine d'essai de flexion Schopper . Ces essais furent ef- fectués sur des échantillons découpés parallèlement à la
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direction des grains ou de laminage (qui sera désignée par la lettre P) et également sur des échantillons décou- pés suivant une direction transversale ou en travers des grains (désignée par la lettre T). Des essais d'emboutis- sage Olsen ou Guillery furent également faits.
Après un traitement thermique au-dessus du point A3', les essais Schopper effectués sur un produit de 0 m/m 267 d'épaisseur donnèrent les résultats suivants pour le point de stric- tion ou point à partir duquel on obtient, sans augmentation de l'effort appliqué, une grande augmentation de la défor- mation :
P -22 kilogs par millimètre carré
T = 21,5 " " " " et pour la valeur de l'essai Olsen 8 m/m 382.
Les points obtenus parallèlement et transversalement au grain sont sensiblement égaux. Ce produit est trop duc- tile cependant pour constituer la matière première de fa- brication de bottes en fer blanc.
Après un amincissement de 15 % par un laminage à froid pour amener le produit à l'épaisseur finale de 0 m/m 229, les points obtenus furent :
P -32,85 kilogs par millèmètre carré
T = 39,06 " " "
Le laminage à froid, en outre qu'il change les va- leurs P et T données par l'essai Schopper , réduit quelque peu la ductilité.
Après que la matière première laminée à froid!est
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vieillie ou trempée à 315 C 5 ²5 (par exemple par passage dans un bac d'étampge) l'essai Schopper donne les résul- tants suivants:
P- 38,31 kilogs par millimètre 'carré T = 39,66 " " " " et la valeur de l'essai Olsen est de 5 m/m 334.
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Les valeurs P et T du point de striction sont ainsi à nouveau sensiblement égales . La valeur P de la bande vieillie est sensiblement égale à la valeur T de la bande laminée à froid. Ceci'constitue un nouveau résultat du fait que la trempe ou le vieillissement de la bande dans le bac d'étamage ne modifie pas beaucoup la valeur T mais élève la valeur P de façon qu'elle soit sensiblement égale à la valeur T.
Cette bande convient parfaitement à la fabrication de boites en fer blanc bien qu'elle possède un point de striction élevé et une ductilité quelque peu diminuée . Les fonds estampés des bottes obtenus dans ce fel blanc sont ronds et non elliptiques et ne se déchirent pas dans les
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matrices malgré leur point de sttiction élevé. C'ërésulte du fait que les points parallèlement et transversalement au grain sont sensiblement égaux et que de ce fait les propriétés physiques sont uniformes dans toutes les di- rections.
De ce qui précède, il est évident que la raideur dépend seulement de la grandeur du point de striction.Plus le point de striction est élevé, plus la raideur est gran- de et plus la ductilité est faible. Malgré la diminution de la ductilité et l'augmentation de la raideur,la bande peut être travaillée et conformée facilement en boîtes de fer blanc. En fait, la bande possède une grande facili- té de travail pour la fabrication de bottes même si elle ne possède pas les propriétés physiques considérées usuel- lement comme nécessaires dans l'industrie des plaques ou tôles étamées.
Un autre résultat important consiste en ce que le
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ollm r\ traitement de vieillissement dans le bac d'étirage ou à une tempéBature supérieure à 537 C 77 (pour une bande amincie de 15 % ) ne provoque pas la réapparition du gondolement.
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Pour certains types d'aciers Martin à faible teneur en carbone, le gondolement ne réapparait pas lorsqu'ils sont traités thermiquement à une température de 648 C 88.
La valeur du point de striction autorisée pour toute opération donnée dtestampage ou de mise en forme peut être obtenue en choisissant la valeur du laminage à froid après le traitement thermique (de 5 à 25 % de réduction superfi- cielle) et les valeurs P et T rendues sensiblement égales en contrôlant le vieillissement ou le traitement thermi- que d'où résulte un produit ayant des propriétés physi- ques sensiblement uniformes dans toutes les directions.
La figure 5 montre les changements qui se produisent pour les propriétés physiques (essais Olsen) lorsque des produits soumis à différentes valeurs pour le laminage à froid final sont trempés et vieillis à des températures différentes. Comme montré par les courbes, la ductilité minimum et la rigidité maximum peuvent être obtenues en trempant à environ 260 C,o à 315 C 55.
Par suite du point élevé de striction de ce produit, des boîtes en fer blanc fabriquées avec lui peuvent résis- ter aux manipulations les plus sévères sans se bosseler, ni sans s'écraser, Un certain nombre de boites fabriquées avec ce produit ont été essayées et on a remarqué que si les parois de ces bottes sont pressées fortement avec les doigts pour les obliger à fléchir, elles reviennent à leur forme normale dès que la pression cesse sans qu'il subsis- te de déformation permanente. Ceci constitue une caracté- ristique non trouvée dans les boites existant à ce jour et une particularité très désirée et recherchée depuis longtemps. Dans les plaques ou tôles étamées existant à ce jour, le point de striction du fond de la boîte varie habituellement entre 24 Kgs.46 par m/m2 et 30 kgs. 23 par m/m2 ( Schopper ) .
Dans le produit obtenu selon l'inven-
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tion, le point de striction est parfois égal à 38 Kgs.
665 par m/m2 et est ainsi très voisin de la résistance op- timum .
Suivant les nécessités actuelles qui sont basées sur les produits normalement utilisés pour fabriquer des boitel en fer blanc, l'essai d'Olsen ne doit pas être inférieur à 6 m/m 35 et supérieur à 7 m/m 874 . Avec le produit obtenu par le procédé selon la présente invention, la va- leur d'Olsen est parfois aussi faible que 5 m/m 334 mais ce produit présente une grande facilité de travail pour la fabrication des boites, il ne se gondole pas après vieil- lissement et le corps de la boîte n'est pas élastique lorsque le joint est soudé, ce produit étant caractérisé par la " condition d'inertie " . Ceci assure un joint étan- che exempt de fuites par des trous d'aiguille.
Des essais antérieurs pour raidir un produit servant à la fabrication de corps de boites en fer blanc en laminant ultérieurement à froid une plaque ou tôle commerciale après un recuit en caisse ont été effectués et ont eu pour résultat que les joints de la botte ne peuvent pas être soudés convena- blement par suite de leur élasticité produisant des boi- tes qui fuient. Dans le cas présent, une plaque ou tôle étamée est, après recuit, laminée à froid pour avoir une réduction superficielle de 0,5 à 3 %.
Les tôles noires qui ont été utilisées jusqu'ici pour faire une plaque ou tôle étamée présentaient les points suivants de striction à l'essai Schopper.
P = 20,7 kilogs par millimètre carré
T = 24,9 " " " " pour un échantillon de 0 m/m 267 d'épaisseur.
Ce produit est trop ductile pour constituer des boites en fer blanc et les valeurs P et T diffèrent tel- lement que des difficultés sont rencontrées lors de l'es- tampage.
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Lorsqu'une tôle ou plaque étamée, laminée à froid et recuite en caisse est substituée à un produit laminé à chaud, il est nécessaire d'utiliser une épaisseur legè- rement plus forte pour les fonds des boites de façon à leur conserver une raideur convenable après conformation ou estampage. De ce fait, on comprendra que le produit selon l'invention est caractérisé par plusieurs avantages distincts eu égard aux tôles étamées existant à ce jour.
Ce produit est de fabrication bon marché et conduit à un gain de 20 à 40 % dans l'épaisseur de la matière pour fa- briquer les boîtes. De plus, ces dernières sont plus résis- tantes et peuvent être manipulées plus sévèrement sans ris- que d'écraser la paroi .
Ce qui précède ainsi que d'autres avantages du pro- duit selon l'invention peuvent être résumés comme suit :
1. Des boites en fer blanc peuvent être fabriquées avec une tôle étamée plus mince que celle utilisée jusque (,ci sans sacrifier la résistance . Le coût de ces boites est ainsi réduit puisqu'il est nécessaire d'utiliser moins d' aa ier .
2. Ces boîtes paraissent être plus rigides que celles précédemment utilisées bien que la bande ou tôle utili- sée soit plus mince.
3. Les boîtes terminées ne sont pas facilement bosse- lées et peuvent résister à une manipulation plus sévère que les bottes fabriquées jusqu'ici.
4. Le produit ne se gondole pas durant la fabrication du corps de la botte .
5. L'uniformité des caractéristiques du produit dans toutes les directions supprime toute tendance à se déchi- rer dans les matrices et permet d'avoir des fonds de boi- tes ronds au lieu de fonds elliptiques.
6. Le point de striction du nouveau produit est beau-
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ooup plus élevé que celui des tôles étamées commerciales existant à ce jour et est en principe le même dans toutes les directions% .
Comme exemple spécifique des qualités du produit selon, l'invention, une plaque ou tôle étamée de 0 m/m 178 à 0 m/m 203 d'épaisseur produite selon le présent procédé est plus ragide qu'un produit de 0 m/m 254 d'épaisseur fabriqué comme connu jusqu'ici . Le nouveau produit se comporte tout à fait différemment des plaques ou tôles étamées plus épaisses actuellement utilisées et cette qualité semble être caractéristique du produit mince . Ce produit est facile à étamer et présente un plus grand lustre une fois étamé que les tôles étamées actuelles et produit des fonds de boites parfaitement ronds lors- qu'il est estampé.
REVENDICATIONS.
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1. Procédé de fabrication de tôles ou feuilles métal- liques comprenant un laminage xx à froid d'une bande à une épaisseur supérieure de 10 % environ à l'épaisseur finale, un traitement thermique de la bande et un autre laminage à froid à la dite épaisseur finale .
2. Procédé de fabrication de tôles ou feuilles métal- liques comprenant un laminage à froid d'une bande, un traitement thermique de cette bande et un amincissement à froid d'au moins 10 % de l'épaisseur de cette bande.
3. Procédé de fabrication de tôles ou feuilles métalliques consistant à soumettre une bande à un amincis- sement à froid de grande importance, puis à un traitement thermique et ensuite à un amincissement à froid de grande importance.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.