EP0811081B1 - Procede d'elaboration d'une tole ou d'une bande en acier pour la realisation d'une boite et tole ou bande en acier obtenue par ce procede - Google Patents

Procede d'elaboration d'une tole ou d'une bande en acier pour la realisation d'une boite et tole ou bande en acier obtenue par ce procede Download PDF

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EP0811081B1
EP0811081B1 EP96904131A EP96904131A EP0811081B1 EP 0811081 B1 EP0811081 B1 EP 0811081B1 EP 96904131 A EP96904131 A EP 96904131A EP 96904131 A EP96904131 A EP 96904131A EP 0811081 B1 EP0811081 B1 EP 0811081B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
strip
sheet
less
thickness
steel
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP96904131A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP0811081A1 (fr
Inventor
Michel Lespagnol
Jean-François Renard
Patrick Seurin
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.)
Sollac SA
Original Assignee
Sollac SA
Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC
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Publication date
Application filed by Sollac SA, Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC filed Critical Sollac SA
Publication of EP0811081A1 publication Critical patent/EP0811081A1/fr
Application granted granted Critical
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Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/04—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing
    • C21D8/0421—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing characterised by the working steps
    • C21D8/0436—Cold rolling
    • 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/04—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing
    • C21D8/0447—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing characterised by the heat treatment
    • C21D8/0468—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing characterised by the heat treatment between cold rolling steps

Definitions

  • the subject of the present invention is a method production of a sheet or strip of steel intended to the realization of a box obtained by stamping-ironing, of the drink box type.
  • the present invention also relates to a sheet or strip of steel intended for making a box obtained by stamping-ironing.
  • This type of boxes generally includes a bottom, a peripheral skirt and a collar to achieve the crimping of a cover, which can be opened easy, and is produced in particular by stamping-ironing from a cup cut from a sheet or a band.
  • the cup first undergoes a relatively severe swaging on a press which conventionally comprises, on the one hand, a fixed punch and a support forming a peripheral blank holder sliding around said punch and on which rests the cup and, on the other hand, a matrix intended to be applied to the cup with force vertically transmitted by an upper slide.
  • the cup with a bottom and an edge formed during the stamping operation is then either calibrated by a slight stamping without the use of a blank holder, either re-stamped with blank holder and then subject to an ironing operation which consists of stretch by means of a drawing machine, by reductions successive, the edge to gradually form the skirt device of the box.
  • the bottom is formed on the drawing machine to give it a determined geometry and the neck of the peripheral skirt is formed according to two techniques, either a matrix shrinking technique or a wheel shrinking technique.
  • the shrinking technique with matrix is to force the cervix into a matrix with a conical inlet profile and a cylindrical outlet profile.
  • a cylindrical piece guides the wall formed at the outlet of the matrix.
  • the force required to allow the deformation metal comes from the thrust applied to the bottom of the box and transmitted axially by its skirt peripheral.
  • the wheel shrinking technique consists in driving the box in rotation which is held between a pusher and a centering ring.
  • the free end of the peripheral skirt is engaged on a mandrel and two moving wheels axially form the neck of the box which gradually emerges from the mandrel while still being held between the pusher and the centering ring.
  • the profile of the neck is obtained by displacements simultaneous wheels, centering ring and the pusher.
  • the box is filled and a cover, for example with opening easy, is crimped on the neck of said box.
  • the sheet or strip is produced by a process in which the slab from continuous casting is hot rolled, then cold rolled to obtain a strip which is subjected to recrystallization annealing at a temperature below Ac1.
  • This process makes it possible to obtain a strip which has a final thickness of around 0.30mm and make from this strip a box whose wall of the peripheral skirt after stamping-ironing has a thickness of about 0.1mm.
  • a decrease in the area of stampability causes difficulties in forming the bottom and is at the origin of the appearance of folds, during the operation stamping.
  • this operation is carried out in sliding a ring on the stretching punch of so that this ring can rest on the free edge of the peripheral skirt of the box.
  • the ring stripping only presses on a few points of said skirt and very often there is a puckering of the skirt during the stripping which requires putting the discarded box.
  • Coarse cementite can cause drilling the wall of the peripheral skirt at the time of formation of the neck and tearing of this metal during of the stretching operation due to hard particles in steel.
  • EPC a process for the manufacture of a steel strip for production by stamping and re-stamping of containers.
  • Steel has composition following weight: C ⁇ 0.006%, If ⁇ 0.02%, 0.15 - 0.35% Mn, S ⁇ 0.015%, P ⁇ 0.015%, N ⁇ 0.006%, 0.02 -0.06% Al, the remainder being iron and residual impurities.
  • the object of the invention is to avoid these drawbacks by proposing a process for making a sheet or a strip intended for the realization of a box obtained by stamping-ironing which reduces the thickness of the walls of the box and therefore to gain weight.
  • the invention also relates to a sheet or steel strip intended for the realization of a box obtained by stamping and ironing, of the beverage can type, characterized in that it is obtained by the process mentioned above.
  • the manufacture of a box, of the drink box type, stamping and ironing involves cutting in a sheet or strip of steel a blank, then at stamp by relatively severe necking on a press this blank to form a cup.
  • the cup comprising a bottom and a edge is calibrated and is subjected to an operation of ironing consisting of stretching, by reductions successive, the edge to gradually form the skirt device of the box.
  • the bottom is then formed to give it the determined geometry and the collar of the peripheral skirt is formed either by a matrix shrinking technique, either by a wheel shrinking technique.
  • the slab is hot rolled into a strip thickness between 1.8 and 2.5mm and preferably between 2 and 2.4mm, then the strip is cold rolled with a reduction rate to bring said strip to a thickness between 0.26 and 0.32mm and subject to recrystallization annealing at a lower temperature to Ac1 and finally cold-rolled with a rate of reduction between 28 and 35% to bring said strip at a thickness between 0.18 and 0.22mm.
  • the recrystallization annealing is an annealing continued.
  • steels A to C being very low carbon steels, that is to say steels whose carbon percentage is less than 0.006% and steels D and E being extra mild steels.
  • steels D and E although satisfying the rolling conditions of the process according to the invention have a coefficient ⁇ C further from C than steels B and C.
  • steel B and steel E have undergone hot rolling, cold rolling, annealing and similar cold rolling.
  • steel E has yield strength and superior tensile strength and above all a ⁇ C much lower and much further from 0.
  • the sheet or strip of steel at very low carbon less than 0.008 and produced by the process according to the invention, that is to say with a hot rolling by which the slab is rolled into a hot sheet or a strip of thickness between 1.8 and 2.5 mm, cold rolling by which the hot sheet or strip is rolled at a reduction rate bringing said strip to a thickness of between 0.26 and 0.32 mm, then a recrystallization annealing at a temperature below Ac1 and finally a re-rolling cold with a reduction rate between 10 and 40%, has a longest yield strength between 350 and 450 MPa for a final thickness about 0.22mm, between 440 and 540 MPa for a thickness final of approximately 0.20mm and between 500 and 600 MPa for a final thickness of about 0.18mm.
  • the sheets or strips according to the invention can also be characterized by the fact that the number of ferrite grains per mm 2 is between 10,000 and 30,000 and preferably between 15,000 and 25,000, which corresponds to a very small grain size .
  • the process of making a sheet according to the invention also makes it possible to keep a quantity determined carbon solution in the sheet.
  • Such a sheet therefore has the characteristic significantly harden during cooking varnish, practiced on the box after its shaping.
  • This feature is very important in the case of the manufacture of boxes obtained by stamping-ironing because the sheet according to the process of the invention has mechanical characteristics adequate to promote its shaping, characteristics mechanical varying little over time.
  • This mechanical behavior of the box is particularly characterized by the turning pressure the dome of the bottom of said box.
  • This turning pressure, pressure limit from which the dome made on the bottom of the box turns around, increases by around 10% after steaming to pass for example, for a type of box given, from 6.3 to 6.9 bars.
  • the method according to the invention for the development of a sheet or strip of steel with very low carbon intended for the realization of a box, drink-box type, obtained by stamping-ironing reduces the thickness of the walls of the box and obtain a weight gain of around 30% on the sheet or the strip, while increasing the drawing area and reducing the rate of horns and the risk of formation of folds when stamping the box.

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Description

La présente invention a pour objet un procédé d'élaboration d'une tôle ou d'une bande d'acier destinée à la réalisation d'une boíte obtenue par emboutissage-repassage, du type boíte-boisson.
La présente invention a également pour objet une tôle ou une bande d'acier destinée à la réalisation d'une boíte obtenue par emboutissage-repassage.
Ce type de boítes comporte généralement un fond, une jupe périphérique et un col pour réaliser le sertissage d'un couvercle, qui peut être à ouverture facile, et est fabriqué notamment par emboutissage-repassage à partir d'une coupelle découpée dans une tôle ou une bande.
A cet effet, la coupelle subit d'abord un emboutissage par rétreint relativement sévère sur une presse qui comporte de manière classique, d'une part, un poinçon fixe et un support formant un serre-flan périphérique coulissant autour dudit poinçon et sur lesquels repose la coupelle et, d'autre part, une matrice destinée à être appliquée sur la coupelle suivant une force transmise verticalement par un coulisseau supérieur.
La coupelle comportant un fond et un bord formé lors de l'opération d'emboutissage est ensuite soit calibrée par un léger emboutissage sans utilisation d'un serre-flan, soit réemboutie avec serre-flan puis est soumise à une opération de repassage qui consiste à étirer au moyen d'une étireuse, par des réductions successives, le bord pour former progressivement la jupe périphérique de la boíte.
Ensuite, le fond est formé sur l'étireuse pour lui conférer une géométrie déterminée et le col de la jupe périphérique est formé selon deux techniques, soit une technique de rétreint avec matrice, soit une technique de rétreint à la molette.
La technique de rétreint avec matrice consiste à forcer le col dans une matrice possédant un profil d'entrée conique et un profil de sortie cylindrique. Une pièce cylindrique assure le guidage de la paroi formée en sortie de matrice.
La force requise pour permettre la déformation du métal provient de la poussée appliquée sur le fond de la boíte et transmise axialement par sa jupe périphérique.
Pour atteindre le diamètre intérieur souhaité, plusieurs réductions successives sont nécessaires, chacune étant une étape de formage distincte. Lorsque la réduction de diamètre est obtenue, le bordage est généralement réalisé avec des molettes.
La technique de rétreint à la molette consiste à entraíner la boíte en rotation qui est maintenue entre un poussoir et un anneau de centrage.
L'extrémité libre de la jupe périphérique est engagée sur un mandrin et deux molettes se déplaçant axialement forment le col de la boíte qui progressivement se dégage du mandrin tout en étant toujours maintenu entre le poussoir et l'anneau de centrage.
Le profil du col est obtenu par les déplacements simultanés des molettes, de l'anneau de centrage et du poussoir.
Après ces différentes opérations, la boíte est remplie et un couvercle, par exemple à ouverture facile, est serti sur le col de ladite boíte.
Il est connu pour réaliser ce type de boítes d'utiliser une tôle ou une bande en acier dit extra-doux et dont la composition en pourcentage poids est la suivante :
  • Carbone de l'ordre de 0,030 à 0,040%
  • Manganèse de l'ordre de 0,15 à 0,25%
  • Azote de l'ordre de 0,004% à 0,006%
  • Aluminium de l'ordre de 0,03 et 0,05%
  • Phosphore inférieur à 0,015%
  • Soufre inférieur à 0,020%
  • Silicium inférieur à 0,020%,
    •    au maximum 0,08% d'un ou plusieurs des éléments choisis parmi le cuivre, le nickel et le chrome, le reste étant du fer et des impuretés résiduelles.
    La tôle ou la bande est élaborée par un procédé dans lequel la brame issue d'une coulée continue est laminée à chaud, puis laminée à froid pour obtenir un feuillard qui est soumis à un recuit de recristallisation à une température inférieure à Ac1.
    Ce procédé permet d'obtenir un feuillard qui possède une épaisseur finale d'environ 0,30mm et de réaliser à partir de ce feuillard une boíte dont la paroi de la jupe périphérique après emboutissage- repassage possède une épaisseur de l'ordre de 0,1mm.
    Or, les fabricants de boítes, dans un souci d'économie et d'augmentation de la productivité, cherchent à réaliser des boítes d'un poids réduit, c'est à dire avec des parois d'épaisseur plus mince.
    Pour que la boíte avec des parois de plus faible épaisseur puisse tenir à la pression interne des liquides qu'elle contient, en particulier lorsqu'il s'agit d'une boisson gazeuse, et pour que la boíte elle-même possède une tenue mécanique suffisante, il est nécessaire d'utiliser des aciers dont les caractéristiques mécaniques sont plus élevées.
    Pour augmenter les caractéristiques mécaniques, les industriels ont, à partir d'un acier extra doux dont la composition a été précédemment mentionnée, soumis une brame à un laminage à chaud et à un laminage à froid pour obtenir un feuillard qui est soumis à un recuit de recristallisation à une température inférieure à Ac1, puis est relaminé à froid.
    Mais, on sain qu'une diminution de l'épaisseur ou une augmentation des caractéristiques mécaniques des tôles ou des bandes accentue les phénomènes de plissement au moment de l'élaboration des boítes.
    Des essais ont montré que ce procédé entraíne une diminution du domaine d'emboutissabilité de la tôle ou de la bande et une augmentation du taux de cornes au moment de l'emboutissage de la boíte.
    Une diminution du domaine d'emboutissabilité entraíne des difficultés pour le formage du fond et est à l'origine de l'apparition de plis, pendant l'opération d'emboutissage.
    Pour éviter la formation de plis lors de l'emboutissage, on peut augmenter la pression exercée par le serre-flan sur le flan de tôle, mais cette augmentation de pression du serre-flan pose un problème de contrôle de l'écoulement du métal pendant l'emboutissage et peut de ce fait provoquer des cassures ou des déchirures du métal, en particulier au niveau des rayons de raccordement.
    D'autre part, l'augmentation du taux de cornes pose un problème au moment de l'extraction de la boíte du poinçon d'étirage, c'est à dire, au moment de l'opération dite de dévétissage.
    En effet, cette opération est réalisée en faisant coulisser une bague sur le poinçon d'étirage de telle manière que cette bague puisse prendre appui sur le bord libre de la jupe périphérique de la boíte.
    Lorsque la jupe périphérique du corps de la boíte présente des cornes importantes, la bague de dévétissage n'appuie que sur quelques points de ladite jupe et très souvent on assiste à un plissement de la jupe pendant le dévétissage ce qui impose de mettre la boíte au rebut.
    Pour diminuer le taux de cornes, il est connu de bobiner à chaud le feuillard avant laminage à froid et recuit de recristalillisation.
    Mais cette opération supplémentaire entraíne des inconvénients, car les rives de la tôle ou de la bande sont directement en contact avec l'air ambiant et se refroidissent plus rapidement que le coeur.
    Ce refroidissement naturel différentiel entre les rives et le coeur provoque une hétérogénéité des caractéristiques mécaniques de la tôle ou de la bande. De plus, le bobinage à chaud entraíne la formation d'une cémentite grossière.
    La cémentite grossière peut entraíner le perçage de la paroi de la jupe périphérique au moment de la formation du col et un arrachement de ce métal lors de l'opération d'étirage à cause des particules dures dans l'acier.
    De plus, la présence de particules dures dans l'acier entraíne une usure prématurée des différents outils d'emboutissage et de repassage.
    Ainsi, les industriels pour arriver à diminuer l'épaisseur des parois des boítes se trouvent confrontés à des problèmes importants et qui sont souvent antinomiques.
    On connaít dans le document EP-A-0 521 808, un procédé de fabrication de tôles minces en acier destinées à l'emboutissage, qui comporte les opérations suivantes :
    • élaboration en convertisseur d'un acier contenant du carbone dans une proportion inférieure à 0,015% du manganèse dans une proportion de 0,15 à 0,25%, du soufre dans une proportion inférieure à 0,012% et de l'aluminium dans une proportion inférieure à 0,04%,
    • laminage à chaud entièrement en domaine austénitique,
    • bobinage à une température supérieure à 650°C;
    • et recuit continu après laminage à froid à une température inférieure à 700°C.
    On connaít également dans le document EP-A-0 718 411 qui constitue un état de la technique au vue de l'article 54(3) CBE, un procédé de fabrication d'une bande d'acier pour la fabrication par emboutissage et réemboutissage de récipients. L'acier a la composition pondérale suivante : C ≤ 0,006%, Si ≤ 0,02%, 0,15 - 0,35% Mn, S ≤ 0,015%, P ≤ 0,015%, N ≤ 0,006%, 0,02 -0,06% Al, le reste étant du fer et des impuretés résiduelles.
    Le procédé comprend les étapes suivantes :
    • approvisionnement d'une bande en acier du type ultra-bas carbon, laminée à chaud,
    • premier laminage à froid pour obtenir une ébauche de 0,2 à 0,3mm,
    • recuit entre 600 et 700°C,
    • deuxième laminage à froid comportant au moins deux passes avec un taux de réduction d'au moins 25% pour la première passe et d'au moins 5% pour la deuxième passe.
    L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients en proposant un procédé d'élaboration d'une tôle ou d'une bande destinée à la réalisation d'une boíte obtenue par emboutissage-repassage qui permet de réduire l'épaisseur des parois de la boíte et par conséquent d'obtenir un gain de poids.
    L'invention a pour objet un procédé d'élaboration d'une tôle ou d'une bande destinée à la réalisation d'une boíte obtenue par emboutissage-repassage, du type boíte-boisson, à partir d'un acier possédant la composition en pourcentage poids suivante :
    • Carbone inférieur à 0,008%,
    • Manganèse compris entre 0,10 et 0,30%,
    • Azote inférieure à 0,006%,
    • Aluminium compris entre 0,01 et 0,06%,
    • Phosphore inférieur à 0,015%,
    • Soufre inférieur à 0,020%,
    • Silicium inférieur à 0,020%,
       au maximum 0,08% d'un ou de plusieurs des éléments choisis parmi le cuivre, le nickel et le chrome, le reste étant du fer et des impuretés résiduelles, procédé dans lequel la brame est laminée à chaud en une tôle à chaud ou un feuillard d'épaisseur comprise entre 1,8 et 2,5mm, puis la tôle à chaud ou le feuillard est laminé à froid à un taux de réduction amenant ledit feuillard à une épaisseur comprise entre 0,26 et 0,32mm et soumis à un recuit de recristallisation à une tempéra ture inférieure à Ac1 et enfin relaminé à froid avec un taux de réduction compris entre 10 et 40%.
    L'invention a également pour objet une tôle ou bande d'acier destinée à la réalisation d'une boíte obtenue par emboutissage-repassage, du type boíte-boisson, caractérisé en ce qu'elle est obtenue par le procédé mentionné ci-dessus.
    L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple.
    La fabrication d'une boíte, du type boíte-boisson, par emboutissage-repassage consiste à découper dans une tôle ou une bande d'acier un flan, puis à emboutir par rétreint relativement sévère sur une presse ce flan pour former une coupelle.
    Ensuite, la coupelle comportant un fond et un bord est calibrée et est soumise à une opération de repassage consistant à étirer, par des réductions successives, le bord pour former progressivement la jupe périphérique de la boíte.
    Le fond est alors formé pour lui conférer la géométrie déterminée et le col de la jupe périphérique est formé soit par une technique de rétreint avec matrice, soit par une technique de rétreint à la molette.
    Afin, de pouvoir fabriquer une boíte dont les parois ont une très faible épaisseur, l'invention propose d'élaborer ce type de boíte par cette technique d'emboutissage-repassage à partir d'un acier à très bas carbone possédant la composition en pourcentage poids suivante :
    • Carbone inférieur à 0,008%,
    • Manganèse compris entre 0,10 et 0,30%,
    • Azote inférieure à 0,006%,
    • Aluminium compris entre 0,01 et 0,06%,
    • Phosphore inférieur à 0,015%,
    • Soufre inférieur à 0,020%,
    • Silicium inférieur à 0,020%,
       au maximum 0,08% d'un ou plusieurs des éléments choisis parmi le cuivre, le nickel et le chrome, le reste étant du fer et des impuretés résiduelles, et selon un procédé dans lequel la brame issue d'une coulée continue est laminée à chaud en une tôle à chaud ou un feuillard d'épaisseur comprise entre 1,8 et 2,5mm, puis la tôle à chaud ou le feuillard est laminé à froid à un taux de réduction amenant ledit feuillard à une épaisseur comprise entre 0,26 et 0,32mm et soumis à un recuit de recristallisation à température inférieure à Acl et enfin relaminé à froid avec un taux de réduction compris entre 10 et 40%.
    La brame est laminée à chaud en un feuillard d'épaisseur comprise entre 1,8 et 2,5mm et de préférence entre 2 et 2,4mm, puis le feuillard est laminé à froid avec un taux de réduction pour amener ledit feuillard à une épaisseur comprise entre 0,26 et 0,32mm et soumis à un recuit de recristallisation à une température inférieure à Ac1 et enfin relaminé à froid avec un taux de réduction compris entre 28 et 35% pour amener ledit feuillard à une épaisseur comprise entre 0,18 et 0,22mm.
    Le recuit de recristallisation est un recuit continu.
    Pour pouvoir élaborer une tôle ou une bande en acier de faible épaisseur, comprise entre 0,18 et 0,22mm et qui possède toutes les propriétés nécessaires à la réalisation de boítes dites boítes embouties et repassées dont les parois ont une épaisseur égale, voire inférieure à 0,07 mm, on s'est rendu compte qu'il est nécessaire d'utiliser un acier à très bas carbone dont la teneur en carbone est inférieure, en pourcentage poids, à 0,008% et d'élaborer cet acier selon la technique dite de double réduction, c'est à dire de faire subir à la tôle ou à la bande laminée à chaud, un laminage à froid suivi d'un recuit de recristallisation et d'un relaminage à froid.
    De manière surprenante, on s'est rendu compte que pour obtenir les caractéristiques mécaniques optimales afin de pouvoir réaliser les opérations d'emboutissage et de repassage nécessaires à l'obtention d'une boíte dont les parois ont une épaisseur égale à 0,07mm, qu'il fallait réduire le taux de réduction du premier laminage à froid de la tôle ou de la bande.
    En effet, par exemple si on examine, le taux de cornes, d'une tôle ou d'une bande d'acier réalisée à partir d'un acier ayant la composition en pourcentage poids suivante :
    • carbone 0,003%,
    • manganèse 0,204%,
    • phosphore 0,009%,
    • soufre 0,009%,
    • azote 0,003%,
    • silicium 0,002%,
    • cuivre 0,008%,
    • nickel 0,021%,
    • chrome 0,017%,
    • aluminium 0,027%,
    Le reste étant du fer, et qui a subi un laminage à chaud pour obtenir une bande laminée à chaud d'épaisseur de 2,3mm, puis laminée à froid pour obtenir une bande d'épaisseur de 0,26mm, et recuite en continu à une température inférieure à Ac1 et enfin relaminée à froid pour amener cette bande à une épaisseur égale à 0,18mm, le taux de cornes est égale à -0,2.
    En revanche, une tôle ou une bande réalisée à partir du même acier, mais qui a été laminée à chaud pour l'amener à une épaisseur égale à 1,8mm, puis-laminée à froid pour obtenir une bande d'épaisseur de 0,26mm, puis recuite en continu dans les mêmes conditions et relaminée à froid pour l'amener à une épaisseur égale à 0,18mm, présente un taux de cornes égal à -0,05, ce qui est un coefficient très proche de 0, donc représentatif d'un acier ayant une très faible propension à former les cornes.
    Il est donc particulièrement important de respecter les taux de laminage à froid et de relaminage après recuit ainsi que d'appliquer un taux de laminage à chaud important afin d'élaborer une bande laminée à chaud d'épaisseur comprise entre 1,8 et 2,5 mm.
    Outre cet aspect concernant le procédé d'obtention de la bande, il est également nécessaire pour pouvoir réaliser des boítes embouties-repassées de très faible épaisseur d'utiliser un acier à très basse teneur en carbone.
    Dans le tableau 1 ci-dessous, différentes compositions d'acier sont indiquées, les aciers A à C étant des aciers à très bas carbone, c'est à dire des aciers dont le pourcentage en carbone est inférieur à 0,006% et les aciers D et E étant des aciers extra-doux.
    Figure 00110001
    Les exemples D et E ne correspondent pas à l'invention revendiquée.
    Des brames ayant chacune une des compositions indiquées dans le tableau 1 ci-dessus, ont été soumises à un traitement qui consiste à laminer à chaud chaque brame en un feuillard, puis à laminer à froid ce feuillard et à soumettre ledit feuillard à un recuit de recristallisation à une température inférieure à Acl et enfin à le relaminer à froid.
    Les tôles ou les bandes d'acier obtenues par ce procédé ont été soumises à des essais afin de déterminer les limites d'élasticité Re et Rm en sens long et en sens travers ainsi que le taux de cornes ΔC.
    Les résultats sont indiqués dans le tableau 2 ci-dessous.
    Figure 00130001
    Les exemples D et E ne correspondent pas à l'invention revendiquée.
    On constate dans ce tableau que les aciers D et E, bien que satisfaisant aux conditions de laminage du procédé selon l'invention présentent un coefficient ΔC plus éloigné de C que les aciers B et C.
    En effet, l'acier B en l'acier E ont subi des conditions de laminage à chaud, à froid, de recuit et de relaminage à froid semblables. Cependant, l'acier E présente des valeurs de limite d'élasticité et de résistance à la traction supérieures et surtout un ΔC très inférieur et beaucoup plus éloigné de 0.
    De même, bien que l'acier D ait subi un taux de laminage à froid de 86% et un taux de relaminage de 11%, inférieurs à ceux subis par l'acier C, ΔC de l'acier D est plus éloigné de 0 que le ΔC de l'acier C.
    D'autre part, le taux de laminage à froid de l'acier B étant de 85% et cet acier ayant subi le même taux de relaminage après recuit, ΔC aniso de l'acier B est de -0,06.
    Ainsi, la tôle ou la bande d'acier à très bas carbone, inférieur à 0,008 et élaborée par le procédé selon l'invention, c'est à dire avec un laminage à chaud par lequel la brame est laminée en une tôle à chaud ou un feuillard d'épaisseur comprise entre 1,8 et 2,5 mm, un laminage à froid par lequel la tôle à chaud ou le feuillard est laminé à un taux de réduction amenant ledit feuillard à une épaisseur comprise entre 0,26 et 0,32 mm, puis un recuit de recristallisation à une température inférieure à Ac1 et enfin un relaminage à froid avec un taux de réduction compris entre 10 et 40%, possède une limite d'élasticité en sens long comprise entre 350 et 450 MPa pour une épaisseur finale d'environ 0,22mm, entre 440 et 540 MPa pour une épaisseur finale d'environ 0,20mm et entre 500 et 600 MPa pour une épaisseur finale d'environ 0,18mm.
    Les tôles ou les bandes selon l'invention peuvent également être caractérisées par le fait que le nombre de grains de ferrite par mm2 est compris entre 10000 et 30000 et de préférence entre 15000 et 25000, ce qui correspond à une taille de grains très petite.
    Ceci est important pour la régularité des caractéristiques du métal tout au long de la bobine, et pour éviter les inconvénients antinomiques liés à l'emboutissage, au repassage et à la formation du col.
    Le procédé d'élaboration d'une tôle selon l'invention permet également de conserver une quantité déterminée de carbone en solution dans la tôle.
    Une telle tôle présente donc la caractéristique de durcir de manière significative lors de la cuisson du vernis, pratiquée sur la boíte après sa mise en forme.
    Cette caractéristique est très importante dans le cas de la fabrication des boítes obtenues par emboutissage-repassage car la tôle selon le procédé de l'invention présente les caractéristiques mécaniques adéquates pour favoriser sa mise en forme, les caractéristiques mécaniques variant peu dans le temps.
    Une fois la boíte formée, vernie et ayant subi le traitement de cuisson du vernis, les caractéristiques mécaniques sont augmentées de manière significative ce qui présente l'avantage d'accroítre la tenue mécanique de la boíte.
    Cette tenue mécanique de la boíte est notamment caractérisée par la pression de retournement du dôme du fond de ladite boíte.
    Cette pression de retournement, pression limite à partir de laquelle le dôme réalisé sur le fond de la boíte se retourne, augmente de l'ordre de 10% après étuvage pour passer par exemple, pour un type de boíte donnée, de 6,3 à 6,9 bars.
    Ceci est particulièrement le cas pour les taux de relaminage à froid après recuit de la tôle compris entre 10 et 30%.
    Ainsi, le procédé selon l'invention pour l'élaboration d'une tôle ou d'une bande d'acier à très bas carbone destinée à la réalisation d'une boíte, du type boíte-boisson, obtenue par emboutissage-repassage, permet de diminuer l'épaisseur des parois de la boíte et d'obtenir un gain de poids d'environ 30% sur la tôle ou la bande, tout en augmentant le domaine d'emboutissabilité et en réduisant le taux de cornes et les risques de formation de plis au moment de l'emboutissage de la boíte.

    Claims (9)

    1. Procédé d'élaboration d'une tôle ou d'une bande destinée à la réalisation d'une boíte obtenue par emboutissage-repassage, du type boíte-boisson, à partir d'un acier possédant la composition en pourcentage poids suivante :
      Carbone inférieur à 0,008 %
      Manganèse compris entre 0,10 et 0,30 %
      Azote inférieur à 0,006 %
      Aluminium compris entre 0,01 et 0,06 %
      Phosphore inférieur à 0,015 %
      Soufre inférieur à 0,020 %
      Silicium inférieur à 0,020 %
         au maximum 0,08 % d'un ou plusieurs des éléments choisis parmi le cuivre, le nickel et le chrome, le reste étant du fer et des impuretés résiduelles, procédé dans lequel la brame est laminée à chaud en une tôle à chaud ou un feuillard d'épaisseur comprise entre 1,8 et 2,5mm, puis la tôle à chaud ou le feuillard est laminé à froid à un taux de réduction amenant ledit feuillard à une épaisseur comprise entre 0,26 et 0,32mm, et soumis à un recuit de recristallisation à une température inférieure à Ac1 et enfin relaminé à froid avec un taux de réduction compris entre 10 et 40 %.
    2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la brame est laminée à chaud en un feuillard d'épaisseur de préférence comprise entre 2 et 2,4 mm.
    3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le feuillard est relaminé à froid avec un taux de réduction compris entre 28 et 35 %.
    4. Procédé selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le feuillard est relaminé à froid avec un taux de réduction pour amener ledit feuillard à une épaisseur comprise entre 0,18 et 0,22 mm.
    5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le recuit de recristallisation est un recuit continu.
    6. Tôle ou bande d'acier destinée à la réalisation d'une boíte obtenue par emboutissage-repassage, de type boíte-boisson, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.
    7. Tôle ou bande d'acier selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle possède une limite d'élasticité en sens long comprise entre 350 et 450 MPa pour une tôle ou une bande d'épaisseur finale d'environ 0,22 mm, entre 440 et 540 MPa pour une tôle ou une bande d'épaisseur finale d'environ 0,20 mm et entre 500 et 600 MPa pour une tôle ou une bande d'épaisseur finale d'environ 0,18 mm.
    8. Tôle ou bande d'acier selon la revendication 6, caractérisée en ce que le nombre de grains de ferrite par mm2 est compris entre 10 000 et 30 000 et de préférence entre 15 000 et 25 000.
    9. Utilisation d'une tôle ou d'une bande d'acier obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, pour la réalisation d'une boíte-boisson fabriquée par emboutissage-repassage.
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