EP0493424A1 - Processes and devices for the heat treatment of metal wires by bringing them around capstans. - Google Patents

Processes and devices for the heat treatment of metal wires by bringing them around capstans.

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EP0493424A1
EP0493424A1 EP90913487A EP90913487A EP0493424A1 EP 0493424 A1 EP0493424 A1 EP 0493424A1 EP 90913487 A EP90913487 A EP 90913487A EP 90913487 A EP90913487 A EP 90913487A EP 0493424 A1 EP0493424 A1 EP 0493424A1
Authority
EP
European Patent Office
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capstans
wire
gas
grooves
capstan
Prior art date
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EP90913487A
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German (de)
French (fr)
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EP0493424B1 (en
Inventor
Andre Reiniche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Original Assignee
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
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Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA filed Critical Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Publication of EP0493424A1 publication Critical patent/EP0493424A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0493424B1 publication Critical patent/EP0493424B1/en
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/561—Continuous furnaces for strip or wire with a controlled atmosphere or vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/64—Patenting furnaces

Definitions

  • the invention relates to methods and devices for heat treating metal wires.
  • Such methods and devices allow, for example, the perlitization of steel wires so as to obtain a fine pearlitic structure, at a high speed, for example at least equal to 15 m / s.
  • the object of the invention is to provide a method and a device for heat treating a metal wire by passing the wire over capstans, so as to have at the same time a high speed of travel of the wire and good heat exchange between the wire and the capstan. Consequently, the invention relates to a method making it possible to heat treat at least one metal wire using capstans, this method being characterized by the following points: a) the wire is passed over at least two capstans conducting heat comprising grooves, the wire being muffle, crossed in these grooves, the width of the grooves being slightly greater than that of the wire, a gas, in the grooves, being in contact with the wire and the capstans;
  • the capstans are heated or cooled by means of at least one gas, disposed between the capstans and at least one part, this gas being in contact with the capstans and the part, this part which conducts heat, being located outside the capstans, by circulating a heat transfer fluid in contact with the part;
  • the thickness of the gas layer is chosen, between the capstans and the part, according to the heat treatment to be carried out.
  • the invention also relates to a device making it possible to heat treat at least one metal wire using capstans, the device being characterized by the following points;
  • c) it comprises means making it possible to vary the thickness of the gas layer between the capstans and the part, as a function of the heat treatment to be carried out.
  • the invention also relates to installations for the thermal treatment of metal wires comprising at least one device according to the invention.
  • the invention also relates to the metallic wires treated with the process and / or the device and / or the installations in accordance with the invention, as well as the articles reinforced by these wires, such articles being for example rubber articles and / or made of plastics, in particular belts, hoses, tire casings.
  • FIG. 1 shows in section a device according to the invention comprising two capstans comprising grooves, this section being shown schematically by the straight line segments II in Figure 2;
  • Figure 2 shows in another section the device according to the invention shown in Figure 1, the section of Figure 2 being shown schematically by the straight line segments II-II in Figure 1;
  • FIG 3 is a front view of the two capstans of the device according to the invention shown in Figures 1 and 2, with the muffle wire on these capstans, the other parts of the device being assumed removed;
  • Figure 4 is a side view of the two capstans of the device according to the invention shown in Figures 1 and 2, with the muffle wire on these capstans, the other parts of the device being assumed removed;
  • Figure 5 is a section through a portion of one of the capstans shown in Figures 3 and 4, this section being shown schematically by the straight line segments V-V in Figure 3;
  • Figure 6 shows in more detail in section one of the capstan grooves shown in Figure 5, the cut being carried out under the same conditions as in Figure 5;
  • FIG. 7 represents a complete installation comprising six devices in accordance with the invention, this installation making it possible to perform a pearlitization treatment
  • Figure 8 shows the evolution, as a function of time, of the temperature of the wire and the capstans in the installation shown in Figure 7;
  • Figure 9 shows the evolution of the transformation of austenite into perlite over time during the. treatment of wire in the installation shown in Figure 7;
  • FIG. 10 represents in section a portion of the pearlitic structure of the wire treated in the installation shown in FIG. 7.
  • Figures 1 and 2 show a device 1 according to the invention implementing the method according to the invention
  • This device 1 comprises two capstans 2,3 on which the wire 4 to be treated is wound.
  • the capstans 2,3 heat conductors are made for example with metallic materials.
  • the axis of rotation of the capstan 2 is referenced xx 'and the axis of the capstan 3 is referenced yy'.
  • the axes xx 'and yy' are parallel to each other and located for example in the same vertical plane.
  • Figure 1 is a section of the device 1 following the vertical plane passing through the axes x 'and yy';
  • Figure 2 is a section of the device 1 along a vertical plane perpendicular to the axes xx 'and yy';
  • Figure 3 is a front view of capstans 2 and 3, with the muffle wire 4 on these capstans and
  • Figure 4 is a side view of these capstans and 3 with the muffle wire 4 on these capstans, the other parts of the device 1 being assumed removed in these Figures 3 and 4.
  • the section of Figure 1 is shown schematically by the straight line segments II in Figure 2, and the section of Figure 2 is shown schematically by the straight line segments II-II in the FIG. 1.
  • the axis xx ' is represented by the letter x in FIGS. 2 and 3 and the axis yy' is represented by the letter y in FIGS. 2 and 3.
  • the wire 4 arrives, in the direction of the arrow Fa, at point 5 of the lower capstan 2 ( Figure 3).
  • the capstan 2 is actuated in rotation about the axis xx 'by a motor not shown in the drawing for the purpose of simplification, the rotation of the capstan 2 being shown diagrammatically by the arrow F2.
  • Wire 4 is driven by capstan 2 to point 6 where it leaves capstan 2 and heads in the direction of arrow F2-3 to the upper capstan 3 non-motorized. It makes contact at point 7 with the capstan 3 which supports it up to point 8, the rotation of the capstan 3 around the axis yy 'being shown diagrammatically by the arrow F3.
  • the wire 4 then leaves the capstan 3 and moves in the direction of the arrow F3-2 to the capstan 2 which it contacts at point 9.
  • the capstan 2 then drives the wire 4 once again in its rotation towards the capstan 3.
  • the hauling of the wire 4 on the capstans 2 and 3 is crossed, that is to say that the rotation F3 of the capstan 3, driven by the wire 4, is in the opposite direction to the rotation F2 of the capstan 2, the directions F2-3 and F3-2 crossing, without there being any contact between the successive portions of the wire 4 between the capstans 2 and 3.
  • This path is repeated several times, the wire 4 thus carrying out several courses in shape of eight on the two capstans 2 and 3.
  • FIG. 5 is a section through a portion of the capstan 2, along a plane passing through the axis xx ′ of this capstan, this section being shown diagrammatically by the segments of straight lines V-V in FIG. 3.
  • This section has grooves 11, one of which is shown enlarged in Figure 6, with the wire 4 disposed in this groove, the section of Figure 6 being made along the same plane as Figure 5.
  • the capstan 2 comprises for example seven grooves 11, each of these grooves having as axis the axis xx 'of the capstan 2.
  • the width J of the groove 11 is slightly greater than the diameter Df of the wire 4, the groove 11 having a bottom 110 whose shape is a semicircle of diameter J at the Figure 6. All the grooves 11 of the capstans 2 and 3 have the same shape and the same width J.
  • the radial clearance (J-Df) / 2 and the spacing p between the grooves 11 (not the grooves) must be large enough so that the wire 4 can go from the groove 11 of a capstan to the corresponding groove 11 of the another capstan, without there being friction of the wire 4 on itself at the places where the portions of wire 4 cross, between the capstans 2,3 (fig. 5 and 6), these values being able to be chosen by those skilled in the art depending on the application.
  • the grooves 11 of the capstan 3 not driven are located on rings 12 of axis yy '.
  • These rings which conduct heat and are made for example of metallic material are mechanically separated from the body 13 of the capstan 3 ( Figure 1).
  • the body 13 rotates freely around the axis yy 'and the rings 12 can rotate freely around the axis yy', independently of the body 13, these rings 12 sliding on the cylindrical surface 14 of the body 13.
  • the 12 rings can rotate freely with respect to each other. This arrangement improves the contact between the wire 4 and the capstan 3 and improves the tension of the wire 4 between the capstans 2, 3.
  • the heating or cooling of the capstans 2,3 is carried out by a heat conducting part, for example a metal plate 15 with two walls 16, 17 between which a heat transfer fluid 18, for example a liquid, in particular liquid, flows. water, the wall 16 being disposed on the side of the capstans 2, 3.
  • the means allowing the circulation of the fluid 18 in + * e the walls 16, 17 are known means, comprising for example a pump, and they are not shown on drawing for the sake of simplicity.
  • the fluid 18 arrives by the tubing 19, it circulates between the walls 16, 17 then leaves the plate 15 by the tubing 20, the flow of the fluid 18 being shown diagrammatically by the arrows F Dir_.
  • the capstans 2,3 are mounted on shafts 21 rotating in bearings 22, 23.
  • the shafts 21 pass through the walls 16, 17 and they are sealed from the fluid 18 (FIG. 1).
  • the bearings 22 are each surrounded by a sleeve 24 in which circulates a cooling fluid 25, the circulation of this fluid 25 not being shown for the purpose of simpli ication.
  • the fluid 25 can be the fluid 18, which is then itself a cooling fluid, the sleeve 24 then communicating with the interior of the plate 15 where the fluid 18 circulates.
  • the capstans 2,3 are placed in an enclosure 26 containing a gas 27 preferably non-oxidizing, for example hydrogen or a mixture of hydrogen and nitrogen.
  • a gas 27 preferably non-oxidizing, for example hydrogen or a mixture of hydrogen and nitrogen.
  • the heat exchanges between the capstans 2,3 and the heat transfer fluid 18 are effected by means of the gas 27 forming a layer 28, of thickness H, situated between the substantially flat face 160 of the wall 16 of a part, and each face 130, substantially planar, of the capstans 2, 3 on the other hand.
  • the faces 130 are arranged substantially in the same plane which is perpendicular to the axes xx ', yy' and substantially parallel to the face 160 which therefore partly limits the enclosure 26, the gas 27 being in contact with the capstans 2,3 and the face 160.
  • the fluid 18, if it is used is a heating fluid, the heat going from the fluid 18 to the gas 27, then from the gas 27 to the capstans 2, 3, finally from these capstans to the wire 4.
  • the fluid 18 is a cooling fluid, and the heat flows in the opposite direction, from the wire 4 to the fluid 18.
  • the gas 27 in direct contact with the plate 15 and the capstans 2,3 allows this heat exchange, the plate 15 being produced with a material conducting the heat, for example a metallic material.
  • the threaded elements 29 make it possible to vary the distance H, by moving the capstans 2,3 along their respective axes xx 'and yy'.
  • the threaded elements 29 are screwed into the female threads 30, in fixed parts 31 of the device 1.
  • the modification of the thickness H of the layer 28 of the gas 27 of thermal coupling is obtained by acting on the lever 32 which rotates the threaded elements 29, which causes an axial displacement of these threaded elements 29, this axial displacement being transmitted to the shafts 21 via the shoulders 33 machined on the shafts 21.
  • the lever 32 makes it possible to actuate simultaneously the two shafts 21 of the capstans 2,3 by known means 34, shown diagrammatically by dotted lines in FIG. 1, these means being for example a toothed belt or a chain.
  • the heat exchanges take place between the wire 4 and the capstans 2 or 3 on the one hand by direct contact along the line 35 of contact between the wire and the capstans, on the bottom 110 of the groove 11 and on the other leaves passing through the gas 27 which is in the grooves 11 in contact with the wire 4 and the capstans 2,3, this heat flow being shown diagrammatically by the arrows F27 (FIG. 6) in the case of a cooling of the wire 4
  • a single gas 27 for the grooves 11 and the layer 28 two different gases could be used, having different thermal conductivities; but for reasons of simplicity, it is preferable to have a single gas 27 as represented in the case of device 1.
  • the gas 27 When the heat treatment consists in rapidly cooling a wire of large diameter, the gas 27 must be a good conductor heat, because without it, the thickness H of the layer 28 of gas 27, between the plate 15 and the capstans 2,3 could be of the same order as the dilations of the materials constituting the installation.
  • We preferably have 1 mm ⁇ H ⁇ 200 mm.
  • the gas 27 in the enclosure 26 is therefore in the layer 28, practically does not undergo any other movements than those which are due to the rotation of the capstans 2,3.
  • the capstans 2,3 are placed in an enclosure 36 isolated externally by an element 37.
  • the enclosure 36 is for example equipped with electric heating elements 38 regularly distributed around its perimeter.
  • the heating elements 38 for example resistors, then make it possible to heat the capstans 2,3 when the device 1 is started and thus to obtain very rapid start-ups.
  • the shafts 21 are thermally protected by heat shields 39. These elements 38 can also be used for example when the heat treatment is a heating treatment, the fluid 18 then being able not to be used.
  • FIG. 5 shows an arrangement corresponding to cooling of the wire 4 during its passage over the capstan 2, the diameter De being greater than the diameter D *. In the case of overheating, the arrangement would be reversed, with, in this case De ⁇ De.
  • the distance E between the axes xx 'and yy' of the capstans 2,3 is as small as possible, taking into account the size of these capstans, and avoiding contact between the various portions of the wire 4 between these capstans 2.3.
  • the capstans 2,3 and the plate 15 conductors of the heat are made for example of bronze steel or cast iron.
  • FIG. 7 represents a complete installation 100 in accordance with the invention making it possible to heat treat a steel wire 4 to subject it to an austenitization treatment followed by a pearlitization treatment.
  • This complete installation 100 comprises a device 50 and six pairs of capstans referenced Pi to P6 identical to the device 1 according to the invention described above.
  • the devices Pi to P6 in accordance with the invention make it possible to cool the wire 4 or to maintain it at a practically constant temperature, the heat transfer fluid 18 being for example water.
  • the heat transfer fluid 18 being for example water.
  • only the capstans of the pairs Pi to P6 and the wire 4 to be treated are shown in this figure 7.
  • FIG. 8 represents the evolution of the temperature of the wire 4 and the capstans 2,3 during a pearlitization heat treatment, the wire 4 being made of steel, the temperature T corresponding to the ordinate axis and the time "t "on the x-axis.
  • the wire 4 enters the device 50 where it undergoes an austenitization treatment.
  • This device 50 comprises two capstans 51, 52 on which the wire 4 is muffled, and an alternating magnetic flux is passed through the wire loops 4 thus formed, this flux being produced by the inductor 53.
  • the wire 4 which leaves the installation 50 then arrives on the capstan 2 of the pair of capstan Pi.
  • the capstans 2,3 of the pair Pi are maintained at a temperature Tci of the order of 450 to 650 * C.
  • the origin 0 of the times corresponds to the arrival of the wire 4 on the pair Pi.
  • Tf2 a temperature close to that of the capstans of the pair Pi This rapid cooling therefore allows the transformation of stable austenite into metastable austenite.
  • the wire 4 then passes successively over the four pairs P2 to Ps whose role is to maintain the wire 4 at a temperature which does not vary by more than 10 * C by excess or by default of the given temperature Tf2, the temperature Tf of the wire 4 then being for example in the interval Tf2 - 8 * C, Tf2 + 8 * C, and this throughout the duration of the transformation of the metastable austenite into perlite and for approximately 1 to 3 seconds following this transformation.
  • the aim of this part of the installation is on the one hand to avoid recalescence during the period during which the peak of thermal power occurs due to the transformation of austenite into perlite (which would lead to the formation of coarse perlite) , on the other hand, to avoid premature cooling before the transformation is complete. Premature cooling before the transformation is complete could lead to a product containing bainite and therefore to a fragile wire and of a poor use value in particular as regards endurance.
  • the passage times of the wire 4 in the pairs P2 to Ps are respectively referenced t2 to t ⁇ , the " temperatures of the capstans of the pairs P2 to Ps are respectively referenced Tc2 has your.
  • the sum t2 + t3 + t4 + t ⁇ is -dr example of the order of 4 to 10 seconds.
  • Figure 9 shows the evolution of the transformation of austenite into perlite over time.
  • the time "t" corresponds to the abscissa axis, and the% of transformation into perlite to the ordinate axis.
  • the transformation during time t2 is slow, the perlitization only starting towards the end of this time t2, the power to be exchanged is therefore low and the temperature Tc2 of the second pair P2 is slightly lower than the temperature aimed for the transformation (Tf2 ).
  • Has processing during the time t3 is very fast, the enjoyment exchange is more important, and the temperature T c3 of the third pair P3 is substantially lower than the temperature Tc2 of the second pair P2.
  • Li is the thermal conductivity of the gas which is in the grooves 11 in contact with the wire 4 and the capstans 2,3, L2 is the thermal conductivity of the gas constituting the layer 28 of gas 27, these conductivities Li and L2 being determined at 600 * C and expressed in watts.m.
  • L is the thickness of the layer 28 of the gas 27, expressed in millimeters.
  • the following relationships are furthermore verified in at least one of the pairs P2 to P4 Kl * 0.3 (11) 0.5xl0 ⁇ 3 ⁇ K4 ⁇ 9xl0 ⁇ 3 (12).
  • the final cooling section allows the wire to be cooled from a temperature Tf2 of the order of 450 to 650 * C to a temperature Tf3 of the order of 100 to 200 * C er.
  • a time te of the order of 3 to 6 seconds it comprises a pair of crossed block capstans, the lower capstan 2 is motorized, the upper capstan 3 is not, the winding diameter De on the first gorgp of the lower capstan is greater than the diameter Ds of the last groove of the lower capstan, the capstans are maintained at a temperature Tc ⁇ of the order of 50 to 150 ° C.
  • the characteristics of this steel are as follows:
  • the recovery rate Tr is the ratio between the length of wire in contact with the groove bottoms and the total length of wire located between the first point of contact 5 on arrival on the heat transfer element and the last point 10 at the exit, that is to say between points 5 and 10 previously defined ( Figure 3).
  • the incubation time is the time necessary for 1% of metastable austenite to transform into perlite, this time being counted from the start of cooling (arrival of wire 4 on pair P).
  • the transformation time is the time necessary to go from 1% to 99% of perlite.
  • test conditions are as follows:
  • the capstans were kept at a temperature of: 520 * C using a water flow at 25 * C of 2.4 m / h
  • Center distance of the capstans: E 1050 mm
  • Rotation speed of capstan 2 289 rpm.
  • the wire temperature was kept at 580 ⁇ 5 * C.
  • Capstans were maintained at a temperature of 545 ° C using a flow of water at 25 ° C: 0.15 m 3 / h.
  • Rotation speed of capstan 2 289 rpm.
  • the wire temperature was kept at 580 ⁇ 6 * C.
  • the capstans were kept at a temperature of: 417 * C using a water flow at 25 * C of: 0.7 m 3 / h.
  • Fourth pair P4 of capstans period t4 identical to the second pair of capstans.
  • Rotation speed of capstan 2 480 rpm.
  • the wire temperature was maintained at 580 ⁇ 2 ° C.
  • the islets were kept at a temperature of: 585 ⁇ 5 * C grt ⁇ tux electrical resistances 38, the circulation of water was
  • the capstans were kept at a temperature of: 170 * C using a water flow at 25 * C of: 2.13 m 3 / h
  • wire 4 After heat treatment, wire 4 has a tensile strength of 1200 MPa (megapascals).
  • This wire is then brass plated and then drawn in a known manner to obtain a final diameter of 0.17 mm. Breaking strength in tension for this drawn wire is 3,000 MPa
  • This example is identical to the previous one except that a type 2 steel is used instead of a type 1 steel.
  • the incubation time and the transformation time are substantially the same as in previous example.
  • the wire After heat treatment, the wire has a tensile strength of 1350 MPa.
  • This wire is then brass plated and then drawn in a known manner to obtain a final diameter of 0.17 mm.
  • the tensile strength for this drawn wire is 3500 MPa.
  • the capstans were maintained at a temperature of: 540 * C using a water flow at 25 'C of: 7.16 ra 3 / h
  • Rotation speed of capstan 2 192 revolutions / minute.
  • the wire temperature was maintained at 580 ⁇ 5 * C.
  • the capstans were maintained at a temperature of 549 * C using a water flow at 25 * C of: 0.4 m 3 / h
  • the wire temperature was kept at 580 ⁇ 6 * C
  • Capstans were maintained at a temperature of 436 ° C using a flow rate of water at 25 ° C of 1.85 m / h
  • Tr 0.898
  • Rotation speed of capstan 2 320 rpm.
  • the wire temperature was maintained at 580 ⁇ 2 ° C.
  • the capstans were kept at a temperature of: 585 ⁇ 5 * C thanks to the electrical resistances 38, the circulation of water was cut off.
  • the capstans were kept at a temperature of: 170 * C using a water flow at 25 * C of 5.88 m / h
  • the wire 4 After heat treatment, the wire 4 has a tensile strength of 1200 MPa.
  • This wire is then brass plated and then drawn in a known manner to obtain a final diameter of 0.28 mm.
  • This example is identical to the previous one except that a type 2 steel is used instead of a type 1 steel.
  • the incubation time and the transformation time are substantially the same as in previous example.
  • the wire After heat treatment, the wire has a tensile breaking strength of 1345 MPa.
  • This wire is then brass plated and then drawn in a known manner to obtain a final diameter of 0.28 mm.
  • the tensile strength for this drawn wire is 3,480 MPa
  • the capstans were kept at a temperature of: 558 * C using a water flow at 25 * C of 9.95 m / h
  • the wire temperature was kept at 580 ⁇ 5 * C
  • the capstans were maintained at a temperature of: 550 * C using a water flow at 25 * C of: 0.66 m 3 / h
  • the wire temperature was kept at 580 ⁇ 6 * C
  • the capstans were kept at a temperature of: 443 "C using a water flow at 25 * C of: 3 m / h
  • Rotation speed of capstan 2 239 rpm.
  • the wire temperature was kept at 580 ⁇ 2 * C
  • the capstans were kept at a temperature of: 585 ⁇ 5 * C thanks to the electrical resistances 38, the circulation of water was cut off.
  • the capstans were maintained at a temperature of: 170 * C using a water flow at 25 ° C of: 9.5 m 3 / h
  • the wire 4 After heat treatment, the wire 4 has a tensile strength of 1,195 MPa.
  • This wire is then brass plated and then drawn in a known manner to obtain a final diameter of 0.35 mm.
  • This example is identical to the previous one except that a type 2 steel is used instead of a type 1 steel.
  • the incubation time and the transformation time are substantially the same as in previous example.
  • the wire After heat treatment, the wire has a tensile strength of 1355 MPa.
  • This wire is then brass plated and then drawn in a known manner to obtain a final diameter of 0.35 mm.
  • the tensile strength for this drawn wire is 3,510 MPa.
  • Example 2 This example is identical to Example 1 with the exception that a type 1 steel is used from the composition point of view but with an incubation time of 3.8 seconds and a transformation time of 3, 8 seconds at 580 * C.
  • Example 8 The installation is identical to that used for example 1 except for the number of turns which went from 7 to 8 on the first pair Pi of capstans, from 3 to 4 on the third pair P3 of capstans.
  • the tensile strengths after heat treatment and after drawing do not differ by more than 2% from those of Example 1
  • Example 8
  • Example 6 This example is identical to Example 6 except that a type 2 steel is used from the composition point of view but with an incubation time of 4.4 seconds and a transformation time of 6 seconds. at 580 * C.
  • the installation is identical to that of Example 6 except for the number of turns which went from 4 to 5 on the first pair P of capstans, from 2 to 3 on the third pair P3 of capstans.
  • Example 2 This example is identical to Example 2 except for the fact that a type 2 steel is used from the composition point of view but with an incubation time of 4 seconds and a transformation time of 3 seconds at 580 * C.
  • the automatic regulation put the second pair P2 of capstans in heating mode, that is to say that the cooling water circulation was cut off and the electric heating resistors 38 were put into service. so as to avoid the cooling of the wire which would have occurred on the second pair of capstans between the arrival of the wire and the moment when it is the seat of a release of heat due to the transformation of the austenite into perlite .
  • the tensile strengths after heat treatment and after wire drawing decreased by less than 2% compared to those of Example 2, which is due to the fact of a slightly poorer isothermicity.
  • the wire 4 treated in accordance with the invention in the installation 100 has the same structure as that obtained by the known lead patenting process, that is to say a fine pearlitic structure.
  • This structure includes ceramic slats separated by ferrite slats.
  • FIG. 10 represents in section a portion 70 of such a fine pearlitic structure.
  • This portion 70 comprises two substantially parallel cementite strips 71, separated by a ferrite strip 72.
  • the thickness of the cementite strips 71 is represented by "i” and the thickness of the ferrite strips 72 is represented by "e” .
  • the pearlitic structure is fine, that is to say that the average value of the sum i + e is at most equal to 1000 ⁇ , with a standard deviation of 250 A.

Abstract

Procédé et dispositif (1) permettant de traiter thermiquement au moins un fil métallique (4) à l'aide de cabestans (2, 3) caractérisés par les points suivants: a) on fait passer le fil (4) sur au moins deux cabestans (2, 3) conduisant la chaleur comportant des gorges (11), le fil (4) étant mouflé croisé dans ces gorges (11), la largeur des gorges (11) étant légèrement supérieure à celle du fil (4); b) on chauffe ou on refroidit les cabestans (2, 3) par l'intermédiaire d'au moins un gaz (27), disposé entre les cabestans et une pièce qui est au contact d'un fluide caloporteur. c) on choisit l'épaisseur de la couche de gaz en fonction du traitement thermique à effectuer. Installations de traitement thermique de fils métalliques (4) comportant au moins un dispositif (1); fils métalliques (4) traités avec le procédé et/ou le dispositif (1) et/ou les installations conformes à l'invention; articles renforcés par ces fils (4) de tels articles étant notamment des enveloppes de pneumatiques.Method and device (1) making it possible to heat treat at least one metal wire (4) using capstans (2, 3) characterized by the following points: a) the wire (4) is passed over at least two capstans (2, 3) conducting the heat comprising grooves (11), the wire (4) being crossed crossed in these grooves (11), the width of the grooves (11) being slightly greater than that of the wire (4); b) the capstans (2, 3) are heated or cooled by means of at least one gas (27), disposed between the capstans and a part which is in contact with a heat transfer fluid. c) the thickness of the gas layer is chosen according to the heat treatment to be carried out. Installations for heat treatment of metal wires (4) comprising at least one device (1); metallic wires (4) treated with the method and / or the device (1) and / or the installations in accordance with the invention; articles reinforced by these wires (4) of such articles being in particular tire casings.

Description

PROCEDES ET DISPOSITIFS PERMETTANT DE TRAITER THERMIQUEMENT DES FILS METALLIQUES EN LES FAISANT PASSER SUR DES CABESTANS. METHODS AND DEVICES FOR THERMALLY TREATING METAL WIRES BY PASSING THEM ON CAPSTANS.
L'invention concerne les procédés et les dispositifs permettant de traiter thermiquement des fils métalliques. De tels procédés et dispositifs permettent par exemple la perlitisation de fils d'acier de façon à obtenir une structure perlitique fine, à une vitesse importante, par exemple au moins ég'ale à 15 m/s.The invention relates to methods and devices for heat treating metal wires. Such methods and devices allow, for example, the perlitization of steel wires so as to obtain a fine pearlitic structure, at a high speed, for example at least equal to 15 m / s.
Il e :onnu par le brevet SU-A-1 224 347 d'effectuer un traitement de perlitisation en faissant passer un fil d'acier sur des cabestans lisses placés dans l'air ambiant, de façon à effectuer ce traitement à une vitesse notablement plus élevée que dans une installation classique de patentage au plomb, et sans avoir les inconvénients de cette technique au plomb, qui sont notamment les dangers concernant l'hygiène et la protection de l'environnement. L'expérience montre que le procédé décrit da ce brevet conduit à l'obtention de produits ayant une valeur d'usage nettement moins bonne que celle que l'on peut obtenir avec le patentage au plomb. En effet la courbe de refroidissement comporte une zone de recalesceπce importante, par exemple une remontée de température de 50*C pour des fils ayant un diamètre de 3 mm. Cette recalescence importante est due au mauvais coefficient de transfert thermique entre le fil et le cabestan, qui conduit à un écart de température important entre le fil et le cabestan lorsque la pointe de puissance thermique provoquée par la transformation de l'austénite en perlite se produit. Or la présence d'une recalescence supérieure à 20*C au cours du traitement thermique ne permet pas d'obtenir une valeur d'usage élevée des fils, en particulier lorsqu'ils ont des diamètres importants.It is known by patent SU-A-1 224 347 to perform a pearlitization treatment by passing a steel wire over smooth capstans placed in the ambient air, so as to carry out this treatment at a notably speed higher than in a conventional lead patenting installation, and without having the disadvantages of this lead technique, which are in particular the dangers concerning hygiene and environmental protection. Experience shows that the process described in this patent leads to the production of products having a clearly lower use value than that which can be obtained with lead patenting. In fact the cooling curve has a significant recalesceπce area, for example a 50 ° C temperature rise for son having a diameter of 3 mm. This significant recalescence is due to the poor coefficient of heat transfer between the wire and the capstan, which leads to a significant temperature difference between the wire and the capstan when the peak of thermal power caused by the transformation of austenite into perlite occurs. . But the presence of a superior recalescence at 20 ° C during the heat treatment does not achieve a high use value of the son, especially when they have large diameters.
Le but de l'invention est de proposer un procédé et un dispositif permettant de traiter thermiquement un fil métallique en faisant passer le fil sur des cabestans, de façon à avoir en même temps une vitesse importante de défilement du fil et un bon échange thermique entre le fil et le cabestan. En conséquence l'invention concerne un procédé permettant de traiter thermiquement au moins un fil métallique à l'aide de cabestans, ce procédé étant caractérisé par les points suivants : a) on fait passer le fil sur au moins deux cabestans conduisant la chaleur comportant des gorges, le fil étant moufle, croisé dans ces gorges, la largeur des gorges étant légèrement supérieure à celle du fil, un gaz, dans les gorges, étant au contact du fil et des cabestans ;The object of the invention is to provide a method and a device for heat treating a metal wire by passing the wire over capstans, so as to have at the same time a high speed of travel of the wire and good heat exchange between the wire and the capstan. Consequently, the invention relates to a method making it possible to heat treat at least one metal wire using capstans, this method being characterized by the following points: a) the wire is passed over at least two capstans conducting heat comprising grooves, the wire being muffle, crossed in these grooves, the width of the grooves being slightly greater than that of the wire, a gas, in the grooves, being in contact with the wire and the capstans;
b) on chauffe ou en refroidit les cabestans par l'intermédiaire d'au moins un gaz, disposé entre les cabestans et au moins une pièce, ce gaz étant au contact des cabestans et de la pièce, cette pièce qui conduit la chaleur, étant située à l'extérieur des cabestans, en faisant circuler un fluide caloporteur au contact de la pièce ;b) the capstans are heated or cooled by means of at least one gas, disposed between the capstans and at least one part, this gas being in contact with the capstans and the part, this part which conducts heat, being located outside the capstans, by circulating a heat transfer fluid in contact with the part;
c) on choisit l'épaisseur de la couche de gaz, entre les cabestans et la pièce, en fonction du traitement thermique à effectuer.c) the thickness of the gas layer is chosen, between the capstans and the part, according to the heat treatment to be carried out.
L'invention concerne également un dispositif permettant de traiter thermiquement au moins un fil métallique à l'aide de cabestans, le dispositif étant caractérisé par les points suivants ;The invention also relates to a device making it possible to heat treat at least one metal wire using capstans, the device being characterized by the following points;
a) il comporte au moins deux cabestans conduisant la chaleur et comprenant des gorges, des moyens permettant de faire défiler le fil dans les gorges des cabestans, le fil étant moufl croisé dans ces gorges, la largeur des gorges étant légèrement supérieure à celle du fil et un gaz, dans les gorges, au contact du fil et des cabestans ; b) il comporte des moyens permettant de chauffer ou de refroidir les cabestans, ces moyens comprenant :a) it comprises at least two capstans conducting heat and comprising grooves, means making it possible to pass the wire through the grooves of the capstans, the wire being crossed in these grooves, the width of the grooves being slightly greater than that of the wire and a gas, in the grooves, in contact with the wire and the capstans; b) it includes means for heating or cooling the capstans, these means comprising:
- au moins une pièce conduisant la chaleur et située à l'extérieur des cabestans ;- at least one heat conducting part located outside the capstans;
- des moyens permettant de faire circuler un fluide caloporteur au contact de la pièce ;- Means for circulating a heat transfer fluid in contact with the workpiece;
- un gaz disposé entre les cabestans et la pièce, au contact des cabestans et de la pièce ;- a gas placed between the capstans and the part, in contact with the capstans and the part;
c) il comporte des moyens permettant de faire varier l'épaisseur de la couche de gaz entre les cabestans et la pièce, en fonction du traitement thermique à effectuer.c) it comprises means making it possible to vary the thickness of the gas layer between the capstans and the part, as a function of the heat treatment to be carried out.
L'invention concerne également les installations de traitement thermique de fils métalliques comprenant au moins un dispositif conforme à l'invention.The invention also relates to installations for the thermal treatment of metal wires comprising at least one device according to the invention.
L'invention concerne également les fils métalliques traités avec le procédé et/ou le dispositif et/ou les installations conformes à l'invention, ainsi que les articles renforcés par ces fils, de tels articles étant par exemple des articles en caoutchouc et/ou en matières plastiques, notamment des courroies, des tuyaux, des enveloppes de pneumatiques.The invention also relates to the metallic wires treated with the process and / or the device and / or the installations in accordance with the invention, as well as the articles reinforced by these wires, such articles being for example rubber articles and / or made of plastics, in particular belts, hoses, tire casings.
L'invention sera aisément comprise à l'aide des exemples non limitatifs qui suivent et des figures toutes schématiques relatives à ces exemples.The invention will be easily understood with the aid of the following non-limiting examples and all schematic figures relating to these examples.
Sur le dessin :On the drawing :
- La figure 1 représente en coupe un dispositif conforme à l'invention comportant deux cabestans comportant des gorges, cette coupe étant schématisée par les segments de ligne droite I-I à la figure 2 ; La figure 2 représente selon une autre coupe le dispositif conforme à l'invention représenté à la figure 1, la coupe de la figure 2 étant schématisée par les segments de ligne droite II-II à la figure 1 ;- Figure 1 shows in section a device according to the invention comprising two capstans comprising grooves, this section being shown schematically by the straight line segments II in Figure 2; Figure 2 shows in another section the device according to the invention shown in Figure 1, the section of Figure 2 being shown schematically by the straight line segments II-II in Figure 1;
La figure 3 est une vue de face des deux cabestans du dispositif conforme à l'invention représenté aux figures 1 et 2, avec le fil moufle sur ces cabestans, les autres parties du dispositif étant supposées enlevées ;Figure 3 is a front view of the two capstans of the device according to the invention shown in Figures 1 and 2, with the muffle wire on these capstans, the other parts of the device being assumed removed;
La figure 4 est une vue latérale des deux cabestans du dispositif conforme à l'invention représenté aux figures 1 et 2, avec le fil moufle sur ces cabestans, les autres parties du dispositif étant supposées enlevées ;Figure 4 is a side view of the two capstans of the device according to the invention shown in Figures 1 and 2, with the muffle wire on these capstans, the other parts of the device being assumed removed;
La figure 5 est une coupe d'une portion d'un des cabestans représentés aux figures 3 et 4, cette coupe étant schématisée par les segments de lignes droites V-V à la figure 3 ;Figure 5 is a section through a portion of one of the capstans shown in Figures 3 and 4, this section being shown schematically by the straight line segments V-V in Figure 3;
La figure 6 représente plus en détail en coupe une des gorges du cabestan représenté à la figure 5, la coupe étant effectuée dans les mêmes conditions qu'à la figure 5 ;Figure 6 shows in more detail in section one of the capstan grooves shown in Figure 5, the cut being carried out under the same conditions as in Figure 5;
La figure 7 représente une installation complète comportant six dispositifs conformes à l'invention, cette installation permettant d'effectuer un traitement de perlitisation ;FIG. 7 represents a complete installation comprising six devices in accordance with the invention, this installation making it possible to perform a pearlitization treatment;
La figure 8 représente l'évolution, en fonction du temps, de la température du fil et des cabestans dans l'installation représentée à la figure 7 ;Figure 8 shows the evolution, as a function of time, of the temperature of the wire and the capstans in the installation shown in Figure 7;
La figure 9 représente l'évolution de la transformation de l' austénite en perlite au cours du temps lors du. traitement du fil dans l'installation représentée à la figure 7 ;Figure 9 shows the evolution of the transformation of austenite into perlite over time during the. treatment of wire in the installation shown in Figure 7;
- La figure 10 représente en coupe une portion de la structure perlitique du fil traité dans l'installation représentée à la figure 7.FIG. 10 represents in section a portion of the pearlitic structure of the wire treated in the installation shown in FIG. 7.
Les figures 1 et 2 représentent un dispositif 1 conforme à l'invention mettant en oeuvre le procédé conforme à l'invention Ce dispositif 1 comporte deux cabestans 2,3 sur lesquels s'enroule le fil 4 à traiter. Les cabestans 2,3 conducteurs de la chaleur sont réalisés par exemple avec des matières métalliques. L'axe de rotation du cabestan 2 est référencé xx' et l'axe du cabestan 3 est référencé yy'. Les axes xx' et yy' sont parallèles entre eux et situés par exemple dans un même plan vertical. La figure 1 est une coupe du dispositif 1 suivan le plan vertical passant par les axes x ' et yy' ; la figure 2 est une coupe du dispositif 1 suivant un plan vertical perpendiculaire aux axes xx' et yy' ; la figure 3 est une vue d face des cabestans 2 et 3, avec le fil 4 moufle sur ces cabestans et la figure 4 est une vue latérale de ces cabestans et 3 avec le fil 4 moufle sur ces cabestans, les autres parties du dispositif 1 étant supposées enlevées sur ces figures 3 et 4. La coupe de la figure 1 est schématisée par les segments de ligne droite I-I à la figure 2, et la coupe de la figure 2 est schématisé par les segments de ligne droite II-II à la figure 1. L'axe xx' est représenté par la lettre x aux figures 2 et 3 et l'axe yy' est représenté par la lettre y aux figures 2 et 3. Le fil 4 arrive, dans la direction de la flèche Fa, au point 5 du cabestan inférieur 2 (figure 3). Le cabestan 2 est actionné en rotation autour de l'axe xx' par un moteur non représenté sur le dessin dans un but de simplification, la rotation du cabestan 2 étant schématisée par la flèche F2. Le fil 4 est entraîné par le cabestan 2 jusqu'au point 6 où il quitte le cabestan 2 et se dirige dans le sens de la flèche F2-3 vers le cabestan supérieur 3 non motorisé. Il prend contact au point 7 avec le cabestan 3 qui le soutient jusqu'au point 8, la rotation du cabestan 3 autour de l'axe yy' étant schématisée par la flèche F3.Figures 1 and 2 show a device 1 according to the invention implementing the method according to the invention This device 1 comprises two capstans 2,3 on which the wire 4 to be treated is wound. The capstans 2,3 heat conductors are made for example with metallic materials. The axis of rotation of the capstan 2 is referenced xx 'and the axis of the capstan 3 is referenced yy'. The axes xx 'and yy' are parallel to each other and located for example in the same vertical plane. Figure 1 is a section of the device 1 following the vertical plane passing through the axes x 'and yy'; Figure 2 is a section of the device 1 along a vertical plane perpendicular to the axes xx 'and yy'; Figure 3 is a front view of capstans 2 and 3, with the muffle wire 4 on these capstans and Figure 4 is a side view of these capstans and 3 with the muffle wire 4 on these capstans, the other parts of the device 1 being assumed removed in these Figures 3 and 4. The section of Figure 1 is shown schematically by the straight line segments II in Figure 2, and the section of Figure 2 is shown schematically by the straight line segments II-II in the FIG. 1. The axis xx 'is represented by the letter x in FIGS. 2 and 3 and the axis yy' is represented by the letter y in FIGS. 2 and 3. The wire 4 arrives, in the direction of the arrow Fa, at point 5 of the lower capstan 2 (Figure 3). The capstan 2 is actuated in rotation about the axis xx 'by a motor not shown in the drawing for the purpose of simplification, the rotation of the capstan 2 being shown diagrammatically by the arrow F2. Wire 4 is driven by capstan 2 to point 6 where it leaves capstan 2 and heads in the direction of arrow F2-3 to the upper capstan 3 non-motorized. It makes contact at point 7 with the capstan 3 which supports it up to point 8, the rotation of the capstan 3 around the axis yy 'being shown diagrammatically by the arrow F3.
Le fil 4 quitte alors le cabestan 3 et se déplace dans le sens de la flèche F3-2 jusqu'au cabestan 2 qu'il contacte au point 9. Le cabestan 2 entraîne alors le fil 4 une nouvelle fois dans sa rotation en direction du cabestan 3. Le mouflage du fil 4 sur les cabestans 2 et 3 est croisé, c'est-à-dire que la rotation F3 du cabestan 3, entraîné par le fil 4, est de sens opposé à la rotation F2 du cabestan 2, les directions F2-3 et F3-2 se croisant, sans qu'il y ait de contact entre les portions successives du fil 4 entre les cabestans 2 et 3. Ce trajet est répété plusieurs fois, le fil 4 effectuant ainsi plusieurs parcours en forme de huit sur les deux cabestans 2 et 3. Le filThe wire 4 then leaves the capstan 3 and moves in the direction of the arrow F3-2 to the capstan 2 which it contacts at point 9. The capstan 2 then drives the wire 4 once again in its rotation towards the capstan 3. The hauling of the wire 4 on the capstans 2 and 3 is crossed, that is to say that the rotation F3 of the capstan 3, driven by the wire 4, is in the opposite direction to the rotation F2 of the capstan 2, the directions F2-3 and F3-2 crossing, without there being any contact between the successive portions of the wire 4 between the capstans 2 and 3. This path is repeated several times, the wire 4 thus carrying out several courses in shape of eight on the two capstans 2 and 3. The thread
4 quitte enfin la paire de cabestans 2,3 au point 10 du cabestan inférieur 2, dans le sens de la flèche Fs (figure 3).4 finally leaves the pair of capstans 2,3 at point 10 of the lower capstan 2, in the direction of the arrow Fs (FIG. 3).
Le contact du fil 4 avec les cabestans 2 et 3 s'effectue dans des gorges 11 pratiquées sur ces cabestans.The contact of the wire 4 with the capstans 2 and 3 takes place in grooves 11 made on these capstans.
La figure 5 est une coupe d'une portion du cabestan 2, selon un plan passant par l'axe xx' de ce cabestan, cette coupe étant schématisée par les segments de lignes droites V-V à la figure 3.FIG. 5 is a section through a portion of the capstan 2, along a plane passing through the axis xx ′ of this capstan, this section being shown diagrammatically by the segments of straight lines V-V in FIG. 3.
Cette coupe présente des gorges 11 dont une est représentée agrandie à la figure 6, avec le fil 4 disposé dans cette gorge, la coupe de la figure 6 étant effectuée selon le même plan que la figure 5. Le cabestan 2 comporte par exemple sept gorges 11, chacune de ces gorges ayant pour axe l'axe xx' du cabestan 2. Dans le plan de la figure 6, la largeur J de la gorge 11 est légèrement supérieure au diamètre Df du fil 4, la gorge 11 ayant un fond 110 dont la forme est un demi-cercle de diamètre J à la figure 6. Toutes les gorges 11 des cabestans 2 et 3 ont la même forme et la même largeur J.This section has grooves 11, one of which is shown enlarged in Figure 6, with the wire 4 disposed in this groove, the section of Figure 6 being made along the same plane as Figure 5. The capstan 2 comprises for example seven grooves 11, each of these grooves having as axis the axis xx 'of the capstan 2. In the plane of FIG. 6, the width J of the groove 11 is slightly greater than the diameter Df of the wire 4, the groove 11 having a bottom 110 whose shape is a semicircle of diameter J at the Figure 6. All the grooves 11 of the capstans 2 and 3 have the same shape and the same width J.
Le jeu radial (J-Df)/2 et l'écartement p entre les gorges 11 (pas des gorges) doivent être suffisamment grands pour que le fil 4 puisse aller de la gorge 11 d'un cabestan à la gorge 11 correspondante de l'autre cabestan, sans qu'il y ait de frottement du fil 4 sur lui-même aux endroits où les portions d fil 4 se croisent, entre les cabestans 2,3 (fig. 5 et 6), ces valeurs pouvant être choisies par l'homme de l'art en fonction de l'application.The radial clearance (J-Df) / 2 and the spacing p between the grooves 11 (not the grooves) must be large enough so that the wire 4 can go from the groove 11 of a capstan to the corresponding groove 11 of the another capstan, without there being friction of the wire 4 on itself at the places where the portions of wire 4 cross, between the capstans 2,3 (fig. 5 and 6), these values being able to be chosen by those skilled in the art depending on the application.
De préférence les gorges 11 du cabestan 3 non entraîné sont localisées sur des anneaux 12 d'axe yy'. Ces anneaux qui conduisent la chaleur et sont réalisés par exemple en matière métallique sont désolidarisés mécaniquement du corps 13 du cabestan 3 (figure 1). Le corps 13 tourne librement autour de l'axe yy' et les anneaux 12 peuvent tourner librement autour de l'axe yy' , indépendamment du corps 13, ces anneaux 12 glissant sur la surface cylindrique 14 du corps 13. D'autre part les anneaux 12 peuvent tourner librement les uns par rapport aux autres. Cette disposition permet d'améliorer le contact entre le fil 4 et le cabestan 3 et d'améliorer la tension du fil 4 entre les cabestans 2, 3.Preferably the grooves 11 of the capstan 3 not driven are located on rings 12 of axis yy '. These rings which conduct heat and are made for example of metallic material are mechanically separated from the body 13 of the capstan 3 (Figure 1). The body 13 rotates freely around the axis yy 'and the rings 12 can rotate freely around the axis yy', independently of the body 13, these rings 12 sliding on the cylindrical surface 14 of the body 13. On the other hand the 12 rings can rotate freely with respect to each other. This arrangement improves the contact between the wire 4 and the capstan 3 and improves the tension of the wire 4 between the capstans 2, 3.
Le chauffage ou le refroidissement des cabestans 2,3 est effectué par une pièce conduisant la chaleur, par exemple un plateau 15 métallique à deux parois 16, 17 entre lesquelles s'écoule un fluide caloporteur 18, par exemple un liquide, notamment de l'eau, la paroi 16 étant disposée du côté des cabestans 2, 3. Les moyens permettant la circulation du fluide 18 en+ *e les parois 16, 17 sont moyens connus, comportant par ex iple une pompe, et ils ne t pas représentés sur le dessin dans un but de simplificat . Le fluide 18 arrive par la tubulure 19, il circule entre les parois 16, 17 puis sort du plateau 15 par la tubulure 20, l'écoulement du fluide 18 étant schématisé par les flèches F„_. Les cabestans 2,3 sont montés sur des arbres 21 tournant dans des paliers 22, 23. Les arbres 21 traversent les parois 16, 17 et ils sont séparés de façon étanche du fluide 18 (figure 1). Les paliers 22 sont entourés chacun par un manchon 24 dans lequel circule un fluide 25 de refroidissement, la circulation de ce fluide 25 n'étant pas représentée dans un but de simpli ication. Le fluide 25 peut être le fluide 18, qui est alors lui-même un fluide de refroidissement, le manchon 24 communiquant alors avec l'intérieur du plateau 15 où circule le fluide 18.The heating or cooling of the capstans 2,3 is carried out by a heat conducting part, for example a metal plate 15 with two walls 16, 17 between which a heat transfer fluid 18, for example a liquid, in particular liquid, flows. water, the wall 16 being disposed on the side of the capstans 2, 3. The means allowing the circulation of the fluid 18 in + * e the walls 16, 17 are known means, comprising for example a pump, and they are not shown on drawing for the sake of simplicity. The fluid 18 arrives by the tubing 19, it circulates between the walls 16, 17 then leaves the plate 15 by the tubing 20, the flow of the fluid 18 being shown diagrammatically by the arrows F „_. The capstans 2,3 are mounted on shafts 21 rotating in bearings 22, 23. The shafts 21 pass through the walls 16, 17 and they are sealed from the fluid 18 (FIG. 1). The bearings 22 are each surrounded by a sleeve 24 in which circulates a cooling fluid 25, the circulation of this fluid 25 not being shown for the purpose of simpli ication. The fluid 25 can be the fluid 18, which is then itself a cooling fluid, the sleeve 24 then communicating with the interior of the plate 15 where the fluid 18 circulates.
Les cabestans 2,3 sont placés dans une enceinte 26 contenant un gaz 27 de préférence non oxydant, par exemple de l'hydrogène ou un mélange d'hydrogène et d'azote. Les échanges thermiques entre les cabestans 2,3 et le fluide caloporteur 18 s'effectuent par l'intermédiaire du gaz 27 formant une couche 28, d'épaisseur H, située entre la face 160, sensiblement plane, de la paroi 16 d'une part, et chaque face 130, sensiblement plane, des cabestans 2, 3 d'autre part. Les faces 130 sont disposées sensiblement dans un même plan qui est perpendiculaire aux axes xx' , yy' et sensiblement parallèle à la face 160 qui limite donc en partie l'enceinte 26, le gaz 27 étant au contact des cabestans 2,3 et de la face 160. Lorsque le traitement thermique du fil 4 est un réchauffement, le fluide 18, s'il est utilisé, est un fluide chauffant, la chaleur allant du fluide 18 vers le gaz 27, puis du gaz 27 vers les cabestans 2,3, enfin de ces cabestans vers le fil 4. Lorsque le traitement du fil 4 est un refroidissement, le fluide 18 est un fluide réfrigérant, et la chaleur s'écoule en sens inverse, depuis le fil 4 vers le fluide 18. Le gaz 27 en contact direct avec le plateau 15 et les cabestans 2,3 permet cet échange thermique, le plateau 15 étant réalisé avec une matière conduisant la chaleur, par exemple une matière métallique. Les éléments filetés 29 permettent de faire varier la distance H, en déplaçant les cabestans 2,3 le long de leurs axes respectifs xx' et yy' . Dans ce but, les éléments filetés 29 sont vissés dans les filetages femelles 30, dans des parties fixes 31 du dispositif 1. La modification de l'épaisseur H de la couche 28 du gaz 27 de couplage thermique est obtenu en agissant sur le levier 32 qui entraîne en rotation les éléments filetés 29, ce qui provoque un déplacement axial de ces éléments filetés 29, ce déplacement axial étant transmis aux arbres 21 par l'intermédiaire des épaulements 33 usinés sur les arbres 21. Le levier 32 permet d'actionner simultanément les deux arbres 21 des cabestans 2,3 par des moyens connus 34, schématisés par des lignes pointillées à la figure 1, ces moyens étant par exemple une courroie crantée ou une chaîne. Les échanges thermiques s'opèrent entre le fil 4 et les cabestans 2 ou 3 d'une part par contact direct le long de la ligne 35 de contact entre le fil et les cabestans, sur le fond 110 de la gorge 11 et d'autre part en passant au travers du gaz 27 qui se trouve dans les gorges 11 au contact du fil 4 et des cabestans 2,3, ce flux thermique étant schématisé par les flèches F27 (figure 6) dans le cas d'un refroidissement du fil 4. Au lieu d'utiliser un gaz unique 27 pour les gorges 11 et la couche 28, on pourrait utiliser deux gaz différents, ayant des conductibilités thermiques différentes ; mais pour des raisons de simplicité, il est préférable d'avoir un gaz 27 unique comme représente dans le cas du dispositif 1. De même, il serait possible d'utiliser plusieurs pièces 15 dans le dispositif 1, mais il est préférable de n'en utiliser qu'une, dans un but de simplification.The capstans 2,3 are placed in an enclosure 26 containing a gas 27 preferably non-oxidizing, for example hydrogen or a mixture of hydrogen and nitrogen. The heat exchanges between the capstans 2,3 and the heat transfer fluid 18 are effected by means of the gas 27 forming a layer 28, of thickness H, situated between the substantially flat face 160 of the wall 16 of a part, and each face 130, substantially planar, of the capstans 2, 3 on the other hand. The faces 130 are arranged substantially in the same plane which is perpendicular to the axes xx ', yy' and substantially parallel to the face 160 which therefore partly limits the enclosure 26, the gas 27 being in contact with the capstans 2,3 and the face 160. When the heat treatment of the wire 4 is a heating, the fluid 18, if it is used, is a heating fluid, the heat going from the fluid 18 to the gas 27, then from the gas 27 to the capstans 2, 3, finally from these capstans to the wire 4. When the treatment of the wire 4 is cooling, the fluid 18 is a cooling fluid, and the heat flows in the opposite direction, from the wire 4 to the fluid 18. The gas 27 in direct contact with the plate 15 and the capstans 2,3 allows this heat exchange, the plate 15 being produced with a material conducting the heat, for example a metallic material. The threaded elements 29 make it possible to vary the distance H, by moving the capstans 2,3 along their respective axes xx 'and yy'. For this purpose, the threaded elements 29 are screwed into the female threads 30, in fixed parts 31 of the device 1. The modification of the thickness H of the layer 28 of the gas 27 of thermal coupling is obtained by acting on the lever 32 which rotates the threaded elements 29, which causes an axial displacement of these threaded elements 29, this axial displacement being transmitted to the shafts 21 via the shoulders 33 machined on the shafts 21. The lever 32 makes it possible to actuate simultaneously the two shafts 21 of the capstans 2,3 by known means 34, shown diagrammatically by dotted lines in FIG. 1, these means being for example a toothed belt or a chain. The heat exchanges take place between the wire 4 and the capstans 2 or 3 on the one hand by direct contact along the line 35 of contact between the wire and the capstans, on the bottom 110 of the groove 11 and on the other leaves passing through the gas 27 which is in the grooves 11 in contact with the wire 4 and the capstans 2,3, this heat flow being shown diagrammatically by the arrows F27 (FIG. 6) in the case of a cooling of the wire 4 Instead of using a single gas 27 for the grooves 11 and the layer 28, two different gases could be used, having different thermal conductivities; but for reasons of simplicity, it is preferable to have a single gas 27 as represented in the case of device 1. Likewise, it would be possible to use several parts 15 in device 1, but it is preferable not to to use only one, for the purpose of simplification.
La limitation du jeu radial (J-Df)/2 permet de faciliter les échanges thermiques entre le fil 4 et les cabestans 2,3.The limitation of the radial clearance (J-Df) / 2 makes it possible to facilitate the heat exchanges between the wire 4 and the capstans 2,3.
Lorsque le traitement thermique consiste à refroidir rapidement un fil de diamètre important, le gaz 27 doit être bon conducteur de la chaleur, car sans cela, l'épaisseur H de la couche 28 de gaz 27, entre le plateau 15 et les cabestans 2,3 pourrait être du même ordre que les dilations des matériaux constituant l'installation. On a de préférence 1 mm ≤ H ≤ 200 mm.When the heat treatment consists in rapidly cooling a wire of large diameter, the gas 27 must be a good conductor heat, because without it, the thickness H of the layer 28 of gas 27, between the plate 15 and the capstans 2,3 could be of the same order as the dilations of the materials constituting the installation. We preferably have 1 mm ≤ H ≤ 200 mm.
De préférence, le gaz 27 dans l'enceinte 26, est donc dans la couche 28, ne subit pratiquement pas d'autres mouvements que ceux qui sont dus à la rotation des cabestans 2,3.Preferably, the gas 27 in the enclosure 26, is therefore in the layer 28, practically does not undergo any other movements than those which are due to the rotation of the capstans 2,3.
Les cabestans 2,3 sont placés dans une enceinte 36 isolée extérieurement par un élément 37. Lorsque le dispositif 1 est destiné à effectuer un traitement thermique sur un fil 4 déjà chaud, l'enceinte 36 est par exemple équipée d'éléments électriques chauffants 38 répartis régulièrement sur son périmètre. Les éléments chauffants 38, par exemple des résistances, permettent alors le chauffage des cabestans 2,3 au démarrage du dispositif 1 et ainsi d'obtenir des mises en régime très rapides. Les arbres 21 sont protégés thermiquement par des boucliers thermiques 39. Ces éléments 38 peuvent aussi servir par exemple lorsque le traitement thermique est un traitement de chauffage, le fluide 18 pouvant alors ne pas être utilisé.The capstans 2,3 are placed in an enclosure 36 isolated externally by an element 37. When the device 1 is intended to carry out a heat treatment on an already hot wire 4, the enclosure 36 is for example equipped with electric heating elements 38 regularly distributed around its perimeter. The heating elements 38, for example resistors, then make it possible to heat the capstans 2,3 when the device 1 is started and thus to obtain very rapid start-ups. The shafts 21 are thermally protected by heat shields 39. These elements 38 can also be used for example when the heat treatment is a heating treatment, the fluid 18 then being able not to be used.
Lorsque le traitement thermique comporte des régimes éloignés de 1' isothermicité, il est préférable d'adapter les diamètres d'enroulement sur les gorges des cabestans aux variations de longueur du fil 4 avec sa température, c'est-à-dire que le diamètre d'enroulement De du fil à l'entrée d'un cabestan 2,3 est différent du diamètre d'enroulement Ds du fil à la sortie de ce cabestan, De et De correspondant donc à deux gorges extrêmes de ce cabestan. À titre d'exemple, la figure 5 montre une disposition correspondant à un refroidissement du fil 4 lors de son passage sur le cabestan 2, le diamètre De étant supérieur au diamètre D*. Dans le cas d'un échauffement, la disposition serait inverse, avec, dans ce cas De < De. Pour faciliter les échanges thermiques, la distance E entre les axes xx' et yy' des cabestans 2,3 est la plus faible possible en tenant compte de l'encombrement de ces cabestans, et en évitant les contacts entre les diverses portions du fil 4 entre ces cabestans 2,3.When the heat treatment includes regimes far from 1 isothermicity, it is preferable to adapt the winding diameters on the capstan grooves to variations in length of the wire 4 with its temperature, that is to say that the diameter winding De of the wire at the inlet of a capstan 2,3 is different from the winding diameter Ds of the wire at the outlet of this capstan, De and De therefore corresponding to two extreme grooves of this capstan. By way of example, FIG. 5 shows an arrangement corresponding to cooling of the wire 4 during its passage over the capstan 2, the diameter De being greater than the diameter D *. In the case of overheating, the arrangement would be reversed, with, in this case De <De. To facilitate the heat exchanges, the distance E between the axes xx 'and yy' of the capstans 2,3 is as small as possible, taking into account the size of these capstans, and avoiding contact between the various portions of the wire 4 between these capstans 2.3.
Les cabestans 2,3 et le plateau 15 conducteurs de la chaleur sont réalisés par exemple en bronze en acier ou en fonte.The capstans 2,3 and the plate 15 conductors of the heat are made for example of bronze steel or cast iron.
La figure 7 représente une installation complète 100 conforme à l'invention permettant de traiter thermiquement un fil 4 en acier pour lui faire subir un traitement d'austénitisation suivi d'un traitement de perlitisation.FIG. 7 represents a complete installation 100 in accordance with the invention making it possible to heat treat a steel wire 4 to subject it to an austenitization treatment followed by a pearlitization treatment.
Cette installation complète 100 comporte un dispositif 50 et six paires de cabestans référencés Pi à P6 identiques au dispositif 1 conforme à l'invention précédemment décrit. Les dispositifs Pi à P6 conformes à l'invention permettent de refroidir le fil 4 ou de le maintenir à une température pratiquement constante, le fluide caloporteur 18 étant par exemple de l'eau. Pour la simplicité du dessin seuls les cabestans des paires Pi à P6 et le fil 4 à traiter sont représentés sur cette figure 7.This complete installation 100 comprises a device 50 and six pairs of capstans referenced Pi to P6 identical to the device 1 according to the invention described above. The devices Pi to P6 in accordance with the invention make it possible to cool the wire 4 or to maintain it at a practically constant temperature, the heat transfer fluid 18 being for example water. For the simplicity of the drawing, only the capstans of the pairs Pi to P6 and the wire 4 to be treated are shown in this figure 7.
La figure 8 représente l'évolution de la température du fil 4 et des cabestans 2,3 lors d'un traitement thermique de perlitisation, le fil 4 étant en acier, la température T correspondant à l'axe des ordonnées et le temps "t" à l'axe des abscisses. Le fil 4 pénètre dans le dispositif 50 où il subit un traitement d'austénitisation. Ce dispositif 50 comporte deux cabestans 51, 52 sur lesquels est moufle le fil 4, et on fait passer un flux magnétique alternatif dans les boucles de fil 4 ainsi formées, ce flux étant produit par l'inducteur 53. On produit ainsi un courant électrique induit dans le fil 4, ce qui permet de chauffer ce fil à une température supérieure à la température de transformation AC3 de façon à obtenir une structure d' austénite homogène, la température Tfi atteinte par le fil 4 dans le dispositif 50 étant par exemple de l'ordre de 900 à 1000'C.FIG. 8 represents the evolution of the temperature of the wire 4 and the capstans 2,3 during a pearlitization heat treatment, the wire 4 being made of steel, the temperature T corresponding to the ordinate axis and the time "t "on the x-axis. The wire 4 enters the device 50 where it undergoes an austenitization treatment. This device 50 comprises two capstans 51, 52 on which the wire 4 is muffled, and an alternating magnetic flux is passed through the wire loops 4 thus formed, this flux being produced by the inductor 53. An electric current is thus produced induced in wire 4, which makes it possible to heat this wire to a temperature higher than the transformation temperature AC3 so as to obtain a homogeneous austenite structure, the temperature Tfi reached by the wire 4 in the device 50 being for example of the order of 900 to 1000 ° C.
Le fil 4 qui sort de l'installation 50 arrive ensuite sur le cabestan 2 de la paire de cabestan Pi. Les cabestans 2,3 de la paire Pi sont maintenus à une température Tci de l'ordre de 450 à 650*C. Sur la figure 8, l'origine 0 des temps correspond à l'arrivée du fil 4 sur la paire Pi. Au bout d'un temps ti inférieur à 4 secondes le fil 4 atteint une température Tf2 proche de celle des cabestans de la paire Pi. Ce refroidissement rapide permet donc la transformation d'austénite stable en austénite métastable. Le fil 4 passe ensuite successivement sur les quatre paires P2 à Ps dont le rôle est de maintenir le fil 4 à une température qui ne varie pas de plus de 10*C par excès ou par défaut de la température donnée Tf2, la température Tf du fil 4 étant alors par exemple comprise dans l'intervalle Tf2 - 8*C, Tf2 + 8*C, et ceci pendant toute la durée de la transformation de l' austénite métastable en perlite et pendant environ 1 à 3 secondes suivant cette transformation. Le but de cette partie de l'installation est d'une part d'éviter la recalescence durant la période pendant laquelle se produit la pointe de puissance thermique due à la transformation d'austénite en perlite (qui conduirait à la formation de perlite grossière), d'autre part d'éviter un refroidissement prématuré avant que la transformation soit totale. Un refroidissement prématuré avant que la transformation soit totale risquerait de conduire à un produit contenant de la bainite donc à un fil fragile et d'une valeur d'usage médiocre en particulier en ce qui concerne l'endurance.The wire 4 which leaves the installation 50 then arrives on the capstan 2 of the pair of capstan Pi. The capstans 2,3 of the pair Pi are maintained at a temperature Tci of the order of 450 to 650 * C. On FIG. 8, the origin 0 of the times corresponds to the arrival of the wire 4 on the pair Pi. After a time ti less than 4 seconds the wire 4 reaches a temperature Tf2 close to that of the capstans of the pair Pi This rapid cooling therefore allows the transformation of stable austenite into metastable austenite. The wire 4 then passes successively over the four pairs P2 to Ps whose role is to maintain the wire 4 at a temperature which does not vary by more than 10 * C by excess or by default of the given temperature Tf2, the temperature Tf of the wire 4 then being for example in the interval Tf2 - 8 * C, Tf2 + 8 * C, and this throughout the duration of the transformation of the metastable austenite into perlite and for approximately 1 to 3 seconds following this transformation. The aim of this part of the installation is on the one hand to avoid recalescence during the period during which the peak of thermal power occurs due to the transformation of austenite into perlite (which would lead to the formation of coarse perlite) , on the other hand, to avoid premature cooling before the transformation is complete. Premature cooling before the transformation is complete could lead to a product containing bainite and therefore to a fragile wire and of a poor use value in particular as regards endurance.
Les temps de passage du fil 4 dans les paires P2 à Ps sont référencés respectivement t2 à tε, les "températures des cabestans des paires P2 à Ps sont référencées respectivement Tc2 à Tes. La somme t2+t3+t4+tε est -dr exemple de l'ordre de 4 à 10 secondes. Pour les quatre paires P2 à Ps, les diamètres d'enroulement du fil 4 sur chaque cabestan ne varient pas entre l'entrée et la sortie, c'est-à-dire que l'on a toujours De = Ds .The passage times of the wire 4 in the pairs P2 to Ps are respectively referenced t2 to tε, the " temperatures of the capstans of the pairs P2 to Ps are respectively referenced Tc2 has your. The sum t2 + t3 + t4 + tε is -dr example of the order of 4 to 10 seconds. For the four pairs P2 to Ps, the wire winding diameters 4 on each capstan do not vary between the inlet and the outlet, that is to say that we always have De = Ds.
La figure 9 montre l'évolution de la transformation de l'austénite en perlite au cours du temps. Le temps "t" correspond à l'axe des abscisses, et le % de transformation en perlite à l'axe des ordonnées. La transformation pendant le temps t2 est lente, la perlitisation ne commençant que vers la fin de ce temps t2, la puissance à échanger est donc faible et la température Tc2 de la deuxième paire P2 est légèrement inférieure à la température visée pour la transformation (Tf2). ' a transformation pendant le temps t3 est très rapide, la jouissance à échanger est donc plus importante, et la température Tc3 de la troisième paire P3 est sensiblement plus basse que la température Tc2 de la deuxième paire P2. La transformation pendant le temps t4 se produit à une vitesse sensiblement identique à celle du temps t2, la température Tc4 de la quatrième paire P4 est donc très proche de Tc2. Durant le temps tε il n'y a pas de transformation métallurgique sensible du po- ' de vue thermique, la température TcS de la cinquième paire Pε .... donc sensiblement égale à Tf2. Le but de ce maintien en température pendant le temps ts étant de s'assurer que la transformation en perlite est bien terminée avant le refroidissement correspondant au temps te.Figure 9 shows the evolution of the transformation of austenite into perlite over time. The time "t" corresponds to the abscissa axis, and the% of transformation into perlite to the ordinate axis. The transformation during time t2 is slow, the perlitization only starting towards the end of this time t2, the power to be exchanged is therefore low and the temperature Tc2 of the second pair P2 is slightly lower than the temperature aimed for the transformation (Tf2 ). Has processing during the time t3 is very fast, the enjoyment exchange is more important, and the temperature T c3 of the third pair P3 is substantially lower than the temperature Tc2 of the second pair P2. The transformation during time t4 occurs at a speed substantially identical to that of time t2, the temperature Tc4 of the fourth pair P4 is therefore very close to Tc2. During the time tε there is no sensitive metallurgical transformation from the thermal point of view, the temperature TcS of the fifth pair Pε .... therefore substantially equal to Tf2. The purpose of this temperature maintenance during the time ts being to ensure that the transformation into perlite is completed before the cooling corresponding to the time te.
De préférence, lors d . refroidissement initial correspondant au temps ti, on a les relations suivantes :Preferably, during d. initial cooling corresponding to time ti, we have the following relationships:
Kl ≥ 0,3 (1)Kl ≥ 0.3 (1)
K2 ≥ 0,85 (2)K2 ≥ 0.85 (2)
0,5 _ K3 _ 1,5 (3) 2xl0'4 ≤ K4_≤ 6xl0"4 (4)0.5 _ K3 _ 1.5 (3) 2xl0 '4 ≤ K4_≤ 6xl0 "4 (4)
avec par définition :with by definition:
K2 = De/E (6)K2 = From / E (6)
K3 = 100 (De/Ds - 1) (7)K3 = 100 (De / Ds - 1) (7)
K4 = (VχDf2χH)/(L2 xDe2) (8)K4 = (VχDf 2 χH) / (L2 xDe 2 ) (8)
où Li est la conductibilité thermique du gaz qui se trouve dans les gorges 11 au contact du fil 4 et des cabestans 2,3, L2 est la conductibilité thermique du gaz constituant la couche 28 de gaz 27, ces conductibilités Li et L2 étant déterminées à 600*C et exprimées en watts.m . *K~ -Lorsqu'on utilise un même gaz 27 dans les gorges 11 et dans la couche 28, Li et L2 sont identiques, et représentés par L ; Df est le diamètre du fil exprimé en millimètres ; J est la largeur des gorges 11 exprimée en millimètres ; E est l'entraxe des cabestans exprimé en millimètres ; De est le diamètre d'enroulement du fil 4 à l'entrée d'un cabestan quelconque 2,3 ; Ds est le diamètre d'enroulement du fil 4 à la sortie du même cabestan, De et De étant exprimés en millimètres ; V est la vitesse de défilement du fil exprimée en mètres par seconde ; H est l'épaisseur de la couche 28 du gaz 27, exprimée en millimètres.where Li is the thermal conductivity of the gas which is in the grooves 11 in contact with the wire 4 and the capstans 2,3, L2 is the thermal conductivity of the gas constituting the layer 28 of gas 27, these conductivities Li and L2 being determined at 600 * C and expressed in watts.m. * K ~ -When using the same gas 27 in the grooves 11 and in the layer 28, Li and L2 are identical, and represented by L; Df is the diameter of the wire expressed in millimeters; J is the width of the grooves 11 expressed in millimeters; E is the distance between the capstans expressed in millimeters; De is the winding diameter of the wire 4 at the entry of any capstan 2,3; Ds is the winding diameter of the wire 4 at the outlet of the same capstan, De and De being expressed in millimeters; V is the wire running speed expressed in meters per second; H is the thickness of the layer 28 of the gas 27, expressed in millimeters.
De préférence, dans au moins un des couples P2 à Pε correspondant à la phase pratiquement isotherme, les relations suivantes sont vérifiées :Preferably, in at least one of the pairs P2 to Pε corresponding to the practically isothermal phase, the following relationships are verified:
K2 ≥ 0,85 (9) K3 = 0 (10)K2 ≥ 0.85 (9) K3 = 0 (10)
De façon avantageuse, les relations suivantes sont en outre vérifiées dans au moins un des couples P2 à P4 Kl * 0,3 (11) 0,5xl0~3 ≤ K4 ≤ 9xl0~3(12).Advantageously, the following relationships are furthermore verified in at least one of the pairs P2 to P4 Kl * 0.3 (11) 0.5xl0 ~ 3 ≤ K4 ≤ 9xl0 ~ 3 (12).
Les relations (1) à (12) sont données dans le cas où le gaz 27 dans l'enceinte 26, et donc dans la couche 28, ne subit pratiquement pas d'autres mouvements que ceux qui sont dus à la rotation des cabestans 2,3.Relations (1) to (12) are given in the case where the gas 27 in the enclosure 26, and therefore in the layer 28, undergoes practically no other movements than those due to the rotation of the capstans 2 , 3.
L' isothermicité obtenue durant les phases t2 à ts ne peut être qu'améliorée si le nombre d'éléments utilisés est supérieur à 4 mais cela conduit à un investissement plus élevé qui n'est pas nécessaire pour obtenir d'une part une isothermicité à ± 8*C, d'autre part la qualité du fil annoncée.The isothermicity obtained during phases t2 to ts can only be improved if the number of elements used is greater than 4 but this leads to a higher investment which is not necessary to obtain on the one hand an isothermicity at ± 8 * C, on the other hand the quality of the advertised wire.
La section de refroidissement final permet le refroidissement du fil d'une température Tf2 de l'ordre de 450 à 650*C à une température Tf3 de l'ordre de 100 à 200*C er. un temps te de l'ordre de 3 à 6 secondes, elle comporte une paire de cabestans moufles croisés, le cabestan inférieur 2 est motorisé, le cabestan supérieur 3 ne l'est pas, le diamètre d'enroulement De sur la première gorgp du cabestan inférieur est supérieur au diamètre Ds de la dernière gorge du cabestan inférieur, les cabestans sont maintenus à une température Tcβ de l'ordre de 50 à 150'C.The final cooling section allows the wire to be cooled from a temperature Tf2 of the order of 450 to 650 * C to a temperature Tf3 of the order of 100 to 200 * C er. a time te of the order of 3 to 6 seconds, it comprises a pair of crossed block capstans, the lower capstan 2 is motorized, the upper capstan 3 is not, the winding diameter De on the first gorgp of the lower capstan is greater than the diameter Ds of the last groove of the lower capstan, the capstans are maintained at a temperature Tcβ of the order of 50 to 150 ° C.
Les exemples qui suivent ont été réalisés avec l'installation 100 précéderaient décrite, en utilisant pour chaque couple Pi à 56 un gaz 27 unique. On a donc Li = L2 = L. Comme précédemment indiqué, pour chaque couple de cabestan, le gaz 27 dans l'enceinte 26, et donc dans la couche 28, ne subit p— ~ ^ quement pas d'autres mouvements que ceux qui sont dus à la rot___ion des cabestans 2,3. La composition des aciers utilisés est donnée dans le tableau 1The following examples were made with the installation 100 described above, using for each pair Pi to 5 6 a single gas 27. We therefore have Li = L2 = L. As previously indicated, for each pair of capstan, the gas 27 in the enclosure 26, and therefore in the layer 28, undergoes p— ~ ^ only no other movements than those which are due to the rotation of the capstans 2,3. The composition of the steels used is given in Table 1
TABLEAU 1TABLE 1
(Les chiffres correspondent à des % en poids)(Figures correspond to% by weight)
Les cabestans 2,3 de l'ensemble des paires Pi à Pβ ont été réalisés en acier réfractaire X 12 Cr Ni 25 21 (THERMAX 4845 de Thyssen) Cr = 25 % Ni = 20 % . Les caractéristiques de cet acier sont les suivantes :The capstans 2,3 of all the pairs Pi to Pβ were made of refractory steel X 12 Cr Ni 25 21 (THERMAX 4845 from Thyssen) Cr = 25% Ni = 20%. The characteristics of this steel are as follows:
Conductibilité thermique à 500*C : 19 w.m-1.*K *Thermal conductivity at 500 * C: 19 wm -1 . * K *
Dilatation thermique à 400*C 17.10 6m.m \ *KThermal expansion at 400 * C 17.10 6 mm \ * K
Le taux de recouvrement Tr est le rapport entre la longueur de fil en contact avec les fonds de gorge et la longueur totale de fil située entre le premier point de contact 5 à l'arrivée sur l'élément de transfert thermique et le dernier point 10 à la sortie, c'est-à-dire entre les points 5 et 10 précédemment définis (figure 3).The recovery rate Tr is the ratio between the length of wire in contact with the groove bottoms and the total length of wire located between the first point of contact 5 on arrival on the heat transfer element and the last point 10 at the exit, that is to say between points 5 and 10 previously defined (Figure 3).
Le rapport des sections est par définition R section du fil avant tréfilage "section du fil après tréfilageThe report of the sections is by definition R section of the wire before drawing " section of the wire after drawing
La déformation rationnelle est par définition ε = Log(R)The rational deformation is by definition ε = Log (R)
Log désignant le logarithme népérien.Log designating the natural logarithm.
Le temps d'incubation est le temps nécessaire pour que 1 % d'austénite métastable se transforme en perlite, ce temps étant compté à partir du commencement du refroidissement (arrivée du fil 4 sur la paire P ) .The incubation time is the time necessary for 1% of metastable austenite to transform into perlite, this time being counted from the start of cooling (arrival of wire 4 on pair P).
Le temps de transformation est le temps nécessaire pour passer de 1 % à 99 % de perlite.The transformation time is the time necessary to go from 1% to 99% of perlite.
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
Les conditions d'essais sont les suivantes :The test conditions are as follows:
- Acier Type 1,- Type 1 steel,
- Temps d'incubation = 3 secondes environ,- Incubation time = approximately 3 seconds,
- Temps de transformation = 3 secondes environ,- Transformation time = approximately 3 seconds,
- Diamètre du fil : Df = 1,1 mm,- Wire diameter: Df = 1.1 mm,
- Vitesse V de défilement du fil : 15 m/s.- Thread speed V: 15 m / s.
- Gaz 27 :- Gas 27:
. Pour les éléments de transfert thermique P à P4 : H2 + N2 avec 75 % de H2 et 25 % de N2 en volume (NH3 craqué). . Pour l'élément de maintien isotherme Pε : N2 pur. . Pour l'éléir t de refroidissement final P6 : H2 pur. Un seul gaz est utilisé pour chaque élément de transfert thermique, dans un but de simplification technologique, c'est—à—dire que Li = L2 = L mais en cas de nécessité il est possible d'utiliser des gaz différents pour le couplage thermique fil 4/cabestan 2 ou 3 et pour le couplage thermique cabestan 2 ou 3/plateau refroidisseur 15.. For heat transfer elements P to P4: H2 + N2 with 75% H2 and 25% N2 by volume (NH3 cracked). . For the insulating holding element Pε: pure N2. . For the final cooling P6: pure H2. A single gas is used for each heat transfer element, for the purpose of technological simplification, that is to say that Li = L2 = L but if necessary it is possible to use different gases for thermal coupling wire 4 / capstan 2 or 3 and for thermal coupling capstan 2 or 3 / cooler plate 15.
Refroidissement primaire période tiPrimary cooling period ti
Première paire de cabestans PiFirst pair of Pi capstans
Diamètre des cabestans à l'entrée du filDiameter of capstans at wire entry
Diamètre des cabestans à la sortie du filDiameter of capstans at the outlet of the wire
Entre—axe des cabestansBetween — axis of the capstans
Taux de recouvrement des cabestansCapstan recovery rate
Pas des gorgesNo gorges
Largeur des gorges Groove width
Vitesse de rotation du cabestan 2 : 287 tours/minute Temps de séjour : ti = 2,94 secondes Nombre de spires : 7Capstan 2 rotation speed: 287 rpm Residence time: ti = 2.94 seconds Number of turns: 7
Température initiale du fil : Tf = 930*C Température finale du fil : Tf2 = 580*CInitial wire temperature: Tf = 930 * C Final wire temperature: Tf2 = 580 * C
Les cabestans ont été maintenus à une température de : 520*C à l'aide d'un débit d'eau à 25*C de 2,4 m /hThe capstans were kept at a temperature of: 520 * C using a water flow at 25 * C of 2.4 m / h
Epaisseur de la lame 28 de gaz 27 de couplage thermique : H = 7,8 mm Paramètres principaux de l'élément de transfert thermique :Thickness of the gas coupling blade 28 of thermal coupling 27: H = 7.8 mm Main parameters of the heat transfer element:
Kl = 0,424Kl = 0.424
K2 = 0,959K2 = 0.959
K3 = 0,7K3 = 0.7
K4 ≈ 4,99xl0"4 K4 ≈ 4.99xl0 "4
Maintien isotherme Périodes t2, 3_, t,j t.εIsothermal maintenance Periods t2, 3_, t , j t.ε
Deuxième paire P2 de cabestans période t2Second pair P2 of capstans period t2
Diamètre des cabestans à l'entrée du fil : De = 1 000 mmDiameter of the capstans at the entry of the wire: De = 1000 mm
Diamètre des cabestans à la sortie du fil : De = 1 000 mm Entre-axe des cabestans : E = 1 050 mmDiameter of the capstans at the end of the wire: De = 1000 mm Center distance of the capstans: E = 1050 mm
Taux de recouvrement des cabestans : Tr = 0,898 Pas des gorges : p = 10 mmCapstan recovery rate: Tr = 0.898 Pitch in grooves: p = 10 mm
Largeur des gorges : J = 1,7 mmGroove width: J = 1.7 mm
Vitesse de rotation du cabestan 2 : 289 tours/minute.Rotation speed of capstan 2: 289 rpm.
Temps de séjour : t2 = 1,26 secondes Nombre de spires : 3Residence time: t2 = 1.26 seconds Number of turns: 3
La température du fil a été maintenue à 580 ± 5*C.The wire temperature was kept at 580 ± 5 * C.
Les cabestans ont été maintenus à une température de : 545*C à l'aide d'un débit d'eau à 25*C de : 0,15 m3/h.Capstans were maintained at a temperature of 545 ° C using a flow of water at 25 ° C: 0.15 m 3 / h.
Epaisseur de la lame de gaz de couplage thermique : H = 100 mm.Thickness of the thermal coupling gas slide: H = 100 mm.
Paramètres principaux de l'élément de transfert thermique :Main parameters of the heat transfer element:
Kl = 0,424 K2 = 0,^52 K3= 0 K4 ≈ 6,4βxl0"3 Troisième paire P3 de cabestans période t3Kl = 0.424 K2 = 0, ^ 52 K3 = 0 K4 ≈ 6,4βxl0 "3 Third pair P3 of capstans period t3
Diamètre des cabestans à l'entrée du fil : De = 1000 mmDiameter of the capstans at the entry of the wire: De = 1000 mm
Diamètre des cabestans à la sortie du fil : D» = 1000 mmDiameter of capstans at the exit of the wire: D "= 1000 mm
Entre-axe des cabestans : E = 1050 mmCenter distance of capstans: E = 1050 mm
Taux de recouvrement des cabestans Tr : 0,898Recovery rate of the capstans Tr: 0.898
Pas des gorges : p = 10 mmGroove pitch: p = 10 mm
Largeur des gorges : J = 1,7 mmGroove width: J = 1.7 mm
Vitesse de rotation du cabestan 2 : 289 tours/minute.Rotation speed of capstan 2: 289 rpm.
Temps de séjour : t3 = 1,26 secondes Nombre de spires : 3Residence time: t3 = 1.26 seconds Number of turns: 3
La température du fil a été maintenue à 580 ± 6*C.The wire temperature was kept at 580 ± 6 * C.
Les cabestans ont été maintenus à une température de : 417*C à l'aide d'un débit d'eau à 25*C de : 0,7 m3/h.The capstans were kept at a temperature of: 417 * C using a water flow at 25 * C of: 0.7 m 3 / h.
Epaisseur de la lame de gaz de couplage thermique : H = 16,5 mm. Paramètres principaux de l'élément de transfert thermique :Thickness of the thermal coupling gas slide: H = 16.5 mm. Main parameters of the heat transfer element:
Kl = 0,424 K2 = 0,952 K3 = 0 Kl = 0.424 K2 = 0.952 K3 = 0
Quatrième paire P4 de cabestans période t4 : identique à la deuxième paire de cabestans.Fourth pair P4 of capstans period t4: identical to the second pair of capstans.
Cinquième paire Pε de cabestans période tε Diamètre des cabestans à l'entrée du fil Diamètre des cabestans à la sortie du fil Entre-axe des cabestans Taux de recouvrement des cabestansFifth pair Pε of capstans period tε Diameter of the capstans at the entry of the wire Diameter of the capstans at the exit of the wire Center distance of the capstans Coverage rate of the capstans
Pas des gorges Largeur des gorges No grooves width of the grooves
Vitesse de rotation du cabestan 2 : 480 tours/minute.Rotation speed of capstan 2: 480 rpm.
Temps de séjour : ts = 1,26 secondes Nombre de spires : 5Residence time: ts = 1.26 seconds Number of turns: 5
La température du fil a été maintenue à 580 ± 2°C.The wire temperature was maintained at 580 ± 2 ° C.
Les îbestans ont été maintenus à une température de : 585 ± 5*C grt ^tux résistances électriques 38, la circulation d'eau a été couiThe islets were kept at a temperature of: 585 ± 5 * C grt ^ tux electrical resistances 38, the circulation of water was
L'épaisseur 9 de la lame de gaz de couplage thermique a été mainte αe au maximum afin de limiter la consommation d'électricité soit : H = 50 mm.The thickness 9 of the thermal coupling gas blade has been kept at a maximum to limit the electricity consumption, ie: H = 50 mm.
Paramètres principaux de l'élément de transfert thermique :Main parameters of the heat transfer element:
Refroidissement final période teFinal cooling period te
Sixième paire P6 de cabestans Diamètre des cabestans à l'entrée du fil : De = 1000 mm Diamètre des cabestans à la sortie du fil : De = 993 mm Entre-axe des cabestans : E = 1050 mm Taux de recouvrement des cabestans : Tr = 0,894Sixth P6 pair of capstans Diameter of the capstans at the entry of the wire: De = 1000 mm Diameter of the capstans at the exit of the wire: De = 993 mm Center distance of the capstans: E = 1050 mm Recovery rate of the capstans: Tr = 0.894
Pas des gorges : p = 10 mm Largeur des gorges : J = 1 , 7 mmGroove pitch: p = 10 mm Groove width: J = 1.7 mm
Vitesse de rotation du cabestan 2 : 287 tours/minuteRotation speed of capstan 2: 287 rpm
Temps de séjour : te = 4,19 secondes Nombre de spires : 10Residence time: te = 4.19 seconds Number of turns: 10
Température initiale du fil : Tf2 = 580*C Température finale du fil : Tf3 = 193'CInitial wire temperature: Tf2 = 580 * C Final wire temperature: Tf3 = 193'C
Les cabestans ont été maintenus à une température de : 170*C à l'aide d'un débit d'eau à 25*C de : 2,13 m3/hThe capstans were kept at a temperature of: 170 * C using a water flow at 25 * C of: 2.13 m 3 / h
Epaisseur de la lame de gaz de couplage thermique : H = 1,5 mmThickness of the thermal coupling gas slide: H = 1.5 mm
Paramètres principaux de l'élément de transfert thermique :Main parameters of the heat transfer element:
Ki = 0,424Ki = 0.424
K2 = 0,952K2 = 0.952
K3 = 0,7K3 = 0.7
K4 = 9,08xl0~5 K4 = 9.08xl0 ~ 5
Après traitement thermique, le fil 4 a une résistance à la rupture en traction de 1200 MPa (mégapascals).After heat treatment, wire 4 has a tensile strength of 1200 MPa (megapascals).
Ce fil est ensuite laitonné puis tréfilé de façon connue pour obtenir un diamètre final de 0,17 mm. La résistance à la rupture en traction pour ce fil tréfilé est de 3 000 MPaThis wire is then brass plated and then drawn in a known manner to obtain a final diameter of 0.17 mm. Breaking strength in tension for this drawn wire is 3,000 MPa
R = 41,87 ε = 3,73R = 41.87 ε = 3.73
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
Cet exemple est identique au précédent à l'exception du fait que l'on utilise un acier du type 2 au lieu d'un acier du type 1. Le temps d'incubation et le temps de transformation sont sensiblement les mêmes que dans l'exemple précédent.This example is identical to the previous one except that a type 2 steel is used instead of a type 1 steel. The incubation time and the transformation time are substantially the same as in previous example.
Après traitement thermique le fil a une résistance à la rupture en traction de 1350 MPa.After heat treatment, the wire has a tensile strength of 1350 MPa.
Ce fil est ensuite laitonné puis tréfilé de façon connue pour obtenir un diamètre final de 0,17 mm. La résistance à la rupture en traction pour ce fil tréfilé est de 3500 MPa.This wire is then brass plated and then drawn in a known manner to obtain a final diameter of 0.17 mm. The tensile strength for this drawn wire is 3500 MPa.
R = 41,87 ε = 3,73R = 41.87 ε = 3.73
EXEMPLE 3EXAMPLE 3
Les conditions de cet essai sont les suivantesThe conditions of this test are as follows
- Acier Type 1- Type 1 steel
- Temps d' incubation= 3 secondes environ- Incubation time = approximately 3 seconds
- Temps de transformation = 3 secondes environ- Transformation time = about 3 seconds
- Diamètre du fil : Df = 1,83 mm- Wire diameter: Df = 1.83 mm
- Vitesse V de défilement du fil : 15 m/s Gaz 27 :- Wire running speed V: 15 m / s Gas 27:
Pour les éléments de transfert thermique P à P4 : H2 pur.For heat transfer elements P to P4: pure H2.
Pour l'élément de maintien isotherme Pε : N2 pur.For the insulating holding element Pε: pure N2.
Pour l'élément de refroidissement final Pe : H2 pur.For the final cooling element Pe: pure H2.
Refroidissement primaire période tlPrimary cooling period tl
Première paire Pi de cabestansFirst Pi pair of capstans
Diamètre des cabestans à l'entrée du filDiameter of capstans at wire entry
Diamètre des cabestans à la sortie du fil Entre-axe des cabestansDiameter of the capstans at the end of the wire
Taux de recouvrement des cabestansCapstan recovery rate
Pas des gorges Largeur des gorges No grooves width of the grooves
Vitesse de rotation du cabestan 2 : 191 tours/minuteRotation speed of capstan 2: 191 rpm
Temps de séjour : tl = 3,16 secondes Nombre de spires : 5Residence time: tl = 3.16 seconds Number of turns: 5
Température initiale du fil : Tfi = 930*C Température finale du fil : Tf2 = 580*CInitial wire temperature: Tfi = 930 * C Final wire temperature: Tf2 = 580 * C
Les cabestans ont été maintenus à une température de : 540*C à l'aide d'un débit d'eau à 25 ' C de : 7,16 ra3/hThe capstans were maintained at a temperature of: 540 * C using a water flow at 25 'C of: 7.16 ra 3 / h
Epaisseur de la lame de gaz de couplage thermique : H = 7 mmThickness of the thermal coupling gas slide: H = 7 mm
Paramètres principaux de l'élément de transfert thermique : Kl = 0,488 K2 = 0,959 K3 = 0 , 67Main parameters of the heat transfer element: Kl = 0.488 K2 = 0.959 K3 = 0.67
K4 = 3 , 67x10 ' K4 = 3.67x10 '
Maintien isotherme Périodes t2, t.3j t_AΛ tεIsothermal maintenance Periods t2, t.3j t_A Λ tε
Deuxième paire P2 de cabestans période t2Second pair P2 of capstans period t2
Diamètre des cabestans à l'entrée du fil Diamètre des cabestans à la sortie du fil Entre-axe des cabestans Taux de recouvrement des cabestans Diameter of the capstans at the entry of the wire Diameter of the capstans at the exit of the wire Center distance of the capstans Coverage rate of the capstans
Pas des gorges P = 11 mm Largeur des gorges J = 2,3 mmGroove pitch P = 11 mm Groove width J = 2.3 mm
Vitesse de rotation du cabestan 2 : 192 tours/minute.Rotation speed of capstan 2: 192 revolutions / minute.
Temps de séjour : t2 = 1,26 secondes Nombre de spires : 2Residence time: t2 = 1.26 seconds Number of turns: 2
La température du fil a été maintenue à 580 ± 5*C. Les cabestans ont été maintenus à une température de 549*C à l'aide d'un débit d'eau à 25*C de : 0,4 m3/hThe wire temperature was maintained at 580 ± 5 * C. The capstans were maintained at a temperature of 549 * C using a water flow at 25 * C of: 0.4 m 3 / h
Epaisseur de la lame de gaz de couplage thermique : H = 123 mm paramètres principaux de l'élément de transfert thermique :Thickness of the thermal coupling gas slide: H = 123 mm main parameters of the heat transfer element:
Troisième paire P3 de cabestans période t3 Third pair P3 of capstans period t3
Diamètre des cabestans à l'entrée du fil Diamètre des cabestans à la sortie du fil Entre-axe des cabestans Taux de recouvrement des cabestans Diameter of the capstans at the entry of the wire Diameter of the capstans at the exit of the wire Center distance of the capstans Coverage rate of the capstans
Pas des gorges p = 11 mm Largeur des gorges J = 2,3 mmGroove pitch p = 11 mm Groove width J = 2.3 mm
Vitesse de rotation du cabestan 2 : 192 tours/minuteRotation speed of capstan 2: 192 rpm
Temps de séjour : t3 = 1,26 secondes Nombre de spires : 2Residence time: t3 = 1.26 seconds Number of turns: 2
La température du fil a été maintenue à 580 ± 6*CThe wire temperature was kept at 580 ± 6 * C
Les cabestans ont été maintenus à une température de : 436°C à l'aide d'un débit d'eau à 25*C de 1,85 m /hCapstans were maintained at a temperature of 436 ° C using a flow rate of water at 25 ° C of 1.85 m / h
Epaisseur de la lame de gaz de couplage thermique : H = 20 mmThickness of the thermal coupling gas slide: H = 20 mm
Paramètres principaux de l'élément de transfert thermiqueMain parameters of the heat transfer element
-3 -3
Quatrième paire P4 de cabestans période t4Fourth pair P4 of capstans period t4
Identique à la deuxième paire de cabestansIdentical to the second pair of capstans
Cinquième paire Pε de cabestans période tε Diamètre des cabestans à l'entrée du fil : De = 900 mmFifth pair Pε of capstans period tε Diameter of the capstans at the entry of the wire: De = 900 mm
Diamètre des cabestans à la sortie du fil : De = 900 mmDiameter of the capstans at the exit of the wire: From = 900 mm
Entre-axe des cabestans : E = 945 mmCenter distance of capstans: E = 945 mm
Taux de recouvrement des cabestans : Tr = 0,898Capstan recovery rate: Tr = 0.898
Pas des gorges : p = 11 mmGroove pitch: p = 11 mm
Largeur des gorges : J = 3 mmGroove width: J = 3 mm
Vitesse de rotation du cabestan 2 : 320 tours/minute.Rotation speed of capstan 2: 320 rpm.
Temps de séjour : ts = 1,51 secondesResidence time: ts = 1.51 seconds
Nombre de spires : 4Number of turns: 4
La température du fil a été maintenue à 580 ± 2°C.The wire temperature was maintained at 580 ± 2 ° C.
Les cabestans ont été maintenus à une température de : 585 ± 5*C grâce aux résistances électriques 38, la circulation d'eau a été coupée.The capstans were kept at a temperature of: 585 ± 5 * C thanks to the electrical resistances 38, the circulation of water was cut off.
L'épaisseur H de la lame de gaz de couplage thermique a été maintenue au maximum afin de limiter la consommation d'électricit soit : H = 50 mm.The thickness H of the thermal coupling gas blade was kept to the maximum in order to limit the consumption of electricity, ie: H = 50 mm.
Paramètres principaux de l'élément de transfert thermique :Main parameters of the heat transfer element:
Kl = 0,0233 K2 = 0,952 K3 = 0 K4 = 0,062Kl = 0.0233 K2 = 0.952 K3 = 0 K4 = 0.062
Refroidissement final période t6Final cooling period t6
Sixième paire Pe de cabestans Diamètre des cabestans à l'entrée du fil Diamètre des cabestans à la sortie du fil Entre-axe des cabestans Taux de recouvrement des cabestans Pas des gorges Largeur des gorges Sixth Pe pair of capstans Diameter of the capstans at the entry of the wire Diameter of the capstans at the exit of the wire Center distance of the capstans Coverage rate of the capstans Pitch grooves Width of the grooves
Vitesse de rotation du cabestan 2 : 192 tours/minuteRotation speed of capstan 2: 192 rpm
Temps de séjour : t6 = 4,4 secondes Nombre de spires : 7Residence time: t6 = 4.4 seconds Number of turns: 7
Température initiale du fil : Tf2 = 580*C Température finale du fil : Tf3 = 211*CInitial wire temperature: Tf2 = 580 * C Final wire temperature: Tf3 = 211 * C
Les cabestans ont été maintenus à une température de : 170 *C à l'aide d'un débit d'eau à 25*C de 5,88 m /hThe capstans were kept at a temperature of: 170 * C using a water flow at 25 * C of 5.88 m / h
Epaisseur de la lame de gaz de couplage thermique : H = 1,7 mmThickness of the thermal coupling gas slide: H = 1.7 mm
Paramètres principaux de l'élément de transfert thermique :Main parameters of the heat transfer element:
-s -s
Après traitement thermique, le fil 4 a une résistance à la rupture en traction de 1200 MPa.After heat treatment, the wire 4 has a tensile strength of 1200 MPa.
Ce fil est ensuite laitonné puis tréfilé de façon connue pour obtenir un diamètre final de 0,28 mm. La résistance à la rupture en traction pour ce fil tréfilé est de 3050 MPa R = 42,72 ε = 3,75This wire is then brass plated and then drawn in a known manner to obtain a final diameter of 0.28 mm. The tensile strength for this drawn wire is 3050 MPa R = 42.72 ε = 3.75
Exemple 4Example 4
Cet exemple est identique au précédent à l'exception du fait que l'on utilise un acier du type 2 au lieu d'un acier du type 1. Le temps d'incubation et le temps de transformation sont sensiblement les mêmes que dans l'exemple précédent.This example is identical to the previous one except that a type 2 steel is used instead of a type 1 steel. The incubation time and the transformation time are substantially the same as in previous example.
Après traitement thermique, le fil a une résistance à la rupture en traction de 1 345 MPa.After heat treatment, the wire has a tensile breaking strength of 1345 MPa.
Ce fil est ensuite laitonné puis tréfilé de façon connue pour obtenir un diamètre final de 0,28 mm. La résistance à la rupture en traction pour ce fil tréfilé est de 3 480 MPaThis wire is then brass plated and then drawn in a known manner to obtain a final diameter of 0.28 mm. The tensile strength for this drawn wire is 3,480 MPa
R = 42,72 ε = 3,75R = 42.72 ε = 3.75
Exemple 5Example 5
Les conditions de cet exemple sont les suivantes :The conditions of this example are as follows:
- Acier type 1- Type 1 steel
- Temps d'incubation = 3,5 secondes environ- Incubation time = approximately 3.5 seconds
- Temps de transformation = 3 secondes environ- Transformation time = about 3 seconds
- Diamètre du fil : Df = 2,35 mm- Wire diameter: Df = 2.35 mm
- Vitesse V de défilement du fil : 15 m/s- Wire running speed V: 15 m / s
- Gaz 27 : . Pour les éléments de transfert thermique 1 à 4 et 6 : H2 pur, . Pour l'élément de maintien isotherme 5 : N2 pur, . Un seul gaz est utilisé pour chaque élément de transfert thermique, dans un but de simplification technologique.- Gas 27: . For heat transfer elements 1 to 4 and 6: pure H2,. For the isothermal holding element 5: pure N2,. A single gas is used for each heat transfer element, for the purpose of technological simplification.
Refroidissement primaire période tlPrimary cooling period tl
Première paire Pi de cabestansFirst Pi pair of capstans
Diamètre des cabestans à l'entrée du filDiameter of capstans at wire entry
Diamètre des cabestans à la sortie du fil Entre-axe des cabestansDiameter of the capstans at the end of the wire
Taux de recouvrement des cabestansCapstan recovery rate
Pas des gorges largeur des gorges No grooves width of the grooves
Vitesse de rotation du cabestan 2 : 136 tours/minuteRotation speed of capstan 2: 136 rpm
Temps de séjour : ti = 3,54 secondes Nombre de spires : 4Residence time: ti = 3.54 seconds Number of turns: 4
Température initiale du fil : Tf = 930*C Température finale du fil : Tf2 = 580'CInitial wire temperature: Tf = 930 * C Final wire temperature: Tf2 = 580'C
Les cabestans ont été maintenus à une température de : 558*C à l'aide d'un débit d'eau à 25*C de 9,95 m /hThe capstans were kept at a temperature of: 558 * C using a water flow at 25 * C of 9.95 m / h
Epaisseur de la lame de gaz de couplage thermique : H = 10 mmThickness of the thermal coupling gas slide: H = 10 mm
Paramètres principaux de l'élément de transfert thermique : Main parameters of the heat transfer element:
Maintien isotherme Périodes t2, t Δ t_4_, t_sIsothermal maintenance Periods t2, t Δ t_4_, t_s
Deuxième paire P2 de cabestans période t2Second pair P2 of capstans period t2
Diamètre des cabestans à l'entrée du fil Diamètre des cabestans à la sortie du fil Entre-axe des cabestans Taux de recouvrement des cabestansDiameter of the capstans at the entry of the wire Diameter of the capstans at the exit of the wire Center distance of the capstans Coverage rate of the capstans
Pas des gorges largeur des gorges No grooves width of the grooves
Vitesse de rotation du cabestan 2 : 137 tours/minuteCapstan 2 rotation speed: 137 rpm
Temps de séjour : t2 = 1,77 secondes Nombre de spires : 2Residence time: t2 = 1.77 seconds Number of turns: 2
La température du fil a été maintenue à 580 ± 5*CThe wire temperature was kept at 580 ± 5 * C
Les cabestans ont été maintenus à une température de : 550*C à l'aide d'un débit d'eau à 25*C de : 0,66 m3/hThe capstans were maintained at a temperature of: 550 * C using a water flow at 25 * C of: 0.66 m 3 / h
Epaisseur de la lame de gaz de couplage thermique : H = 147 mm.Thickness of the thermal coupling gas blade: H = 147 mm.
Paramètres principaux de l'élément de transfert thermiqueMain parameters of the heat transfer element
Kl = 0,51 K2 = 0,95 K3 = 0Kl = 0.51 K2 = 0.95 K3 = 0
- 3- 3
K4 = 6 , 57x10K4 = 6.57x10
Troisième paire P3 de cabestans période t3Third pair P3 of capstans period t3
Diamètre des cabestans à l'entrée du filDiameter of capstans at wire entry
Diamètre des cabestans à la sortie du fil Entre-axe des cabestansDiameter of the capstans at the end of the wire
Taux de recouvrement des cabestansCapstan recovery rate
Pas des gorges largeur des gorges No grooves width of the grooves
Vitesse de rotation du cabestan 2 : 137 tours/minuteCapstan 2 rotation speed: 137 rpm
Temps de séjour : t3 = 1,77 secondes Nombre de spires : 2Residence time: t3 = 1.77 seconds Number of turns: 2
La température du fil a été maintenue à 580 ± 6*CThe wire temperature was kept at 580 ± 6 * C
Les cabestans ont été maintenus à une température de : 443"C à l'aide d'un débit d'eau à 25*C de : 3 m /hThe capstans were kept at a temperature of: 443 "C using a water flow at 25 * C of: 3 m / h
Epaisseur de la lame de gaz de couplage thermique : H = 25 mm.Thickness of the thermal coupling gas slide: H = 25 mm.
Paramètres principaux de l'élément de transfert thermiqueMain parameters of the heat transfer element
Quatrième paire P4 de cabestans période t4 Identique à la deuxième paire P2 de cabestans Cinquième paire Ps de cabestans période ts Diamètre des cabestans à l'entrée du filFourth pair P4 of capstans period t4 Identical to the second pair P2 of capstans Fifth pair Ps of capstans period ts Diameter of capstans at wire entry
Diamètre des cabestans à la sortie du filDiameter of capstans at the outlet of the wire
Entre-axe des cabestansBetween axis of capstans
Taux de recouvrement des cabestansCapstan recovery rate
Pas des gorgesNo gorges
Largeur des gorges Groove width
Vitesse de rotation du cabestan 2 : 239 tours/minute.Rotation speed of capstan 2: 239 rpm.
Temps de séjour : ts = 2 secondes Nombre de spires : 4Residence time: ts = 2 seconds Number of turns: 4
La température du fil a été maintenue à 580 ± 2*CThe wire temperature was kept at 580 ± 2 * C
Les cabestans ont été maintenus à une température de : 585 ± 5*C grâce aux résistances électriques 38, la circulation d'eau a été coupée.The capstans were kept at a temperature of: 585 ± 5 * C thanks to the electrical resistances 38, the circulation of water was cut off.
L'épaisseur H de la lame de gaz de couplage thermique a été maintenue au maximum afin de limiter la consommation d'électricité soit : H = 100 mm. Paramètres principaux de l'élément de transfert thermique :The thickness H of the thermal coupling gas blade was kept to the maximum in order to limit the consumption of electricity, ie: H = 100 mm. Main parameters of the heat transfer element:
Refroidissement final période tsTs final cooling
Sixième paire Pe de cabestansSixth Pe pair of capstans
Diamètre des cabestans à l'entrée du fil De = 2100 mm. Diamètre des cabestans à la sortie du fil De = 2085 mm Entre-axe des cabestans E = 2210 mm Taux de recouvrement des cabestans Tr = 0,8645Diameter of the capstans at the entry of the wire De = 2100 mm. Diameter of the capstans at the wire outlet De = 2085 mm Center distance of the capstans E = 2210 mm Coverage rate of the capstans Tr = 0.8645
Pas des gorges p = 12 mm largeur des gorges J = 2, 7 mmPitch grooves p = 12 mm groove width J = 2.7 mm
Vitesse de rotation du cabestan 2 : 137 tours/minuteCapstan 2 rotation speed: 137 rpm
Temps de séjour : te = 5,28 secondes Nombre de spires : 6Residence time: te = 5.28 seconds Number of turns: 6
Température initiale du fil : Tf2 = 580'C Température finale du fil : Tf3 » 204*CInitial wire temperature: Tf2 = 580'C Final wire temperature: Tf3 »204 * C
Les cabestans ont été maintenus à une température de : 170*C à l'aide d'un débit d'eau à 25'C de : 9,5 m3/hThe capstans were maintained at a temperature of: 170 * C using a water flow at 25 ° C of: 9.5 m 3 / h
Epaisseur de la lame de gaz de couplage thermique : H = 2,2 mm.Thickness of the thermal coupling gas slide: H = 2.2 mm.
Paramètres principaux de l'élément de transfert thermiqueMain parameters of the heat transfer element
Après traitement thermique, le fil 4 a une résistance à la rupture en traction de 1 195 MPa.After heat treatment, the wire 4 has a tensile strength of 1,195 MPa.
Ce fil est ensuite laitonné puis tréfilé de façon connue pour obtenir un diamètre final de 0,35 mm. La résistance à la rupture en traction pour ce fil tréfilé est de 2 950 MPa R = 45 , 1 ε = 3 , 81This wire is then brass plated and then drawn in a known manner to obtain a final diameter of 0.35 mm. The tensile strength for this drawn wire is 2,950 MPa R = 45, 1 ε = 3, 81
Exempl e 6Example 6
Cet exemple est identique au précédent à l'exception du fait que l'on utilise un acier du type 2 au lieu d'un acier du type 1. Le temps d'incubation et le temps de transformation sont sensiblement les mêmes que dans l'exemple précédent.This example is identical to the previous one except that a type 2 steel is used instead of a type 1 steel. The incubation time and the transformation time are substantially the same as in previous example.
Après traitement thermique le fil a une résistance à la rupture en traction de 1 355 MPa.After heat treatment, the wire has a tensile strength of 1355 MPa.
Ce fil est ensuite laitonné puis tréfilé de façon connue pour obtenir un diamètre final de 0,35 mm. La résistance à la rupture en traction pour ce fil tréfilé est de 3 510 MPa.This wire is then brass plated and then drawn in a known manner to obtain a final diameter of 0.35 mm. The tensile strength for this drawn wire is 3,510 MPa.
R = 45,1 ε = 3,81R = 45.1 ε = 3.81
Exemple 7Example 7
Cet exemple est identique à l'exemple 1 à l'exception du fait que l'on utilise un acier du type 1 du point de vue composition mais avec un temps d'incubation de 3,8 secondes et un temps de transformation de 3,8 secondes à 580*C.This example is identical to Example 1 with the exception that a type 1 steel is used from the composition point of view but with an incubation time of 3.8 seconds and a transformation time of 3, 8 seconds at 580 * C.
L'installation est identique à celle utilisée pour l'exemple 1 à part le nombre de spires qui est passé de 7 à 8 sur la première paire Pi de cabestans, de 3 à 4 sur la troisième paire P3 de cabestans. Les résistances à la rupture après traitement thermique et après tréfilage ne diffèrent pas de plus de 2 % de celles de l'exemple 1 Exemple 8The installation is identical to that used for example 1 except for the number of turns which went from 7 to 8 on the first pair Pi of capstans, from 3 to 4 on the third pair P3 of capstans. The tensile strengths after heat treatment and after drawing do not differ by more than 2% from those of Example 1 Example 8
Cet exemple est identique à l'exemple 6 à l'exception du fait que l'on utilise un acier du type 2 du point de vue composition mais avec un temps d'incubation de 4,4 secondes et un temps de transformation de 6 secondes à 580*C.This example is identical to Example 6 except that a type 2 steel is used from the composition point of view but with an incubation time of 4.4 seconds and a transformation time of 6 seconds. at 580 * C.
L'installation est identique à celle de l'exemple 6 à part le nombre de spires qui est passé de 4 à 5 sur la première paire P de cabestans, de 2 à 3 sur la troisième paire P3 de cabestans.The installation is identical to that of Example 6 except for the number of turns which went from 4 to 5 on the first pair P of capstans, from 2 to 3 on the third pair P3 of capstans.
Les résistances à la rupture après traitement thermique et après tréfilage ne diffèrent pas de plus de 2 % de celles de l'exemple 1 Exemple 9The tensile strengths after heat treatment and after drawing do not differ by more than 2% from those of Example 1 Example 9
Cet exemple est identique à l'exemple 2 à l'exception du fait que l'on utilise un acier du type 2 du point de vue composition mais avec un temps d'incubation de 4 secondes et un temps de transformation de 3 secondes à 580*C.This example is identical to Example 2 except for the fact that a type 2 steel is used from the composition point of view but with an incubation time of 4 seconds and a transformation time of 3 seconds at 580 * C.
Dans cet exemple, la régulation automatique a fait passer la deuxième paire P2 de cabestans en mode chauffage, c'est-à-dire que la circulation d'eau de refroidissement a été coupée et les résistances électriques de chauffage 38 ont été mises en service de façon à éviter le refroidissement du fil qui se serait produit sur la deuxième paire de cabestans entre l'arrivée du fil et le moment ou celui-ci est le siège d'un dégagement de chaleur dû à la transformation de l'austénite en perlite. Les résistances à la rupture après traitement thermique et après tréfilage ont diminué de moins de 2 % par rapport à celles de l'exemple 2, ce qui est dû au fait d'une isothermicité un peu moins bonne.In this example, the automatic regulation put the second pair P2 of capstans in heating mode, that is to say that the cooling water circulation was cut off and the electric heating resistors 38 were put into service. so as to avoid the cooling of the wire which would have occurred on the second pair of capstans between the arrival of the wire and the moment when it is the seat of a release of heat due to the transformation of the austenite into perlite . The tensile strengths after heat treatment and after wire drawing decreased by less than 2% compared to those of Example 2, which is due to the fact of a slightly poorer isothermicity.
L' adaptabilité peut être améliorée en améliorantAdaptability can be improved by improving
1 ' isothermicité, c'est-à-dire en augmentant le nombre de paires de cabestans, mais le faible gain en résistance du fil que l'on peut en attendre ne justifie pas en général la dépense effectuée.1 isothermicity, that is to say by increasing the number of pairs of capstans, but the small gain in resistance of the wire that can be expected does not generally justify the expense.
Le fil 4 traité conformément à l'invention dans l'installation 100 comporte la même structure que celle qu'on obtient par le procédé connu de patentage au plomb, c'est-à-dire une structure perlitique fine. Cette structure comporte des lamelles de céraeπtite séparées par des lamelles de ferrite. A titre d'exemple, la figure 10 représente en coupe une portion 70 d'une telle structure perlitique fine. Cette portion 70 comporte deux lamelles de cémentite 71, pratiquement parallèles, séparées par une lamelle de ferrite 72. L'épaisseur des lamelles de cémentite 71 est représentée par "i" et l'épaisseur des lamelles de ferrite 72 est représentée par "e". La structure perlitique est fine, c'est—à-dire que la valeur moyenne de la somme i + e est au plus égale à 1000 Â, avec un écart type de 250 A.The wire 4 treated in accordance with the invention in the installation 100 has the same structure as that obtained by the known lead patenting process, that is to say a fine pearlitic structure. This structure includes ceramic slats separated by ferrite slats. By way of example, FIG. 10 represents in section a portion 70 of such a fine pearlitic structure. This portion 70 comprises two substantially parallel cementite strips 71, separated by a ferrite strip 72. The thickness of the cementite strips 71 is represented by "i" and the thickness of the ferrite strips 72 is represented by "e" . The pearlitic structure is fine, that is to say that the average value of the sum i + e is at most equal to 1000 Å, with a standard deviation of 250 A.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation précédemment décrits. Of course, the invention is not limited to the embodiments described above.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé permettant de traiter thermiquement au moins un fil métallique à l'aide de cabestans, ce procédé étant caractérisé par les points suivants : a) on fait passer le fil sur au moins deux cabestans conduisant la chaleur comportant des gorges, le fil étant moufle, croisé dans ces gorges, la largeur des gorges étant légèrement supérieure à celle du fil, un gaz, dans les gorges, étant au contact du fil et des cabestans ;1. A method for thermally treating at least one metal wire using capstans, this method being characterized by the following points: a) the wire is passed over at least two heat conducting capstans comprising grooves, the wire being muffle, crossed in these grooves, the width of the grooves being slightly greater than that of the wire, a gas in the grooves being in contact with the wire and the capstans;
b) on chauffe ou on refroidit les cabestans par l'intermédiaire d'au moins un gaz, disposé entre les cabestans et au moins une pièce, ce gaz étant au contact des cabestans et de la pièce, cette pièce qui conduit la chaleur, étant située à l'extérieur des cabestans en faisant circuler un fluide caloporteur au contact de la pièce ;b) the capstans are heated or cooled by means of at least one gas, disposed between the capstans and at least one part, this gas being in contact with the capstans and the part, this part which conducts heat, being located outside the capstans by circulating a heat transfer fluid in contact with the part;
c) on choisit l'épaisseur de la couche de gaz, entre les cabestans et la pièce, en fonction du traitement thermique à effectuer.c) the thickness of the gas layer is chosen, between the capstans and the part, according to the heat treatment to be carried out.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz utilisé dans les gorges est le même que le gaz disposé entre les cabestans et la pièce.2. Method according to claim 1, characterized in that the gas used in the grooves is the same as the gas disposed between the capstans and the part.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche de gaz, entre les cabestans et la pièce, est située entre une face, sensiblement plane, de la pièce et des faces, sensiblement planes, des cabestans, ces faces des cabestans étant disposées sensiblement dans un même plan qui est perpendiculaire aux axes de rotation des cabestans et sensiblement parallèle à la face de la pièce. 3. Method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the gas layer, between the capstans and the part, is located between a face, substantially planar, of the part and faces, substantially planar, of the capstans, these capstan faces being arranged substantially in the same plane which is perpendicular to the axes of rotation of the capstans and substantially parallel to the face of the part.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le gaz disposé entre les cabestans et la pièce ne subit pratiquement pas d'autres mouvements que ceux qui sont dus à la rotation des cabestans.4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the gas disposed between the capstans and the workpiece undergoes practically no other movements than those which are due to the rotation of the capstans.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 pour traiter thermiquement au moins un fil d'acier au carbone de façon à obtenir une structure perlitique fine, ce procédé comportant un traitement d' asuténitisation, dans lequel on chauffe le fil à une température supérieure à la température de transformation AC3 pour obtenir une structure d'austénite homogène, et un traitement de perlitisation dans lequel on refroidit ensuite le fil pour obren r une structure d'austénite métastable que l'on transforme en perlite.5. Method according to any one of claims 1 to 4 for thermally treating at least one carbon steel wire so as to obtain a fine pearlitic structure, this method comprising a treatment of asutenitization, in which the wire is heated. a temperature higher than the transformation temperature AC3 to obtain a homogeneous austenite structure, and a pearlitization treatment in which the wire is then cooled to obtain a metastable austenite structure which is transformed into perlite.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on utilise au moins un couple de cabestans lors du refroidissement pour obtenir une structure d'austénite métastable de telle sorte qu'on ait les relations suivantes :6. Method according to claim 5, characterized in that at least a couple of capstans are used during cooling to obtain a metastable austenite structure so that the following relationships are obtained:
Ki ≥ 0,3 (1)Ki ≥ 0.3 (1)
K2 ≥ 0,85 (2)K2 ≥ 0.85 (2)
0,5 ≤ K3 ≤ 1,5 (3)0.5 ≤ K3 ≤ 1.5 (3)
2xl0"4 ≤ K4≤ 6xl0"4 (4)2xl0 "4 ≤ K4≤ 6xl0 " 4 (4)
avec par définition :with by definition:
K2 = De/E (6)K2 = From / E (6)
K3 = 100 (De/Ds - 1) (7)K3 = 100 (De / Ds - 1) (7)
K4 = (VxDf2χH)/(L2xDe2) (8) où Li est la conductibilité thermique du gaz se trouvant dans les gorges ; L2 est la conductibilité thermique du gaz se trouvant entre les cabestans et la pièce, Ll et L2 étantK4 = (VxDf 2 χH) / (L2xDe 2 ) (8) where Li is the thermal conductivity of the gas in the grooves; L2 is the thermal conductivity of the gas between the capstans and the part, L1 and L2 being
— i — i déterminés à 600*C et exprimés en watts. m . *K ; Df est. le diamètre du fil exprimé en millimètres, J est la largeur des gorges exprimée en millimètres ; E est l'entraxe des deux cabestans exprimé en millimètres ; De est le diamètre d'enroulement du fil à l'entrée d'un cabestan quelconque ; Ds est le diamètre d'enroulement du fil à la sortie de ce même cabestan, De et Ds étant exprimés en millimètres ; V est la vitesse de défilement du fil exprimée en mètres par seconde ; H est l'épaisseur de la couche de gaz entre les cabestans et la pièce, exprimée en millimètres, ce gaz ne subissant pratiquement pas d'autres mouvements que ceux qui sont dus à la rotation des cabestans .- i - i determined at 600 * C and expressed in watts. m. * K; Df is. the diameter of the wire expressed in millimeters, J is the width of the grooves expressed in millimeters; E is the distance between the two capstans expressed in millimeters; De is the wire winding diameter at the entry of any capstan; Ds is the wire winding diameter at the outlet of this same capstan, De and Ds being expressed in millimeters; V is the wire running speed expressed in meters per second; H is the thickness of the gas layer between the capstans and the part, expressed in millimeters, this gas practically undergoing no other movements than those due to the rotation of the capstans.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on utilise en outre au moins un couple de cabestans lors de la transformation d'austénite en perlite, de telle sorte que la température du fil ne varie pas de plus de 10*C par excès ou par défaut d'une température donnée obtenue après le refroidissement donnant une structure d'austénite métastable, et ceci pendant un temps supérieur au temps de perlitisation, les relations suivantes étant vérifiées pour au moins un couple de cabestans :7. Method according to claim 6, characterized in that at least one pair of capstans is also used during the transformation of austenite into perlite, so that the temperature of the wire does not vary by more than 10 * C by excess or by default of a given temperature obtained after cooling giving a metastable austenite structure, and this for a time greater than the pearlitization time, the following relationships being verified for at least one pair of capstans:
K2 ≥ 0,85 (9) K3 = 0 (10)K2 ≥ 0.85 (9) K3 = 0 (10)
le gaz entre les cabestans et la pièce, pour ce couple, ne subissant pratiquement pas d'autres mouvements que ceux qui sont dus à la rotation des cabestans.the gas between the capstans and the part, for this couple, practically undergoing no other movements than those which are due to the rotation of the capstans.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les relations suivantes sont vérifiées pour au moins un couple de cabestans lors de la perlitisation : Kl ≥ 0,3 ( 11 0,5xl0"3_î K4 ≤ 9xl0"3 (12)8. Method according to claim 7, characterized in that the following relationships are verified for at least a couple of capstans during pearlitization: Kl ≥ 0.3 (11 0.5xl0 "3 _î K4 ≤ 9xl0 " 3 (12)
le gaz entre les cabestans et la pièce, pour ce couple, ne subissant pratiquement pas d'autres mouvements que ceux qui sont dus à la rotation des cabestans.the gas between the capstans and the part, for this couple, practically undergoing no other movements than those which are due to the rotation of the capstans.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications à 8, caractérisé en ce qu'on utilise au moins un couple de cabestans pour refroidir le fil après le traitement de perlitisation.9. Method according to any one of claims to 8, characterized in that at least a couple of capstans are used to cool the wire after the pearlitization treatment.
10. Dispositif permettant de traiter thermiquement au moins un fil métallique à l'aide de cabestans, le dispositif étant caractérisé par les points suivants :10. Device making it possible to heat treat at least one metal wire using capstans, the device being characterized by the following points:
a) il comporte au moins deux cabestans conduisant la chaleur et comprenant des gorges, des moyens permettant de faire défiler le fil dans les gorges des cabestans, le fil étant moufle croisé dans ces gorges, la largeur des gorges étant légèrement supérieure à celle du fil, et un gaz, dans les gorges, au contact du fil et des cabestans ;a) it comprises at least two capstans conducting heat and comprising grooves, means making it possible to pass the thread through the grooves of the capstans, the thread being a cross block in these grooves, the width of the grooves being slightly greater than that of the thread , and a gas, in the grooves, in contact with the wire and the capstans;
b) il comporte des moyens permettant de chauffer ou de refroidir les cabestans, ces moyens comprenant :b) it includes means for heating or cooling the capstans, these means comprising:
- au moins une pièce conduisant la chaleur et située à l'extérieur des cabestans ;- at least one heat conducting part located outside the capstans;
- des moyens permettant de faire circuler un fluide caloporteur au contact de la pièce ;- Means for circulating a heat transfer fluid in contact with the workpiece;
- un gaz disposé entre les cabestans et la pièce, au contact des cabestans et de la pièce ;- a gas placed between the capstans and the part, in contact with the capstans and the part;
c) il comporte des moyens permettant de faire varier l'épaisseur de la couche de gaz entre les cabestans et la pièce, en fonction du taitement thermique à effectuer.c) it includes means making it possible to vary the thickness the gas layer between the capstans and the part, depending on the thermal treatment to be performed.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le gaz dans les gorges est le même que le gaz disposé entre les cabestans et la pièce.11. Device according to claim 10, characterized in that the gas in the grooves is the same as the gas disposed between the capstans and the part.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 ou12. Device according to any one of claims 10 or
11, caractérisé en ce que la couche de gaz, entre les cabestans et la pièce, est située entre une face, sensiblement plane, de la pièce, et des faces, sensiblement planes des cabestans, ces faces des cabestans étant disposées sensiblement dans un même plan qui est perpendiculaire aux axes de rotation des cabestans et sensiblement parallèle à la face de la pièce.11, characterized in that the gas layer, between the capstans and the part, is situated between a substantially planar face of the part, and substantially planar faces of the capstans, these faces of the capstans being arranged substantially in the same plane which is perpendicular to the axes of rotation of the capstans and substantially parallel to the face of the part.
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à13. Device according to any one of claims 10 to
12, caractérisé en ce que le gaz disposé entre les cabestans et la pièce ne subit pratiquement pas d'autres mouvements que ceux qui sont dus à la rotation des cabestans.12, characterized in that the gas placed between the capstans and the part practically does not undergo any other movements than those which are due to the rotation of the capstans.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à14. Device according to any one of claims 10 to
13, caractérisé en ce que, pour chaque cabestan, les gorges ont pour axe l'axe du cabestan.13, characterized in that, for each capstan, the grooves have as their axis the axis of the capstan.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à15. Device according to any one of claims 10 to
14, caractérisé en ce qu'un des cabestans tourne librement autour de son axe par la traction du fil et en ce que les gorges de ce cabestan sont localisées sur des anneaux conduisant la chaleur, ces anneaux étant disposés sur le corps du cabestan et pouvant tourner autour de l'axe du cabestan de façon indépendante du corps.14, characterized in that one of the capstans turns freely around its axis by the pulling of the wire and in that the grooves of this capstan are located on rings conducting heat, these rings being arranged on the body of the capstan and being able rotate around the capstan axis independently of the body.
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à16. Device according to any one of claims 10 to
15, caractérisé en ce que sur au moins un cabestan, le diamètre d'enroulement du fil varie entre l'entrée et la sortie du cabestan.15, characterized in that on at least one capstan, the diameter wire winding varies between the entry and exit of the capstan.
17. Installation de traitement d'au moins un fil métallique comportant au moins un dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 10 à 16.17. Installation for treating at least one metal wire comprising at least one device according to any one of claims 10 to 16.
18. Installation selon la revendication 17, caractérisée en ce qu'elle est destinée à traiter thermiquement au moins un fil d'acier au carbone pour obtenir une structure perlitique fine par un traitement d' austénitisation, dans lequel on chauffe le fil à une température supérieure à la température de transformation AC3 pour obtenir une structure d'austénite homogène, et un traitement de perlitisation, dans lequel on refroidit ensuite le fil pour obtenir une structure d'austénite métastable que l'on transforme en perlite.18. Installation according to claim 17, characterized in that it is intended to heat treat at least one carbon steel wire to obtain a fine pearlitic structure by an austenitization treatment, in which the wire is heated to a temperature higher than the transformation temperature AC3 to obtain a homogeneous austenite structure, and a pearlitization treatment, in which the wire is then cooled to obtain a metastable austenite structure which is transformed into perlite.
19. Installation selon la revendication 18, caractérisée en ce qu'au moins un dispositif est destiné à refroidir le fil pour obtenir une structure d'austénite métastable, ce dispositif vérifiant les relations suivantes :19. Installation according to claim 18, characterized in that at least one device is intended to cool the wire to obtain a metastable austenite structure, this device verifying the following relationships:
Kl ≥ 0,3 (1)Kl ≥ 0.3 (1)
K2 ≥ 0,85 (2)K2 ≥ 0.85 (2)
0,5 ≤ K3 ≤ 1,5 (3)0.5 ≤ K3 ≤ 1.5 (3)
2xl0~4 ≤ K4_≤ 6xl0"4 (4)2xl0 ~ 4 ≤ K4_≤ 6xl0 "4 (4)
avec par définition :with by definition:
K2 = De/E (6) K3 = 100 (De/Ds - 1) (7) K4 = (VxDf2χH)/(L2xDe2) (8) où Li est la conductibilité thermique du gaz se trouvant dans les gorges ; L2 est la conductibilité thermique du gaz se trouvant entre les cabestans et la pièce, Li et L2 étant déterminés à 600'C et exprimés en watts.m" . *K ; Df est le diamètre du fil exprimé en millimètres, J est la largeur des gorges exprimée en millimètres ; E est l'entraxe des deux cabestans exprimé en millimètres ; De est le diamètre d'enroulement du fil à l'entrée d'un cabestan quelconque ; Ds est le diamètre d'enroulement du fil à la sortie de ce même cabestan, De et Ds étant exprimés en millimètres ; V est la vitesse de défilement du fil exprimée en mètres par seconde ; H est l'épaisseur de la couche de gaz entre les cabestans et la pièce, exprimée en millimètres, le gaz entre les cabestans et la pièce, pour ce dispositif, ne subissant pratiquement pas d'autres mouvements que ceux qui sont dus à la rotation des cabestans . K2 = De / E (6) K3 = 100 (De / Ds - 1) (7) K4 = (VxDf 2 χH) / (L2xDe 2 ) (8) where Li is the thermal conductivity of the gas in the grooves; L2 is the thermal conductivity of the gas between the capstans and the part, Li and L2 being determined at 600 ° C and expressed in watts.m " . * K; Df is the diameter of the wire expressed in millimeters, J is the width grooves expressed in millimeters; E is the distance between the two capstans expressed in millimeters; De is the wire winding diameter at the entry of any capstan; Ds is the wire winding diameter at the outlet of this same capstan, De and Ds being expressed in millimeters; V is the running speed of the wire expressed in meters per second; H is the thickness of the layer of gas between the capstans and the part, expressed in millimeters, the gas between the capstans and the part, for this device, practically undergoing no other movements than those which are due to the rotation of the capstans.
20. Installation selon la revendication 19, caractérisée en ce qu'au moins un dispositif est destiné à permettre la transformation d'austénite métastable en perlite, de telle sorte que la température du fil ne varie pas de plus de 10*C par excès ou par défaut d'une température donnée obtenue après le refroidissement donnant une structure d'austénite métastable, et ceci pendant un temps supérieur au temps de perlitisation, les relations suivantes étant vérifiées pour au moins un dispositif :20. Installation according to Claim 19, characterized in that at least one device is intended to permit the transformation of metastable austenite into perlite so that the temperature of the wire does not vary by more than 10 ° C plus or by default of a given temperature obtained after cooling giving a metastable austenite structure, and this for a time greater than the pearlitization time, the following relationships being verified for at least one device:
K2 ≥ 0,85 (9) K3 = 0 (10)K2 ≥ 0.85 (9) K3 = 0 (10)
Le gaz entre les cabestans et la pièce, pour ce dispositif, ne subissant pratiquement pas d'autres mouvements que ceux qui sont dus à la rotation des cabestans. The gas between the capstans and the part, for this device, practically undergoing no other movements than those due to the rotation of the capstans.
21. Installation selon la revendication 20, caractérisée en ce qu'au moins un dispositif destiné à permettre la transformation d'austénite métastable en perlite vérifie les relations suivantes : Kl ≥ 0,3 (11)21. Installation according to claim 20, characterized in that at least one device intended to allow the transformation of metastable austenite into perlite verifies the following relationships: Kl ≥ 0.3 (11)
0,5xl0"3 ≤ 4 ≤ 9 x 10*3 (12),0,5xl0 "3 ≤ 4 ≤ 9 x 10 * 3 (12),
Le gaz entre les cabestans et la pièce, pour ce dispositif, ne subissant pratiquement pas d'autres mouvements que ceux qui sont dus à la rotation des cabestans.The gas between the capstans and the part, for this device, practically undergoing no other movements than those due to the rotation of the capstans.
22. Installation selon l'une quelconque des revendications 18 à 21, caractérisée en ce qu'au moins un dispositif est destiné à refroidir le fil, après perlitisation.22. Installation according to any one of claims 18 to 21, characterized in that at least one device is intended to cool the wire, after pearlitization.
23. Fil obtenu selon le procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9.23. Wire obtained according to the process according to any one of claims 1 to 9.
24. Fil obtenu avec le dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 10 à 16.24. Wire obtained with the device according to any one of claims 10 to 16.
25. Fil obtenu avec l'installation conforme à l'une quelconque des revendications 17 à 22.25. A wire obtained with the installation according to any one of claims 17 to 22.
26. Article renforcé avec au moins un fil conforme à l'une quelconque des revendications 23 à 25.26. Article reinforced with at least one wire according to any one of claims 23 to 25.
27. Article selon la revendication 26, caractérisé en ce qu'il est une enveloppe de pneumatiques. 27. Article according to claim 26, characterized in that it is an envelope of tires.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2650296B1 (en) * 1989-07-26 1991-10-11 Michelin & Cie METHOD AND DEVICE FOR HEAT TREATING AT LEAST ONE METAL WIRE WITH THERMAL TRANSFER PLATES
US6629361B1 (en) * 1999-07-30 2003-10-07 Electrovations Method of producing a high temperature electrical conductor
US7832250B2 (en) * 2008-04-18 2010-11-16 L&P Property Management Company Method and apparatus for automating production of sinuous springs

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE34829C (en) * A. SCHRÄDER, Regierungs - Maschinenbauführer in Telgte i. Westph Power-collecting brake
US2965368A (en) * 1953-08-14 1960-12-20 Vaughn Machinery Co Wire treating apparatus
US3021128A (en) * 1955-12-06 1962-02-13 Svenska Metallverken Ab Method and means for continuously annealing metal strips, wire and the like
US4012028A (en) * 1975-05-08 1977-03-15 Vladimir Izrailevich Dunaevsky Furnace of a continuous metal strip heat-treatment plant
FR2338330A1 (en) * 1976-01-19 1977-08-12 Melfo DEVICE ENSURING THE annealing of a wire at the exit of a processing machine
JPS5799760A (en) * 1980-12-11 1982-06-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Resin sealing type electronic part
SU1224347A1 (en) * 1981-12-29 1986-04-15 Гомельский Государственный Университет Method of patenting steel wire
AT389322B (en) * 1987-01-09 1989-11-27 Evg Entwicklung Verwert Ges DEVICE FOR HEAT TREATING A CONTINUOUSLY PROGRESSIVE METAL WIRE
JPH06124976A (en) * 1992-10-13 1994-05-06 Nec Corp Tab ic

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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