EP3307452B1 - Objet laminé en acier inoxydable et son procédé de fabrication - Google Patents

Objet laminé en acier inoxydable et son procédé de fabrication Download PDF

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EP3307452B1
EP3307452B1 EP15735737.7A EP15735737A EP3307452B1 EP 3307452 B1 EP3307452 B1 EP 3307452B1 EP 15735737 A EP15735737 A EP 15735737A EP 3307452 B1 EP3307452 B1 EP 3307452B1
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EP
European Patent Office
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pattern
polygons
stainless steel
rolling
object according
Prior art date
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Active
Application number
EP15735737.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3307452A1 (fr
Inventor
Didier VIL
Jean Michel Damasse
Françoise Haegeli
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.)
Aperam SA
Original Assignee
Aperam SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Aperam SA filed Critical Aperam SA
Priority to PL15735737T priority Critical patent/PL3307452T3/pl
Publication of EP3307452A1 publication Critical patent/EP3307452A1/fr
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Publication of EP3307452B1 publication Critical patent/EP3307452B1/fr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H8/00—Rolling metal of indefinite length in repetitive shapes specially designed for the manufacture of particular objects, e.g. checkered sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B21B1/227—Surface roughening or texturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
    • B21B3/02—Rolling special iron alloys, e.g. stainless steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H8/00—Rolling metal of indefinite length in repetitive shapes specially designed for the manufacture of particular objects, e.g. checkered sheets
    • B21H8/005—Embossing sheets or rolls

Definitions

  • the present invention relates to the field of stainless steels in the form of rolled flat products, in particular strips, plates and sheets, or products cut and / or shaped from such strips, plates and sheets.
  • Stainless steels are used in many fields to form objects intended to remain visible and to have a clean surface appearance and attractive to the eye by its brilliance. This is particularly the case when they are used to make furniture, appliances, cutlery, facades of buildings ...
  • the layer of varnish is not significantly deteriorated during the use of the object, which is not guaranteed when the object is likely to being subjected to friction during use (for example, knives, kitchen worktops, etc.).
  • the coating is likely to be damaged if, after its application, the treated object must be shaped by stamping, folding or otherwise. And applying the coating only after this shaping would not always be possible or easy.
  • EP-A-2,881,194 (See as well CN 104626865 A ) describes a metal panel (stainless steel or AI for example) to form the outdoor decor of a home appliance. It has on one of its surfaces a hollow pattern, and on the other of its surfaces a relief pattern which results from the transfer on said other surface of the force which led to print the recessed pattern on the first surface.
  • the object of the invention is to provide manufacturers of stainless steel or stainless steel objects with rolled products which are not sensitive to fingerprints, and this certainly lasting, without this affecting too much. the duration and cost of the manufacture of the objects or semi-finished products from which they come.
  • the subject of the invention is a laminated stainless steel object, characterized in that its surface has a raised and recessed pattern comprising a random juxtaposition of at least two species of polygons, each of said polygons having at least three sides, having an area of between 1 and 9 mm 2 , a difference between its smallest and largest dimension between 0.5 and 3 mm, each polygon consisting of substantially parallel straight striations, each deviating ⁇ 15 ° relative to the average orientation of the ridges, from 5 to 30 ⁇ m deep separated by ridge lines, and the axes of which are distant from 0.1 to 0.3 mm, and of which a spectral analysis by Fourier, made on a square of at least 100 mm 2 , shows that it has an isotropy of at least 40% between the rolling direction and the cross direction, and among the three main preferred angular orientations es, two neighboring preferential angular orientations are spaced at least 20 ° and at most 60 °.
  • the reference plane of each polygon is inclined relative to the reference planes of its contiguous polygons, from 1 to 10 °.
  • the spectral analysis of its surface has between three and eight preferred angular orientations.
  • flanks of said grooves have curved surfaces and / or with asperities.
  • It can be a sheet, a plate or a strip.
  • the object may have been produced by cutting and / or shaping a sheet, a plate or a strip of the preceding type, constituting a precursor of said object
  • the invention also relates to a method of manufacturing an object of the above type, characterized in that said surface having said pattern is obtained during the rolling of the object, or a precursor of said object, by the pressure of a rolling cylinder on the surface of the object or its precursor, said cylinder itself having on its surface a pattern for obtaining said pattern on the surface of the object.
  • the invention consists in printing, during a rolling, on the surface of the object, or on the surface of a semi-product which would be a precursor, a pattern engraved in reliefs and hollow of a particular type well defined.
  • This ground is based on a random juxtaposition of at least two species of polygons, not necessarily regular, having at least three sides.
  • the planes of the neighboring polygon surfaces are preferably slightly inclined relative to each other.
  • the polygons each delimit an area where there are substantially parallel streaks of defined depths and widths. They each have an area of between 1 and 9 mm 2 , a difference between their smallest and their largest dimension between 0.5 and 3 mm, and the reference plane of each polygon is inclined from 1 to 10 ° relative to to that of its immediate neighbor polygons.
  • Each polygon consists of substantially parallel ridges, that is to say each deviating ⁇ 15 ° from the average orientation of the streaks. They are from 5 to 30 ⁇ m deep and are separated by ridge lines. Their axes are 0.1 to 0.3 mm apart.
  • Fourier transform spectral analysis of the surface of the object carried out on a square of at least 100 mm 2 area, shows that it has an isotropy of at least 40% between the rolling direction and the transverse direction. and among the three main preferred angular orientations determined by the spectral analysis, two neighboring orientations are spaced from 20 to 60 °.
  • the pattern printed on the surface of the object has between three and eight preferred angular orientations. Beyond eight such preferential orientations, it is no longer certain that the angular difference between two neighboring preferential orientations would still be sufficient for the desired effect of attenuation of fingerprints to be correctly obtained.
  • the depth of the streaks from 5 to 30 ⁇ m is justified by the fact that below 5 ⁇ m, the impression would be too difficult to achieve and its result would not be any more effective enough. Above 30 ⁇ m, the anti-fingerprint effect obtained is not significantly improved, and one may end up with a roughness of the sheet which could be excessive for certain applications. The engraving of the rolling mill rolls with such a level of roughness would also be problematic.
  • the inventors have also tested other types of etching of the surface of stainless steel sheets. An example of such another type of etching will be described later. But it turned out that the type of engraving according to the invention was the most suitable, among those tested, to confer on the surface the particularities of isotropy and multidirectional reflection that best solve the problem of the visibility of fingerprints.
  • This impression is made by the working roll of the rolling mill which comes into contact with the surface to be treated.
  • This cylinder itself has on its surface an engraved pattern which is, at least approximately, the "negative" of the pattern that is to be engraved on the surface of the object. It is necessary to roll without polishing, the hollows of the surface of the object are printed by corresponding reliefs formed on the cylinder, and the reliefs of the surface of the object are printed by corresponding recesses formed on the cylinder.
  • the degree of identity between the dimensions of the patterns of the cylinder and the pattern to be printed, in particular with regard to the dimensions of the reliefs / recesses of the roll, are to be determined by experience, and may vary according to the respective hardnesses of the surfaces of the roll and the surface to be treated and the intensity of the pressure applied to the surface by the cylinder.
  • the rolling mill may be of any known type, conventional to a pair of work rolls and one or more pairs of support rolls, or, for example, Sendzimir type, or a planetary type mill.
  • the cylinders are themselves etched by an industrial process such as laser engraving, electro-erosion ...
  • the figures 1 and 2 show sample surfaces of a rolled stainless steel sheet 1 with substantially smooth work rolls as is usually the case, and thus did not exhibit any particular etching.
  • the surfaces of the sheet samples themselves are relatively smooth: only shallow (about 1 to 1.5 ⁇ m) and very narrow striations, severely oriented in the rolling direction, and their analysis diagrams are visible.
  • spectral Fourier transform made by a conventional method (see, for example, the document “Engineering Techniques, The Fourier transform and its applications", 2007, AFM3, AF1440-1443), are presented.
  • the analysis is carried out taking as a reference orientation (90 °) the rolling direction
  • the analysis is carried out taking as reference orientation the cross direction, that is to say the direction perpendicular to the rolling direction.
  • the rate of isotropy between rolling direction and cross direction is, logically since it is the same sheet, identical for the two images, and it is 11.6%. This is a low rate, which is normal since no particular measure has been taken for the effect of rolling of the sheet on the structure of the surface is attenuated, this rolling being carried out in a well-defined direction.
  • This very weak isotropy of the surface is a disadvantage for the visibility of fingerprints, because it promotes the reflection of light along well-defined directions in which the fingerprint is particularly visible.
  • the striations have preferred directions of 90.0 °, 95.5 ° and 84.3 ° relative to the cross direction (the angles 0 ° and 180 ° corresponding to the two directions of the cross direction), which are therefore identical to, or very close to, the rolling direction.
  • the figures 3 and 4 have a sheet metal surface etched in a pattern not in accordance with the invention. It has reliefs according to two nested regular networks.
  • a first network oriented in the rolling direction, comprises reliefs 2 of height 45 microns, and substantially elliptical section whose base at its base, the major axis is 1.25 mm and the minor axis 0.85 mm. They are arranged in staggered rows along lines of 1.13 mm. The section of each relief gradually decreases along the height of the relief, and the vertices of two adjacent reliefs 2 located on the same line are 2 mm apart.
  • a second network oriented in the cross direction, comprises reliefs 3, interposed regularly between the reliefs 2 of the first network.
  • the reliefs 3 have a height of 30 microns and a substantially elliptical section whose base at the base, the major axis is 0.88 mm and the minor axis 0.57 mm. They are arranged in staggered rows along lines 1 mm apart. The section of each relief gradually decreases according to the height of the relief, and the vertices of two adjacent reliefs 3 located on the same line are 2.26 mm apart.
  • the spectral analysis diagram of this surface shows that its isotropy is 40.9%, which is relatively high and could be favorable from the point of view of the absence of visibility of fingerprints.
  • this diagram only shows three privileged directions, of 16 °, 89.9 ° and 160 ° with respect to the cross direction. These differences are very large, greater than the maximum of 60 ° required by the invention, and it will be seen that, in fact fingerprints remain very visible on a stainless steel surface having this etching.
  • the Figures 5 to 7 show the surfaces of isolated polygons 4 part of a pattern printed on the surface of the object, made according to the invention. As can be seen, these polygons 4 are, in the cases shown, irregular hexagons, within which rectilinear striations 5, themselves separated by ridges 6, are formed. The axes of each streak 5 are separated from each other. About 0.2 mm in the example shown, and according to the invention this distance can vary between 0.1 and 0.3 mm. The depth of the ridges 5 with respect to the peaks of the ridges 6 is, in the example shown, approximately 20 ⁇ m. According to the invention, it could be from 5 to 30 ⁇ m. The Figures 5 to 7 also show the Fourier transform spectral analysis diagrams of the corresponding isolated polygon 4
  • the figure 5 shows a polygon 4 whose axis of the striations 5 is oriented almost parallel to the rolling direction.
  • the isotropic rate between the rolling direction and the cross direction is 8.36%, and is therefore very low, reflecting a very marked orientation of the streaks as a whole.
  • the main direction is effectively in the 99.1 ° direction relative to the cross direction, a second preferred direction is in the 90 ° direction, a third preferred direction is in the 84.3 ° direction.
  • the figure 6 shows a polygon 4 identical to that of the figure 3 , the axis of the striations is oblique (about 45 °) with respect to the rolling direction.
  • the isotropy rate is 4.92%.
  • the main preferred direction is in the 130 ° direction from the cross direction, a second preferred direction is in the 136 ° direction, a third preferred direction is in the 123 ° direction.
  • the figure 7 shows another polygon 4 identical to that of the figure 3 , the axis of the grooves 5 is substantially perpendicular to the rolling direction.
  • the isotropy rate is 7.08%.
  • the main preferred direction is in the direction 0.0729 ° from the cross direction, a second preferred direction is in the direction 171 °, a third preferred direction is in the direction 166 °.
  • the figure 8 shows in perspective a portion of the surface of a sheet 1 according to the invention, the surface of which has a random juxtaposition of polygons 4 as defined above. It shows that the contours and orientations of the streaks of the different polygons 4 are very varied, so that the rate of isotropy of the surface taken as a whole should be expected to be relatively high, which is confirmed by the measures that will be seen later. It also shows that, according to a preferred variant of the invention, the polygons 4 are not all located in the same plane, and that the reference planes of two contiguous polygons are inclined by 1 to 10 ° relative to each other. to the other.
  • the figure 9 shows in plan view a portion of 400 mm 2 of the surface of a sheet 1 according to the invention, with its Fourier transform spectral analysis diagram. Measurements of the isotropic rate between rolling direction and transverse direction and preferential angular orientations are, as on the figures 1 , 2 and 3 , carried out on the whole of the represented surface, and no longer, as on the Figures 5 to 7 , on isolated polygons. The isotropy is therefore much more marked since the preferred orientations of the striations of the various polygons are very diverse: 40.3%.
  • the lines of the preferential orientations of the surface taken as a whole form a sheaf of six groups of lines, these groups having different main orientations.
  • the figure 10 shows another example of a surface of a sheet 1 according to the invention. Its isotropy is 53.3% therefore even better than for the example of the figure 7 .
  • the figure 11 shows another example of a surface of a sheet 1 according to the invention. Its isotropy is 50.2%. We see on the spectrum seven privileged orientations, of which the three principal ones are separated by 22,8 ° and 30 ° compared to their neighbor (s), as it appears from the data of the diagram.
  • the figure 12 shows another example of a surface of a sheet 1 according to the invention.
  • it has many polygons with four sides. Its isotropy is 60.5% therefore even better than those of the other examples represented on the Figures 7 to 9 .
  • the figure 13 shows the smooth reference surface 7 of a sheet of a bright annealed AISI 304 stainless steel, on which a user has left a clearly visible fingerprint.
  • the figure 14 shows, with the same magnification as the figure 13 , the surface 8 of a sheet of AISI 304 stainless steel having undergone brilliant annealing, on which a user has also left a visible fingerprint, although this surface 8 has an etching conforming to that shown on the figures 3 and 4 . It is therefore clear that any type of etching of the surface of the stainless steel sheet is not able to solve the problem of attenuating the visibility of fingerprints satisfactorily.
  • the figure 15 shows, with the same magnification as the figure 13 , the surface 9 of a stainless steel sheet of the same type as that of the figure 13 and observed under the same lighting conditions, whose surface is etched in accordance with the present invention (this is the type of etching of the figure 12 ) and on which a user has also put his finger.
  • this fingerprint is not visible as such, and is only manifested by the presence of a slightly darker area, sign of a reflection of light slightly less than on the rest of the surface sheet metal.
  • the aesthetic appearance of the surface 9, in particular its brilliance, is therefore not substantially modified for an observer who looks at a usual distance.
  • flanks of the ridges 5 are not rectilinear, but have a curved surface and / or, better, asperities. In this way, the scattering of the light emerging from the streaks 5 is more random, and this accentuates the desired effect of attenuating the visibility of fingerprints.
  • the invention can be applied to all types of stainless steels, whatever their microstructure. It is particularly interesting to use for steels that undergo a bright annealing, and on which fingerprints are most visible. But steels treated by conventional annealing, and for which a gloss of the surface is also obtained, can also advantageously benefit from the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Description

  • La présente invention concerne le domaine des aciers inoxydables mis sous forme de produits plats laminés, notamment des bandes, des plaques et des tôles,
    ou des produits découpés et/ou mis en forme à partir de telles bandes, plaques et tôles.
  • Les aciers inoxydables sont utilisés dans de très nombreux domaines pour constituer des objets destinés à demeurer visibles et à présenter un aspect de surface propre et séduisant à l'oeil par sa brillance. C'est, en particulier, le cas lorsqu'ils sont utilisés pour fabriquer des meubles, des appareils électroménagers, des couverts, des revêtements de façades d'immeubles...
  • Ils ont cependant l'inconvénient de rendre très visibles les traces de doigt laissées par les utilisateurs des objets concernés, de sorte que les surfaces de ces objets doivent être régulièrement nettoyées pour que l'on profite pleinement des propriétés esthétiques de l'acier inoxydable.
  • On a déjà imaginé diverses solutions techniques pour atténuer ce problème. Il existe ainsi des vernis que l'on dépose par laquage sur la surface de l'acier inoxydable, et qui rendent les traces de doigt visibles seulement si l'objet est observé selon des angles particuliers. Cette solution n'est cependant pas idéale, car elle ne résout pas totalement le problème posé puisque les traces de doigt restent visibles dans certaines conditions d'observation. De plus ce vernis doit être déposé au cours d'une opération de fabrication spécialement dédiée, ce qui augmente fatalement de façon sensible le coût de la fabrication de l'objet, et dégrade la productivité de la ligne de fabrication des objets, ou celle des demi-produits précurseurs (bandes, plaques, tôles ou autres) dont ils sont issus. Pour que l'effet anti-traces de doigt subsiste, il faut aussi que la couche de vernis ne soit pas sensiblement détériorée au cours de l'utilisation de l'objet, ce qui n'est pas garanti lorsque l'objet est susceptible d'être soumis à des frottements lors de son utilisation (cas, par exemple, des couteaux, des plans de travail de cuisines...). Enfin, le revêtement est susceptible d'être détérioré si, après son application, l'objet traité doit subir une mise en forme par emboutissage, pliage ou autre. Et appliquer le revêtement seulement après cette mise en forme ne serait pas toujours possible ou aisé.
  • Le document EP-A-2 881 194 (voir aussi CN 104626865 A ) décrit un panneau en métal (acier inoxydable ou AI par exemple) pour constituer le décor extérieur d'un appareil ménager. Il comporte sur l'une de ses surfaces un motif en creux, et sur l'autre de ses surfaces un motif en relief qui résulte du transfert sur ladite autre surface de la force qui a conduit à imprimer le motif en creux sur la première surface.
  • Le but de l'invention est de proposer aux fabricants d'acier inoxydable ou d'objets en acier inoxydable des produits laminés qui ne soient pas sensibles aux traces de doigt, et ce de manière assurément pérenne, sans que cela n'influe trop sensiblement sur la durée et le coût de la fabrication des objets ou des demi-produits dont ils sont issus.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un objet laminé en acier inoxydable, caractérisé en ce que sa surface présente un motif en relief et en creux comportant une juxtaposition aléatoire d'au moins deux espèces de polygones, chacun desdits polygones ayant au moins trois côtés, présentant une surface comprise entre 1 et 9 mm2, une différence entre sa plus petite et sa plus grande dimension comprise entre 0,5 et 3 mm, chaque polygone étant constitué de stries rectilignes sensiblement parallèles, s'écartant chacune de ± 15° par rapport à l'orientation moyenne des stries, de 5 à 30 µm de profondeur séparées par des lignes de crête, et dont les axes sont distants de 0,1 à 0,3 mm, et dont une analyse spectrale par transformée de Fourier, réalisée sur un carré d'au moins 100 mm2, montre qu'elle présente une isotropie d'au moins 40% entre la direction de laminage et la direction travers, et dont parmi les trois principales orientations angulaires préférentielles, deux orientations angulaires préférentielles voisines sont espacées d'au moins 20° et d'au plus 60°.
  • De préférence, le plan de référence de chaque polygone est incliné par rapport aux plans de référence de ses polygones contigus, de 1 à 10°.
  • De préférence, l'analyse spectrale de sa surface présente entre trois et huit orientations angulaires préférentielles.
  • De préférence, les flancs desdites stries présentent des surfaces incurvées et/ou comportant des aspérités.
  • Il peut s'agir d'une tôle, d'une plaque ou d'une bande.
  • L'objet peut avoir été réalisé par découpe et/ou mise en forme d'une tôle, d'une plaque ou d'une bande du type précédent, constituant un précurseur dudit objet
  • L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un objet du type précédent, caractérisé en ce que ladite surface présentant ledit motif est obtenue lors du laminage de l'objet, ou d'un précurseur dudit objet, par la pression d'un cylindre de laminage sur la surface de l'objet ou de son précurseur, ledit cylindre présentant lui-même sur sa surface un motif permettant d'obtenir ledit motif sur la surface de l'objet.
  • Comme on l'aura compris, l'invention consiste à imprimer, lors d'un laminage, sur la surface de l'objet, ou sur la surface d'un demi-produit qui en serait un précurseur, un motif gravé en reliefs et en creux d'un type particulier bien défini. Ce motif est fondé sur une juxtaposition aléatoire de deux espèces au moins de polygones, pas forcément réguliers, ayant au moins trois côtés. Les plans des surfaces de polygones voisins sont, de préférence, légèrement inclinés les uns par rapport aux autres. Les polygones délimitent eux-mêmes chacun une aire où sont présentes des stries sensiblement parallèles de profondeurs et largeurs définies. Ils présentent chacun une surface comprise entre 1 et 9 mm2, une différence entre leur plus petite et leur plus grande dimension comprise entre 0,5 et 3 mm, et le plan de référence de chaque polygone est incliné de 1 à 10° par rapport à celui de ses polygones voisins immédiats.
  • Chaque polygone est constitué de stries sensiblement parallèles, c'est-à-dire s'écartant chacune de ± 15° par rapport à l'orientation moyenne des stries. Elles ont de 5 à 30 µm de profondeur et sont séparées par des lignes de crête. Leurs axes sont distants de 0,1 à 0,3 mm. Une analyse spectrale par transformée de Fourier de la surface de l'objet, réalisée sur un carré d'aire 100 mm2 au moins, montre qu'elle présente une isotropie d'au moins 40% entre la direction de laminage et la direction travers, et parmi les trois principales orientations angulaires préférentielles déterminées par l'analyse spectrale, deux orientations voisines sont espacées de 20 à 60°.
  • De préférence, le motif imprimé sur la surface de l'objet comporte entre trois et huit orientations angulaires préférentielles. Au-delà de huit telles orientations préférentielles, il n'est plus assuré que l'écart angulaire entre deux orientations préférentielles voisines serait toujours suffisant pour que l'effet recherché d'atténuation des traces de doigt soit correctement obtenu.
  • La profondeur des stries de 5 à 30 µm est justifiée par le fait qu'en dessous de 5 µm, l'impression serait trop difficile à réaliser et son résultat ne serait de toute façon plus assez efficace. Au-dessus de 30 µm, l'effet anti-trace de doigt obtenu n'est pas significativement amélioré, et on risque de se retrouver avec une rugosité de la tôle qui pourrait être excessive pour certaines applications. La gravure des cylindres du laminoir avec un tel niveau de rugosité serait également problématique.
  • Les inventeurs ont aussi testé d'autres types de gravure de la surface de tôles en acier inoxydable. Un exemple de tel autre type de gravure sera décrit plus loin. Mais il s'est avéré que le type de gravure selon l'invention était le plus apte, parmi ceux testés, à conférer à la surface les particularités d'isotropie et de réflexion multidirectionnelle qui permettent de résoudre au mieux le problème de la visibilité des traces de doigt.
  • Cette impression est réalisée par le cylindre de travail du laminoir qui vient au contact de la surface à traiter. Ce cylindre présente lui-même sur sa surface un motif gravé qui est, au moins approximativement, le « négatif » du motif que l'on veut graver sur la surface de l'objet. Il faut laminer sans polir, les creux de la surface de l'objet sont imprimés par des reliefs correspondants ménagés sur le cylindre, et les reliefs de la surface de l'objet sont imprimés par des creux correspondants ménagés sur le cylindre. Le degré d'identité entre les dimensions des motifs du cylindre et du motif à imprimer, en particulier concernant les dimensions des reliefs/creux du cylindre, sont à déterminer par l'expérience, et peuvent varier selon les duretés respectives des surfaces du cylindre et de la surface à traiter et selon l'intensité de la pression appliquée à la surface par le cylindre.
  • Si seule une des surfaces de l'objet laminé doit être traitée, il n'est, bien sûr, nécessaire d'utiliser qu'un seul cylindre de travail présentant sur sa surface la gravure en négatif du motif à imprimer. Si les deux surfaces de l'objet laminé doivent être traitées, les deux cylindres de travail du laminoir doivent présenter cette gravure en négatif. Le laminoir peut être de tout type connu, classique à une paire de cylindres de travail et une ou plusieurs paires de cylindres de soutien, ou, par exemple, de type Sendzimir, ou un laminoir de type planétaire.
  • Les cylindres sont eux-mêmes gravés par un procédé industriel tel qu'une gravure laser, une électro-érosion...
  • L'invention va être à présent décrite plus précisément, en référence aux figures annexées suivantes :
    • La figure 1 et la figure 2 qui montrent la surface d'une tôle d'acier inoxydable non gravée de l'art antérieur, et son diagramme d'analyse spectrale, en prenant pour direction de référence la direction de laminage (pour la figure 1) et la direction travers (pour la figure 2) ;
    • Les figures 3 et 4 qui montrent la surface d'une tôle d'acier inoxydable gravée d'une manière non conforme à l'invention, et son diagramme d'analyse spectrale, en prenant pour direction de référence la direction de laminage ;
    • Les figures 5 à 7 qui montrent des exemples de polygones isolés, appartenant à une gravure effectuée sur une tôle d'acier inoxydable selon l'invention, avec leurs diagrammes d'analyse spectrale respectifs ;
    • La figure 8 qui montre vue en perspective un exemple de portion de surface d'une tôle en acier inoxydable gravée selon l'invention ;
    • Les figures 9 à 12 qui montrent, vus de dessus, des exemples de portions de surface de tôles en acier inoxydable gravées selon l'invention, avec leurs diagrammes d'analyse spectrale respectifs ;
    • La figure 13 qui montre la surface d'une tôle en acier inoxydable de référence à la surface non gravée, sur laquelle une trace de doigt est visible ;
    • La figure 14 qui montre, au même grandissement que la figure 13, la surface d'une tôle en acier inoxydable de référence à la surface gravée selon les figures 3 et 4, sur laquelle une trace de doigt est visible ;
    • La figure 15 qui montre, au même grandissement que la figure 13, la surface d'une tôle en acier inoxydable gravée selon l'invention, et sur laquelle une trace de doigt n'est pratiquement pas visible.
  • A titre de références, les figures 1 et 2 montrent des surfaces d'échantillons d'une tôle 1 d'acier inoxydable laminée avec des cylindres de travail sensiblement lisses comme c'est habituellement le cas, et qui ne présentaient donc pas de gravure particulière. Les surfaces des échantillons de tôles sont elles-mêmes relativement lisses : on n'y voit que des stries peu profondes (environ 1 à 1,5 µm) et très étroites, orientées franchement selon la direction de laminage, et leurs diagrammes d'analyse spectrale par transformée de Fourier, réalisés par une méthode classique (voir, par exemple, le document « Techniques de l'Ingénieur, La transformée de Fourier et ses applications», 2007, vol. AFM3, AF1440-1443), sont présentés. Dans l'exemple de la figure 1, l'analyse est réalisée en prenant comme orientation de référence (90°) la direction de laminage, et dans l'exemple de la figure 2, l'analyse est réalisée en prenant comme orientation de référence la direction travers, c'est-à-dire la direction perpendiculaire à la direction de laminage.
  • Le taux d'isotropie entre direction de laminage et direction travers est, logiquement puisqu'il s'agit de la même tôle, identique pour les deux images, et il est de 11,6%. C'est un taux bas, ce qui est normal puisqu'aucune mesure particulière n'a été prise pour que l'effet du laminage de la tôle sur la structure de la surface soit atténué, ce laminage étant réalisé selon une direction bien définie. Cette très faible isotropie de la surface est un inconvénient pour la visibilité des traces de doigt, car elle favorise la réflexion de la lumière selon des directions bien définies dans lesquelles la trace de doigt est particulièrement visible.
  • Observées dans la direction de laminage (figure 1), les stries présentent des directions privilégiées de 90,0°, 95,5° et 84,3° par rapport à la direction travers (les angles 0° et 180° correspondant aux deux sens de la direction travers), qui sont donc identiques à, ou très proches de, la direction de laminage.
  • Observées dans la direction travers (figure 2), les stries présentent des directions privilégiées de 0,289°, 5,48° et 174° par rapport à l'un des sens de la direction travers, et qui sont donc très sensiblement perpendiculaires à la direction travers et correspondent donc à la direction de laminage. La cohérence des résultats des mesures des figures 1 et 2 est donc raisonnablement bien assurée, aux imprécisions habituelles des mesures près.
  • Les figures 3 et 4 présentent une surface de tôle gravée selon un motif non conforme à l'invention. Elle comporte des reliefs selon deux réseaux réguliers imbriqués.
  • Un premier réseau, orienté selon la direction de laminage, comporte des reliefs 2 de hauteur 45 µm, et de section sensiblement elliptique dont, à la base, le grand axe mesure 1,25 mm et le petit axe 0,85 mm. Ils sont disposés en quinconce, selon des lignes distantes de 1,13 mm. La section de chaque relief diminue progressivement lelong de la hauteur du relief, et les sommets de deux reliefs 2 voisins situés sur une même ligne sont distants de 2 mm.
  • Un deuxième réseau, orienté selon la direction travers, comporte des reliefs 3, intercalés de façon régulière entre les reliefs 2 du premier réseau. Les reliefs 3 ont une hauteur de 30 µm et une section sensiblement elliptique dont, à la base, le grand axe mesure 0,88 mm et le petit axe 0,57 mm. Ils sont disposés en quinconce, selon des lignes distantes de 1 mm. La section de chaque relief diminue progressivement selon la hauteur du relief, et les sommets de deux reliefs 3 voisins situés sur une même ligne sont distants de 2,26 mm.
  • Le diagramme d'analyse spectrale de cette surface montre que son isotropie est de 40,9%, ce qui est relativement élevé et pourrait être favorable du point de vue de l'absence de visibilité des traces de doigt. Toutefois, ce diagramme ne présente que trois directions privilégiées, de 16°, 89,9° et 160° par rapport à la direction travers. Ces écarts sont très importants, supérieurs au maximum de 60° qu'exige l'invention, et on verra que, de fait les traces de doigt demeurent très visibles sur une surface d'acier inoxydable présentant cette gravure.
  • Les figures 5 à 7 montrent les surfaces de polygones 4 isolés faisant partie d'un motif imprimé sur la surface de l'objet, réalisé selon l'invention. Comme on le voit, ces polygones 4 sont, dans les cas représentés, des hexagones irréguliers, dans les limites desquels sont ménagées des stries rectilignes 5, elles-mêmes séparées par des lignes de crêtes 6. Les axes de chaque strie 5 sont séparés de 0,2 mm environ dans l'exemple représenté, et selon l'invention cette distance peut varier entre 0,1 et 0,3 mm. La profondeur des stries 5 par rapport aux sommets des crêtes 6 est, dans l'exemple représenté, d'environ 20 µm. Selon l'invention, elle pourrait être de 5 à 30 µm. Les figures 5 à 7 montrent aussi les diagrammes d'analyse spectrale par transformée de Fourier du polygone 4 isolé correspondant
  • La figure 5 montre un polygone 4 dont l'axe des stries 5 est orienté presque parallèlement à la direction de laminage. Le taux d'isotropie entre la direction de laminage et la direction travers est de 8,36%, et est donc très bas, traduisant une orientation très marquée des stries dans leur ensemble. La principale direction privilégiée est effectivement dans la direction 99,1° par rapport à la direction travers, une deuxième direction privilégiée est dans la direction 90°, une troisième direction privilégiée est dans la direction 84,3°.
  • La figure 6 montre un polygone 4 identique à celui de la figure 3, dont l'axe des stries est oblique (environ 45°) par rapport à la direction de laminage. Le taux d'isotropie est de 4,92%. La principale direction privilégiée est dans la direction 130° par rapport à la direction travers, une deuxième direction privilégiée est dans la direction 136°, une troisième direction privilégiée est dans la direction 123°.
  • La figure 7 montre un autre polygone 4 identique à celui de la figure 3, dont l'axe des stries 5 est sensiblement perpendiculaire à la direction de laminage. Le taux d'isotropie est de 7,08%. La principale direction privilégiée est dans la direction 0,0729° par rapport à la direction travers, une deuxième direction privilégiée est dans la direction 171°, une troisième direction privilégiée est dans la direction 166°.
  • La figure 8 montre en perspective une portion de la surface d'une tôle 1 selon l'invention, dont la surface présente une juxtaposition aléatoire de polygones 4 tels que définis plus haut. On y voit que les contours et les orientations des stries des différents polygones 4 sont très variés, de sorte qu'on doit s'attendre à ce que le taux d'isotropie de la surface prise dans son ensemble soit relativement élevé, ce que confirment les mesures qui seront vues plus loin. On y voit aussi que, selon une variante préférée de l'invention, les polygones 4 ne sont pas tous situés dans le même plan, et que les plans de référence de deux polygones contigus sont inclinés de 1 à 10° l'un par rapport à l'autre.
  • La figure 9 montre en vue de dessus une portion de 400 mm2 de la surface d'une tôle 1 selon l'invention, avec son diagramme d'analyse spectrale par transformée de Fourier. Les mesures du taux d'isotropie entre direction de laminage et direction travers et des orientations angulaires préférentielles sont, comme sur les figures 1, 2 et 3, réalisées sur l'ensemble de la surface représentée, et non plus, comme sur les figures 5 à 7, sur des polygones isolés. L'isotropie est donc sensiblement plus marquée puisque les orientations privilégiées des stries des divers polygones sont très diverses : 40,3%. Les raies des orientations préférentielles de la surface prise dans son ensemble forment une gerbe de six groupes de raies, ces groupes ayant des orientations principales franchement différentes. On ne trouve donc plus une orientation privilégiée quasiment unique selon la direction de laminage comme dans les exemples de référence des figures 1 et 2. Les trois orientations privilégiées sont respectivement à 97,0°, 75,5° et 119°, et sont donc très franchement distinctes les unes des autres puisqu'entre deux orientations privilégiées voisines il y a un écart de, respectivement, 21,5° et 22°. Mais l'écart entre ces trois directions privilégiées est nettement plus faible que dans le cas de la gravure de référence, non conforme à l'invention, des figures 3 et 4.
  • La figure 10 montre un autre exemple de surface d'une tôle 1 selon l'invention. Son isotropie est de 53,3% donc encore meilleure que pour l'exemple de la figure 7. On voit sur le spectre sept orientations privilégiées, dont les trois principales sont écartées de 21,8° et 22,2° par rapport à leur(s) voisine(s), comme il ressort des données du diagramme.
  • La figure 11 montre un autre exemple de surface d'une tôle 1 selon l'invention. Son isotropie est de 50,2%. On voit sur le spectre sept orientations privilégiées, dont les trois principales sont écartées de 22,8° et 30° par rapport à leur(s) voisine(s), comme il ressort des données du diagramme.
  • La figure 12 montre un autre exemple de surface d'une tôle 1 selon l'invention. Elle présente, en particulier, beaucoup de polygones comportant quatre côtés. Son isotropie est de 60,5% donc encore meilleure que celles des autres exemples représentés sur les figures 7 à 9. On voit sur le spectre sept orientations privilégiées, dont les trois principales sont écartées de 54° et 30° par rapport à leur(s) voisine(s), comme il ressort des données du diagramme.
  • La figure 13 montre la surface lisse 7 de référence d'une tôle d'un acier inoxydable de type AISI 304 ayant subi un recuit brillant, sur lequel un utilisateur a laissé une empreinte digitale clairement visible.
  • La figure 14 montre, avec le même grandissement que la figure 13, la surface 8 d'une tôle d'un acier inoxydable de type AISI 304 ayant subi un recuit brillant, sur lequel un utilisateur a également laissé une empreinte digitale visible, bien que cette surface 8 présente une gravure conforme à celle représentée sur les figures 3 et 4. Il est donc clair que n'importe quel type de gravure de la surface de la tôle d'acier inoxydable n'est pas apte à résoudre le problème de l'atténuation de la visibilité des traces de doigt de façon satisfaisante.
  • La figure 15 montre, avec le même grandissement que la figure 13, la surface 9 d'une tôle acier inoxydable du même type que celle de la figure 13 et observée dans les mêmes conditions d'éclairage, dont la surface est gravée conformément à la présente invention (il s'agit du type de gravure de la figure 12) et sur laquelle un utilisateur a également posé son doigt. Ici, cette trace de doigt n'est pas visible en tant que telle, et ne se manifeste que par la présence d'une zone un peu plus sombre, signe d'une réflexion de la lumière légèrement moindre que sur le restant de la surface de la tôle. L'aspect esthétique de la surface 9, notamment sa brillance, n'est donc pas sensiblement modifié pour un observateur qui la regarde à une distance habituelle.
  • Il est préférable que les flancs des stries 5 ne soient pas rectilignes, mais présentent une surface incurvée et/ou, mieux, des aspérités. De cette façon, la diffusion de la lumière sortant des stries 5 est plus aléatoire, et cela accentue l'effet recherché d'atténuation de la visibilité des traces de doigt.
  • L'invention peut s'appliquer à tous les types d'aciers inoxydables, quelle que soit leur microstructure. Elle est particulièrement intéressante à utiliser pour les aciers qui subissent un recuit brillant, et sur lesquels les traces de doigt sont les plus visibles. Mais des aciers traités par un recuit classique, et pour lesquels une brillance de la surface est également obtenue, peuvent aussi bénéficier avantageusement de l'invention.

Claims (7)

  1. Objet laminé en acier inoxydable, dont la surface présente un motif, caractérisé en ce que ledit motif est un un motif en relief et en creux comportant une juxtaposition aléatoire d'au moins deux espèces de polygones (4), chacun desdits polygones (4) ayant au moins trois côtés, présentant une surface comprise entre 1 et 9 mm2, une différence entre sa plus petite et sa plus grande dimension comprise entre 0,5 et 3 mm, chaque polygone (4) étant constitué de stries (5) rectilignes sensiblement parallèles, s'écartant chacune de ± 15° par rapport à l'orientation moyenne des stries, de 5 à 30 µm de profondeur séparées par des lignes de crête (6), et dont les axes sont distants de 0,1 à 0,3 mm, et dont une analyse spectrale par transformée de Fourier, réalisée sur un carré d'au moins 100 mm2, montre qu'elle présente une isotropie d'au moins 40% entre la direction de laminage et la direction travers, et dont parmi les trois principales orientations angulaires préférentielles, deux orientations angulaires préférentielles voisines sont espacées d'au moins 20° et d'au plus 60°.
  2. Objet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plan de référence de chaque polygone (4) est incliné par rapport aux plans de référence de ses polygones (4) contigus, de 1 à 10°.
  3. Objet selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'analyse spectrale de sa surface présente entre trois et huit orientations angulaires préférentielles.
  4. Objet selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les flancs desdites stries (5) présentent des surfaces incurvées et/ou comportant des aspérités.
  5. Objet selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il s'agit d'une tôle, d'une plaque ou d'une bande.
  6. Objet selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il a été réalisé par découpe et/ou mise en forme d'une tôle, d'une plaque ou d'une bande selon la revendication 5, constituant un précurseur dudit objet
  7. Procédé de fabrication d'un objet selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite surface présentant ledit motif est obtenue lors du laminage de l'objet, ou d'un précurseur dudit objet, par la pression d'un cylindre de laminage sur la surface de l'objet ou de son précurseur, ledit cylindre présentant lui-même sur sa surface un motif permettant d'obtenir ledit motif sur la surface de l'objet.
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