EP0128846B1 - Procédé d'amélioration de la cintrabilité d'un tube de cuivre écroui, par recuit partiel - Google Patents

Procédé d'amélioration de la cintrabilité d'un tube de cuivre écroui, par recuit partiel Download PDF

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EP0128846B1
EP0128846B1 EP84420101A EP84420101A EP0128846B1 EP 0128846 B1 EP0128846 B1 EP 0128846B1 EP 84420101 A EP84420101 A EP 84420101A EP 84420101 A EP84420101 A EP 84420101A EP 0128846 B1 EP0128846 B1 EP 0128846B1
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EP
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cold
improving
worked copper
mpa
flexibility
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Bernard Fargette
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Trefimetaux SAS
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon

Definitions

  • the present invention relates to a process for improving the workability of hardened copper tubes. It applies more particularly to straight copper tubes, work hardened, used for sanitary installations whose external diameter is most often between 8 and 22 millimeters, and whose thickness is generally 1 millimeter.
  • These tubes includes bending operations which are carried out either on site with manual benders, or in the workshop with automatic benders with pneumatic or hydraulic control.
  • annealed tube is excluded because of its excessive ductility which leads to unsightly deformations in the case of installations where the tube is visible.
  • annealing which, surprisingly only concerns the external cortical zone of the tube, and leaves the deep zones intact; annealing is carried out at low temperature between 150 and 350 ° C, and for a period of between 5 minutes and 24 hours, and in practice, between 15 minutes and 1 hour, the temperature then being between 260 and 310 ° C.
  • Figure 1 shows the micrographic appearance of a tube treated according to the invention.
  • the recrystallization of the cortical zone inhibits the development of a necking on the external fiber of the tube, during bending, which eliminates practically all the surface defects, while, the elastic limit remaining high, the tubes keep a great rigidity, this which allows their use under the same conditions as the straight work hardened tubes used until now.

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Description

  • La présente invention concerne un procédé d'amélioration de la cintrabilité des tubes de cuivre écrouis. Elle s'applique plus particulièrement aux tubes de cuivre droits, écrouis, mis en oeuvre pour les installations sanitaires dont le diamètre externe se situe le plus souvent entre 8 et 22 millimètres, et dont l'épaisseur est généralement de 1 millimètre.
  • La mise en oeuvre de ces tubes comporte des opérations de cintrage qui s'effectuent soit sur chantier avec des cintreuses manuelles, soit en atelier avec des cintreuses automatiques à commande pneumatique ou hydraulique.
  • Les tubes de cuivre droits sont fabriqués le plus souvent à partir d'une ébauche tubulaire de gros diamètre obtenue par filage ou perçage à chaud, puis laminage à froid et étirage de cette ébauche jusqu'aux dimensions finales sans recuit intermédiaire. L'écrouissage des tubes finis est donc très important et les caractéristiques mécaniques en traction sont en moyenne:
    • charge de rupture Rm = 450 MPa
    • limite élastique Ro,2 = 430 MPa
    • allongement à la rupture
    • A % sur 200 mm = 2 à 4 %
  • dans le cas de cuivre de qualité dite Cu/b, à 99,90% de Cu, désoxydé au phosphore.
  • En raison de cette faible ductilité, le cintrage - surtout s'il est effectué sur des machines pneumatiques dont l'action est très brutale - tend à provoquer des criques, des amorces de rupture et même des casses.
  • Par ailleurs, l'emploi de tube recuit est exclu en raison de sa ductilité excessive qui conduit à des déformations inesthétiques dans le cas d'installations où le tube est apparent.
  • Il serait donc intéressant de disposer d'un procédé permettant d'augmenter la ductilité des tubes droits, et d'obtenir ainsi des cintrages sans défaut, même sur de petits rayons de courbures et avec des cintreuses à action rapide, sans aller toutefois jusqu'au recuit total pour la raison précédemment indiquée.
  • La demanderesse a découvert que ce résultat pouvait être obtenu par un recuit partiel qui, de façon surprenante n'intéresse que la zone corticale externe du tube, et laisse les zones profondes intactes; le recuit est effectué à basse température entre 150 et 350° C, et pendant une durée comprise entre 5 minutes et 24 heures, et en pratique, comprise entre 15 minutes et 1 heure, la température étant alors comprise entre 260 et 310°C.
  • La figure 1 montre l'aspect micrographique d'un tube traité selon l'invention.
  • On a effectué une série d'essais sur des tubes standard, de 14 mm de diamètre externe et de 1 mm d'épaisseur de paroi, bruts d'étirage - donc écrouis - ayant les caractéristiques mécaniques suivantes:
    • Rm = 450 MPa
    • Ro,2 = 430 MPa
    • A200 = 2,5 %
  • On a procédé au recuit dans un four à air chaud, ventilé, dans les conditions suivantes:
    • 15 mn à 270 - 300 - 310° C
    • 1 h à 260 - 280 - 300° C
    • 16 h à 210 - 240 - 2600C
  • A la suite de ces recuits, on constate que:
    • la charge de rupture Rm se situe entre 390 et 420 M Pa
    • la limite élastique R0,2 se situe entre 370 et 400 MPa
    • l'allongement A200 se situe entre 4 et 6
  • Au-délà de ces associations durée-température, l'adoucissement global se produit rapidement, et l'on arrive alors à des caractéristiques mécaniques typiques de l'état recuit, avec:
    • Rm = 250 MPa, R0,2 = 60 MPa et A200 = 38 à 42 %, ce qui est inacceptable pour les installations sanitaires apparentes.
  • Si l'on examine par micrographie (en coupe longitudinale) un tube (1) écroui brut et un tube recuit partiellement, selon l'invention, on constate que:
    • - le tube brut de fabrication, écroui, montrait un fibrage longitudinal avec des bandes de cisaillement (2) faisant un angle de ± 35° par rapport à l'axe du tube,
    • - le tube partiellement recuit, selon l'invention (fig. 1), est inchangé dans toute l'épaisseur à l'exception de la zone corticale (3) qui est recristallisée à grain fin sur une épaisseur de l'ordre de 0,02 mm, ce qui est un résultat tout à fait inattendu.
  • Pour des durées et/ou températures plus élevées, la recristallisation progresse par bandes puis envahit progressivement toute la section du tube.
  • Des essais de cintrage ont été effectués sur des tubes traités selon l'invention,
    • - soit avec une cintreuse manuelle équipée de poulies de cintrage, permettant de faire des cintres de rayons (r = 38 mm) très inférieurs à ceux réalisés avec des poulies équipant normalement cet appareil (r = 50 mm),
    • - soit avec une cintreuse pneumatique d'atelier employée dans des conditions les plus sévères (poulies fournies avec la machine pour cintrer de petits rayons).
  • Dans tous les cas, une amélioration significative de la cintrabilité (diminution des casses et amorces de casses) a été notée sur les tubes traités par rapport aux tubes bruts de fabrication.
  • La recristallisation de la zone corticale inhibe le développement d'une striction sur la fibre externe du tube, lors du cintrage, ce qui supprime pratiquement tous les défauts superficiels, tandis que, la limite élastique restant élevée, les tubes gardent une grande rigidité, ce qui permet leur utilisation dans les mêmes conditions que les tubes droits écrouis utilisés jusqu'à présent.

Claims (2)

1. Procédé d'amélioration de la cintrabilité d'un tube de cuivre écroui, caractérisé en ce que le tube écroui est soumis à un recuit partiel, intéressant la zone corticale uniquement, à une température comprise entre 150 et 350°C pendant une durée comprise entre 5 minutes et 24 heures.
2. Procédé, selon revendication 1, caractérisé en ce que le recuit est effectué de préférence à une température comprise entre 260 et 310°C pendant une durée comprise entre 15 minutes et 1 heure.
EP84420101A 1983-06-09 1984-06-08 Procédé d'amélioration de la cintrabilité d'un tube de cuivre écroui, par recuit partiel Expired EP0128846B1 (fr)

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FR8309942 1983-06-09

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