EP1601478B1 - PROCEDE D'EMBOUTISSAGE A TIEDE DE PIECES EN ALLIAGE Al-Mg - Google Patents

PROCEDE D'EMBOUTISSAGE A TIEDE DE PIECES EN ALLIAGE Al-Mg Download PDF

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EP1601478B1
EP1601478B1 EP04713927A EP04713927A EP1601478B1 EP 1601478 B1 EP1601478 B1 EP 1601478B1 EP 04713927 A EP04713927 A EP 04713927A EP 04713927 A EP04713927 A EP 04713927A EP 1601478 B1 EP1601478 B1 EP 1601478B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
blank
process according
deformed
areas
strip
Prior art date
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EP04713927A
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German (de)
English (en)
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EP1601478A1 (fr
Inventor
Pierre Litalien
Alain Legendre
Dominique Daniel
Guy-Michel Raynaud
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.)
Constellium Neuf Brisach SAS
Original Assignee
Alcan Rhenalu SAS
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Publication date
Family has litigation
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Application filed by Alcan Rhenalu SAS filed Critical Alcan Rhenalu SAS
Publication of EP1601478A1 publication Critical patent/EP1601478A1/fr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/201—Work-pieces; preparation of the work-pieces, e.g. lubricating, coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent

Definitions

  • the invention relates to the manufacture, by hot stamping, that is to say at a temperature of between 150 and 350 ° C, of highly deformed parts made of aluminum alloy, in particular Al-Mg type alloy ( 5000 series according to EN 573-3), intended in particular for the automotive industry.
  • the object of the present invention is to overcome this drawback and to allow the warm stamping of aluminum alloy parts, especially Al-Mg alloy, for the automobile with a productivity compatible with the requirements of the automotive industry, either to obtain parts that could not be made cold, or to facilitate its realization, in particular by reducing the number of stamping passes, or by using more economical alloys, but not very formable to cold.
  • the lubricant can be either previously deposited on the cut blank or is projected on the stamping tool just before stamping the blank.
  • the stamping is preferably done in a single pass.
  • the invention also relates to a part stamped from an aluminum alloy blank of the preceding composition, comprising areas with little or no deformation and highly deformed areas, in which the least deformed parts have a limit of elasticity R 0.2 greater by at least 30% (or a Vickers hardness of at least 20%) than that of the most deformed areas.
  • the invention applies to the manufacture of stampings of aluminum alloys containing from 1 to 6%, and preferably 3.5 to 5%, magnesium.
  • Mg contributes to the mechanical strength of the alloy, as well as Cu, Mn or Zn which can be present up to a content of 1% for Cu and Zn, and 1.2% for Mn.
  • These alloys are essentially alloys of the 5000 series, for example alloys 5052, 5083, 5182 or 5754, but may be of the 4000 series if the Si content is greater than that in Mg, or the 3000 series if the content in Mn is slightly higher than in Mg.
  • Such alloys 3000 or 4000 may have been developed incorporating a portion of recycled manufacturing scrap, making them economical alloys.
  • the strips can be obtained, in a traditional way, by casting plates, hot rolling, then cold rolling, but also by continuous casting of strips, or between two metal belts ("belt casting") and then hot rolling and possibly cold, either between two rolled cylinders (roll-casting) and then cold rolling.
  • belt casting two metal belts
  • roll-casting rolling-casting
  • Fe is limited to 0.8%, but can reach 2% in alloys from continuous casting.
  • silicon can be higher, up to 3%, in continuous casting, while it is better to limit it to 2% in traditional casting.
  • the last rolling pass can be performed with a textured cylinder, for example by electron beam (EBT), electro-erosion (EDT) or laser beam, which improves the formability and surface appearance of the piece formed after painting.
  • EBT electron beam
  • EDT electro-erosion
  • laser beam which improves the formability and surface appearance of the piece formed after painting.
  • the strips can be annealed (state O) if one wants very important elongations to make very deformed parts difficult stamping, and that one is less demanding on the final mechanical resistance. But one of the advantages of the method according to the invention is to start from a hardened or partially restored state (H1x or H2x). Indeed, in addition to the economic advantage of avoiding annealing, it also avoids the appearance of lines Lüders stamping, which is the case when starting from the annealed state.
  • the strips are then cut into shaped blanks adapted to the part to be produced.
  • the blanks may be coated with a relatively stable lubricant at the drawing temperature, and not emitting toxic fumes at this temperature.
  • the lubricant must also be easy to remove from degreasing, and compatible with subsequent operations such as welding or gluing without additional surface preparation, and with cataphoresis.
  • boron nitride type boron nitride type.
  • the blanks are then preheated to a temperature between 150 and 350 ° C.
  • This preheating must be sufficiently fast, less than 30 s, and preferably less than 20 s, or even less than 10 s, to feed the stamping tool at the required rate. If necessary, you can have several preheating stations to feed the same tool.
  • the preheating can be done homogeneously over the entire blank, but also selectively, thus creating a temperature gradient between different areas of the blank.
  • This localized preheating makes it possible to optimize the mechanical characteristics, either by facilitating the shaping by a better distribution of the deformations, or by leading to a final part with heterogeneous mechanical properties, adapted to the function of each zone of the formed part. It is thus possible, for example, to selectively preheat the areas intended to be the most deformed.
  • An appropriate means for obtaining rapid and, if necessary, localized preheating is to use contact heating by means of a heating pad applied to the blank having the shape of the zone or areas to be heated.
  • a heating pad applied to the blank having the shape of the zone or areas to be heated.
  • Such a device ensures a rise in temperature of 20 to 300 ° C in less than 15 s, which allows to feed a stamping line at a high rate with a reduced number of preheating devices.
  • this device allows a precise control and a good reproducibility of the reached temperatures, with a good control of the time cycle.
  • the preheating zone of the blank When there is a highly deformed area located in the center of the room, such as a counter-stamped, the applicant has found, surprisingly, that to avoid a break in the stamping, the preheating zone of the blank must be located not in the area to be formed, but in its vicinity.
  • the supply of heat can come only from the preheating of the blank and not that of the tool, because in such a case, the contact between the tool and the blank is too fast to heat sufficiently.
  • Preheating of the blank is, for example, using a heating wedge preferably located at a distance greater than 5 mm from the blank area corresponding to the locally highly deformed area of the workpiece.
  • the blank is then transferred to the stamping tool, and in order to obtain the desired temperature under the press, account must be taken of the possible cooling of the blank between the exit of the oven and the press, which leads to slightly overheating the blank. relative to the temperature of the tool.
  • the preheated blank is then stamped.
  • the stamping tool is also heated, at least partially, at a temperature between 150 and 350 ° C. This is achieved by incorporating electrical resistors into the tool. It is possible to heat only certain areas of the tool, preferably the die and the blank holder rather than the punch. A particularly advantageous disposition is to have a matrix in two heated parts separated by an air knife. Thus, there is a hot matrix edge under the covering of the blank undergoing shrinkage, and a colder die bottom to optimize the mechanical strength of the blank on the spokes of the die.
  • Other means can also be used to maintain a portion of cold tool in the vicinity of a hot part, for example a projection of compressed air to remove heat on the part to be kept cold, or a circulation of a fluid refrigeration inside this part.
  • the temperature of the different parts of the tool is controlled by regulation.
  • the lubricant can be deposited directly on the stamping tool, for example by spraying a mist. In this way, the exposure time of the lubricant at high temperatures is reduced, which prevents premature degradation during preheating.
  • the design of the tooling must take into account the non-uniform expansion of the tool when the temperature is not homogeneous.
  • the tool can be surface treated to prevent galling.
  • the shaping cycle preferably includes a single stamping pass, followed by finishing passes for trimming or trimming the edges.
  • the stamping rate is at least 6 rounds per minute.
  • the method according to the invention can be used for the manufacture of parts with highly deformed areas, including parts for the automotive industry, both bodywork skin parts as structural parts or reinforcement.
  • the most deformed areas are the hardest, and therefore the hardest.
  • the most deformed zones are, during stamping, in the partially restored state, thanks to the heating of the tool opposite of these areas, which allows a good flow of metal in the tool. These areas do not harden, while the deformed areas, colder, retain their original high mechanical strength.
  • an elastic limit R 0.2 > 250 MPa, or a Vickers hardness> 97 Hv notably ensuring a good resistance to indentation, with, in addition, an excellent surface appearance by lack of lines of Lüders, and a weak elastic return.
  • the partially restored peripheral zones during the preheating and stamping are softened and thus have a good ability to crimp later.
  • the combination of good indentation resistance at the center and good crimping capability at the periphery is particularly well suited for use in exterior body panels, such as hoods, doors and flaps.
  • the method makes it possible, by having a high yield strength alloy before the cataphoresis step, to avoid the appearance of permanent deformations due to to the differential thermal expansion that appears during this operation.
  • bumper beams for example bumper beams, ground connections, stretchers, cradles and sash reinforcements, made from blanks between 2 and 5 mm thick, cold stamping depths, lower springback and higher mechanical strength can be obtained.
  • the high mechanical strength of weakly deformed parts can be favorable in the event of a frontal impact, and thus makes it possible to lighten the reinforcement. profile of this area.
  • the method according to the invention allows a great latitude of adjustment to achieve the final shape with the desired characteristics.
  • an intermediate metallurgical state Hn4 or Hn2
  • heating the blank and appropriate tools it is possible to temporarily lower the yield strength during forming. After cooling, the piece found a high mechanical strength, little degraded compared to that of the original blank. This choice is very useful when you want to mark details on a piece of appearance, while maintaining a high yield strength after formatting.
  • the method according to the invention makes it possible to ensure the feeding of a stamping press at a rate of at least 6 pieces per minute. Compared to cold drawing, it allows to optimize the mechanical properties for shaping, and leads, on shaped products, to gradients of mechanical properties, which contribute to improving the service function of the machine. final part (for example its resistance to crash or indentation) or to simplify the subsequent assembly operations of the formed part (for example crimping).
  • the step of preheating the blank in the process according to the invention ensures a good thermal stability of the process by limiting the heat exchange between the blank and the tool, by making it possible to simplify the device for heating the tools, and by making them these tools are less sensitive to temperature variations when formatting at a high rate.
  • the radii of curvature encountered in the room are severe (up to 6 to 8 mm).
  • the clipping and cutting of the openings are performed later by traditional cutting tools.
  • the application of the process according to the invention consists in preheating the periphery of the blank, corresponding to the zone (1) of FIG. 2 which will be under the blank holder, so as to lower its elastic limit, and thus facilitate the flow of metal into the tool, even at high blanket pressures.
  • the center of the blank remains cold, in particular the zone which is folded under tension on the radius of the punch, so as not to degrade its mechanical strength.
  • the blank is preheated for 10 seconds by contact.
  • a shim having the shape of the zone to be heated is screwed under a heating plate.
  • the blank is then pressed against this wedge and is thus raised to a temperature of 250 ° C.
  • Figure 2 illustrates the shape of the wedge screwed under the heating plate.
  • the fast heating time (10 s) makes it possible to supply the feed rate of the press, and preserves a thermal gradient in the blank.
  • the blank is ejected under the stamping press, which is a 900 ton hydraulic press.
  • the stamping tool is made up of 4 elements: a punch, a blank holder and a 2-part die.
  • the first, called the matrix ring, is opposite the blank holder.
  • the second, called matrix bottom, is located opposite the punch. Only the matrix ring and the blank holder are heated to 250 ° C. by means of U-shaped resistors which run along the input line of the matrix.
  • the matrix bottom isolated from the matrix ring by an air gap, and the punch remain at a temperature below 130 ° C throughout the duration of the test.
  • the blank is stamped at a punching speed of 200 mm / s.
  • the formed part is then ejected from the press.
  • the accessible cadence is 6 to 10 rounds per minute, which is that of a conventional stamping line of steel door liner.
  • Example 3 door lining from a hardened blank
  • Example 2 The same part is produced as in Example 1, but starting from a blank 5182-H18, whose elastic limit is greater than 300 MPa and its hardness Vickers greater than 110 Hv.
  • the blank is pre-lubricated with a saturated emulsion of lithium stearate.
  • the blank is too hard to be shaped.
  • the role of preheating is to facilitate the deformation in the areas that will be highly deformed, that is to say the peripheral areas. These zones are therefore preheated by the same device as above, but at a temperature of 350 ° C. Rapid and local preheating makes it possible to maintain a strong temperature gradient within the blank (250 ° C over 10 cm).
  • the tools are brought to 300 ° C. Simple regulation keeps the tools at 300 ° C because the exchange with the slightly warmer blank is less.
  • the heating of the deformed parts causes a lowering of the flow stress, which allows the drawing to be completed, the softened metal being able to flow into the tool and be shaped.
  • the zone of the window strip little deformed and unheated, retains a high mechanical strength (R m > 340 MPa, or Vickers hardness> 105 Hv), favorable in the event of frontal impact.
  • the reinforcement profile of this zone can therefore be lightened without losing overall performance.
  • a pavilion made of alloy 5182 is produced by warm stamping according to the method of the invention.
  • One of the properties of use of this type of part is its resistance to indentation, directly related to the yield strength.
  • the workpiece since the 5000 alloys are not structurally hardened, unlike the alloys 6000 which harden during the baking of the paints, the workpiece must have an elastic limit after shaping sufficiently large to meet the specifications. This is why we start from a blank 1 mm thick, hardened alloy, 5182 in the H14 state, whose yield strength is greater than 240 MPa, a Vickers hardness> 95 Hv. By the conventional cold drawing process, such a blank can not be shaped.
  • Example 3 The same lubricant is used as in Example 3.
  • the blank is preheated for 10 seconds under an iron that comes into contact with the whole blank. Indeed, unlike in example 1, it is better to heat the entire blank at 275 ° C to better control the final geometry and mark the lines of the piece.
  • the tool consists of 3 elements: a punch, a blank holder and a die. Heating cartridges are inserted into the elements to bring them uniformly to 275 ° C.
  • the stamping is performed on the same hydraulic press of 900 t as in the previous examples, at a punching speed of 200 mm / s. The rate is 6 pieces per minute.
  • this high elastic limit makes it possible to avoid the appearance of permanent defects that could occur during the baking of the paints. Indeed, if the piece is fixed on a steel frame, the difference in coefficient of thermal expansion causes a larger expansion of the flag, resulting in a risk of buckling. If the limit of elasticity of the flag is low, this buckling can cause irreversible deformations (plasticization), but with a high limit of elasticity, this risk disappears.
  • Example 5 Body Skin Part: Hood Outboard Panel
  • a hardened alloy 5182 is used to form an outer leaf panel (cover).
  • the criteria of appearance and resistance to indentation are the same as before.
  • the outer panel must be crimped onto a lining piece.
  • the contours of the panel must therefore be crimpable, hence the need for a formable blank at this location.
  • the areas to be crimped are under the blank holder during the first stamping pass.
  • the stamping tools are uniformly heated to 300 ° C. On the reach of the blank holder, this continues the softening of the areas to be crimped, initiated during preheating, while in the punch zone, the heating helps to temporarily lower the yield strength and mark the forms well. of the room.
  • the final product is therefore a panel whose central zone has lost very little of its mechanical characteristics before stamping due to its very short exposure (only during stamping) at 300 ° C: a yield point R 0 is thus obtained.
  • R 0 is thus obtained.
  • This zone therefore has good resistance to indentation.
  • the peripheral zone has a lower elastic limit, R 0.2 ⁇ 160 MPa, or a Vickers hardness ⁇ 75 Hv. It is therefore very formable and suitable for crimping on a piece of lining.

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Description

    Domaine de l'invention
  • L'invention concerne la fabrication, par emboutissage à tiède, c'est-à-dire à une température comprise entre 150 et 350°C, de pièces fortement déformées en alliage d'aluminium, en particulier en alliage du type Al-Mg (série 5000 selon la norme EN 573-3), destinées en particulier à la construction automobile.
    • Etat de la technique
  • Il est connu qu'au-delà de 150°C, l'allongement à la rupture des alliages d'aluminium croît, cet effet étant d'autant plus marqué que la vitesse de déformation est faible. Contrairement à la mise en forme superplastique, qui se fait à des températures supérieures à 450°C, et qui exige des alliages présentant une microstructure particulière à grains très fins, la mise en forme à tiède, à une température comprise entre 150 et 350°C, permet d'accroître la ductilité des alliages conventionnels, notamment ceux de la série 5000.
  • Les premiers essais d'emboutissage à tiède d'alliages d'aluminium dans l'industrie automobile ont été réalisés aux Etats-Unis dans les années 1970 dans le but de substituer l'aluminium à l'acier sans modifier les outillages. Le brevet US 4090889 de Chrysler, déposé en 1976, décrit un procédé d'emboutissage à une température comprise entre 100 et 315°C de pièces pour l'automobile en divers types d'alliages, dont l'alliage 5252-H25. Le chauffage des flans, recouverts d'un lubrifiant à base de graphite, se fait de préférence par infrarouge. Depuis cette époque, aucune application industrielle n'a été réalisée, probablement par manque de maîtrise thermique du procédé, et à cause de la difficulté d'obtenir des cadences de fabrication proches de celles de l'emboutissage à froid conventionnel.
  • Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient et de permettre l'emboutissage à tiède de pièces en alliage d'aluminium, notamment en alliage Al-Mg, pour l'automobile avec une productivité compatible avec les exigences de l'industrie automobile, soit pour obtenir des pièces qu'on ne pourrait pas réaliser à froid, soit pour en faciliter la réalisation, notamment en diminuant le nombre de passes d'emboutissage, soit en utilisant des alliages plus économiques, mais peu formables à froid.
    • Objet de l'invention
  • L'invention a pour objet un procédé de fabrication de pièces embouties en alliage d'aluminium, comportant les étapes suivantes :
    • la fabrication d'une bande d'épaisseur comprise entre 0,5 et 5 mm en alliage de composition (% en poids): Mg : 1-6 Mn < 1,2 Cu < 1 Zn < 1 Si < 3 Fe < 2 Cr < 0,4 Zr < 0,3 autres éléments < 0,1 chacun et < 0,5 au total, reste Al,
    • la découpe d'un flan à partir de cette bande,
    • le chauffage local ou total du flan à une température comprise entre 150 et 350°C, et d'une durée < 30 s,
    • l'emboutissage du flan chauffé à l'aide d'un outillage au moins partiellement chauffé, à une température comprise entre 150 et 350°C, en présence d'un lubrifiant compatible avec les opérations ultérieures.
  • Le lubrifiant peut être, soit déposé préalablement sur le flan découpé, soit projeté sur l'outillage d'emboutissage juste avant l'emboutissage du flan. L'emboutissage se fait, de préférence, en une seule passe.
  • L'invention a également pour objet une pièce emboutie à partir d'un flan en alliage d'aluminium de la composition précédente, comportant des zones peu ou pas déformées et des zones très déformées, dans laquelle les parties les moins déformées présentent une limite d'élasticité R0,2 supérieure d'au moins 30% (ou une dureté Vickers supérieure d'au moins 20%) à celle des zones les plus déformées.
    • Description des figures
    • La figure 1 représente, en perspective, une doublure de porte d'automobile réalisée par le procédé selon l'invention décrit à l'exemple 1.
    • La figure 2 représente la zone préchauffée du flan utilisé aux exemples 1 et 2.
    • La figure 3 est une vue en coupe du contre-embouti en coin de la pièce de l'exemple 2.
    Description de l'invention
  • L'invention s'applique à la fabrication de pièces embouties en alliages d'aluminium contenant de 1 à 6%, et de préférence 3,5 à 5%, de magnésium. Mg contribue à la résistance mécanique de l'alliage, de même que Cu, Mn ou Zn qui peuvent être présents jusqu'à une teneur de 1% pour Cu et Zn, et 1,2% pour Mn. Ces alliages sont essentiellement des alliages de la série 5000, par exemple des alliages 5052, 5083, 5182 ou 5754, mais peuvent être de la série 4000 si la teneur en Si est supérieure à celle en Mg, ou de la série 3000 si la teneur en Mn est légèrement supérieure à celle en Mg. De tels alliages 3000 ou 4000 peuvent avoir été élaborés en incorporant une part de chutes de fabrication recyclées, ce qui en fait des alliages économiques.
  • Les bandes peuvent être obtenues, d'une manière traditionnelle, par coulée de plaques, laminage à chaud, puis laminage à froid, mais également par coulée continue de bandes, soit entre deux courroies métalliques (« belt casting ») puis laminage à chaud et éventuellement à froid, soit entre deux cylindres refroidis (« roll-casting ») puis laminage à froid. Dans le cas de la coulée entre courroies, il peut être intéressant, à la fois sur le plan technique et économique, d'utiliser des bandes laminées à chaud, si l'épaisseur à obtenir le permet.
  • En coulée traditionnelle, Fe est limité à 0,8%, mais peut atteindre 2% dans les alliages issus de coulée continue. De même, le silicium peut être plus élevé, jusqu'à 3%, en coulée continue, alors qu'il vaut mieux le limiter à 2% en coulée traditionnelle.
  • La dernière passe de laminage peut être effectuée avec un cylindre texturé, par exemple par traitement par faisceau d'électrons (EBT), par électro-érosion (EDT) ou par faisceau laser, ce qui améliore la formabilité et l'aspect de surface de la pièce formée après peinture.
  • Les bandes peuvent être recuites (état O) si on veut des allongements très importants pour réaliser des pièces très déformées d'emboutissage difficile, et qu'on est moins exigeant sur la résistance mécanique finale. Mais un des intérêts du procédé selon l'invention est de partir d'un état écroui ou partiellement restauré (états H1x ou H2x). En effet, outre l'avantage économique d'éviter le recuit, on évite également l'apparition de lignes de Lüders à l'emboutissage, ce qui est le cas quand on part de l'état recuit. C'est un avantage important puisque, en plus d'une résistance à l'indentation insuffisante due à l'utilisation d'un état recuit, le risque de lignes de Lüders a empêché jusqu'ici l'utilisation des alliages Al-Mg pour les pièces de peau de carrosserie, destinées à être peintes, alors qu'ils sont largement utilisés pour les pièces de renfort non visibles. On peut noter que les mêmes défauts d'aspect disparaissent également lors de la mise en forme à tiède des tôles à l'état recuit, ce qui présente un intérêt pour des applications nécessitant une grande formabilité et un bel aspect, mais pas une très grande résistance mécanique, comme par exemple les doublures d'ouvrant visibles. Enfin, l'utilisation d'un même type d'alliage pour la peau et les renforts simplifie le recyclage.
  • Les bandes sont ensuite découpées en flans de forme adaptée à la pièce à réaliser. A ce stade, les flans peuvent être revêtus d'un lubrifiant relativement stable à la température d'emboutissage, et n'émettant pas à cette température de fumées toxiques. Le lubrifiant doit également être facile à éliminer au dégraissage, et compatible avec les opérations ultérieures comme le soudage ou le collage sans préparation de surface supplémentaire, et avec la cataphorèse. A titre d'exemple, on peut utiliser des lubrifiants à base d'esters synthétiques à haut point d'ébullition et haut point d'éclair, contenant comme additifs de lubrification des stéarates de zinc, de sodium ou de lithium, ou des lubrifiants solides de type nitrure de bore.
  • Les flans sont ensuite préchauffés à une température comprise entre 150 et 350°C. Ce préchauffage doit être suffisamment rapide, de moins de 30 s, et de préférence de moins de 20 s, voire de moins de 10 s, pour alimenter l'outil d'emboutissage à la cadence requise. Si nécessaire, on peut avoir plusieurs postes de préchauffage pour alimenter un même outil. Le préchauffage peut se faire de manière homogène sur l'ensemble du flan, mais également de manière sélective, en créant ainsi un gradient de température entre différentes zones du flan. Ce préchauffage localisé permet d'optimiser les caractéristiques mécaniques, soit en facilitant la mise en forme par une meilleure distribution des déformations, soit en conduisant à une pièce finale avec des propriétés mécaniques hétérogènes, adaptées à la fonction de chaque zone de la pièce formée. On peut ainsi, par exemple, préchauffer sélectivement les zones destinées à être les plus déformées. Dans le cas de flans raboutés, on peut focaliser le préchauffage aux environs de la zone de raboutage pour éviter une rupture dans cette zone à l'emboutissage.
  • On peut également, en partant d'un flan en alliage fortement écroui, chauffer localement la périphérie pour obtenir, en fin de mise en forme, une pièce dont la partie centrale, qui n'a pas été chauffée, conserve une limite d'élasticité élevée, et dont la périphérie a subi un recuit pendant la mise en forme, et présente de ce fait une bonne aptitude au sertissage ultérieur.
  • Un moyen approprié pour obtenir un préchauffage rapide et, si nécessaire, localisé, est d'utiliser un chauffage par contact à l'aide d'un sabot chauffant appliqué sur le flan ayant la forme de la zone ou des zones à chauffer. Un tel dispositif assure une montée en température de 20 à 300°C en moins de 15 s, ce qui permet d'alimenter une ligne d'emboutissage à une cadence élevée avec un nombre réduit d'appareils de préchauffage. Par ailleurs, dans le cas où l'on part d'un flan écroui, plus sensible à la température et à la durée d'exposition, ce dispositif permet un contrôle précis et une bonne reproductibilité des températures atteintes, avec une bonne maîtrise du temps de cycle.
  • Lorsqu'il existe une zone très déformée localisée au centre de la pièce, comme par exemple un contre-embouti, la demanderesse a constaté, de manière surprenante, que, pour éviter une rupture à l'emboutissage, la zone de préchauffage du flan doit se situer non pas dans la zone à former, mais à son voisinage. L'apport de chaleur ne peut venir que du préchauffage du flan et non de celui de l'outil, car, dans un tel cas, le contact entre l'outil et le flan est trop rapide pour chauffer suffisamment. Le préchauffage du flan se fait, par exemple, à l'aide d'une cale chauffante située, de préférence, à une distance supérieure à 5 mm de la zone du flan correspondant à la zone localement très déformée de la pièce.
  • Le flan est ensuite transféré vers l'outil d'emboutissage, et, pour obtenir la température désirée sous la presse, on doit tenir compte du refroidissement éventuel du flan entre la sortie du four et la presse, ce qui conduit à surchauffer légèrement le flan par rapport à la température de l'outil.
  • Le flan préchauffé est alors embouti. Une des caractéristiques de l'invention est que l'outil d'emboutissage est, lui aussi, chauffé, au moins partiellement, à une température comprise entre 150 et 350°C. Ceci est obtenu par incorporation de résistances électriques dans l'outil. On peut ne chauffer que certaines zones de l'outil, de préférence la matrice et le serre-flan plutôt que le poinçon. Une disposition particulièrement avantageuse est d'avoir une matrice en deux parties chauffées séparées par une lame d'air. On a ainsi un bord de matrice chaud sous l'habillage du flan subissant du rétreint, et un fond de matrice plus froid pour optimiser la résistance mécanique du flan sur les rayons de la matrice.
  • D'autres moyens sont également utilisables pour maintenir une partie d'outil froide au voisinage d'une partie chaude, par exemple une projection d'air comprimé pour évacuer la chaleur sur la partie à maintenir froide, ou bien une circulation d'un fluide de réfrigération à l'intérieur de cette partie. La température des différentes parties de l'outil est contrôlée par régulation.
  • Dans le cas où le flan n'a pas été revêtu au préalable d'une couche de lubrifiant, comme indiqué plus haut, on peut déposer le lubrifiant directement sur l'outil d'emboutissage, par exemple par pulvérisation d'un brouillard. De cette manière, le temps d'exposition du lubrifiant à des températures élevées est réduit, ce qui évite sa dégradation prématurée lors du préchauffage.
  • La conception de l'outillage doit tenir compte de la dilatation non uniforme de l'outil lorsque la température n'est pas homogène. L'outil peut être traité en surface pour éviter le grippage. Le cycle de mise en forme comporte de préférence une seule passe d'emboutissage, suivie de passes de finition pour le détourage ou le tombage des bords. La cadence d'emboutissage est d'au moins 6 coups par minute.
  • Le procédé selon l'invention peut être utilisé pour la fabrication de pièces comportant des zones très déformées, notamment des pièces pour la construction automobile, aussi bien des pièces de peau de carrosserie que des pièces de structure ou de renfort.
  • Grâce à la combinaison optimale d'un préchauffage des flans dans certaines zones, et du chauffage de l'outil avec un gradient thermique entre différentes parties, on peut obtenir des pièces d'aspect pour peau de carrosserie, comme par exemple les peaux d'ouvrants ou les pavillons, réalisées à partir de flans d'épaisseur comprise entre 0,6 et 1,5 mm, présentant une configuration tout à fait inhabituelle de propriétés mécaniques en fonction des propriétés requises pour les différentes parties de la pièce formée, par exemple la résistance à l'indentation ou le comportement au crash.
  • Dans le procédé classique d'emboutissage à froid, les zones les plus déformées sont les plus écrouies, et donc les plus dures. A l'inverse, avec le procédé selon l'invention, lorsqu'on part d'un état écroui, les zones les plus déformées, généralement à la périphérie, se trouvent, lors de l'emboutissage, à l'état partiellement restauré, grâce au chauffage de l'outil en face de ces zones, qui permet un bon écoulement du métal dans l'outil. Ces zones ne durcissent donc pas, alors que les zones peu déformées, plus froides, conservent leur résistance mécanique élevée d'origine.
  • On peut ainsi obtenir, pour ces zones peu déformées, une limite élastique R0,2 > 250 MPa, ou une dureté Vickers > 97 Hv, assurant notamment une bonne résistance à l'indentation, avec, en plus, un excellent aspect de surface par absence de lignes de Lüders, et un faible retour élastique. En revanche, les zones périphériques partiellement restaurées pendant le préchauffage et l'emboutissage sont adoucies et présentent ainsi une bonne aptitude au sertissage ultérieur. La combinaison d'une bonne résistance à l'indentation au centre et d'une bonne aptitude au sertissage en périphérie est particulièrement bien adaptée à l'utilisation en panneau extérieur de carrosserie, tel que les capots, les portes et les pavillons.
  • Pour les pavillons en alliage d'aluminium, qui peuvent être montés sur un cadre en acier, le procédé permet, en ayant un alliage à haute limite d'élasticité avant l'étape de cataphorèse, d'éviter l'apparition de déformations permanentes dues à la dilatation thermique différentielle qui apparaît lors de cette opération.
  • Pour les pièces de structure et de renforts, par exemple les poutres de pare-chocs, les liaisons au sol, les brancards, les berceaux et les renforts d'ouvrants, réalisées à partir de flans d'épaisseur comprise entre 2 et 5 mm, on peut obtenir des profondeurs d'embouti non réalisables à froid, un retour élastique plus faible et une résistance mécanique plus élevée.
  • Dans certains cas, en particulier les doublures de porte, la résistance mécanique élevée de parties faiblement déformées, comme par exemple le bandeau situé sous le cadre de vitre, peut se révéler favorable en cas de choc frontal, et permet ainsi d'alléger le renfort profilé de cette zone.
  • Ainsi, grâce à la mise en oeuvre de tôles à l'état écroui, le procédé selon l'invention permet une grande latitude de réglage pour parvenir à la forme finale avec les caractéristiques désirées. En combinant un état métallurgique intermédiaire (Hn4 ou Hn2) et un chauffage du flan et des outils appropriés, il est possible d'abaisser temporairement la limite d'élasticité en cours de mise en forme. Après refroidissement, la pièce retrouve une résistance mécanique élevée, peu dégradée par rapport à celle du flan d'origine. Ce choix est très utile lorsqu'on souhaite marquer des détails sur une pièce d'aspect, tout en conservant une limite d'élasticité élevée après mise en forme.
  • Le procédé selon l'invention permet d'assurer l'alimentation d'une presse d'emboutissage à une cadence d'au moins 6 pièces par minute. Par rapport à l'emboutissage à froid, il permet d'optimiser les propriétés mécaniques pour la mise en forme, et conduit, sur les produits mis en forme, à des gradients de propriétés mécaniques, qui contribuent à améliorer la fonction de service de la pièce finale (par exemple sa résistance au crash ou à l'indentation) ou à simplifier les opérations ultérieures d'assemblage de la pièce formée (par exemple le sertissage).
  • Enfin, l'étape de préchauffage du flan dans le procédé selon l'invention assure une bonne stabilité thermique du procédé en limitant les échanges thermiques entre le flan et l'outil, en permettant de simplifier le dispositif de chauffage des outils, et en rendant ces outils moins sensibles aux variations de température lors de la mise en forme à cadence élevée.
    • Exemples Exemple 1 (emboutissage profond d'une doublure de porte)
  • On a réalisé par le procédé selon l'invention, et en une seule passe d'emboutissage, la doublure de porte représentée à la figure 1, comportant un cadre de vitre intégré dont la profondeur de caisson est d'au moins 100 mm. Les rayons de courbure rencontrés dans la pièce sont sévères (jusqu'à 6 à 8 mm). Le détourage et la découpe des ajours sont réalisés ultérieurement par des outils de découpe traditionnels.
  • On part d'un flan en forme de parallélogramme en alliage 5754-0 de 1 mm d'épaisseur pré-lubrifié avec une émulsion aqueuse qui, après évaporation, laisse un film sec à base d'huile minérale (paraffine en C14 à C28).
  • Cette pièce n'est pas réalisable par le procédé d'emboutissage conventionnel (à froid) en une seule passe : des casses se produisent sur le rayon du poinçon, là où le métal est fortement sollicité en pliage sous traction en déformation plane. Le métal n'a alors plus assez de résistance pour entraîner la matière pressée par le serre-flan. Une diminution de la pression de serre-flan conduit à la formation de plis.
  • L'application du procédé selon l'invention consiste à préchauffer la périphérie du flan, correspondant à la zone (1) de la figure 2 qui va se trouver sous le serre-flan, de manière à abaisser sa limite d'élasticité, et de faciliter ainsi l'écoulement du métal dans l'outil, même à des pressions de serre-flan élevées. Par contre, le centre du flan reste froid, en particulier la zone qui est en pliage sous traction sur le rayon du poinçon, pour ne pas dégrader sa résistance mécanique.
  • Le flan est préchauffé pendant 10 s par contact. Afin de réaliser un chauffage localisé, une cale ayant la forme de la zone à chauffer est vissée sous un plateau chauffant. Le flan est ensuite pressé contre cette cale et se trouve ainsi porté à une température de 250°C. La figure 2 illustre la forme de la cale vissée sous le plateau chauffant. Le temps de chauffe rapide (10 s) permet d'assurer l'alimentation en cadence de la presse, et préserve un gradient thermique dans le flan.
  • Le flan est éjecté sous la presse d'emboutissage, qui est une presse hydraulique de 900 tonnes. L'outil d'emboutissage est formé de 4 éléments : un poinçon, un serre-flan et une matrice en 2 parties. La première, appelée anneau matrice, est en vis-à-vis du serre-flan. La deuxième, appelée fond de matrice, est située en vis-à-vis du poinçon. Seuls l'anneau matrice et le serre-flan sont chauffés à 250°C par l'intermédiaire de résistances en U qui longent la ligne d'entrée de la matrice. Le fond de matrice, isolé de l'anneau matrice par une lame d'air, et le poinçon restent à une température inférieure à 130°C pendant toute la durée de l'essai.
  • Le flan est embouti à une vitesse de poinçon de 200 mm/s. La pièce formée est alors éjectée de la presse. La cadence accessible est de 6 à 10 coups par minute, qui est celle d'une ligne d'emboutissage classique de doublure de porte en acier. La combinaison du préchauffage localisé du flan et du chauffage de l'outil permet de limiter les échanges thermiques entre le flan et l'outil, et assure donc la stabilité thermique du procédé.
    • Exemple 2 : doublure de porte avec contre-embouti
    • 2a - On réalise une pièce semblable à celle de l'exemple 1, mais présentant en coin de vitre un contre-embouti (3) particulièrement critique, dont la géométrie est représentée à la figure 2. En appliquant les mêmes conditions que dans l'exemple 1, c'est-à-dire en préchauffant le flan uniquement dans la zone périphérique (1) représentée à la figure 2, une rupture apparaît en fin de course, lors de la formation du contre-embouti (3). Pour essayer d'éviter cette rupture, on a modifié le préchauffage du flan en ajoutant une cale (2) sous le sabot de préchauffage, de manière à préchauffer à 300°C, en plus de la périphérie, une zone en coin, comme indiqué à la figure 2. On constate que si la cale couvre toute la zone en coin, le métal devient trop mou, et on ne peut pas sortir la pièce sans casse. Par contre, si on ne chauffe qu'à proximité, de part et d'autre de la zone destinée au contre-embouti (2), à plus de 5 mm de celle-ci, on sort la pièce sans casse. Dans un tel cas, il n'aurait pas été possible de chauffer cette zone à l'aide de l'outil, le temps de contact étant trop court pour la porter à 300°C. On constate en outre une forte sensibilité à la position de la cale (2). En déplaçant la zone de chauffe complémentaire de 2 cm vers la périphérie, on observe une casse dans le rayon de contre-embouti. En la déplaçant de 2 cm vers l'intérieur, on observe une casse à l'intérieur de la zone de clair de vitre. La combinaison entre le préchauffage optimisé du flan et le chauffage de l'outil permet d'emboutir cette pièce difficile à une cadence de 6 pièces par minute, en assurant la stabilité thermique du procédé.
    • 2b - On réalise les mêmes opérations que dans l'exemple 2a, mais avec un alliage 5052-O issu de coulée continue de bandes entre cylindres (« twin-roll casting »). On obtient, avec les mêmes paramètres de procédé, une pièce mise en forme sans casse, ce qui est impossible à froid avec ce matériau.
    • 2c - On répète les mêmes opérations que dans l'exemple 2b, mais avec un alliage 5052 brut de laminage à chaud, issu d'une coulée continue de bandes entre deux courroies (« twin-belt casting »). Le résultat est identique.
    Exemple 3 : doublure de porte à partir d'un flan écroui
  • On réalise la même pièce que dans l'exemple 1, mais en partant d'un flan en 5182-H18, dont la limite d'élasticité est supérieure à 300 MPa et sa dureté Vickers supérieure à 110 Hv. Le flan est pré-lubrifié avec une émulsion saturée en stéarate de lithium.
  • Le flan est trop dur pour être mis en forme. Le rôle du préchauffage est de faciliter la déformation dans les zones qui vont être fortement déformées, c'est-à-dire les zones périphériques. Ces zones sont donc préchauffées par le même dispositif que précédemment, mais à une température de 350°C. Le préchauffage rapide et local permet de maintenir un gradient de température fort au sein du flan (250°C sur 10 cm).
  • Les outils sont portés à 300°C. Une régulation simple permet de maintenir les outils à 300°C, car l'échange avec le flan légèrement plus chaud est moindre. Au cours de la mise en forme, le chauffage des parties déformées provoque un abaissement de la contrainte d'écoulement, qui permet de mener à bien l'emboutissage, le métal adouci pouvant s'écouler dans l'outil et être conformé.
  • En revanche, la zone du bandeau de vitre, peu déformée et non chauffée, conserve une résistance mécanique élevée (Rm > 340 MPa, ou dureté Vickers > 105 Hv), favorable en cas de choc frontal. Le profilé de renfort de cette zone peut donc être allégé sans perte de performance globale.
    • Exemple 4 (pièce de peau de carrosserie : pavillon)
  • On réalise par emboutissage à tiède selon le procédé de l'invention un pavillon en alliage 5182. L'une des propriétés d'emploi de ce type de pièce est sa résistance à l'indentation, directement reliée à la limite d'élasticité. Or, comme les alliages 5000 ne sont pas à durcissement structural contrairement aux alliages 6000 qui durcissent lors de la cuisson des peintures, la pièce doit avoir une limite élastique après mise en forme suffisamment grande pour remplir le cahier des charges. C'est pourquoi on part d'un flan d'épaisseur 1 mm, en alliage fortement écroui, 5182 à l'état H14, dont la limite d'élasticité est supérieure à 240 MPa, soit une dureté Vickers > 95 Hv. Par le procédé d'emboutissage conventionnel à froid, un tel flan ne peut être mis en forme.
  • On utilise le même lubrifiant que dans l'exemple 3.
  • Le flan est préchauffé pendant 10 s sous un fer qui vient en contact avec l'ensemble du flan. En effet, contrairement à l'exemple 1, il est préférable de chauffer l'ensemble du flan à 275°C afin de mieux maîtriser la géométrie finale et bien marquer les lignes de la pièce.
  • L'outil est composé de 3 éléments : un poinçon, un serre-flan et une matrice. Des cartouches chauffantes sont insérées dans les éléments pour les porter uniformément à 275°C. L'emboutissage est réalisé sur la même presse hydraulique de 900 t que dans les exemples précédents, à une vitesse de poinçon de 200 mm/s. La cadence est de 6 pièces par minute.
  • Sur la pièce mise en forme, des éprouvettes sont prélevées, puis passées dans une étuve pour simuler un cycle de cuisson de peintures (maintien à 180°C pendant 20 min). Des essais de traction montrent que l'on conserve une limite d'élasticité supérieure à 220 MPa, soit une dureté > 90 Hv, ce qui est suffisant, pour une tôle d'épaisseur 1 mm, pour obtenir une résistance à l'indentation satisfaisante.
  • Enfin, cette haute limite d'élasticité permet d'éviter l'apparition de défauts permanents qui pourraient se produire lors de la cuisson des peintures. En effet, si la pièce est fixée sur un cadre en acier, la différence de coefficient de dilatation thermique entraîne une expansion plus grande du pavillon, d'où un risque de flambement. Si la limite d'élasticité du pavillon est basse, ce flambement peut provoquer des déformations irréversibles (plastification), mais avec une haute limite d'élasticité, ce risque disparaît.
    • Exemple 5 - Pièce de peau de carrosserie : panneau extérieur de capot
  • Comme dans l'exemple 4, on utilise un alliage 5182 écroui pour former un panneau extérieur d'ouvrant (capot). Les critères d'aspect et de résistance à l'indentation sont les mêmes que précédemment. Cependant, le panneau extérieur doit être serti sur une pièce de doublure. Les contours du panneau doivent donc être aptes au sertissage, d'où la nécessité d'un flan formable à cet endroit. Les zones amenées à être serties se trouvent sous le serre-flan lors de la première passe d'emboutissage.
  • On part donc d'un état fortement écroui, H18, qui est très sensible à la température de mise en forme.
  • On effectue un préchauffage local à 300°C sur la zone périphérique du flan, à la fois pour faciliter l'emboutissage et pour adoucir la zone qui sera sertie plus tard. Comme dans l'exemple 3, le chauffage rapide par contact permet de maintenir un gradient thermique fort au sein de la pièce.
  • Les outils d'emboutissage sont uniformément chauffés à 300°C. Sur la portée du serre-flan, ceci poursuit l'adoucissement des zones destinées à être serties, initié lors du préchauffage, alors que dans la zone de poinçon, le chauffage aide à abaisser temporairement la limite d'élasticité et à bien marquer les formes de la pièce.
  • Le produit final est donc un panneau dont la zone centrale a perdu très peu de ses caractéristiques mécaniques avant emboutissage du fait de son exposition très courte (uniquement pendant l'emboutissage) à 300°C : on obtient ainsi une limite d'élasticité R0,2 > 250 MPa, ou encore une dureté Vickers > 97 Hv. Cette zone présente donc une bonne résistance à l'indentation. La zone périphérique, en revanche, présente une limite d'élasticité plus faible, R0,2 < 160 MPa, ou encore une dureté Vickers < 75 Hv. Elle est donc très formable et apte au sertissage sur une pièce de doublure.

Claims (23)

  1. Procédé de fabrication de pièces embouties en alliage d'aluminium, comportant les étapes suivantes :
    - la fabrication d'une bande d'épaisseur comprise entre 0,5 et 5 mm en alliage de composition (% en poids) : Mg : 1 - 6 Mn < 1,2 Cu < 1 Zn < 1 Si < 3 Fe < 2 Cr < 0,4 Zr < 0,3 autres éléments < 0,1 chacun et < 0,5 au total, reste Al,
    - la découpe d'un flan à partir de cette bande,
    - le chauffage, local ou total, du flan à une température comprise entre 150 et 350°C, et d'une durée < 30 s,
    - l'emboutissage du flan chauffé à l'aide d'un outillage chauffé, au moins partiellement, à une température comprise entre 150 et 350°C, en présence d'un lubrifiant compatible avec les opérations ultérieures.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande de départ est à l'état écroui ou partiellement restauré.
  3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la bande de départ est en alliage 5182, 5052, 5083 ou 5754.
  4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bande est obtenue par coulée continue.
  5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bande est obtenue par coulée continue entre deux courroies, laminée à chaud et utilisée dans cet état.
  6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le lubrifiant contient un stéarate de lithium et de sodium en émulsion dans l'eau.
  7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le lubrifiant est déposé sur le flan découpé.
  8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le lubrifiant est déposé sur l'outillage juste avant l'emboutissage.
  9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le chauffage du flan est réalisé par contact à l'aide d'un sabot chauffant ayant la forme de la zone à chauffer.
  10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le chauffage du flan est réalisé dans une zone périphérique.
  11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le flan est chauffé localement à l'aide d'une cale fixée sur le sabot chauffant.
  12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la pièce comporte en son centre une zone localisée très déformée, et que la zone préchauffée est placée à une distance supérieure à 5 mm de la zone du flan correspondant à la zone localement très déformée de la pièce.
  13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'outillage d'emboutissage est constitué d'un poinçon, d'un serre-flan, d'un anneau de matrice situé en face du serre-flan et d'un fond de matrice situé en face du poinçon, et que seuls l'anneau de matrice et le serre-flan sont chauffés.
  14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'emboutissage se fait en une seule passe.
  15. Utilisation du procédé selon l'une des revendications 1 à 14 pour la fabrication de pièces de renfort ou de doublure de carrosserie d'automobile.
  16. Utilisation du procédé selon l'une des revendications 1 à 14 pour la fabrication de pièces de peau de carrosserie d'automobile.
  17. Pièce emboutie à partir d'un flan d'épaisseur comprise entre 0,5 et 5 mm en alliage de composition (% en poids) : Mg : 1 - 6 Mn < 1,2 Cu < 1 Zn < 1 Si < 3 Fe < 2 Cr < 0,4 Zr < 0,3 autres éléments < 0,1 chacun et < 0,5 au total, reste Al, comportant des zones peu ou pas déformées et des zones très déformées, caractérisée en ce que la limite d'élasticité R0,2 des zones les moins déformées est supérieure d'au moins 30%, ou la dureté Vickers Hv supérieure d'au moins 20%, par rapport à celle des zones les plus déformées.
  18. Pièce selon la revendication 17, caractérisée en ce qu'elle est une pièce de peau de carrosserie d'automobile.
  19. Pièce selon la revendication 17, caractérisée en ce qu'elle comporte des zones adoucies pour une mise en forme ultérieure.
  20. Pièce selon la revendication 19, caractérisée en ce qu'elle est une pièce à sertir sur une doublure.
  21. Pièce selon la revendication 17, caractérisée en ce qu'elle est une doublure de porte d'automobile..
  22. Pièce selon la revendication 21, caractérisée en ce qu'elle comporte une zone de bandeau située sous la vitre, et que la résistance à la rupture Rm de cette zone de bandeau est supérieure à 340 MPa, ou sa dureté supérieure à 105 Hv.
  23. Pièce selon la revendication 18, caractérisée en ce qu'elle est un pavillon de toit fixé sur un cadre en acier.
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